铝和硅元素掺杂对LaNi5电子结构影响的研究

采用第一原理离散变分法（DVM）研究了常用元素Al和Si掺杂对稀土系贮氢合金LaNi5电子结构的影响，在计算结果的基础上进一步探讨了微观结构对合金宏观性能的影响。分析结果表明：进入八面体间隙的H原子主要与LaNi5合金中非氢化物形成元素M和Ni发生较强的相互作用．而H原子与合金中的氢化物形成元素La的相互作用很弱。同时Al和Si两种掺杂元素对LaNi5合金性能的影响基本相似。     

氢中杂质CO对LaNi5,LaNi4.7Al0.3,MlNi4.5Al0.5合金PCT特性的影响

研究了 3种贮氢合金 ,即LaNi5 ,LaNi4.7Al0 .3,MlNi4.5 Al0 .5 在纯氢 ( 99 999% )及含 0 0 1%CO气体杂质氢中毒化前后的PCT特性。对于LaNi5 ,毒化后不出现平台 ;对LaNi4.7Al0 .3及MlNi4.5 Al0 .5 合金 ,平台压升高 ,平台倾斜加剧 ,平台宽度缩小 ,饱和吸氢量减小。LaNi5 中加入少量Al后 ,可以提高其抗毒化能力。分析了PCT平台变短、倾斜的原因。     

含锡AB_5型非化学计量贮氢合金Ⅰ.合金的结构

采用X射线衍射法研究了LaNi5 .1 5 ,La(NiSn) 5 .1 4 ,La(NiSnCo) 5 .1 2 ,La(NiSnMn) 5 .1 2 ,La(NiSnCoMnAl) 5 .1 0 5种AB5 型非化学计量贮氢合金的结构。发现主物相中并未产生第二物相 ,AB5 型贮氢合金中B原子数发生正偏移时 ,晶胞体积减小 ,当B侧含有取代元素时 ,这种变化更加明显。对于非化学计量贮氢合金而言 ,少量Sn取代Ni后 ,晶胞体积大大提高。Mn ,Co和Al的加入也会影响晶胞常数。Sn ,Co ,Mn ,Al均会降低贮氢合金放氢平台压力。     

MmB5贮氢合金的结构和性能

近十年未对AB5型合金的研究表明，某些多元取代的LaNi5基合金可作为MH／Ni电池的负极材料，且具有容量大，寿命长等优点[1，2]．LaNi5虽然具有吸放氢量较大、平台氢压平整和压力滞后小等优良性能，但不耐硷腐蚀、吸氢后易粉化，其氢化物的分解氢压较高，故不能作为负板材料．以Co部分地取代Ni可有效地降低氢化物的分解氢压·混合稀土（Mm）取代La，虽容量有所下降，但从原料成本上看是有益的．本工作试图从MmB5多元合金晶体结构的研究，来探讨Mm中La和Ce的相对含量对吸放氢性能和电化学容量的影响．1实验Mllin。合金样品由金属Ni，…     

LaNi5-xAlx合金吸放氢过程的滞后现象

测定了LaNi5-xAlx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金在吸放氢过程中P-C等温线的坪台压力及热力学参数.结果表明,坪台压力与热力学参数焓变ΔH,熵变ΔS随合金中Al含量的增加而降低,吸氢及放氢过程中的坪台压力存在一定的差异,即滞后现象(用滞后系数Hf表示).Hf随温度的升高而减弱,随合金中Al含量的增加而降低.滞后现象与合金在吸放氢过程中的应力释放有关.     

MlNi5-xSnx合金贮氢性能研究

研究了富镧混合稀土贮氢合金ＭｌＮｉ５ 及加Ｓｎ 后对合金的结构、活化性能、吸氢容量和平衡氢压等性能的影响。通过Ｘ 射线衍射分析进行物相分析， 测试了２９８ ，３１３，３３３ Ｋ 温度下合金的吸、放氢ＰＣＴ曲线。结果表明，ＭｌＮｉ５ － ｘＳｎｘ 合金（ｘ＝０ ～０．４） 为六方晶体结构的单相组织。以Ｓｎ 部分取代Ｎｉ 改善了ＭｌＮｉ５ 的活化特性， 并使平台压力降低， 吸、放氢滞后减小。随着Ｓｎ 含量增加， 晶胞体积增大， 平衡氢压降低， 生成热减小， 氢化物稳定性提高。而少量的Ｓｎ 对吸氢能力降低较小， 是理想的替代元素。     

