NdxCoSb1化合物的快速合成及其热电性能研究

采用机械合金化和放电等离子烧结(MA-SIS)技术成功合成了NdxCo4Sb12化合物热电材料。借助于先进的结构和性能表征手段，系统研究了NdxCo4Sb12化合物成相和热电性能。实验结果表明，NdxCo4Sb12化合物中稀土Nd的最佳添加量为x=1．0。Nd1.00Co4Sb12化合物具有较高的热电性能，其中在400℃时具有最大ZT，值0．265。     

兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的制备、表征及其电化学性能研究

钯材料广泛用于氢同位素储存和分离、催化和传感等领域.传统的负载钯催化材料具有优异的乙醇和甲醇等电化学催化氧化性能.除此之外,负载钯催化材料还具有优异的甲烷催化燃烧性能.然而,很多研究显示负载钯催化材料存在很多不足,例如在工程应用过程中不稳定,纳米颗粒会发生聚集和长大,进而引起材料性能急剧下降等.不同于钯片、海绵钯粉末和负载钯催化材料,多孔钯具有三维连通的孔隙结构,可避免团聚现象的发生.同时,多孔钯还具有一些特殊的物理化学性能.研究表明,梯度孔隙结构是一种高效的电化学催化结构.因而近年来很多研究者都致力于探索具有高孔隙率和梯度孔隙结构多孔钯块材的制备方法.已有的研究包括造孔剂法和模板法等,但上述方法制得的多孔钯块材均存在比表面积低或难以获得块体材料缺点.我们研究组发展了一种制备兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的新方法.即通过以一定粒度的NaCl颗粒作为造孔剂放电等离子烧结制备PdAl合金复合块材,然后通过去离子水溶解获得多孔PdAl合金,最后经过在盐酸溶液中去合金化得到具有数十微米的宏观大孔和约10纳米的纳米孔等梯度孔隙结构的多孔钯块材.当造孔剂添加量为20 vol.%,制得了孔隙率高达88%且完整的多孔钯块材.对该多孔钯块材的力学性能进行了测试,其压缩强度为0.5 MPa.对该块材进行氮吸附测试,测试结果显示其比表面积达到54 m2/g.我们进一步对该多孔钯块材的乙醇电化学催化氧化性能进行了研究.对不同扫描速度下多孔钯块材在KOH(1 mol/L)+乙醇(0.8 mol/L)溶液中电催化活性进行分析.随着扫描速率从10 mV/s提高到50 mV/s,正扫描峰电流密度也逐渐提高,且峰电位向正电位方向移动.对峰电流密度和扫描速率的平方根进行拟合,发现它们之间存在明显的线性关系,表明该电催化氧化行为是一个受扩散控制的过程.随着溶液中乙醇浓度不断增加,正扫描方向乙醇氧化峰的峰电流呈现出先增大后减小的趋势.这是因为乙醇基和羟基在钯表面的竞争性吸附造成的.当乙醇浓度较高时,乙醇基会占据钯表面大量的活性位,从而阻碍和抑制羟基的吸附.此时,羟基在钯表面的吸附成为电氧化反应的控制因素.因此,只有选择合适的乙醇浓度,才能更好地发挥材料的电催化性能.当乙醇浓度为2 mol/L时,峰电流最大,达到120 mA/cm2,表明多孔钯块材具有优异的电催化性能,这与该材料的梯度孔隙结构、高比表面积和高孔隙率密切相关.进一步对多孔钯块材的催化稳定性进行研究.该多孔钯块材显示出了优异的催化稳定性,当经过50次循环后,乙醇氧化峰的峰电流仅下降到~110 mA/cm2.     

