固体电解质Li9-nxMn+xN2Cl3(M=Na、Mg、Al)的合成及表征

高温固相反应合成了固体电解质Ｌｉ９－ｎｘＭ＾ｎ＋ｘＮ２Ｃｌ３（Ｍ＝Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ）。利用粉末Ｘ射线衍射测定样品结构,测定了离子电导率,分解电压和电子电导。得出掺杂可以提高快离子快离子导体材料Ｌｉ９Ｎ２Ｃｌ３中的Ｌｉ＾＋离子可以很大程度的提高其电导率。     

纳米Al2O3掺杂对Ce0.8Y0.2O2-δ晶界离子电导的影响

纳米Al2O3掺杂对Ce0.8Y0.2O2-δ晶界离子电导的影响;固体电解质;晶界离子电导率     

AaZrO3基质固体电解质的水热合成与表征

利用水热晶化法制备了ＢａＺｒＯ３纯相和ＢａＺｒ１－ｘＭｘＯ３－ａ（Ｍ＝Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ；ｘ≤０．２０）体系固体电解质通过ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＩＲ，＾２７ＡｌＭＡＳＮＭＲ和化学分析，对产物的物相，粒度和掺杂质进入晶格的数量进行了表征。     

Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3基固体复合电解质的制备及锂离子导电行为

将聚氧化乙烯(PEO)和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)混合(固定EO/Li摩尔比为13)后, 采用溶液浇注法制备了一系列不同Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃(LAGP)与PEO质量比的LAGP-PEO(LiTFSI)固体复合电解质体系. 结合电化学阻抗法、 表面形貌表征以及与惰性陶瓷填料(SiO₂, Al₂O₃) 性能的对比分析, 探讨了LAGP在固体复合电解质中的作用机理以及锂离子的导电行为. 结果表明, 在以LAGP为主相的固体复合电解质中, PEO主要处于无定形态, 整个体系主要为PEO与LiTFSI的络合相、 LAGP与PEO(LiTFSI)相互作用形成的过渡相和LAGP晶相. 其中LAGP作为主要的导电基体不仅起到降低PEO结晶度、 改善两相导电界面的作用; 同时自身也可以作为离子传输的通道, 降低锂离子迁移的活化能, 从而使离子电导率得到提高. 当LAGP与PEO的质量比为6:4时, 固体复合电解质的成膜性能最好, 离子电导率最高, 在30 ℃时为2.57×10^-5 S/cm, 接近LAGP的水平, 电化学稳定窗口超过5 V.     

TiO2 *nH2 O凝胶预处理对水热合成SrTiO3 粉的影响

以TiCl4为钛源, 首先制备TiO2 * nH2O凝胶, 然后在80℃的水热条件下制备了SrTiO3粉.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(FTIR)研究了TiO2 * nH2O凝胶水洗方式、阴离子(Cl-和NO3-)以及TiO2 * nH2O热处理对SrTiO3粉性能的影响.结果表明, 水洗和热处理都能使TiO2 * nH2O凝胶产生晶化; TiO2 * nH2O的晶化程度对产物SrTiO3颗粒的粒度和粒度分布有很大影响,以非晶质TiO2 * nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度大且粒度分布宽.以结晶TiO2 * nH2O为钛源制备的SrTiO3颗粒粒度小且粒度分布窄,而且可以得到纳米颗粒.水热反应液相中存在Cl-或NO3-能使产物SrTiO3颗粒粒度稍有增大.综合以上结果, TiO2 * nH2O凝胶水洗对产物颗粒的影响主要是由于使凝胶产生了晶化,而由阴离子脱除产生的影响很小.因此,在不考虑阴离子对其它工程化影响(如设备腐蚀等)的前提下,可采用热处理代替水洗.     

ZrO2-10% Dy2O3纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究

以湿化学法制得Zr(OH)4和Dy(OH)3的共沉淀为前驱体, 在碱性介质(pH=7.60～13.89)中用水热法合成了ZrO2-10% Dy2O3(摩尔分数)立方相纳米晶. 研究发现, 纳米晶粒径随着反应介质pH值的增大而增大;同时纳米晶粒径随着水热反应介质温度的升高而增大. 将ZrO2-10% Dy2O3纳米晶在1400 ℃下烧结制得了致密的固体电解质陶瓷样品, 比通常高温固相反应法采用的烧结温度(＞1550 ℃)降低了150 ℃以上. 还用交流阻抗谱法及氧浓差电池法研究了ZrO2-10% Dy2O3陶瓷样品在600～1000 ℃下的离子导电特性. 结果表明, 该陶瓷样品在600～1000 ℃下氧离子迁移数为1, 氧离子电导率的最大值为2.2×10-2 S·cm-1, 是一个优良的氧离子导体.     

