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使用化學(xué)氣相沉積法在a面藍(lán)寶石襯底上同步外延生長(zhǎng)氧化鋅(ZnO)豎直納米棒陣列和薄膜,研究了陣列和薄膜的光電化學(xué)性能。結(jié)果表明,納米結(jié)構(gòu)中的豎直單晶納米棒有六棱柱形和圓柱形,其底部ZnO薄膜使豎直納米棒互相聯(lián)通。與ZnO納米薄膜的比較表明,這種納米結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的光電化學(xué)性能,其入射光電流效率是ZnO納米薄膜的2.4倍;光能轉(zhuǎn)化效率是ZnO納米薄膜的5倍。這種納米結(jié)構(gòu)優(yōu)異的光電化學(xué)性能,可歸因于其高表面積-體積比以及其底部薄膜提供的載流子傳輸通道。本文分析了這種納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)過(guò)程,提出了協(xié)同生長(zhǎng)機(jī)理:Au液化吸收氣氛中的Zn原子生成合金,合金液滴過(guò)飽和后ZnO開(kāi)始成核,隨后在襯底表面生成了ZnO薄膜。同時(shí),還發(fā)生了Zn自催化的氣-固(VS)生長(zhǎng)和Au催化的氣-液-固(VLS)生長(zhǎng),分別生成六棱柱納米棒和圓柱形納米棒,制備出底部由薄膜連接的豎直納米棒陣列。
將4"-正戊基-4-氰基聯(lián)苯(5CB)液晶與液晶4-[反式-4-[(E)-1-丙烯基]環(huán)己基]苯腈以5∶1的比例混合,并將預(yù)處理的碳納米管分別與5CB單晶和混晶復(fù)合,測(cè)試兩種摻雜碳納米管的液晶的光電和介電性能。結(jié)果表明:碳納米管的摻入影響了液晶體系的閾值電壓和介電各向異性,其中介電各向異性的增幅最高達(dá)到4.671%,并且展曲彈性常數(shù)也有所增大;碳納米管的摻入也影響液晶體系的響應(yīng)時(shí)間和粘滯系數(shù),其中粘滯系數(shù)的降幅最高達(dá)到25.131%。實(shí)驗(yàn)還表明,混晶的介電各向異性高于單晶,且其響應(yīng)時(shí)間和粘滯系數(shù)的降幅均比5CB單晶明顯。混晶的更大優(yōu)勢(shì)是,與碳納米管復(fù)合、改善復(fù)合體系的物理參數(shù)和顯示性能。同時(shí),理論研究結(jié)果表明,碳納米管與液晶分子的結(jié)合能介于液晶分子與液晶分子、碳納米管與碳納米管之間,并且在液晶分子的誘導(dǎo)下碳納米管產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩,印證了碳納米管摻雜可提高液晶的介電各向異性、降低其響應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
用原位基體加熱反應(yīng)磁控濺射方法制備具有強(qiáng)捕光和電荷分離能力的CuO納米陣列(CuO NAs)光陰極,并改變氧分壓、基底溫度、腔體壓力以及濺射時(shí)間等參數(shù)調(diào)控其相組成、晶體形貌、晶體生長(zhǎng)取向、晶面暴露、厚度以及電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)優(yōu)化的CuO NAs光陰極,其光電流密度可達(dá)2.4 mA·cm-2。
用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了以碳五元環(huán)為結(jié)構(gòu)基元的氟化五邊形石墨烯的拉伸性能和變形破壞機(jī)制,以及氟化率對(duì)其力學(xué)參數(shù)的影響。結(jié)果表明:氟化能改變五邊形石墨烯的變形破壞機(jī)制。低氟化率的五邊形石墨烯在拉伸載荷作用下發(fā)生從碳五元環(huán)到碳多元環(huán)的轉(zhuǎn)變,而完全氟化的五邊形石墨烯沒(méi)有發(fā)生明顯的碳環(huán)轉(zhuǎn)變。隨著氟化率的提高五邊形石墨烯的楊氏模量、斷裂應(yīng)力和應(yīng)變呈先減小后增大的趨勢(shì)。低氟化率(<15%)的五邊形石墨烯,其力學(xué)性能參數(shù)均隨氟化率的提高明顯降低。完全氟化能提高五邊形石墨烯的楊氏模量(約為29.56%),并大幅度降低其斷裂應(yīng)變,而其斷裂應(yīng)力與五邊形石墨烯相當(dāng)。