天然样品中锂的分离及其同位素比值的测定

以锂元素标准样品和K、Na、Ca、Mg元素标准样品的混合溶液为主要研究对象,采用阳离子交换树脂AG-50W X8(0.032~0.098 mm粒径)来分离富集L i,探索不同淋洗介质(包括盐酸、硝酸以及与甲醇、乙醇的混合)对L i分离纯化的最佳效果。在对比研究的基础上,建立了一种有效分离提纯天然样品中L i的方法。用本方法分离了水体、土壤、岩石等天然样品中的L i,并用MC-ICP-MS准确测定了L i同位素组成。研究结果表明,该方法的精度在0.1‰~1.0‰,与目前文献报道的分析方法具有相似的精度。经过流程前后单元素标准L i同位素比值(7δL i)的比较,发现化学处理过程所产生的同位素分馏约为0.3‰,化学处理的流程空白可以忽略不计。该方法测定海水7δL i值为(31.6±1.0)‰,与前人的分析结果吻合。因此,本方法可用于测定天然样品中的L i同位素组成。     

Li掺杂ZnO的电子结构与电性能的研究

采用密度泛函理论平面波超软赝势方法研究了p型Li掺杂的纤锌矿结构ZnO的能带结构、态密度和电荷分布,并分析了Li掺杂ZnO的电输运性能.结果表明,Li掺杂ZnO具有1.6eV的直接带隙,且为p型半导体,体系费米能级附近的态密度大大提高,在导带和价带中都出现了由Li电子能级形成的能带,其费米能级附近的能带主要由Li的s态、Zn的p态、Zn的d态和O的p态电子构成,且他们之间存在着强相互作用.电输运参数和电输运性能分析结果表明,Li掺杂的ZnO氧化物价带和导带中的载流子有效质量均较大;其载流子输运主要由Li的s态、Zn的p态和O的p态电子完成;Li掺杂有望改善ZnO的电输运性能.     

NdxCo4Sb12化合物的快速合成及其热电性能研究

采用机械合金化和放电等离子烧结(MA-SPS)技术成功合成了NdxCo4Sb12化合物热电材料. 借助于先进的结构和性能表征手段, 系统研究了NdxCo4Sb12化合物成相和热电性能. 实验结果表明, NdxCo4Sb12化合物中稀土Nd的最佳添加量为x=1.0. Nd1.0Co4Sb12化合物具有较高的热电性能, 其中在400 ℃时具有最大ZT值0.265.     

受主掺杂BaPbO3陶瓷的缺陷结构

采用高温平衡电导法测定高温平衡电导率随氧分压(10^－12～10⁵ Pa)的变化曲线, 阐明了受主掺杂BaPbO₃的缺陷结构, 解释了材料的导电机理. 高氧分压下, Pb离子空位缺陷占主导, 电荷补偿缺陷为空穴; 随着氧分压的下降, 材料由本征缺陷占主导向杂质缺陷占主导转变, 受主杂质成为主导缺陷, 电荷补偿缺陷为空穴; 在低氧分压下, 电荷补偿缺陷由空穴转变为氧离子空位. 受主掺杂浓度的下降, 导致高温电导率下降, 并引起本征缺陷占主导向非本征缺陷占主导的转变点向低氧分压方向移动, 同时低氧分压区域的电荷补偿缺陷由空穴转变为氧离子空位的转变点也向更低的氧分压方向移动.     

高活性锆掺杂钴催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能研究

由水热法制备了掺杂锆摩尔百分比为0，10，20，30．40，50％的钴催化剂，该系列催化剂对甲烷的低温催化燃烧显示出高活性．其中，10％Zr掺杂的催化剂活性最好，可在370℃使甲烷转化率达100％．XRD分析表明，该法制得的催化剂中的活性四氧化三钴物种是由一种晶态的碳酸钴前体分解而成，Co3O4为粒径在20～40nm之问的纳米粒子．用热重分析(TG)研究了碳酸钴前体的热分解行为．     

放电等离子烧结制备锑掺杂氧化锡陶瓷研究

<正>透明导电氧化物材料(Transparent Conductive Oxides,TCOs)由于具有高达105S·cm-1的电导率,可见光区域具有80%以上的透过率而在光电子、显示器件、太阳能电池、智能窗领域具有广泛的应用。如向In2O3中添加Sn元素(IndiumTinOxide,ITO),     

