BaHfO_3∶Ce粉体活化能对烧结透光性影响

用正、反向共沉淀法制备了BaHfO3∶Ce粒子;用XRD、TG-DTA、SEM等测试手段对样品的物相、形貌及发光性能进行了表征;在不同升温速率条件下研究了粒子合成动力学。结果表明:由正向和反向沉淀法得到的前驱体物相变化分3个阶段,用Doyle-Ozawa和Kissinger法分别计算了各阶段的表观活化能,其平均值分别为83.41、61.70、262.11 kJ·mol-1和81.70、42.86、253.44 kJ·mol-1,计算正反向沉淀法样品的晶粒生长活化能分别为27.36 kJ·mol-1和23.07 kJ·mol-1;反向法的样品分别在530nm波长下的激发光谱和399 nm波长的发射光谱的相对发光强度优于正向法,在2 073 K真空烧结保温3 h获得具有一定透光性的BaHfO3∶Ce透明陶瓷。     

正、反向共沉淀法对Pr2Zr2O7纳米粒子表观活化能的影响

以氨水作为沉淀剂,采用正、反向共沉淀法制备Pr₂Zr₂O₇纳米粒子。利用XRD、SEM、TEM、TG-DTA等测试手段表征了样品物相及形貌;研究其制备过程中合成动力学和晶粒生长动力学,采用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算正、反向沉淀粒子在主要反应阶段的表观活化能。结果表明：反向沉淀的滴定速率为2mL·min^-1、母盐溶液初始浓度0.05mol·L^-1、反应体系温度273K、pH值11、煅烧温度为1173K,保温2h的条件下获得的样品形貌近球形、无团聚现象、一次粒径约60nm。Pr₂Zr₂O₇前驱体的分解过程分为3个阶段,正、反向粒子各阶段平均表观活化能分别为：71.2、197.8、183.2kJ·mol^-1和45.37、84.34、152.16kJ·mol^-1;晶粒生长活化能分别为19.02和11.95kJ·mol^-1,后者比前者的晶粒生长活化能降低了7.07kJ·mol^-1;反向共沉淀制备工艺优于正向共沉淀法。     

不同晶体生长活化能对SrZrO3:Ce发光性能及微观组织影响

以不同沉淀剂的反向共沉淀法制备了SrZrO_3∶Ce纳米粒子;采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)测试方法,对样品物相、形貌、发光强度及烧结致密化进行了分析,讨论了不同前驱体的热分析动力学。结果表明:用单相和复相沉淀剂制备的前驱体在1 000℃煅烧2 h分别获得分散性良好的棱柱形和近球形SrZrO_3∶Ce粒子,粒径约80和60 nm。利用Doyle-Ozawa积分法和Kissinger微分法分别求出用单相和复相沉淀剂制备的前驱体在不同反应阶段的表观活化能平均值为94.18、69.39、255.72 kJ·mol~(-1)和90.46、51.03、232.35 kJ·mol~(-1),晶体生长活化能为E_(单相)=27.97 kJ·mol~(-1)和E_(复相)=22.53 kJ·mol~(-1),后者的表观活化能和晶体生长活化能都小于前者,表明复合沉淀剂的引入降低了合成能量,提高了粒子活性,所制备样品的发光强度明显优于用单相沉淀剂制备的样品,经1 760℃真空烧结保温4 h后用复相沉淀剂制备的样品的晶粒尺寸均一并达到了致密化。     

纳米晶Y_2O_3∶Eu~(3+)的合成及其热分析动力学

以Y(NO3)3、Eu2O3、CO(NH2)2为原料,使用超声波作用下的均匀沉淀法合成了纳米晶荧光粉Y2O3∶Eu3+。利用不同升温速率的热重及差热分析研究了纳米晶Y2O3∶Eu3+的合成动力学及晶粒生长动力学。研究表明,纳米晶Y2O3∶Eu3+的前驱体分解过程可分为3个步骤,利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了各个反应阶段的表观活化能,用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数和频率因子,并给出了各个阶段的动力学方程。根据晶粒生长动力学理论计算纳米荧光粉Y2O3∶Eu3+晶粒生长活化能为17.80kJ·mol-1,表明热处理过程中纳米晶粒的长大为扩散生长机制。     