在二氧化硅微球表面包覆一層酚醛樹(shù)脂并在高溫下將其轉(zhuǎn)化為碳?xì)?,然后進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)、多巴胺包覆、高溫硫化以及氫氧化鈉刻蝕,制備出碗狀C@FeS2@NC(氮摻雜碳層)復(fù)合材料。這種復(fù)合材料具有開(kāi)放性三維碗狀結(jié)構(gòu),能釋放體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力,其較大的比表面積(70.67 m2·g-1)有很多的活性點(diǎn)位。內(nèi)外雙層碳?xì)ぬ岣吡诉@種復(fù)合材料的導(dǎo)電性并提供了穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu),外層NC具有很好的保護(hù)作用。將這種復(fù)合材料用作鋰離子電池負(fù)極,在0.2 A·g-1電流密度下首圈放電比容量和充電比容量分別為954.3 mAh·g-1和847.2 mAh·g-1,對(duì)應(yīng)的首圈庫(kù)倫效率為88.78%。循環(huán)100圈后,其放電比容量穩(wěn)定在793.8 mAh·g-1。
先用直流(DC)電弧法制備TiH1.924納米粉作為前驅(qū)體,再用固-氣相反應(yīng)制備了片狀結(jié)構(gòu)的TiS3納米粉體。使用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、拉曼光譜分析和性能測(cè)試等手段對(duì)其表征,研究了TiS3納米片的結(jié)構(gòu)和將其用作負(fù)極的鋰離子電池的性能。結(jié)果表明:TiS3納米片具有特殊的片狀結(jié)構(gòu),其厚度約為35 nm。將TiS3納米片用作負(fù)極的鋰離子電池具有良好的電化學(xué)性能,在500 mA/g電流密度下循環(huán)300圈后其容量仍保持在430 mAh/g。以5 A/g的大電流密度放電其比容量為240 mAh/g,電流密度恢復(fù)到100 mA/g其放電比容量穩(wěn)定在500 mAh/g。TiS3良好的倍率性能,源于其特殊的納米片狀結(jié)構(gòu)。這種單層片狀結(jié)構(gòu),能較好地適應(yīng)電極材料在大電流密度多次放電/充電過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)變引起的體積變化,使其免于粉碎。
以吲哚為碳源、氧化鈣為模板耦合KOH活化并調(diào)節(jié)活化終溫,制備出表面摻氮的層狀分級(jí)多孔炭(HPCT),研究了其對(duì)酸性橙74的吸附性能。結(jié)果表明:隨著活化溫度的提高這種多孔炭的比表面積增大,活化終溫為900℃時(shí)制得的HPC900比表面積高達(dá)1629 m2/g。這種炭材料具有相互連接的層狀結(jié)構(gòu),且隨著活化溫度的提高炭壁層變薄。這種炭材料的表面有豐富的含氮官能團(tuán)C-NH2,隨著活化溫度的提高C-NH2的含量隨之提高。C-NH2官能團(tuán)與酸性橙74發(fā)生π-π堆積效應(yīng)或靜電相互作用,有利于提高其吸附性能。Freundlich模型能很好地描述HPCT對(duì)染料的吸附過(guò)程,在50 mg/L的平衡濃度下HPC900對(duì)廢水中酸性橙74的吸附量超過(guò)270 mg/g;擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能更好的描述HPCT對(duì)酸性橙74的吸附過(guò)程,物理吸附為控速步驟。
用醇還原法制備長(zhǎng)徑比約為800的銀納米線(AgNWs)并分散成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),用溶液流延法使用聚偏氟乙烯(PVDF)和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚氨酯(TPU)制備柔韌性PVDF/TPU復(fù)合薄膜,然后將AgNWs網(wǎng)固定在PVDF/TPU柔性薄膜的表面作為電容的極板制備出柔性薄膜電容式傳感器。用掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見(jiàn)光譜和X射線衍射(XRD)等手段表征了AgNWs的結(jié)構(gòu),使用電子強(qiáng)力拉伸儀、方塊電阻儀、三電極系統(tǒng)和LCR數(shù)字電橋檢測(cè)了柔性薄膜電容式傳感器的性能。結(jié)果表明:網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的AgNWs電容單側(cè)極板上的方阻為15.635 mΩ/sq;TPU與PVDF質(zhì)量比為2∶8的薄膜其斷裂伸長(zhǎng)率為91.2%,韌性最好,其比電容為375 μF/g;隨著傳感器彎曲角度的增大其輸出電容值隨之增大,輸出電容值與彎曲角度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,彎曲角度為180°時(shí)輸出最大電容為436 μF。
