锂离子电池三元正极材料电解液添加剂的研究进展

三元层状氧化物{Li[Ni_xCo_yM_z]O₂（0 < x,y,z < 1,M＝Mn,缩写NMC;M＝Al,缩写NCA）}具有能量密度高、循环性能好、价格适中等优异的综合性能,是目前锂离子电池（LIBs）中最具应用前景的一类正极材料.随着纯电动汽车（EVs）及混合电动汽车（HEVs）的快速发展,人们对LIBs的能量密度、循环寿命以及安全性要求不断提高.然而,在传统电解液体系中,三元正极材料在高电压、高温下会发生剧烈的结构变化和界面副反应,给实际应用带来巨大挑战,尤其是高镍三元材料的循环寿命和安全性.其中,开发适配的电解液添加剂是提高锂离子电池电化学性能最经济有效的方法之一.从物质本征结构出发,综述了近5年来包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代物、新型锂盐、含P、含B、含S、腈类等及其复合物作为电解液添加剂在NMC及NCA正极材料中的应用及作用机理,并进行总结与展望.     

应用半正定规划的目标方位超分辨方法

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出了一种基于半正定规划(Sdp)的常规波束(CBF)方位超分辨算法(SdpCBF).Sdp-CBF算法基于常规波束形成获得多目标方位谱数据,利用阵列响应矩阵和半正定规划技术,精确估计目标数量和波达角方向.该算法的本质是利用阵列特性和信号能量信息获得超分辨方位估计,不用进行子空间分解,通过卷积反演的方式将阵列孔径的有限效应消除,在L₂范数约束条件下重构空间谱.仿真表明,Sdp-CBF算法具有较强的噪声抑制能力,对非相干和相干信号均具有目标方位超分辨能力,在低信噪比环境下的方位分辨性能超过多重信号分类(MUSIC)等经典高分辨算法。对消声水池以及湖上实验数据的处理结果显示,Sdp-CBF算法在复杂环境中对相干信号及微弱信号具有较强的分辨能力。      

碱金属在石墨烯表面吸附，迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了3种碱金属（Li,Na,K）在石墨烯表面的吸附性质,迁移行为和电学性质。结果表明：3种碱金属在石墨烯表面的最稳定吸附位都是H位;吸附过程中电荷由碱金属原子向石墨烯片层转移。Li→Na→K,吸附能先减小再增大,吸附的强弱顺序为Li−石墨烯体系强于K −石墨烯体系和Na−石墨烯体系;体系的离子性逐渐增强;碱金属原子在石墨烯表面的迁移激活能逐渐降低,迁移行为更容易实现。     

表面活性剂对水热合成纳米ZnWO4∶Eu3+性能的影响

分别以乙二醇(EG)、丙三醇(Gly)、聚乙二醇-10000 (PEG-10000)和十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂,采用水热法制备了ZnWO4:Eu3纳米棒,通过X射线粉末衍射仪、红外光谱、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等分析表征了样品的物相结构、形貌和发光性能.结果表明:ZnWO4∶Eu3红色荧光粉均为黑钨矿纯相;不同表面活性剂存在下所得样品颗粒基本呈短棒状,但长径比不同,Gly存在下所得棒状颗粒的长径比较小,粒度分布比较均匀,而以EG、PEG-10000和SDS为表面活性剂所得样品的长径比略大,粒度分布不均匀;ZnWO4∶Eu3+荧光粉的主峰位于616 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁;添加不同的表面活性剂对荧光粉的激发峰和发射峰的强度影响很大,其强度大小顺序为:IPEG-10000 ＞ISDS＞ IEG＞IGly.     

Ho3+掺杂Sc2SiO5激光晶体生长与光谱性能研究

采用提拉法分别生长了具有高光学质量的0.5at;和1.0at;的Ho∶ Sc2SiO5(Ho∶ SSO)激光晶体.研究表明晶体空间群为C2/c,晶胞参数为a=0.99723 nm,b=0.64261 nm,c=1.16843 nm,β=103.9°.Ho3+在SSO基质中的分凝系数为0.82.Ho∶ SSO晶体在2085nm处发射截面为1.12×10-20 cm2,发射光谱呈现一个1850～2150nm的宽发射带.当粒子数反转比率β=0.25时,增益截面σg即开始出现正增益.综合评估了晶体的激光性能,表明Ho∶SSO晶体是一种有潜力的2μm波段激光介质.     