LaNi_(5-x)M_x高温氢化的歧化行为

采用X射线衍射、差热分析及电化学方法 ,研究了吸氢合金LaNi5-xMx(M =Mn ,Co,Fe,Cr,Al)在高温氢化反应时的歧化行为及其反应产物的电化学性能。LaNi5-xMx 在 2 5MPa氢压和 550℃以上保温一定时间后可发生明显的歧化反应 ,并析出纳米相镍。歧化反应的程度与加热温度、时间、第三组元M及合金的生成焓关系密切。电化学交换电流密度测定表明 ,经歧化反应得到的含纳米相镍的复相组织与原始合金组织相比具有较高的吸放氢电催化活性。     

储氢合金抗气体杂质毒化的研究进展

本文综述了氢气中的不同杂质气体对储氢合金吸放氢性能的影响。主要评价了LaNi4.7Al0.3、LaNi5、Fe-Ti、ZrCr2-xFex、Ti(Fe,Mn)等合金及它们的氢化物被CO、CO2、H2S等气体毒化的情况,并通过分析目前提升储氢合金抗毒化能力的主要方法及其使用效果,总结了合金抗毒化研究进展,为今后的发展提出了一些新思路。     

测试技术在稀土贮氢合金研究中的应用

本文较为详细地介绍了研究稀土贮氢合金性能过程中几种常用的测试技术。在贮氢合金组织结构方面，应用XRD、SEM和金相测试技术，研究贮氢合金的相结构，通过有关公式计算合金晶粒尺寸，以及反映热处理工艺前后相结构、晶粒形貌、晶界的变化情况。在贮氢合金吸放氢机理方面，通过将贮氢合金粉制作成微电极，采用恒电位阶跃、交流阻抗、循环伏安电化学测试技术，研究稀土贮氢合金电极反应的动力学性能，计算合金电极的交换电流密度、氢扩散系数及固／液界面电荷传递电阻等参数；采用PCT测试仪，研究贮氢合金的储氢量、平衡氢压等性能。在贮氢合金电化学性能方面，通过采用模拟电池测试技术，研究贮氢合金的活化、放电容量、放电平台、循环等性能。     

镁镍系储氢合金的制备研究

镁系储氢合金具有储氢量高，低成本，轻质化等优点。Mg和Mg2Ni的理论储氢量分别为7．6wt％和3．6wt％，远高于其它类储氢合金。但Mg-Ni系合金的室温下吸放氢动力学性质差，在碱性电解液中容易氧化，长期以来Mg2Ni储氢合金并未能向LaNi5型合金那样适用预Ni-MH的负极材料。近年来，对Mg2Ni型合金的性能研究表明，它的理论放电容量接近1000mAh／g，远高于当前主要商用LaNi5型合金（放电容量仅为370mAh／g）。     

混合稀土对A_2B_7型储氢合金结构和电化学性能的影响

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.83-0.5x(Pr0.1Nd0.1Sm0.1Gd0.2)xMg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1(x=0~1.66)储氢合金,并在He+Ar气氛和1 173 K下进行退火处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法,研究了混合稀土(Pr,Nd,Sm,Gd)替代La元素对合金物相结构和电化学性能的影响。合金相结构分析表明,混合稀土含量对合金组成和相结构有重要的影响,随混合稀土含量x的增加,合金中主相A2B7型(2H-Ce2Ni7型+3R-Gd2Co7型)相丰度逐渐增多,其中2H-Ce2Ni7型相丰度先增多后减少,3RGd2Co7型相丰度则逐渐增加,主相晶胞参数随x增加而减小。电化学结果表明,随混合稀土含量增加,放氢平台压逐渐升高,合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈先增大后减小的规律,其中x=0.4合金电极具有最高的电化学放电容量(389.8 mAh·g-1)和最佳的循环寿命(S100=91.30%);合金电极的高倍率放电性能(HRD)则随x的增加获得显著提高。适量的混合稀土替代量可显著改善合金电极的综合电化学性能。     