采用水熱反應(yīng)制備一維SnO2納米棒陣列并表征其物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌,研究了水熱反應(yīng)的核心工藝條件如前驅(qū)體濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)次數(shù)以及前驅(qū)體中NaCl添加劑等對(duì)納米棒陣列的生長(zhǎng)和形貌的影響。結(jié)果表明:較低的前驅(qū)體濃度有利于制備大長(zhǎng)徑比的納米棒;改變反應(yīng)時(shí)間調(diào)控納米棒的長(zhǎng)度;改變反應(yīng)溫度和次數(shù)調(diào)控納米棒的長(zhǎng)度、直徑和基底覆蓋率;在前驅(qū)體中加入NaCl,可增強(qiáng)納米棒的取向生長(zhǎng)并降低其基底覆蓋率。
用CVD法制備的碳納米管(CNTs)之間的相互吸引,將其堆疊成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、多孔及高活性等優(yōu)點(diǎn)的CNT海綿體(CNTS)。于是,硫蒸氣可在CNTs管束上形核沉積并與其緊密接觸,使正極電子的高速傳輸從而提高電池的倍率性能;用XRD、SEM、拉曼光譜等手段測(cè)試CNTS載硫前后的極片,考察了硫在CNTs表面的分布和載硫?qū)ζ浣Y(jié)構(gòu)的影響;對(duì)用極片組裝的電池進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,結(jié)果表明:在0.16 A·g-1小電流密度下放電比容量高達(dá)1250 mAh·g-1,在1.58 A·g-1大電流密度下放電比容量仍穩(wěn)定在823 mAh·g-1,表明這種鋰硫電池具有優(yōu)異的倍率性能。電池的長(zhǎng)循環(huán)測(cè)試結(jié)果表明:每圈容量衰減率為0.22%,表明這種電池還具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,衰減率較低。
以脫脂棉纖維素(Cellulose,Ce)為原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)為單體,使用酸性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽([Bmim]HSO4)為溶劑和水解催化劑對(duì)纖維素進(jìn)行水解和改性,然后對(duì)改性纖維素進(jìn)行高壓均質(zhì)處理制備出納米纖維素吸附劑(AA/AM-g-NC)。對(duì)AA/AM-g-NC的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,并以亞甲基藍(lán)為吸附質(zhì)研究了對(duì)AA/AM-g-NC的吸附性能。結(jié)果表明,離子液體輔助高壓均質(zhì)處理脫脂棉后得到纖絲交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的AA/AM-g-NC吸附劑。這種吸附劑的晶型保持了纖維素Ⅰ型結(jié)構(gòu),結(jié)晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附劑表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能團(tuán),對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附受pH值的影響且為自發(fā)放熱過(guò)程,并符合Langmuir吸附等溫式;吸附過(guò)程接近準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,由顆粒的內(nèi)擴(kuò)散和表面擴(kuò)散共同控制。