Gd3+掺杂ZnO的制备及其性能

为提高ZnO的光催化性和稳定性,扩展对光的吸收范围,以乙二胺四乙酸(H₄EDTA)为配体形成配位前驱体,通过低温热分解配位前驱体法制备了Gd³⁺掺杂ZnO复合物Zn_1-xGd_xO₂(x=0~0.1)纳米颗粒。 采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱法(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱法(FL)、紫外可见漫反射光谱法(UV-Vis DRS)、交流阻抗(EIS)以及动态光电流响应(i-t)等多种手段研究掺杂比例对氧化锌物相、表面形貌、光学性以及光电响应性等的影响。 结果表明,Gd³⁺掺杂摩尔分数低于3%时,产物为单相纤锌矿ZnO,提高掺杂比例(>3%)不仅使ZnO晶格萎缩,同时还出现少量Gd₂O₃第二相,且晶粒随掺杂摩尔分数的增加而降低。 Gd³⁺掺杂使ZnO能带结构发生改变,其价带、导带和带隙等各值都随着掺杂摩尔分数的增加而降低。 I-t结果表明,适量掺杂可提高ZnO的光电响应能力,其中掺杂摩尔分数1%所得ZnO的光电流密度最大(10 mA/m²)。甲基橙(MO)的光降解结果显示,Gd³⁺掺杂能提高ZnO的催光化性,其中1%掺杂对ZnO的催化性提高最大。 最后还对ZnO的催化选择性和耐酸碱性进行了简单研究。     

钴镧掺杂富锂型锰酸锂制备及其性能

应用共沉淀-高温固相法制备钴镧共掺杂富锂型Li1.1Co0.02La0.01Mn2O4材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试表明,在700~850℃的焙烧温度范围内,合成材料为单相,但随着焙烧温度升高,材料结晶度上升,粒径增大,比表面减小.该材料具有较小的极化电阻,以其作正极(800℃焙烧)组成扣式电池具有最佳电化学性能,1 C倍率50周循环充放电容量保持率达98.5%.     

Fabrication and thermoelectric properties of fine-grained TiNiSn compounds

Nearly single-phased TiNiSn half-Heusler compound thermoelectric materials were synthesized by combining mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS) in order to reduce its thermal conductivity by refining the grain sizes. Although TiNiSn compound powders were not synthesized directly via MA, dense bulk samples of TiNiSn compound were obtained by the subsequent SPS treatment. It was found that an excessive Ti addition relative to the TiNiSn stoichiometry is effective in increasing the phase purity of TiNiSn half-Heusler phase in the bulk samples, by compensating for the Ti loss caused by the oxidation of Ti powders and MA processing. The maximum power factor value obtained in the Ti-compensated sample is 1720 μW m⁻¹ K⁻² at 685 K. A relatively high ZT value of 0.32 is achieved at 785 K for the present undoped TiNiSn compound polycrystals.     

莫西沙星及其杂质的合成研究进展

莫西沙星是第四代喹诺酮类抗菌药物,具有抗菌谱广、抗菌活性强、低毒等特点,因此在临床上得到了广泛的应用。莫西沙星在生产、储存过程中容易产生杂质,为了确保临床用药安全有效,莫西沙星的杂质需要进行控制。本文主要对莫西沙星及其杂质的合成研究进展进行综述。     

丹曲林钠杂质B的合成

以5-对硝基苯胺为原料,与糠醛经重氮化反应制得5-对硝基苯基糠醛(1);1与1-氨基乙内酰脲盐酸盐经缩合、精制得丹曲林(2);2与甲醇钠成盐制得丹曲林钠(3);3在氢氧化钠水溶液中加热条件下,经开环水解制得丹曲林钠杂质B钠盐,再经盐酸酸化、精制合成了丹曲林钠杂质B,总收率16.9%,纯度99.9%,其结构经1H NMR,IR和MS(ESI)确证。     