混合稀土对A2B7型储氢合金结构和电化学性能的影响

采用感应熔炼方法制备了A₂B₇型La_0.83-0.5x（Pr_0.1Nd_0.1Sm_0.1Gd_0.2）_xMg_0.17Ni_3.1Co_0.3Al_0.1（x=0~1.66）储氢合金,并在He+Ar气氛和 1 173 K下进行退火处理。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学方法,研究了混合稀土（Pr,Nd,Sm,Gd）替代La元素对合金物相结构和电化学性能的影响。合金相结构分析表明,混合稀土含量对合金组成和相结构有重要的影响,随混合稀土含量x的增加,合金中主相A₂B₇型（2H-Ce₂Ni₇型+3R-Gd₂Co₇型）相丰度逐渐增多,其中2H-Ce₂Ni₇型相丰度先增多后减少,3R-Gd₂Co₇型相丰度则逐渐增加,主相晶胞参数随x增加而减小。电化学结果表明,随混合稀土含量增加,放氢平台压逐渐升高,合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈先增大后减小的规律,其中x=0.4合金电极具有最高的电化学放电容量（389.8 mAh·g^-1）和最佳的循环寿命（S₁₀₀=91.30%）;合金电极的高倍率放电性能（HRD）则随x的增加获得显著提高。适量的混合稀土替代量可显著改善合金电极的综合电化学性能。     

氧化铝对稀土有机配合物掺杂溶胶凝胶玻璃结构及发光性能的影响

Both silica glass materials singly doped with rare earth organic complex and co-doped with Al^3 were prepared by in situ sol-gel method respectively. XRD and SEM measurements were performed to verify the non-crystalline structure of the glass. The excitation spectra, emission spectra and IR spectra were measured to analyze the influence of the glass contents on the structure of the glass and the energy level of the doped Eu(IH) ions. The effect of Al^3 on the photoluminescence properties of rare earth organic complex in silica glass was investigated. The IR spectra indicated that the in situ synthesized europium complex molecule was confined to the micropores of the host and the vibration of the ligands was frozen. When Al2O3 was doped into the silica host gel, the rare earth ions in the silica network were wrapped up and dispersed by Al2O3, so the distribution of Eu(Ⅲ) complex in the host was morehomogeneous, and the luminescence intensity of ^5D0-^7F2 transition emission of the Eu^3 ions was improved. The results showed that an appropriate amount of Al^3 added to the gel glass improved the emission intensity of the complex in the silica glass, and when the content of Al2O3 reached 4 mol%, the maximum emission intensity could be obtained compared with that of other samples containing different Al2O3 contents.     

稀土元素对R-Y-Ni系A2B7型无镁储氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用真空电弧熔炼及退火处理制备R-Y-Ni系A_2B_7型R0.3Y0.7Ni3.25Mn0.15Al0.1(R=Y,La,Pr,Ce,Nd,Gd,Sm)储氢合金,系统研究稀土元素R对合金微观组织与结构、储氢和电化学性能的影响。XRD和SEM-EDS分析表明,合金退火组织由Ce2Ni7型主相、PuNi3型及少量Ca Cu5型相组成,Ce2Ni7型主相的晶格常数a、c及晶胞体积V均随稀土R原子半径的减小而依次降低。该合金均具有明显的吸放氢平台,常温下最大吸氢容量为1.17%~1.48%(w/w),吸氢平台压Peq为0.037~0.194 MPa。电化学分析表明,退火合金电极的电化学活化性能优良,R=La合金具有最高的放电容量(389.2 mAh·g-1)和较佳的容量保持率(充放电循环100次后的S100=85.7%),其中合金微观组织的不均匀性及稀土元素的电化学腐蚀是影响电极循环稳定性的主要原因。合金电极的高倍率放电性能(电流密度为900 m A·g-1)HRD900=71.05%~86.94%,其电极反应动力学控制步骤主要由氢原子在合金体相中的扩散速率所控制。     

Mg0.9Ti0.1Ni1－xCox (x＝0.05, 0.1, 0.15, 0.2)合金的合成及电化学性能研究

采用机械合金化法合成了Mg_0.9Ti_0.1Ni_1－xCo_x (x＝0.05, 0.1, 0.15, 0.2)系列四元合金, 并对该系列合金的结构和电化学性能等方面进行了研究. 球磨100 h的该系列合金, XRD结果表明, X射线衍射峰均呈现宽化趋势, 基本呈非晶态. 充放电结果表明, 该系列合金具有较好的活化性能, 它们的循环稳定性明显好于MgNi合金, 其中Mg_0.9Ti_0.1Ni_0.8Co_0.2最大放电容量最高, 为427.5 mAh•g^－1. 在充放电循环过程中, Mg在合金表面形成了Mg(OH)₂是合金电极衰减的主要原因. 腐蚀曲线的测试结果表明, Co的添加可以提高合金电极在碱液中的抗腐蚀能力, 从而提高了电极的循环稳定性.     

