炭黑/活性炭复合材料的制备及其电容性能研究

商业活性炭(Commercial Activated Carbon,CAC)具有很高的比表面积和理论电容量,但由于其单一的微孔结构不利于高电流下离子的扩散和传输,因而导致CAC基电容器的倍率性能较差.实验表明,通过将富含介孔的炭黑(Carbon Black,CB)与CAC以质量比3:7混合,能够得到兼具微孔和介孔的多级...     

Ni3Al/聚酯复合材料的制备及电磁特性研究

采用高能球磨结合热处理工艺合成的金属间化合物Ni3Al粉体,与不饱和聚酯复合制备了Ni3Al/聚酯复合材料,应用微波网络S参数法测量了Ni3Al/聚酯生物复合材料的复介电常数、复磁导率及反射率等电磁性能,结果表明:Ni3Al/聚酯复合材料,在一定频率范围内具有良好的吸波性能,在1~3.25 GHz范围内其反射衰减率均小于–10 dB,该复合材料在民用电磁防护方面具有很好的应用前景。     

自组装NiO/还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容性能研究

通过水热法制备得到α-Ni(OH)₂,在甲酰胺溶剂中,通过机械振荡结合超声对其进行剥离,得到厚度约为1.1 nm的Ni(OH)₂纳米片,与氧化石墨烯(GO)悬浮液混合后,静电自组装得到Ni(OH)₂/GO,经高温热处理获得NiO/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料。同时研究了NiO/rGO的结构、形貌及其用作超级电容器电极材料的电化学性能。形貌表征显示NiO/rGO呈层-层形貌,N₂吸-脱附实验表明复合材料存在介孔结构。在KOH电解液中,1 A/g电流密度下NiO/rGO的比容量为1564 F/g,远高于初始Ni(OH)₂和单纯的NiO;组装的NiO/rGO//石墨烯水凝胶(GH)非对称超级电容器(ASC)器件,充放电电位窗口为0～1.6 V,10 A/g电流密度下经1000次充放电循环的比容量保持率达84.2%。     

石墨烯/聚吡咯/聚苯胺复合材料的制备与电容性能

超级电容器是一种绿色储能节能器件,其性能主要是由电极材料所决定的.以疏松的石墨烯(GR)为模板,先后以吡咯(Py)和苯胺(ANi)为单体,采用两步原位聚合法制备了具有"三明治"结构的石墨烯/聚吡咯/聚苯胺(GR/PPy/PANi)复合材料,探索了原料比对复合材料结构、微观形貌、电化学性能的影响.研究表明,Py和ANi分...     

沉淀转化法制备NiO及其电化学性能研究

采用沉淀转化法制备了Ni(OH)2前驱体,经300℃热处理后得到NiO粉末。用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究其电化学性能。结果表明,制备的NiO具有典型的赝电容特性。在沉淀转化温度为70℃,表面活性剂的浓度为20 mol/L条件下制备的NiO在3 mA/cm2的充放电电流密度下,其单电极比电容达383.8 F/g,电极电阻为0.25Ω,8 mA/cm2循环100次后,比电容为292.5 F/g,充放电效率为97.5%。     

基于沉淀转化法制备的纳米NiO超级电容器研究

运用沉淀转化法制备Ni(OH)2超微粉末,并通过热处理得到纳米NiO。利用TG、XRD、TEM、N2吸附、循环伏安和恒流充放电测试对样品进行了分析和表征。结果表明,实验制备的NiO粒径为10nm左右,比表面积达到186.3m2/g,并具有合适的孔径分布,NiO赝电容器的工作电压为0.35V,在电流密度为60mA/g时,其比容达到243F/g。     