在考慮晶界和溫度效應(yīng)影響的條件下,基于分子動(dòng)力學(xué)法使用Vashishta勢(shì)函數(shù)研究多晶α-碳化硅基體在納米壓痕作用下的塑性變形機(jī)制,分析載荷位移曲線并通過(guò)識(shí)別變形結(jié)構(gòu)描述了變形區(qū)域中的原子破壞和遷移軌跡變化。在下壓過(guò)程中,因接觸載荷不斷增大在接觸區(qū)的晶粒內(nèi)產(chǎn)生無(wú)定型化相變并不斷向晶體內(nèi)部擴(kuò)展,擴(kuò)展到晶界處被阻礙住。隨著載荷的持續(xù)增大,晶界作為位錯(cuò)發(fā)射源在高應(yīng)力水平下出現(xiàn)1/2〈110〉全位錯(cuò)滑移。同時(shí),隨著溫度的升高α-碳化硅多晶的承載能力下降,特別是材料內(nèi)部出現(xiàn)塑性變形,位錯(cuò)從晶界處形核長(zhǎng)大并向晶體內(nèi)部擴(kuò)展,最后形成‘U型’位錯(cuò)環(huán)。
用溶膠凝膠法制備了Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富鋰錳基正極材料,用均勻沉淀法對(duì)其進(jìn)行不同比例Al2O3的表面包覆改性,并對(duì)其進(jìn)行XRD、TEM表征和電化學(xué)性能分析。結(jié)果表明,包覆后的材料保持了原來(lái)的層狀結(jié)構(gòu),Al2O3均勻地包覆在材料顆粒表面形成納米級(jí)包覆層。在0.1C、2.0~4.8 V條件下Al2O3包覆量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.7%的正極材料首次放電容量為251.3 mAh/g,首次庫(kù)侖效率達(dá)到76.1%,100次循環(huán)后容量保持率達(dá)92.9%。包覆Al2O3抑制了循環(huán)過(guò)程中的電壓衰減,適量的Al2O3包覆使正極材料的電化學(xué)性能提高。
以兩種糖類化合物(葡萄糖與水溶性淀粉)為碳源,以SnCl4.5H2O為錫源用一步水熱法制備了SnO2@C復(fù)合物。使用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、N2吸脫附法和透射電鏡(TEM)表征其組成和微觀結(jié)構(gòu),并采用恒電流充放電測(cè)試、循環(huán)伏安法(CV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)表征其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,糖類前驅(qū)體衍生的熱解炭和直徑為4~5 nm的SnO2納米點(diǎn)生成了穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu),炭基體的緩沖作用和材料納米化緩解了SnO2的體積膨脹效應(yīng),使材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能提高。由于葡萄糖熱解炭的有序度比淀粉熱解炭更高,這組試樣具有更好的循環(huán)性能和倍率性能,在2 A/g大電流密度下其比容量高于400 mAh/g。
以5-磺基水楊酸和戊二酸為螯合和氧化試劑,在水熱條件下將硫酸鈷氧化成納米級(jí)Co3O4。以碳納米管薄膜為載體將Co3O4顆粒緊密地附著在碳納米管上使其填充入碳納米管薄膜的空隙生成Co3O4/碳納米管復(fù)合材料薄膜(Co3O4@CNTs),并研究其儲(chǔ)鋰性能。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,Co3O4@CNTs薄膜具有較高的放電比容量和優(yōu)異的倍率性能,在0.2C倍率下初始放電比容量高達(dá)1712.5 mAh·g-1,100圈循環(huán)后放電比容量為1128.9 mAh·g-1的;在1C倍率下100圈循環(huán)后放電比容量仍然保持527.8 mAh·g-1。Co3O4@CNTs薄膜優(yōu)異的性能源于Co3O4與CNTs的協(xié)同作用。高分散性的Co3O4增大了活性材料與電解液之間的接觸面積,CNTs有助于形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提高電子電導(dǎo)率,進(jìn)而提高了Co3O4負(fù)極材料的循環(huán)性能和倍率性能。
在鈦基體電弧噴涂氮化鋯中間層,然后在其上陽(yáng)極電沉積涂覆β-PbO2催化表層,制備出Ti/ZrN/PbO2陽(yáng)極。對(duì)其進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析和表面粗糙度測(cè)試、中間層附著力評(píng)價(jià)、電極加速壽命和電化學(xué)性能測(cè)試以及電氧化苯酚模擬廢水實(shí)驗(yàn),并與無(wú)中間層的Ti/PbO2電極對(duì)比,研究了有中間層的鈦基PbO2涂層的陽(yáng)極性能。結(jié)果表明,氮化鋯中間層使陽(yáng)極材料的導(dǎo)電性提高,中間層的粗糙表面使PbO2電沉積層明顯細(xì)化,表面整平性凸顯,涂層與基體結(jié)合牢固,PbO2沉積厚度增加,活性位點(diǎn)的數(shù)量增多。有氮化鋯中間層的陽(yáng)極加速壽命顯著延長(zhǎng),比Ti/PbO2電極延長(zhǎng)了7倍,對(duì)有機(jī)污染物的電催化降解活性也有提高。