BaHfO3：Ce粉体活化能对烧结透光性影响

用正、反向共沉淀法制备了BaHfO₃：Ce粒子;用XRD、TG-DTA、SEM等测试手段对样品的物相、形貌及发光性能进行了表征;在不同升温速率条件下研究了粒子合成动力学。结果表明：由正向和反向沉淀法得到的前驱体物相变化分3个阶段,用Doyle-Ozawa和Kissinger法分别计算了各阶段的表观活化能,其平均值分别为83.41、61.70、262.11kJ·mol^-1和81.70、42.86、253.44kJ·mol^-1,计算正反向沉淀法样品的晶粒生长活化能分别为27.36kJ·mol^-1和23.07kJ·mol^-1;反向法的样品分别在530nm波长下的激发光谱和399nm波长的发射光谱的相对发光强度优于正向法,在2073K真空烧结保温3h获得具有一定透光性的BaHfO₃：Ce透明陶瓷。     

制备方法对Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物性能的影响

采用室温共沉淀、分步沉淀和共沉淀、分步沉淀水热法制备了Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物。X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、透射电镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)和热重分析技术(TG)表征结果表明:分步沉淀水热法有利于锆离子和镨离子进入CeO2晶格和提高Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物的热稳定性、氧化还原性能和储释氧性能。制备过程中未加入任何表面活性剂,1000℃焙烧4 h后,其晶粒尺寸可控制在8~15 nm,比表面积仍能保持在66 m2·g-1,释氧量维持在1713μmol[O]·g-1CeO2。     

Ce0.5Zr0.5O2固溶体的制备、晶粒增长及应用研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法,以乙醇为溶剂,制备得到形貌良好的铈锆固溶体Ce0.5Zr0.5O2,通过XRD,SEM,BET等手段进行了表征,XRD结果表明该法合成的Ce0.5Zr0.5O2具有四方晶相,无富铈或富锆相峰的出现。1000℃退火3 h后,表面积仍达25.1 m2.g-1。比表面积(SBET)和理论比表面积(SXRD)、晶粒尺寸(DXRD)和理论晶粒尺寸(SXRD)的计算比较,证明发生了颗粒团聚。根据XRD数据计算,Ce0.5Zr0.5O2的颗粒增长活化能为3.99 kJ.mol-1,较低的活化能归结为氧空位的产生。将制备的Ce0.5Zr0.5O2应用于催化碳酸二甲酯(DMC)的合成,催化效果良好。     

LiFePO4锂嵌脱动力学过程研究

采用固相法和微乳液法制备LiFePO4正极材料,制备样品分别用XRD和SEM进行表征,通过交流阻抗和充放电测试电化学性能.结果显示:微乳液法制备样品平均粒径约0.15μm,在2.5-4.0V(vs.Li/Li )范围内、15 mA·g-1电流密度下放电,首次放电容量达到163 mAh·g-1,该样品的表观Li 扩散活化能和表观电荷转移活化能计算值分别为4.95、21.4 kJ·mol-1.制备粒度小的活性物质颗粒有利于减小Li 离子脱嵌动力学限制,提高LiFePO4材料的电化学性能.     

