Pb掺杂BaO-Nd_2O_3-TiO_2系微波介质陶瓷及其低频测量方法的研究

初步研究了微波介质陶瓷 Ba3.75Nd9.5Ti18O54在 Pb掺杂后的显微组织及晶体结构的变化 ,并验证了用低频介电测量数据估算微波介质陶瓷材料介电性质的可行性。研究结果表明 ,掺入少量 Pb以后 ,Ba3.75Nd9.5Ti18O54 介电陶瓷的微观结构有显著变化 ,介电性能 ,尤其是相对介电常数εr有明显的提高。     

梯级孔生物质活性炭的制备及其电容特性研究

以柚子皮为原料,采用预先炭化-KOH活化工艺制备生物质活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。采用低温氮气吸附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等方法表征生物质活性炭的孔结构、表面形貌等微观结构和表面化学性质,利用恒流充放电、循环伏安、漏电流等手段探究生物质活性炭用作电极材料的电化学特性。研究表明:柚子皮经预先炭化-KOH活化处理可以制备出比表面积为1 347~2 269m~2/g,总孔容达0.642~1.283cm~3/g,中孔比例为23.83%~48.90%的高品质生物质活性炭。该生物质活性炭具有发达的比表面积、"大孔-中孔-微孔"三维贯通梯级孔结构,且表面富含羰基、酚羟基及羧基等含氧官能团,是一种比较理想的超级电容器电极材料。生物质活性炭电极材料在KOH电解液中具有优异的电容特性,在50mA/g电流密度下的比电容最高可达243F/g,5 000mA/g电流密度下的比电容仍可保持为175F/g,且具有优异的循环稳定性,循环1 000次后比电容保持率高达93.34%,漏电流仅为0.006 3mA。生物质活性炭优异的电化学特性与其发达的比表面积、"大孔-中孔-微孔"三维贯通梯级孔结构、合理的孔径分布及独特的富氧表面化学性质密切相关。     

空穴传输层NPB中掺杂Alq3制备高性能的蓝光器件

研究了在空穴传输层NPB中掺杂Alq3制备高性能的蓝光有机电致发光器件（OLED）。采用传统的材料和结构，在空穴传输层NPB中掺杂Alq3，在掺杂浓度为3％时，OLED的色坐标为（0．17，0．19）、亮度为10770cd／m^2（在13V时）和最大效率为4．1cd／A。在同等条件下，Alq3掺杂降低了开启电压，在7V时亮度达到了118．8cd／m^2。研究分析表明，OLED性能的提高是由于NPB的HOMO能级比Alq3的HOMO能级高，掺杂剂Alq3对空穴有散射作用，阻挡了部分空穴的传输，降低了空穴的迁移率；而Alq3又是很好的电子传输材料，Alq3掺杂提高了空穴和电子在发光层中的注入平衡，有利于激子的形成，从而提高了器件的性能。     

Co‐N‐Doped Mesoporous Carbon Hollow Spheres as Highly Efficient Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction

Rational design of cost‐effective, nonprecious metal‐based catalysts with desirable oxygen reduction reaction (ORR) performance is extremely important for future fuel cell commercialization, etc. Herein, a new type of ORR catalyst of Co‐N‐doped mesoporous carbon hollow sphere (Co‐N‐mC) was developed by pyrolysis from elaborately fabricated polystyrene@polydopamine‐Co precursors. The obtained catalysts with active Co sites distributed in highly graphitized mesoporous N‐doped carbon hollow spheres exhibited outstanding ORR activity with an onset potential of 0.940 V, a half‐wave potential of 0.851 V, and a small Tafel slope of 45 mV decade^?1 in 0.1 m KOH solution, which was comparable to that of the Pt/C catalyst (20%, Alfa). More importantly, they showed superior durability with little current decline (less than 4%) in the chronoamperometric evaluation over 60 000 s. These features make the Co‐N‐mC one of the best nonprecious‐metal catalysts to date for ORR in alkaline condition.     