LiAgSO4-Al2O3复合电解质的导电性研究

研究了分散第二相α－Ａｌ２Ｏ３对ＬｉＡｇＳＯ４的离子导电性的影响，发现ＬｉＡｇＳＯ４－Ａｌ２Ｏ３的电导率随ａ－Ａｌ２Ｏ３含量的增加而升高，在３００－５００℃间电导率高于纯ＬｉＡｇＳＯ４，ａ－Ａｌ２Ｏ３含量摩尔比约为４０时最高。ＴＧ－ＤＴＡ和ＸＲＤ分析表明，在高温稳定的体立心ＬｉＡｇＳＯ４降温后以Ａｇ２ＳＯ４的正交β相形式存在，但在Ｈ２Ｏ存在下，生成Ｌｉ２ＳＯ４．Ｈ２Ｏ和Ａｇ２ＳＯ４．ＦＴ－ＩＲ分析     

BaZrO3基质固体电解质的水热合成与表征

利用水热晶化法制备了BaZrO₃纯相和BaZr_1-xM_xO_3-α(M=Al,Ga,In;x≤0.20)体系固体电解质,通过XRD、SEM、IR、²⁷AlMASNMR和化学分析,对产物的物相、粒度和掺杂质进入晶格的数量进行了表征。结果表明,产物为立方钙钛矿结构,粒度为3～5μm,在0≤x≤0.20范围内,产物的金属离子比与投料比基本一致。     

Al2O3掺杂对CeO2基固体电解质性能的影响

利用四探针电阻测量法、 SEM等手段研究了CeO2基固体电解质材料中掺杂Al2O3后的性能变化. 实验发现, 加入的Al2O3分布在晶界处, 将会导致裂纹偏转, 可以显著增加CeO2基材料的强度, 最大弯曲强度对应的Al2O3添加剂量为3 mol%. 另外, 掺杂Al2O3后由于热膨胀系数的差异, 在CeO2中引入压缩性应力, 可以抑制裂纹的进一步扩展. 加入Al2O3还具有显著的促进烧结作用, 但使电导率降低.     

不同添加物和制备方式对Al2O3热稳定性的影响

通过水溶液成胶和丙三醇络事助成胶制备了不同的结构的γ－Ａｌ２Ｏ３,研究了Ｌａ,Ｓｉ,Ｂａ以及Ｌａ,Ｓｉ和Ｌａ,Ｂａ双组分改性对它们结构热稳定的作用,讨论了改性元素的引入方式及硅铝比的影响。结果表明,丙三醇络合助成胶能明显提高Ａｌ２Ｏ３的比表面积和孔径,并能显著改善Ａｌ２Ｏ３的热稳定性。     

微波辅助溶剂热合成In-Si共改性TiO2的增强光催化性能

利用微波辅助溶剂热法合成了In-Si 共改性的TiO₂ 光催化剂. 粉末X 射线衍射（XRD）、激光拉曼（Raman）光谱、N₂吸脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、光致发光（PL）光谱和紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）等实验表明,尽管掺杂和改性后TiO₂结晶度略有降低,但不影响光催化剂锐钛相的形成. Si 掺杂入TiO₂晶格使颗粒变小,比表面积变大. In 不能进入TiO₂晶格,在TiO₂表面形成了In₂O₃. 罗丹明B（RhB）降解实验显示,In-Si 共改性TiO₂表现出很高的紫外和可见光催化活性,Si：In：Ti 的摩尔比为0.03：0.02：1 的样品（IST-2）光催化活性最高,紫外光下3 min 即可将RhB降解完全,可见光下120 min RhB降解率为97%,这是由材料的高表面积,In₂O₃-TiO₂复合半导体之间高效电荷转移及染料敏化等共同作用所致. 对于苯酚,光催化降解则相对缓慢,700 min内尚不能降解完全.     

均分散胶体的研究 I. 钇化合物均分散胶体的形成

已制备了球形、尺寸分布很窄的粒子组成的YOHCO_3·H_2O及Y_2O_3均分散胶体。用电子显微镜、红外光谱及电导率等方法对这些均分散体系的组成及形成过程进行了初步探讨。     

前驱体法制备Mn_2O_3空心橄榄形结构及形貌演化

利用苹果酸还原高锰酸钾以水热合成方法制备了具有橄榄形貌的纳米结构MnCO3前驱体,通过600℃焙烧MnCO3前驱体得到橄榄形Mn2O3.以扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)等方法对产物的形貌和结构进行了表征.考察了MnCO3前驱体微观形貌随水热反应时间的演变:当水热反应时间为2h时得到具有橄榄形形貌的MnCO3前驱体,空心结构的壁比较厚;当水热反应时间延长到6h时得到的MnCO3前驱体仍然具有橄榄形形貌,壁变薄;当反应时间延长到24h时得到的MnCO3前驱体仍然具有橄榄形形貌,并且壁非常薄.我们推测在Ostwald熟化机理作用下,空心橄榄形MnCO3前驱体随着反应时间的延长其壁逐渐由160nm演化为30nm.     