CoTiO3微晶水热生长机理及结晶动力学研究

采用水热法以TiCl3和Co(CH3COO)2.4H2O为主要原料制备出CoTiO3微晶。利用X射线衍射、透射电子显微镜对产物进行表征,重点研究了晶体的生长规律及结晶动力学。结果表明水热条件下CoTiO3晶体的生长过程是:水热温度为220℃时,晶核首先析出并沿平面铺展;随着反应时间的延长或水热温度的升高,晶核逐渐长大形成类似六边形的片状晶粒;280℃时晶粒开始沿垂直于片层的方向逐层堆积生长,最终形成菱面体晶粒。结晶动力学研究显示:水热条件下,CoTiO3晶体成核速率及生长速率均随温度升高而增长,其成核活化能和表观生长活化能分别为89.18 kJ.mol-1和50.56 kJ.mol-1。     

二氧化硅脱除羟基的动力学研究

醇盐水解法制备的纳米二氧化硅粉体中含有大量羟基,结合差热分析,采用Doyle-Ozawa法和Kissinger法研究二氧化硅粉体脱除羟基的动力学,得到反应表观活化能为134.78kJ.mol-1;并采用Coats-Redfern法进行验证,结果为140.22 kJ.mol-1.采用SEM和XRD对样品进行检测,表明非晶态二氧化硅样品颗粒大小没有变化,晶态没有改变.     

MgH2-MoS2-PP复合材料的储氢性能

通过球磨法制备了MgH₂-MoS₂-PP（PP=热解聚苯胺,w_MOS2=w_PP=8.33%）复合材料。与纯MgH₂对比研究发现,复合材料的初始放氢温度从650 K下降到550 K,并且在573 K下,75 min内的放氢量从0.38%（w/w,下同）提高到2.36%。在423 K下,放氢后产物可在40 min内吸氢2.45%,比纯MgH₂高出2.13倍。放氢反应的活化能比纯MgH₂（101.83 kJ·mol^-1）降低了28.81 kJ·mol^-1。MgH₂-MoS₂-PP复合材料的性能提高是由于PP能够均匀地减小Mg颗粒尺寸,并提高MoS₂在体系放氢与再吸氢过程中的催化效率。     

MgH2-MoS2-PP复合材料的储氢性能

通过球磨法制备了MgH₂-MoS₂-PP（PP=热解聚苯胺,w_MoS2=w_PP=8.33%）复合材料。与纯MgH₂对比研究发现,复合材料的初始放氢温度从650 K下降到550 K,并且在573 K下,75 min内的放氢量从0.38%（w/w,下同）提高到2.36%。在423 K下,放氢后产物可在40 min内吸氢2.45%,比纯MgH₂高出2.13倍。放氢反应的活化能比纯MgH₂（101.83 kJ·mol^-1）降低了28.81 kJ·mol^-1。MgH₂-MoS₂-PP复合材料的性能提高是由于PP能够均匀地减小Mg颗粒尺寸,并提高MoS₂在体系放氢与再吸氢过程中的催化效率。     

Energetics of copper diphosphates – Cu2P2O7 and Cu3(P2O6OH)2

Differential scanning calorimetry and high temperature oxide melt solution calorimetry are used to study enthalpy of phase transition and enthalpies of formation of Cu₂P₂O₇ and Cu₃(P₂O₆OH)₂. α-Cu₂P₂O₇ is reversibly transformed to β-Cu₂P₂O₇ at 338–363 K with an enthalpy of phase transition of 0.15 ± 0.03 kJ mol⁻¹. Enthalpies of formation from oxides of α-Cu₂P₂O₇ and Cu₃(P₂O₆OH)₂ are −279.0 ± 1.4 kJ mol⁻¹ and −538.8 ± 2.7 kJ mol⁻¹, and their standard enthalpies of formation (enthalpy of formation from elements) are −2096.1 ± 4.3 kJ mol⁻¹ and −4302.7 ± 6.7 kJ mol⁻¹, respectively. The presence of hydrogen in diphosphate groups changes the geometry of Cu(II) and decreases acid–base interaction between oxide components in Cu₃(P₂O₆OH)₂, thus decreasing its thermodynamic stability.     