氢氧化钾改性碳材料及其在超级电容器中的应用

改性多孔碳材料具有高比表面积和孔体积、合理的孔径分布、优良的导电性,其作为电极材料在超级电容器中的应用一直受到科研工作者们的关注。综述了近年来KOH改性法改性煤炭基碳材料、生物碳材料、碳纳米管、碳微球、石墨烯等多孔碳材料及其在超级电容器中的应用进展。     

Nitrogen Doped γ‐Graphyne: A Novel Anode for High‐Capacity Rechargeable Alkali‐Ion Batteries

High energy density is the major demand for next‐generation rechargeable batteries, while the intrinsic low alkali metal adsorption of traditional carbon–based electrode remains the main challenge. Here, the mechanochemical route is proposed to prepare nitrogen doped γ‐graphyne (NGY) and its high capacity is demonstrated in lithium (LIBs)/sodium (SIBs) ion batteries. The sample delivers large reversible Li (1037 mAh g^?1) and Na (570.4 mAh g^?1) storage capacities at 100 mA g^?1 and presents excellent rate capabilities (526 mAh g^?1 for LIBs and 180.2 mAh g^?1 for SIBs) at 5 A g^?1. The superior Li/Na storage mechanisms of NGY are revealed by its 2D morphology evolution, quantitative kinetics, and theoretical calculations. The effects on the diffusion barriers (E_b) and adsorption energies (E_ad) of Li/Na atoms in NGY are also studied and imine‐N is demonstrated to be the ideal doping format to enhance the Li/Na storage performance. Besides, the Li/Na adsorption routes in NGY are optimized according to the experimental and the first‐principles calculation results. This work provides a facile way to fabricate high capacity electrodes in LIBs/SIBs, which is also instructive for the design of other heteroatomic doped electrodes.     

CeO2基固溶体对Mg2Ni合金储氢动力学性能的影响研究

采用水热法合成纳米Ce_1-x(Eu_0.5La_0.5)_xO₂及Ce_1-x(Fe_0.5La_0.5)_xO₂固溶体, 通过结构及光谱性能分析表征了掺杂效应。与纯CeO₂--相比, CeO₂基固溶体的晶胞参数变大, 紫外漫反射的吸收边发生移动, 拉曼光谱的F_2g特征振动峰向低波数方向移动。将掺杂固溶体作为添加剂与Mg₂Ni合金混合进行球磨处理, 对得到的复合材料进行结构及储氢动力学表征。XRD结果表明, 复合材料的纳米晶比例升高。储氢动力学测试结果表明, 固溶体添加剂使材料表面反应的可逆程度得到优化, Mg₂Ni合金体内的氢原子扩散速率及氢扩散系数也得到了提高。     

稀土钨电极材料的研究

钍钨电极具有放射性,其生产和使用过程中污染环境危害人类身体健康,因此需要新型电极产品加以替代,稀土钨电极焊接性能优良一直作为钍钨电极的替代产品而倍受关注,回顾课题组在稀土钨电极的研究历程,经过对单元稀土钨电极、二元复合稀土钨电极、三元复合稀土钨电极的研究,目前通过与北京钨钼材料厂合作,共同突破了多元复合稀土钨电极的工业化生产技术,实现了该类电极批量生产。     

Fe^3＋／Ce^3＋掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的纯纳米TiO2和掺杂Fe^3＋和Ce^3＋的纳米TiO2。样品的X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征说明：在相同的制备条件下，掺杂可以减小粒子粒径，掺Fe^3＋和Ce^3＋可以抑制晶相转变。光催化降解NO2的结果表明，在相同的制备方法和掺杂量的条件下合成的光催化剂对亚硝酸盐的降解率由高到低的顺序为：掺铁TiO2〉掺铈TiO2〉TiO2。     

钯－钼酸铵－丁基罗丹明B显色反应体系的研究

本文提出了一种新的光度测定论的方法。该方法基于在聚乙烯醇（ＰＶＡ）存在下,钯与钼酸盐和丁基罗丹明Ｂ（ＢＲＢ）反应形成离子缔合物。缔合物的最大吸收位于５８０ｎｍ,摩尔吸光系数ε为３．１４×１０￣５Ｌ·ｍｏｌ￣（－１）·ｃｍ￣（－１）,钯量在０～４ｕｇ／２５ｍｌ范围内服从比尔定律。缔合物中ｐｄ：ＢＲＢ＝１：４,体系至少可稳定１０ｈ,测定钯的适宜条件是：Ｃ＿（ＨＣＯ４）＝１．６ｍｏｌ／Ｌ,Ｃ＿（ＢＲＢ）＝３．８×１０￣（－５）ｍｏｌ／Ｌ,ＰＶＡ０．０８％。考察了３０多种共存离子的影响。本法用于碳基和铝基催化剂中