冷白光荧光粉ZnWO4∶Sm3+的制备及发光性质

采用水热法经过煅烧热处理成功制备了ZnWO4∶Sm3+白色荧光粉.通过X射线粉末衍射仪,扫描电子显微镜及荧光分光光度计对样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行了分析和表征.结果表明:在pH值为6和7下,所合成的ZnWO4∶Sm3+晶体结构与ZnWO4相似,为单斜晶系结构,样品颗粒为类球形,颗粒尺寸范围为100 ～ 220 nm.Sm3的摩尔掺杂量为0.5;时,发射峰强度达到最大值;继续增加Sm3+浓度,其发射峰强度反而减弱,出现了浓度猝灭效应.在254 nm波长激发下,ZnWO4∶Sm3+的色坐标集中在冷白光区.     

混合1范数与全变分约束下的海底目标探测

提出了一种以1范数与全变分的加权和作为正则项的方位估计算法,该算法通过1范数稀疏约束来获得高分辨能力,采用全变分约束来加强目标边缘特征并提高其内部的平滑性,在提高方位分辨率的同时,改善了对方位扩展目标估计性能。在宽带条件下对算法进行了扩展,将接收信号在频域分频后的子频带变换回时域,再在时域上使用窄带算法进行处理,这样避免了时域分段处理造成的时间分辨力的损失。结合了海底探测场景进行了仿真实验验证,结果显示,所提算法的探测结果不仅获得了方位分辨率提升,而且总平方误差小于目前常见的同类算法。因此,在对海底大型方位扩展目标的探测当中,通过在稀疏优化类方位估计方法中加入全变分约束能够保持目标的结构特征,有效提升探测性能。     

相位掩模板干涉场及其对光纤光栅损耗的影响

理论分析了紫外准分子激光相位掩模法刻写光纤布拉格光栅时相位掩模板干涉场的形式以及对比度特征,并结合干涉光场对比度与光纤光栅折射率调制度的关系,通过实验证明了随着光纤与相位掩模板距离的增加,相位掩模板形成的干涉光场对比度会越来越低,这种对比度的降低导致了光纤布拉格光栅损耗的增加。进一步的分析显示:非±1级衍射能量的增加、紫外光束斜入射角度增加、紫外激光时空相干性的恶化等因素也会导致干涉场对比度降低,因此实验上要尽量避免这些不利因素的影响。该研究结果对高功率FBG刻写装置的光源、相位掩模板的选择以及光路调试等具有重要的指导意义。     

聚合物/磷酸盐双水相分离乳清分离蛋白中α-乳白蛋白和β-乳球蛋白条件的优化

建立了基于聚(乙二醇-ran-丙二醇)单丁基醚(聚合物)与磷酸盐、氯化钠的双水相体系对乳清分离蛋白(WPI)中的α-乳白蛋白(α-LA)和β-乳球蛋白(β-LG)进行分离,并对其分离条件进行了优化.系统地研究了双水相体系pH值、聚合物与KH2PO4溶液体积比、NaC1添加量和WPI浓度对α-LA和β-LG的分离效果的影响,采用液相色谱法对α-LA和β-LG的分离效果进行评价.结果表明,聚合物/KH2PO4双水相体系pH=4.0,40％ (m/m)聚合物与15.5％ (m/m)KH2PO4的体积比为4 mL∶4 mL,NaCl添加量为0.40 g/10 mL,WPI浓度为1 mg/mL时,α-LA和β-LG分离效果最好,上相中α-LA的萃取率为98.2％,下相中β-LG的萃取率为96.6％.     

细菌胞外液生物合成纳米硒的理化性质及抗菌活性研究

本文以一株海洋菌株Bacillus sp.Q72的胞外液为还原体系,实现了Se(Ⅳ)到纳米硒(SeNPs)的生物转化。利用FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱、粒度分析等对生物合成SeNPs的理化性质进行了研究,随后考察了SeNPs的抗菌活性和细胞毒性。结果表明,菌株Bacillus sp.Q72胞外液生物合成的SeNPs为球型,平均粒径为187.6nm,其表面包覆着蛋白质、核酸等生物大分子。SeNPs对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌均表现出较好的抑菌活性,同时具有较低的细胞毒性。利用细菌胞外液生物合成纳米硒,避免了利用菌体直接还原在分离过程中的繁琐操作,为SeNPs的生物合成提供了新方法。