Bi_2Te_3/碳纳米管复合材料的制备方法

本文采用两步法制备Bi2Te3/碳纳米管复合材料。用硝酸溶液对碳纳米管进行超声纯化处理并使其表面活化;采用乙二醇作为溶剂与还原剂、Bi(NO3)3和Na2TeO3作为前驱体、乙二胺四乙酸(EDTA)作为表面活性剂,以NaOH调节溶液pH值,在200W功率下超声处理90min,得到均匀包覆于碳纳米管表面的中间产物为BixTeyOz。用NaBH4还原以上中间产物得到最终产物。用XRD、TEM、SEM等手段对反应中间及最终产物的形貌与微结构进行了表征。结果表明,Bi2Te3纳米颗粒分散连接于碳纳米管表面,所得Bi2Te3产物晶粒尺寸为12nm左右。使用表面活性剂和控制反应速率,使Bi2Te3非均匀形核被认为是将Bi2Te3包覆在碳纳米管表面的关键因素。     

LiMn2-2xLixNixO4(0≤X≤0.1)阴极材料的结构和电化学性能

采用高温固相法，合成了LiMn2-2xLixNixO4（x=0．03、0．05、0．075、0．100）试样，用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）对试样的晶体结构和形貌进行了表征，从试样的充放电性能，室温和高温下（55℃）循环性能等方面，并结合X射线吸收精细结构（X-ray absorption fine structure，XAFS）所得到的试样中MnO6八面体中键长的变化分析了锂镍协同掺杂对尖晶石结构的稳定作用。实验表明：与尖晶石LiMn2O4相比，LiMn2-2xLixNixO4试样在室温和55℃时具有良好的容量保持能力，是由于Li，Ni协同掺杂对试样的结构起了稳定作用。     

铝－镁合金退火过程中的晶粒长大与织构变化

采用ＯＤＦ织构分析方法和定量金相测量方法研究了冷轧Ａｌ—３％Ｍｇ合金材料初次再结晶后在４００℃退火时的晶粒长大及织构变化过程．实验结果表明由于织构的存在，晶粒长大动力学过程具有明显的阶段性，而这又与织构变化过程密切相关．根据晶粒长大理论模型馍拟了晶粒长大及织构变化过程，并解释了比界面能及界面迁移率的作用．     

爆轰法合成纳米石墨粉中的碳元素状态表征

纳米石墨粉具有晶粒细小、比表面积大的特点.石墨化度是重要的质量指标之一.通过对纳米石墨进行元素分析以确定碳元素的含量、X射线衍射以确定石墨化度、X射线光电子能谱分析以确定碳元素在表面的存在状态及含量,对纳米石墨中的碳原子进行了分析.结果表明纳米石墨中碳含量为90%左右,石墨化度为66%,表面碳原子以碳单质状态存在的占54%.     

熔炼-退火法制备La_(0.3)Co_(4-x)Ni_xSb_(12)材料及其热电性能

采用熔炼-退火方法制备了La、Ni共掺方钴矿热电材料La0.3Co4-xNixSb12(x=0,0.1,0.5,0.75,1)。研究发现,x≥0.75时,出现NiSb2杂相,这说明当La的填充量为0.3时,Ni的固溶度在0.5到0.75之间。经电学性能测试发现,La0.3Co4-xNixSb12呈n型。随着x值的增大,Seebeck系数绝对值总体呈下降趋势,而电导率和热导率则随着Ni的掺杂量的增加而增加。La0.3Co3.9Ni0.1Sb12功率因子和ZT值分别达到最佳:功率因子σ.α2max=3.97×10-3Wm-1K-2(520K),ZTmax=0.64(773K)。     

原位溶剂热和热压制备微纳复合n型CoSb3及热电性能

在块体材料中引入纳米组元构建微纳复合材料是热电材料研究的一个新方向. 采用原位溶剂热和热压方法制备了由纳米晶粒和微米晶粒组成的n 型CoSb₃复合材料. 以CoCl₂、SbCl₃为原料, NaBH₄为还原剂, 乙醇为溶剂, 与熔炼制备的n型CoSb₃微米级别的粉末一起放入高压反应釜中, 在250℃下反应72h得到微纳复合的粉末材料, 热压后得到微纳复合的块体材料. 性能测试结果表明, 该材料表现为典型掺杂半导体的导电特征, 具有较好的电学性能. 微纳复合结构引入大量晶界增强了声子散射, 能有效降低材料的热导率, 并且由纳米组元引起的量子效应能提高材料的Seebeck系数, 使材料的热电性能得到改善. 本工作所制备的微纳复合n型CoSb3具有较低的热导率, 在测试温度范围内, 热导率为2.0～2.3W·m^-1·K^-1. 材料的最大无量纲热电优值在600K时达到0.5.     

Te掺杂方钴矿CoSb3的溶剂热合成及电学性能

以CoCl₂, SbCl₃和Te粉为原料, NaBH₄为还原剂, 用溶剂热方法合成了Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4)纳米粉末. 研究发现, Te含量较高的样品(x≥0.2)有明显的CoTe₂等杂相存在. CoSb_3-xTe_x合成粉末的粒径大小在40nm左右, 热压后晶粒发生长大, 平均晶粒尺寸约为300nm. 电学性能测试表明Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x的导电类型为n型, Seebeck系数的绝对值随着Te含量的增加而变小, 电导率随着Te含量的增加而增大. 在测试温度范围内, CoSb_2.8Te_0.2 具有最高的功率因子, 在773K温度下达到2.3×10³W·m^-1·K^-2.     

金属锑薄膜用作锂离子电池负极的研究

采用磁控溅射方法制备金属锑薄膜,并把它作为锂离子二次电池负极进行研究。研究发现,通过磁控溅射比较容易控制条件得到符合条件的锑薄膜,并且薄膜锑有较平的吸放锂平台。另外,不同厚度对锑薄膜的吸放锂性能有较显著的影响,较薄的锑薄膜有着更好的电化学吸放锂性能,经过15 个循环后其脱锂容量仍保持在400 mAh·g-1 以上。     

金属间化合物COSb2电化学吸放锂特性的研究

采用悬浮熔炼和球磨方法制备了CoSb2合金粉末,并研究了它的电化学吸放锂性能.研究结果表明,具有marcasite结构的CoSb2 的首次可逆容量为263 mAh·g-1, 相应的体积比容量为2 130 mAh·cm-3.经过 15 个循环后,其可逆容量衰减到 123 mAh·g-1.在本实验中发现,把中间相微碳球(MCMB)加入到CoSb2 中不仅能改善其循环寿命,而且也能够明显提高其可逆容量.非原位XRD 测试的结果表明,虽然 marcasite 结构的CoSb2 本身并不能存储锂,但其结构破坏后形成的锑能与锂进行可逆的电化学反应.