P-GN/Ni复合材料的制备及其微波吸收性能研究

本文采用一步溶剂热法成功制备了磷掺杂石墨烯/Ni纳米复合材料(P-GN/Ni),并系统研究了其微纳结构和微波吸收性能。透射电镜(TEM)结果显示Ni纳米颗粒呈海胆状,并均匀地负载在半透明褶皱的磷掺杂石墨烯(P-GN)上。相比单独的海胆状Ni纳米颗粒,P-GN/Ni纳米材料表现出优异的微波吸收能力。在厚度仅为1.5 mm时,复合材料在17.3 GHz下反射损耗值(RL)达到了-34.8 dB且有效吸收带宽(RL<-10 dB)为3.7 GHz。复合材料的厚度为1.5-5.0 mm时,其有效吸收带宽为14.9 GHz(3.1-18 GHz),覆盖S波段到X波段,在微波吸收领域具有潜在的应用价值。微波吸收机制研究表明P-GN的引入,一方面利用磁损材料与电损材料的协同效应优化了阻抗匹配,另一方面极大地增加了材料的电导率和界面极化能力,提高了复合材料对电磁波的衰减能力。     

Ni/BaTiO3陶瓷复合材料的制备及其PTC效应

为获得低室温电阻率的PTC材料,以草酸为沉淀剂,采用液相包裹法制备了NiC2O4·2H2O/BaTiO3前躯体,并由其热分解制得Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料。对该复合材料的研究表明,在还原气氛下烧成的Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料具有很弱的PTC效应,但其PTC效应可通过适当的热处理工艺(600℃,空气气氛)得到有效恢复。其升阻比与室温电阻率为:(ρmax/ρmin=60)和(ρ=6.1?·cm)。     

SiO_2/NiO复合纳米颗粒的制备及表征

提出了共溶胶双水解的方法来制备SiO_2基复合纳米材料,并用氧化镍作为复合对象来制备SiO_2/NiO复合纳米颗粒。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等方法对复合纳米颗粒的形貌和结构进行了表征。测试结果表明:该方法成功制备出了SiO_2/NiO复合纳米颗粒。该复合纳米颗粒是由SiO_2与NiO两种物质构成的,其中SiO_2小球是非晶结构的,粒径为200～300 nm;NiO纳米颗粒是多晶结构的,直径在20 nm左右。每个SiO_2小球上复合的NiO纳米颗粒数目并不均一,但是复合纳米颗粒分散性比较好,几乎没有团聚现象产生。最后,对这种制备方法的合成机理进行了初步的解释。     

聚苯胺/复合钒钼酸纳米复合材料的制备与表征

采用原位氧化聚合法制备了聚苯胺/复合钒钼酸纳米复合材料,并对其进行了XRD、FT-IR、SEM表征和复阻抗谱分析。结果表明,聚苯胺以单层方式插入复合钒钼酸层间,由于层间缝隙限制以较伸展的链构相存在。随着苯胺(An)含量的增加,复合材料的电导率增大,当m(An):m(H2V10Mo2O31±y)为4:1时,复阻抗Z′小于0.2M?,Z″小于0.1M?。     

微波辅助合成纳米WO_3/TiO_2复合材料及其气敏性能

为改善WO3基敏感材料的气敏性能,采用微波回流法一次性合成了纳米WO3/TiO2复合材料,并研究TiO2掺杂量对用其制备的气敏元件气敏性能的影响。结果表明:此气敏元件对体积分数为100×10-6的NOx、二甲苯、H2S和丙酮气体具有较强的敏感性,掺杂w(TiO2)为20%的元件,对H2S和NOx的灵敏度分别为31.18和695.84;掺杂w(TiO2)为30%的元件,对二甲苯和丙酮的灵敏度分别为39.19和35.69。     

超高比表面积活性炭结构与比电容的关系

在非水电解质体系中,用恒电流充放电法测定所制活性炭电极的双电层比电容,研究了活性炭的结构对比电容的影响。结果表明,超高比表面积活性炭(SBET≥2500m2/g)比表面积为2827m2/g时,电容器比电容值高达101.6F/g,是比表面积为1384m2/g的普通活性炭电容器比电容的2.4倍。提高活性炭中2～4nm孔所占的百分率,能有效地提高电容器比电容。     

