用沸石吸收微波性能表征沸石特性的研究

研究了开放体系下微波加热沸石的规律,发现脱水的沸石能有效吸收微波,自身升温很快,如脱水NaA沸石400W功率下在100s内被加热到1473K.讨论了沸石晶体结构、硅铝比、可交换离子种类对沸石吸收微波的影响.不同类型的沸石,或同一类型但硅铝比不同的沸石,或不同离子交换的同一种沸石在同一功率下具有不同的升温速率,所能达到的最高温度也不尽相同,从而表明沸石吸收微波的性能有可能用来表征沸石的微观特性.沸石在不同功率下吸收微波性能不同,功率越大,升温越快.     

透明导电氧化物MgIn2O4的研究进展

透明导电氧化物(TCO)材料由于它的特殊性质,在平板显示器和太阳能电池等方面得到了广泛的应用.MgIn2O4作为一种新型的尖晶石结构的透明导电材料,也受到了研究人员的重视,成为近年来的研究热点,常用的MgIn2O4材料制备方法包括固相合成、磁控溅射、脉冲激光沉积等,本文综合国外学者的一些研究成果,介绍了目前MgIn2O4材料的制备方法及其性能提高和应用.     

LiBPON薄膜电解质的制备及电化学性能研究

应用磁控溅射法在N2气氛中制备LiBPON薄膜电解质,研究薄膜性能与沉积条件的关系,优化其制备条件.扫描电镜图显示其表面平整均匀致密,X射线衍射及交流阻抗测试分别表明该薄膜呈非晶态,室温离子电导率随溅射功率增大而减小,随N2压力增大而增大,最高达3.5×10-6S/cm;薄膜的沉积速率随溅射功率增大而增大,随N2压力增大而减小.N的结合对电解质的电化学性能有明显改善,作为薄膜锂电池电解质有良好的应用前景.     

纳米TiO_2的电化学嵌锂研究

应用苛性钠水热法制备粒度均匀、分散性好、质子钛酸盐纳米管(直径约10～15nm).经加热烧结脱水后,该纳米管逐渐转变成具有锐钛矿相结构的纳米柱(直径约15～20nm).初步研究表明,这种具有锐钛矿相结构的纳米柱,其电化学可逆嵌/脱锂容量较高,但循环稳定性还有待改进提高.     

新型室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂-乙酰胺/乙烯脲体系的研究

制备了二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂[LiN(SO₂CF₃)₂,LiTFSI]与乙酰胺和乙烯脲形成的新型室温熔盐,分析了其热学和电化学性能.LiTFSI-乙酰胺体系的热学稳定性好,低共熔温度为-62.18℃.电化学测试表明,LiTFSI-乙酰胺体系的电导率较高,n(LiTFSI):n(Acetamide)=1:6.5样品的室温电导率为1.08×10^-3S/cm,60℃时电导率为5.35×10^-3S/cm;摩尔比为1:4.0样品的电化学稳定电位窗为3V左右.     

基于低分散激光剥蚀系统-电感耦合等离子体飞行时间质谱的快速元素成像

微量元素在生物体内含量很低,但发挥着重要的作用。因此,生物体内微量元素原位成像具有重要的意义。本文建立了基于低分散激光剥蚀系统-电感耦合等离子体飞行时间质谱（LA-ICP-TOFMS）的快速生物元素成像方法,采用点扫描模式,得到了尾静脉注射银纳米颗粒的小鼠肾脏切片中19种元素成像图,成像分辨率为20 μm,成像速度为每秒40个像素点,与常规LA-ICP-MS成像速度相比提高了约10倍。成像结果表明,不同元素在小鼠肾脏各分区中具有不同的分布模式。建立的LA-ICP-TOFMS成像方法为原位研究生物体内元素提供了直观可靠的手段,有望在生物医学研究中得到更广泛的应用。     