用兩步陽(yáng)極氧化法簡(jiǎn)便快捷地制備出低成本TiO2納米碗陣列。固定陽(yáng)極氧化電壓、實(shí)驗(yàn)溫度和電解液濃度等因素、改變第二次陽(yáng)極氧化時(shí)間并結(jié)合掃描電鏡等測(cè)試手段考察陣列碗狀結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程,從陣列的形成機(jī)制研究了TiO2納米碗內(nèi)TiO2阻擋層的縱向生長(zhǎng)、電解液的溶解、縱向腐蝕及橫向擴(kuò)展之間關(guān)系的變化。結(jié)果表明,當(dāng)縱向生長(zhǎng)與縱向溶解、縱向腐蝕與橫向擴(kuò)展達(dá)到平衡時(shí),TiO2碗內(nèi)納米孔消失,孔徑與碗口直徑相同。當(dāng)?shù)诙侮?yáng)極氧化時(shí)間為110 s時(shí),合成出133 nm的TiO2納米碗狀陣列。
將TiNb2O7的前驅(qū)體在不同溫度(400℃、800℃、900℃、1000℃和1100℃)煅燒,用固相合成法制備TiNb2O7負(fù)極材料并對(duì)其樣品進(jìn)行了TG-DSC、XRD和SEM表征和電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明:在900℃煅燒前驅(qū)體,銳鈦礦與Nb2O5反應(yīng)的主要產(chǎn)物為T(mén)i2Nb10O29。Ti2Nb10O29與金紅石反應(yīng)生成了TiNb2O7,生成純單斜相TiNb2O7的最佳條件為在1100℃煅燒6 h。TiNb2O7負(fù)極材料在0.2C電流密度時(shí)初始容量為278.4 mAh/g,初始庫(kù)倫效率為82.9%。TiNb2O7具有良好的倍率容量,在1C循環(huán)100次后容量保持率為89%。
通過(guò)濕化學(xué)還原在碳布(CC)表面沉積非晶Co-W-B催化活性物質(zhì),制備一種自支撐Co-W-B/碳布(Co-W-B/CC)復(fù)合電極材料。電化學(xué)研究結(jié)果表明,Co-W-B/CC材料在NaOH溶液(1 mol/L)中表現(xiàn)出良好的電解水催化性能。制備過(guò)程中[WO42-]/([WO42-]+[Co2+])比值為50%的Co-50W-B/CC樣品其催化活性最高:10 mA/cm2時(shí)的OER過(guò)電位為0.394V,OER過(guò)程的Tafel斜率為96.8 mV/dec;-10 mA/cm2時(shí)的HER過(guò)電位為0.098 V,HER過(guò)程的Tafel斜率為117.4 mV/dec。對(duì)電化學(xué)阻抗的分析結(jié)果表明,本征催化活性和電化學(xué)活性面積兩者的提高,使Co-50W-B/CC樣品在較低的電流密度下具有與貴金屬基材料相近的催化活性。
用電弧蒸發(fā)法和固相硫化法制備核殼結(jié)構(gòu)的碳約束NiS2納米材料(NiS2@C)。用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和Raman等手段對(duì)其表征的結(jié)果表明,外部碳層有較多的缺陷,厚度為4 nm,NiS2的粒徑為28 nm。作為Na-S電池正極材料的電化學(xué)性能:在電流密度為100 mA·g-1條件下NiS2@C正極材料4次循環(huán)后庫(kù)倫效率保持在90%以上,循環(huán)500次后仍有106.8 mAh·g-1的可逆比容量,具有較高的循環(huán)穩(wěn)定性。電化學(xué)阻抗分析結(jié)果表明,NiS2@C外部碳層的良好電子導(dǎo)電性和優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性加快了電極反應(yīng)并維持著界面離子遷移的動(dòng)力學(xué)平衡。