Cyclic Triradicals Composed of Iminonitroxide–Gold(I) with Intramolecular Ferromagnetic Interactions

A triangular gold(iminonitroxide‐2‐ide) trimer complex ( 5 ) was prepared and investigated to determine its magnetic properties. The results showed that the metalloid triradical is highly stable, even in solution under aerated conditions. The intramolecular exchange interaction of 5 was found to be positive (J_intra/k_B≈+29 K), thus showing that 5 is in a quartet ground state. In addition, a silver sandwich complex ( 5 ‐Ag⁺‐ 5 ) was prepared and its electronic and magnetic properties were also clarified.     

尖晶石结构MFe2O4(M=Ca,Mg,Cu,Zn)纳米晶粉末的制备和磁性能

采用新型氨基凝胶自燃法成功制备出尖晶石结构MFe₂O₄（M=Ca,Mg,Cu,Zn）纳米晶粉末。对合成粉体样品的物相、形貌和磁性能进行了详细的研究。经能量色散X射线谱分析确定了合成MFe₂O₄粉末的高纯度。系统地研究了所合成的MFe₂O₄纳米晶粉末的磁性能。所有样品的磁滞回线均较窄,表明了它们具有软磁的特征。经测试得出4种铁氧体的饱和磁化强度（M_s）分别为2.1,29.3,24.1和4.2 emu·g^-1;剩余磁化强度（M_r）分别为0.2,2.3,11.4和0.2 emu·g^-1。这4种铁氧体样品的M_r/M_s值均小于0.5。对CaFe₂O₄和MgFe₂O₄两种典型铁氧体的零场冷却和场冷磁性能作了详细的研究。其中CaFe₂O₄样品的磁化强度在75 K以下有不一致的变化趋势,这是由于其发生了磁相变。     

以苯四甲酸和双(咪唑基甲基)苯为配体的三维Cd-MOF材料的合成、结构及荧光性质

选择刚性的1,2,4,5-均苯四甲酸（H₄L）为主配体,以1,3-双（1H-咪唑-1-基甲基）苯（1,3-bib）为辅助配体,在水热条件下,与过渡金属离子Cd²⁺配位合成了配合物[Cd（L）_0.5（1,3-bib）（H₂O）]·H₂O（1）。利用元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射、热重和X射线粉末衍射对其结构进行了表征,并研究了化合物的荧光性质。结果表明：配合物1属正交晶系,空间群Pbca,a=0.857 08（4）nm,b=1.912 23（10）nm,c=2.451 60（12）nm。配合物1中Cd²⁺与L^4-配体的羧基通过双齿螯合配位,通过1,3-bib连接形成三维网状结构。配合物1具有较强的荧光,其对丙酮溶剂、MnO₄^-、Hg²⁺离子有一定的荧光猝灭。     

基于苯四甲酸和双(咪唑基甲基)苯配体的三维Cd-MOF的合成、结构及荧光性质

选择刚性的1,2,4,5-均苯四甲酸(H4L)为主配体,以1,3-双(1H-咪唑-1-基甲基)苯(1,3-bib)为辅助配体,在水热条件下,与过渡金属离子Cd²⁺配位合成了配合物[Cd(L)_0.5(1,3-bib)(H₂O)]·H₂O(1)。利用元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射、热重和X射线粉末衍射对其结构进行了表征,并研究了化合物的荧光性质。结果表明:配合物1属正交晶系,空间群Pbca,a=0.85708(4)nm,b=1.91223(10)nm,c=2.45160(12)nm。配合物1中Cd²⁺与L^4-配体的羧基通过双齿螯合配位,通过1,3-bib连接形成三维网状结构。配合物1具有较强的荧光,其对丙酮溶剂、MnO^-₄、Hg²⁺离子有一定的荧光猝灭。     

Thermoelectric properties of Cu-doped n-type (Bi2Te3)0.9–(Bi2−xCuxSe3)0.1(x=0–0.2) alloys

n-Type (Bi₂Te₃)_0.9–(Bi_2−xCu_xSe₃)_0.1 (x=0–0.2) alloys with Cu substitution for Bi were prepared by spark plasma-sintering technique and their structural and thermoelectric properties were evaluated. Rietveld analysis reveals that approximate 9.0% of Bi atomic sites are occupied by Cu atoms and less than 4.0 wt% second phase Cu_2.86Te₂ precipitated in the Cu-doped parent alloys. Measurements show that an introduction of a small amount of Cu (x0.1) can reduce the lattice thermal conductivity (κ_L), and improve the electrical conductivity and Seebeck coefficient. An optimal dimensionless figure of merit (ZT) value of 0.98 is obtained for x=0.1 at 417 K, which is obviously higher than those of Cu-free Bi₂Se_0.3Te_2.7 (ZT=0.66) and Ag-doped alloys (ZT=0.86) prepared by the same technologies.