元素掺杂碳基材料在锂硫电池中的应用

可移动电子设备、电动汽车及站式储能的蓬勃发展对具有高能量密度和长循环寿命的储能体系的开发提出了迫切需求。锂硫电池由于活性物质硫成本低廉并具有高理论能量密度(2600 Wh·kg^-1),成为最具希望的下一代可充电电池。但是,硫及其放电产物导电性差以及多硫化物溶解穿梭导致的一系列严重问题制约了锂硫电池的实际应用。碳基材料通常被用作硫载体以改善正极的导电性,然而,非极性碳材料与极性多硫化物的相互作用较弱,对于多硫化物仅起到有限的物理吸附和阻挡作用,穿梭效应所导致的电池容量严重衰减问题难以得到有效改善。通过杂原子如N、S、Co、B等的掺杂可在碳材料上引入极性或化学吸附位点,大大增强了碳材料对于多硫化物的吸附能力,有效改善了电池的循环稳定性,并且由于掺杂改变了碳材料的电子结构,甚至可以提升碳材料的电子导电性,从而提高了活性物质的利用率。本文对锂硫电池中多孔碳、碳纳米管以及石墨烯等碳基材料常用的元素掺杂进行了介绍,其中包括单元素掺杂、双元素掺杂和多元素掺杂,分析了不同掺杂元素对碳基材料性能的影响,并对元素掺杂碳基材料在锂硫电池中的发展前景进行了展望。     

Comparative calculation on Li^+ solvation in common organic electrolyte solvents for lithium ion batteries

It is important for the electrolytes to maintain and enhance the lithium ion battery electrochemical performance,and solvation of Li^+is a key parameter for the property of the electrolytes.The comparative study on Li^+ solvation structures,energy,enthalpy,Gibbs free energy,infrared and Raman spectra in common organic electrolyte solvents is completed by density functional theory(DFT)method.The solvation reaction energy results suggest that the Li^+solvation priority order is propylene carbonate(PC)>ethylene carbonate(EC)>ethyl methyl carbonate(EMC)>diethyl carbonate(DEC)>tetrahydrofuran(THF)>dimethyl carbonate(DMC)>1,3-dioxolane(DOL)>dimethoxyethane(DME)to form 5sol Li^+.It is also indicated that the most innermost solvation shell compounds formations by stepwise spontaneous solvation reaction are four cyclic solvent molecules and three linear solvent molecules combining one Li^+ forming 4sol-Li^+ and 3sol-Li^+,respectively,at room temperature.Besides,the vibration peaks for C=O and C-O bonds in carbonate ester solvents-Li^+ compounds shift to lower frequency and higher frequency,respectively,when the Li^+ concentration increases in the solvation compounds.All Li-O stretching vibration peaks shift to higher frequency until forming 2solvent-Li^+ complexes,and C-H stretching also shifts to higher frequency except for nDME-Li^+ solvation compounds.The Raman spectrum is more agile to characterize C-H vibrations and IR is agile to C=O,C-O,and Li-O vibrations for Li^+solvation compounds.     

多孔坩埚温度梯度法生长Ho,Y∶CaF2晶体及其光谱性能

采用自主设计改造的温梯炉,成功生长了不同浓度Ho³⁺、Y³⁺掺杂的CaF₂及Sr_xCa_1-xF₂晶体,晶体尺寸约为ϕ15 mm×55 mm,生长周期约为6 d,能够实现7种不同浓度晶体的同步生长,并选取其中的4%(原子数分数)Ho,4%Y∶CaF₂晶体进行分析,吸收测试表明,该晶体448 nm和643 nm处吸收峰的吸收截面分别是1.13×10^-20 cm²和0.84×10^-20 cm², J-O理论分析得到了晶场强度参数Ω_t(t=2、4、6)、辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。在448 nm氙灯激发下,经计算得到该晶体在546 nm、650 nm 和752 nm处的发射截面分别为10.450×10^-21 cm²、8.737×10^-21 cm²和5.965×10^-21 cm²,测得⁵F₄和⁵F₅能级的寿命分别为33.5 μs和17.7 μs。在640 nm LD泵浦激发下,经计算得到该晶体2 031 nm处发射截面为5.375×10^-21 cm²,2 847 nm处发射截面为10.356×10^-21 cm²,测得⁵I₇和⁵I₆ 能级的寿命分别为4.37 ms 和1.85 ms。以上结果表明,多孔坩埚温梯法能够大大提高激光晶体稀土离子掺杂浓度筛选的效率,加快新型激光晶体材料的研发速度。