二维层状Ti3C2Tx-MXene@VS2用于高性能锂离子电池负极

为探索一种高性能的锂离子电池负极材料,采用酸刻蚀法制备了高导电性、高稳定性的二维层状Ti₃C₂T_x,通过溶剂热法制备了具有高理论比容量的花瓣状VS₂纳米片,再经过简单的液相混合得到了二维层状Ti₃C₂T_x-MXene@VS₂复合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和能谱分析对复合材料的形貌和结构进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电、长循环和交流阻抗谱对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明：VS₂纳米片均匀地分布在Ti₃C₂T_x的层间及表面,该复合物具有高的可逆容量(电流密度为0.1A·g^-1时,比容量为610.5mAh·g^-1)、良好的倍率性能(电流密度为2A·g^-1时,比容量为197.1mAh·g^-1)和良好的循环稳定性(电流密度为0.2 A·g^-1时,循环600圈后比容量为874.9 mAh·g^-1;电流密度为2 A·g^-1时,循环1 500圈后比容量为115.9mAh·g^-1)。     

Synthesis, heat capacity and enthalpy of formation of [Ho2(l-Glu)2(H2O)8](ClO4)4·H2O

A complex of holmium perchlorate coordinated with l-glutamic acid, [Ho₂(l-Glu)₂(H₂O)₈](ClO₄)₄·H₂O, was prepared with a purity of 98.96%. The compound was characterized by chemical, elemental and thermal analysis. Heat capacities of the compound were determined by automated adiabatic calorimetry from 78 to 370 K. The dehydration temperature is 350 K. The dehydration enthalpy and entropy are 16.34 kJ mol⁻¹ and 16.67 J K⁻¹ mol⁻¹, respectively. The standard enthalpy of formation is −6474.6 kJ mol⁻¹ from reaction calorimetry at 298.15 K.     

Kinetic analysis of the thermal stability of lithium silicates (Li4SiO4 and Li2SiO3)

The kinetics describing the thermal decomposition of Li₄SiO₄ and Li₂SiO₃ have been analysed. While Li₄SiO₄ decomposed on Li₂SiO₃ by lithium sublimation, Li₂SiO₃ was highly stable at the temperatures studied. Li₄SiO₄ began to decompose between 900 and 1000 °C. However, at 1100 °C or higher temperatures, Li₄SiO₄ melted, and the kinetic data of its decomposition varied. The activation energy of both processes was estimated according to the Arrhenius kinetic theory. The energy values obtained were −408 and −250 kJ mol⁻¹ for the solid and liquid phases, respectively. At the same time, the Li₄SiO₄ decomposition process was described mathematically as a function of a diffusion-controlled reaction into a spherical system. The activation energy for this process was estimated to be −331 kJ mol⁻¹. On the other hand, Li₂SiO₃ was not decomposed at high temperatures, but it presented a very high preferential orientation after the heat treatments.     

固相燃烧法制备去顶角八面体LiZn0.08Al0.01Mn1.91O4正极材料及其电化学性能

通过固相燃烧法快速合成了包含{111}、{100}和{110}晶面的单晶去顶角八面体形貌LiZn_0.08Al_0.01Mn_1.91O₄正极材料。结果表明,Zn-Al共掺促进了尖晶石型LiMn₂O₄材料的晶体发育和晶面择优生长,形成了单晶去顶角八面体形貌晶粒,有效抑制了Jahn-Teller效应,减缓了Mn溶解,增强了其晶体结构稳定性,显著提升了合成材料的电化学性能。LiZn_0.08Al_0.01Mn_1.91O₄在5C和10C下的首次放电比容量分别为92.6和76.5 mAh·g^-1,经过2 000次循环后的容量保持率分别为70.4%和74.8%。即使在15C高倍率下,仍有64.2 mAh·g^-1的首次放电比容量,循环800次后容量保持率达到82.2%。与LiZn_0.08Mn_1.92O₄相比,LiZn_0.08Al_0.01Mn_1.91O₄正极材料具有较大的Li+扩散系数(1.02×10^-11 cm²·s^-1)和较小的表观活化能(25.60 kJ·mol^-1),表明Zn-Al共掺和单晶形貌调控策略能够降低Li+在脱/嵌过程的能垒和增大Li+在电极材料中的扩散速率。