用磁控濺射在硅片上制備MoS2和Ti-MoS2薄膜,并將其在恒溫恒濕箱中在AT 30℃、RH 70%條件下存儲(chǔ)360 h。使用XRD譜、XPS譜和紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、四探針測(cè)試儀表征分析薄膜的結(jié)構(gòu)、在恒溫恒濕條件下存儲(chǔ)前后的表面化學(xué)狀態(tài)和電學(xué)性能,研究了Ti摻雜對(duì)薄膜抗氧化性和電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:Ti摻雜影響MoS2薄膜的晶體取向。隨著Ti靶電流的增大薄膜的結(jié)晶性變差,Ti靶電流為0.6A時(shí)薄膜呈無(wú)定型結(jié)構(gòu)且禁帶寬度減小、電導(dǎo)率提高;在恒溫恒濕條件下存儲(chǔ)后薄膜的部分氧化而呈MoS2與MoO3的復(fù)合狀態(tài),隨著Ti靶電流的增大IMo-O/IMo-S比提高、禁帶寬度略有增大,Ti靶電流為0.4A的Ti-MoS2薄膜其化學(xué)穩(wěn)定性較高。
以3-氨基苯酚/甲醛(AF)樹(shù)脂為軟模板、正硅酸乙酯(TEOS)為硅源、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為制孔劑,采用一鍋溶膠-凝膠法制備中空介孔二氧化硅(HMS)微球。通過(guò)改變反應(yīng)溫度對(duì)軟模板AF樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)以及TEOS的水解速率進(jìn)行調(diào)控,制備多形貌SiO2微球。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、N2吸附-脫附比表面積分析(BET)及傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等手段對(duì)制得的SiO2微球進(jìn)行表征。結(jié)果表明,隨著反應(yīng)溫度從0℃提高到100℃,制備的SiO2微球分別為實(shí)心微球、蛋黃殼空心球、單層殼空心球和破碎實(shí)心球等。其中具有蛋黃殼結(jié)構(gòu)的HMS微球具有較大的比表面積和孔體積,比表面積可達(dá)513 m2/g,孔體積達(dá)0.432 cm3/g,孔徑均勻達(dá)3.66 nm。將在30℃下制得的具有蛋黃殼結(jié)構(gòu)的HMS微球表面進(jìn)行接枝聚丙烯腈并偕胺肟化的改性制備蛋黃殼HMS接枝聚偕胺肟(HMS-g-PAO)。將HMS-g-PAO用于對(duì)水中CrⅥ的吸附,在pH = 2時(shí)HMS-g-PAO粒子對(duì)100 mg/mL的重鉻酸鉀溶液中CrⅥ有很好的吸附效果,其吸附量達(dá)140 mg/g。
用一步水熱法制備B3+摻雜Birnessite-MnO2負(fù)極材料,使用XRD,Raman,SEM,TEM,XPS和恒電流充放電等手段表征了材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。結(jié)果表明,B3+摻雜前后的MnO2都是由二維納米片組裝而成的花球,B3+離子摻雜使納米片的厚度減小,從而縮短了鋰離子和電子在材料內(nèi)部的傳輸路徑;摻雜適量的B3+離子,使Birnessite-MnO2的電荷轉(zhuǎn)移電阻顯著降低。B3+摻雜比例為9%的電極材料,具有最優(yōu)的電化學(xué)性能。在電流密度為100 mA·g-1和1000 mA·g-1的條件下,首次充電比容量分別為855.1 mAh·g-1和599 mAh·g-1,循環(huán)100次后仍然保有805 mAh·g-1和510.3 mAh·g-1的可逆比容量,容量保持率分別為94.1%和85.2%。
用層層自組裝法制備一種M-TCPP(M=Ni、Fe)薄膜,然后原位硒化制備出MSe2和氮摻雜碳的復(fù)合透明膜(MSe2@NCF),將其用作對(duì)電極并結(jié)合鈷電解質(zhì)的特點(diǎn)制備了雙面DSSC。對(duì)MSe2@NCF的形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行表征,并探討了從正面和背面輻射DSSC時(shí)電池的電荷傳輸路線和光伏性能的區(qū)別。結(jié)果表明,NiSe2@NCF具有可與Pt相媲美的催化活性,用其組裝的雙面DSSC從正面輻射和背面輻射其PCE分別為8.19%和6.02%,與用Pt電極組裝DSSC的PCE(8.46%和6.23%)接近。