盐酸多奈哌齐开环杂质的合成

以盐酸多奈哌齐为起始原料,与草酸二乙酯和双氧水经一锅煮法合成了多奈哌齐的开环杂质,纯度98.8%,总收率31.2%,其结构经¹H NMR和MS(ESI)确证。     

Enhanced thermoelectric properties of bismuth sulfide polycrystals prepared by mechanical alloying and spark plasma sintering

Bismuth sulfide powders were synthesized by mechanical alloying (MA) and then consolidated by spark plasma sintering (SPS) technique. In order to improve the electrical transport properties of bismuth sulfides, the carrier concentration was optimized by modifying chemical composition of sulfur through producing sulfur vacancies, and the carrier mobility was enhanced by a two-step SPS as a hot-forging process through increasing grain orientation. The electrical resistivity of bismuth sulfides was reduced to 10⁻⁴ from 10⁻² Ω m by optimizing sulfur content, and further lowered by hot-forging, whereby the power factor was significantly increased from 91 to 254 μW/mK². The hot-forged Bi₂S_2.90 sample showed the highest ZT=0.11 (at 523 K), which is higher than the reported value. The present work revealed that bismuth sulfide compounds as a promising candidate of thermoelectric materials can be synthesized by a simple process.     

Impact of densification on microstructure and transport properties of CaFe5O7

Monophasic CaFe₅O₇ ceramic has been synthesized by solid state route. Its microstructural features have been studied by diffraction techniques and electron microscopy images before and after Spark Plasma Sintering (SPS) annealings. This work is completed by measurements of electrical and thermal properties. Especially, attention is focused around the structural and electronic transition at 360 K for which specific heat measurements have revealed a sharp peak. Densification by SPS techniques led to a significant improvement of electrical conductivity above 360 K.     

Diffusion and phase transformations in spark plasma synthesized and sintered Cu-V2O5 couples

Fast diffusion of Cu into V₂O₅ at 520 °C is studied in Cu-V₂O₅ diffusion couples sintered by spark plasma sintering. The impact, on the diffusion profiles, of phase transformations and of variations of the diffusion coefficient with Cu concentration is discussed. From the pure Cu source, two phases are observed to spread, leading to a “two-step-like” shape of the diffusion profiles. In the more concentrated phase (phase ε), the diffusion coefficient D of Cu is ≈3×10⁻⁸ m²/s. This is a remarkably high value, of the same order of magnitude as self-diffusion in liquid metals. In the less concentrated phase (phase β′), D is lower than in ε. This is due to the differences in the diffusion mechanisms of Cu in these two phases: two dimensional in ε and one dimensional in β′. In β′, D strongly depends on Cu concentration. This is in good agreement with computer simulations reported in the literature.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铜渣精矿中杂质含量

采用电感耦合等离子体发射光谱法测定了铜渣精矿中砷、锑、铋、铅、锌、镁的量。其测定范围:ω(As):0.05%~0.45%,ω(Sb):0.07%~0.30%,ω(Bi):0.01%~0.20%,ω(Pb):1.00%~4.50%,ω(Zn):1.00%~4.50%,ω(Mg):0.10%~1.00%。经加标回收实验,各元素的加标回收率为92%~104%(n=3),相对标准偏差(RSD)小于5%(n=11)。方法准确快速可靠,适用于铜渣精矿中砷、锑、铋、铅、锌、镁量的同时测定.     

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定纯金中的13种杂质元素

提出了使用电感耦合等离子体质谱法同时测定纯金中银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、锡、镍、锰、铬、砷13种杂质元素的分析方法。采用王水处理样品,以铑作为内标元素,不用分离基体,以王水作为测定介质,在最佳的仪器工作条件下直接测定。铁、铜、铅、锑、铋、钯、银、镍、镁、砷、锡、锰、铬的检出限分别为:1.80,0.86,1.23,0.90,0.26,0.39,1.05,0.33,1.61,2.30,1.15,1.05,0.89ng/mL,回收率在98.6%～102.8%,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.0%～3.0%。方法具有灵敏度高、检出限低、干扰少、不用分离基体、分析速度快、能够进行多元素同时分析等特点,特别适合于生产企业的质量控制分析。