含空位和杂质缺陷的LiFePO4电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了含空位和杂质缺陷的LiFePO_4电子结构,通过能带、态密度、布居分布分析,阐明缺陷及阴离子掺杂对材料电化学性能的影响,为LiFePO_4的结构设计和实验研究提供理论基础。结果表明,Li、Fe和O空位型缺陷对LiFePO_4的带型变化影响较小,禁带中无新的导带,禁带宽度有一定程度缩小,有利于电子的传导,但总能量上升,造成结构的不稳定性,在实际高温制备过程中,可能产生少量杂相,影响LiFePO_4正极材料的电化学性能;P空位缺陷对LiFePO_4的带型影响同样较小,但在禁带中产生了两条新的导带,禁带宽度明显变窄,有利于电子的传导,虽然总能量上升,造成结构的不稳定性,但在实际高温制备过程中,可能产生微量有利于电化学性能的杂相;F掺杂LiFePO_4的带型出现了明显的变化,半导体类型由p型转变为n型,极大地促进了电子的导电性,总能量下降,结构稳定,对LiFePO_4正极材料的电化学性能有正面的影响。     

离子交换树脂去除模拟放射性废液中的铯

核电站放射性废液组成复杂,其中¹³⁷Cs、⁹⁰Sr和⁶⁰Co是放射性废液处理的主要目标。 本文采用稳定同位素模拟放射性废液,研究了Cs⁺离子在强酸性阳离子树脂IRN97中的交换等温线、动力学特性以及固定床穿透行为,探讨了共存的硼酸和Sr²⁺、Co²⁺等核素离子对Cs⁺离子交换行为的影响。 结果表明,废液中存在的高浓度硼酸在一定程度上会减小树脂对Cs⁺的交换量;与共存的Sr²⁺和Co²⁺离子相比,虽然Cs⁺的交换速率快,但树脂对Sr²⁺和Co²⁺的选择性更高,因此在达到交换平衡状态下,Sr²⁺和Co²⁺的交换容量大于Cs⁺;在采用固定床吸附柱进行的动态吸附中,提高Cs⁺的进水浓度可以提高树脂的利用率。     

TiN浸渍-热分解法制备IrOx-TiO2粉体催化剂及其表征

以纳米TiN粉体为前驱体反应物, 采用浸渍-热分解法制备了n(Ir)∶n(Ti)比为1∶6.5的IrOx-TiO2水电解用纳米粉体催化剂. 通过XPS, XRD, TEM和极化曲线等测试手段对其组成、结构、形貌和性能进行了表征. 结果表明, 在350 ℃的热分解温度下, 纳米TiN转化为金红石相TiO2, 铱则以多种价态存在, 与TiO2形成二元氧化物固溶体, 并且在该固溶体表面存在富集Ir的颗粒, 其平均粒径约为7 nm. 将经500 ℃退火处理的IrOx-TiO2粉体作为析氧阳极催化剂, 在SPE水电解中的测试结果表明, 其具有很高的电催化性能, 在铱担载量为1.2 mg/cm2, 电解温度80 ℃, 工作电流密度1 A/cm2条件下, 槽压为1.6 V. 上述实验结果表明, TiN浸渍-热分解法是制备低载量, 高催化性能的水电解催化剂的理想途径.     

生物传感器快速测定生化需氧量的研究

生化需氧量(BOD)是一种表征水体有机污染程度的综合指标，广泛应用于水体监测和废水处理厂的运行控制中。由于BOD的标准测定方法需时5d，不能及时地反映水质状况和反馈处理信息，因此快速测定BOD的方法和仪器化研究近年来得到广泛的重视。其中利用生物传感器测定BOD是一种有效地快速测定废水中可生化降解有机物的方法。文章介绍了生物传感器的工作原理及其生物敏感材料，讨论了BOD快速测定值(BODst)与标准BOD5值的一致性问题。对目前市场上常见的几种BOD测定仪的性能进行了比较。     

二次电沉积法从~(90)Sr母液中分离医用~(90)Y的研究

研究了以0.15 mol/L的NH4Cl为底液,在自行设计的电解池中90Sr母液中电沉积分离医用的90Y.控制阴极电流密度为0.6A/cm2,电沉积40 min后,用0.1 mol/L的热盐酸洗脱后再次电沉积后得到医用90Y,二次电沉积后90Y与90Sr的分离系数大于1×106,90Y的洗脱收率大于70%.     