不同结构Cu_2O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

利用均相反应器,在没有添加剂的条件下合成了具有多孔结构的Cu2O微球.考察了合成时间以及反应器旋转速度对Cu2O微球结构的影响.通过增加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量,使得Cu2O从多孔微球转变为立方体孪晶,最终形成十四面体孪晶结构.同时,将不同结构的Cu2O多晶应用于催化高氯酸铵(AP)的热分解,结果表明:多孔Cu2O微球较其它结构的Cu2O对AP的热分解具有更高的催化活性,使得AP的低温分解温度降低了37.4°C,而AP在低温阶段的分解量也由8.7%增加至49.0%.     

MnO_2/NiCo_2O_4的静电自组装合成及其电化学性能

通过带负电荷的MnO2纳米片与带正电荷的Co-Ni层状双氢氧化物(LDHs)纳米片的静电自组装外加后续热处理合成了异质层状结构的MnO2/NiCo2O4复合物.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、原子吸收光谱(AAS)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗技术对其电化学性能进行了测试.研究结果表明,该方法制得的异质复合物具有多孔层状堆垛结构,这种特殊的结构不仅增大了电解液离子的接触面积,而且还为其嵌入-脱出提供了有效途径.该复合物在1 A·g-1电流密度时,-0.6-0.45 V电位窗口内的比电容达482 F·g-1,优于纯组分MnO2和NiCo2O4的电容性能.     

ZrO2表面B2O3的分散及其作用状态

用XPS、FT IR和FT Raman等技术研究了ZrO2表面B2O3的分散及其作用状态,测定了B2O3在ZrO2表面的分散阈值.结果表明：B2O3在ZrO2表面可以三配位BO3和四配位BO4结构单元存在;载体ZrO2的预焙烧温度和硼含量对B2O3的分散及作用状态有较大影响,并改变BO3与BO4结构单元之间的比例.实验测得B2O3在ZrO2载体上的单层分散阈值为0.05 gB2O3/gZrO2（或B2O3的质量分数w=4.76％）,处在此单层中的硼原子以BO4为结构单元直接与ZrO2表面相作用.只有当B2O3的负载量超过此（单层）分散阈值时, BO3结构单元才会形成.     

CH2(X 3B1)自由基与N2O反应的研究

The reaction dynamics of methylene radical CH2(X3B1) with N2O was investigated by Time-Resolved Fourier Transform Infrared Spectroscopy(TR-FTIRS). Pure CH2(X3B1) radicalwas produced via laser photolysis of ketene at 351 nm. Nascent viabrationally excited products CO, NO and HCN were observed. Some reaction pathways which may lead to these products were proposed and a possible reaction mechanism was outlined.     

超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了中空短棒状纳米Fe2O3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合为单金属氧化基超级铝热剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征.并运用差示扫描量热法(DSC)对比研究了超级铝热剂Al/Fe2O3、Al粉和纳米Fe2O3对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响.结果表明:超级铝热剂的加入改变了RDX的热分解过程,并加剧了RDX的二次气相反应;随着超级铝热剂含量的增加,RDX的分解峰峰形发生了明显的改变;Al/Fe2O3、Al粉和Fe2O3对RDX热分解的作用主要表现为二次分解峰逐渐明显且峰温降低.     

含O2高温高压CO2环境中3Cr钢腐蚀产物膜特征

采用高温高压反应釜分别开展3Cr钢在CO2和O2共存、单独CO2和单独O2三种气体条件下的腐蚀实验,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)和电化学方法研究了3Cr钢在高温高压含有O2的CO2环境中的腐蚀产物膜特征.结果表明,在含有O2的CO2的条件下,3Cr钢表面腐蚀产物膜疏松多孔,主要成分为FeCO3、Fe3O4和Fe2O3,腐蚀产物中未见明显Cr元素富集,3Cr钢表现出点蚀的腐蚀形态.3Cr钢在高温高压含O2的CO2腐蚀条件下内外膜层电阻(Rf1、Rf2)和电荷传递电阻Rt均比仅含有CO2腐蚀环境的低,双电层电容(Cdl)和内外膜层电容(Cf1、Cf2)均比仅含有CO2腐蚀环境的高.含有O2的CO2条件下,其保护性显著低于单一CO2条件下形成的腐蚀产物膜.提出了在含O2的CO2气体条件下,3Cr钢表面存在由多种物质组成的腐蚀产物,这导致腐蚀产物疏松多孔,不会形成单一CO2条件下存在的显著提高腐蚀产物膜保护性的Cr(OH)3层,从而促进了3Cr钢的析氢腐蚀和酸性介质中的吸氧腐蚀的机理.     

系列硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛的合成和表征

以自制不对称双子季铵盐表面活性剂为模板, 在水热合成体系中控制合成系列硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛.采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)和²⁷Al魔角旋转核磁共振(²⁷Al MAS-NMR)对合成的样品进行了表征. 详细研究了晶化温度、晶化时间、结构导向剂(SDA)用量、碱度等对合成的影响和纳米薄层ZSM-5分子筛的形成过程. 结果表明: 分子筛硅铝比越高, 结构导向剂用量越大, 所需的晶化时间越短; 晶化温度越高, 晶化时间越短; 且不同硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛的形貌规整度、比表面积和介孔/微孔孔容比例随着硅铝比而变化.