使用磁過(guò)濾陰極真空電弧(FCVA)技術(shù)制備不同厚度的超薄四面體非晶碳膜(ta-C),研究了表征和測(cè)量超薄ta-C碳膜微觀結(jié)構(gòu)和性能的方法以及膜厚的影響。使用X射線衍射儀驗(yàn)證橢圓偏振光譜儀聯(lián)用分光光度計(jì)表征膜厚度的可靠性并測(cè)量了膜密度;用拉曼譜分析薄膜的內(nèi)在結(jié)構(gòu),驗(yàn)證用橢偏聯(lián)用分光光度計(jì)表征sp3 C含量的可靠性;用Stoney,s公式計(jì)算了薄膜的殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,薄膜的厚度由7.6 nm增大到33.0 nm其沉積速率變化不大,為1.7±0.1 nm/min;根據(jù)橢偏聯(lián)用分光光度計(jì)的表征結(jié)果,薄膜中sp3 C的含量逐漸減少,拓?fù)錈o(wú)序度降低,與拉曼譜的表征結(jié)果一致;厚度為7.6 nm的超薄ta-C碳膜中p3 C的含量最高;隨著厚度的增大薄膜中的殘余壓應(yīng)力從14 GPa降低到5 GPa;厚度為11.0 nm的薄膜主體層密度最大,為3070 kg/m3,致密性較好;厚度對(duì)薄ta-C碳膜表面粗糙度的影響較小。用橢偏和分光光度計(jì)測(cè)量超薄ta-C碳膜的厚度和表征顯微結(jié)構(gòu)是可行的,X射線反射法可用于測(cè)量超薄ta-C碳膜密度和表面粗糙度,但是對(duì)薄膜的質(zhì)量要求較高。
本文以磷酸鐵鋰/石墨體系26700圓柱鋰離子電池為研究對(duì)象,通過(guò)使用偽二維電化學(xué)熱模型進(jìn)行建模,分別模擬0.5
采用超音速火焰噴涂(HVOF)制備了(Fe0.5Ni0.2)61Cr9Co6Si1.5B17.5Nb5非晶涂層,探究了不同熱處理溫度和時(shí)間對(duì)非晶涂層的磨損性能和腐蝕性能的影響。利用X射線衍射儀(XRD)、同步熱分析儀(DSC)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)工作站等儀器對(duì)涂層組織結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的性能進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明:隨著熱處理溫度和時(shí)間的增加,涂層仍保持非晶態(tài),涂層孔隙率降低,涂層表面氧化磨損和剝層磨損減輕,磨痕表面更加平整;在人工海水溶液中有更寬的鈍化區(qū)間和低的鈍化電流密度(
為了進(jìn)行碳化硅(SiC)的光固化3D打印,本文提出采用表面氧化處理提升SiC漿料的光固化性能。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜等研究了SiC顆粒的氧化過(guò)程以及氧化溫度與保溫時(shí)間對(duì)氧化過(guò)程的影響;采用動(dòng)態(tài)流變儀、紫外分光光度計(jì)、數(shù)字千分尺等研究了漿料的流變性能和光固化性能。結(jié)果表明:經(jīng)表面氧化處理后的SiC顆粒紫外反射率有顯著的提高,最高為48.11%,為未氧化SiC顆粒的1.8倍;配制的漿料光固化性能有明顯的改善,曝光5 s時(shí)固化厚度最高為76 μm,為未氧化的3.6倍。隨著氧化溫度的上升以及保溫時(shí)間的延長(zhǎng),氧化層厚度持續(xù)增長(zhǎng),最高達(dá)到144.8 nm??紤]到過(guò)度氧化不利于后續(xù)SiC陶瓷的燒結(jié)成型,最終選擇使用1100 ℃保溫3.0 h的氧化SiC粉末,并以1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的KOS163為SiC漿料的分散劑,制備了固含量為45%(體積分?jǐn)?shù))的SiC漿料,成功實(shí)現(xiàn)了SiC陶瓷坯體的光固化3D打印。
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于金屬鎳鍍層的電解液及其應(yīng)用,其中,該用于金屬鎳鍍層的電解液,包括:Ni2+離子、硼酸根離子和添加劑的水溶液;其中,所述添加劑用于促進(jìn)電鍍層的剝離。
本發(fā)明提供了一種凝膠電解質(zhì)及包括該凝膠電解質(zhì)的電池,所述凝膠電解質(zhì)包括高分子聚合物,所述高分子聚合物是第一聚合單體、第二聚合單體和第三聚合單體通過(guò)聚合反應(yīng)得到的;所述第一聚合單體為多官能團(tuán)丙烯酸酯類化合物;所述第二聚合單體為多巰基硫醇類化合物;所述第三聚合單體為多面體低聚倍半硅氧烷。所述凝膠電解質(zhì)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,可提升電池的安全性能;同時(shí),以液態(tài)電解液為增塑劑可使凝膠電解質(zhì)保持優(yōu)異的電化學(xué)性能。
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