高温固体氧化物电解制氢技术

高温水蒸气电解制氢是解决大规模氢源问题的潜在途径之一。高温固体氧化物电解池（SOEC）可以利用各种可再生能源以及先进核能提供的热能和电能,在高温下将水蒸气高效电解为氢气和氧气。SOEC结合先进核能可以实现高达50%的热氢转化效率,已经成为近年来能源领域的一个研究热点。本文较详细介绍了SOEC的原理、分类、组成材料和特点,综述了SOEC制氢的发展现状、关键材料和核心技术,展望了SOEC在先进能源技术领域的应用前景。     

铁酸铜在形成氧缺位体过程中的失氧机理

铁酸铜是一种很有前景的用于热化学循环分解水制氢的材料．用晶体的结构化学理论分析了具有尖晶石结构的铁酸盐在形成相应的氧缺位体前后的阳离子分布;并通过差热-热重分析研究了CuO,Fe2O3,CuFe2O4以及掺杂Ni,Mn,Zn等元素的铁酸铜在升温过程中的失氧机理．结合理论分析和实验结果,提出铁酸铜在形成氧缺位体过程中的失氧机理与其他铁酸盐不同,其失氧过程中由Cu（Ⅱ）→Cu（Ⅰ）引起的失氧占主导作用;而其他铁酸盐形成氧缺位体过程中Fe（Ⅲ）→Fe（Ⅱ）引起的失氧占主导作用．     

溶胶-凝胶柠檬酸燃烧法制备Sr2FeMoO6-δ粉体

采用溶胶-凝胶柠檬酸燃烧法成功制备出Sr2FeMoO6-δ纳米粉体,并研究了溶胶的pH、煅烧气氛、煅烧温度对Sr2FeMoO6-δ粉体形成的影响.利用X射线衍射仪测试分析了粉体的物相以及利用扫描电子显微镜观察了粉体的微观结构.结果表明:胶液的pH为2～3,经过5;H2/Ar还原气氛在900～ 1000℃煅烧8h,得到单一的双钙钛矿结构的Sr2FeMoO6-δ粉体.     

含有氟代溶剂或含氟添加剂的锂离子电解液

随着大型移动设备（如新能源汽车等）、储能电站及其他便携式充电设备的日益普及,锂离子电池正逐步占领化学电源市场的主导地位。电解液是锂离子电池的重要组成部分,对电池的许多性能如输出电压、能量密度、输出功率、寿命、温度适用范围和安全性能等具有重要的影响。氟具有很强的电负性和弱极性,氟代溶剂或含氟添加剂具有低熔点、高闪点和高氧化分解电压等优点。氟代溶剂与电极材料之间的润湿性也较好,在高电压电解液、高安全性电解液、宽温度窗口电解液以及其他特殊功能电解液的开发中具有深入的研究和广泛的应用。本文综述了近年来氟代溶剂或添加剂在锂离子电池电解液中的不同应用,分析阐述了其对电池性能提升的机理,总结了以氟代碳酸乙烯酯（FEC）为代表的氟代溶剂的合成方法,最后对用于锂离子电池电解液的氟代溶剂或含氟添加剂的研发方向和发展趋势进行了展望。     

Pt/C催化剂氧还原反应的交流阻抗动态研究

本文通过RDE和EIS联合技术、等效电路模型,研究了酸性体系中商业Pt/C催化剂ORR行为. 研究发现Pt/C动态界面包括两个彼此独立的过程：1）Pt表面原有PtO还原至Pt过程,2）ORR促进新PtO形成过程,为催化材料稳定性及活化性提供了关键依据;并发现动态界面促进多孔电极重构以及与传输匹配过程.在高过电位下,ORR的高反应速率可通过增加催化材料憎水性予以改善. 上述研究结果可对ORR的直流电化学研究进行有效补充,并提供建模基础.