纳米复合材料NiCuZn铁氧体/SiO2的结构和磁性能

以正硅酸乙酯和硝酸盐为原料,采用sol-gel法制备了Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2O4/SiO2纳米复合材料。利用TGA/DTA,XRD,TEM和VSM,研究了热处理过程中,干凝胶的变化及样品的结构、晶粒尺寸和磁性。结果表明:由于样品中SiO2在高温下晶化,随着热处理温度的升高,样品的比饱和磁化强度和矫顽力先增大后减小。经900℃热处理后,样品中Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2O4粒径约为30nm,比饱和磁化强度Ms为50Am2·kg–1,矫顽力Hc为4.22kA·m–1。     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触. 分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试. 当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46E-5Ω·cm2. 并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流-电压曲线呈线性分布. 实验结果表明在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触.分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试.当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46×10-5Ω·cm2.并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流.电压曲线呈线性分布.实验结果表明在Al0.27 Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

改良沉淀法制备氧化镍及其电化学性能

采用改良沉淀法制备了氧化镍,并研究了其结构和电化学性能。X射线衍射(XRD)分析表明所制材料为立方晶相的氧化镍,扫描电子显微镜(SEM)观测则显示所制NiO为由薄片堆积而成的直径约为500 nm的花球。电化学性能测试表明:在5 mA条件下,由所制氧化镍制成的电容器的起始比容量为405 F/g,随着循环次数的增加,其比容量减小,到200次时稳定于365F/g(为初始容量的90%)。     

TiO_2/SrTiO_3薄膜电极制备及其光电化学性能研究

采用商用P25TiO2为原料制备纳米多孔TiO2电极,用水热法在多孔TiO2表面包覆SrTiO3。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见光谱仪对TiO2/SrTiO3薄膜电极进行表征。探讨了水热反应温度对TiO2/SrTiO3薄膜电极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电化学性能影响。结果表明:在纳米多孔TiO2电极表面生成了均匀的SrTiO3包覆层,且SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2薄膜电极相比,不同水热反应温度下制备的TiO2/SrTiO3薄膜电极组装DSSC的光电转换效率均有所提高,180℃时全光转换效率提高了24%。     

不同碳源对碳热还原法合成Li_2FeSiO_4/C电化学性能的影响

以Li2CO3为锂源、Fe2O3为铁源、Si(OCH2CH3)4为硅源、羟乙基纤维素和蔗糖分别为碳源,采用碳热还原法制备了Li2FeSiO4/C锂离子电池复合正极材料,考察了羟乙基纤维素和蔗糖分别作为碳源对合成的Li2FeSiO4/C电化学性能的影响。结果表明:当烧结温度为600℃、烧结时间为10 h时,由羟乙基纤维素作为碳源制备的Li2FeSiO4/C样品在1.5～4.7 V、0.2C和20℃时的首次放电比容量为113.6 mAh/g,20次循环后放电比容量仍保持在102.3 mAh/g。较之蔗糖碳源样品,颗粒更小、分布更均匀,其电荷转移阻抗减小了80%、锂离子扩散系数增加了20%。     

激光熔覆TiCp/NiCrBSi复合涂层的组织与摩擦学性能

应用激光表面改性方法 ,在 4 5 # 钢表面熔覆了TiCp/Ni Cr B Si C复合涂层 ,利用SEM ,TEM分析以及磨损试验 ,研究了复合涂层的组织特点和耐摩擦磨损性能及其影响规律 ,并探讨了添加稀土氧化物改善复合涂层的组织性能及稀土氧化物的作用机制。结果表明 ,TiC颗粒在熔覆层中发生部分溶解和重新析出 ;熔覆层与基体形成交互扩散区 ,在该区中发现 (Fe ,Cr) 2 3 C6碳化物 ,同时还形成大量α和γ微晶 ,局部区域存在Ni Si B Re非晶相。在凝固应力作用下 ,TiC颗粒与粘结金属界面之间存在大量的孪晶和位错。稀土氧化物对复合涂层显微硬度提高幅度不大 ,但能明显地减小复合涂层的摩擦系数 ,显著提高涂层干摩擦磨损状态下的耐磨性。TiC含量为 4 5 %～ 5 0 %时 ,熔覆层具有最佳耐磨性