碱性电解液中K3[Fe(CN)6]在锌阳极上的自发还原和吸附延长锌镍电池的循环寿命

采用K₃[Fe(CN)₆]作为锌镍电池的电解液添加剂,克服了锌阳极的变形。此外,通过一系列实验设计和表征,探索了电解液中金属锌与K₃[Fe(CN)₆]的反应机理。通过XRD (X-ray diffraction)和XPS (X-ray photo-electron spectroscopy)测试,我们发现金属锌在KOH水溶液中能够与K₃[Fe(CN)₆]反应,将[Fe(CN)₆]^3–还原为[Fe(CN)₆]⁴⁻。添加K₃[Fe(CN)₆]的锌镍电池实现了更长的循环寿命,比不添加K₃[Fe(CN)₆]的锌镍电池长3倍以上。在相同循环次数下,改性电解质中锌阳极循环不仅形状变化较小,而且没有出现“死”锌现象,电极添加剂和粘结剂也没有发生偏析。此外,不同于一般的有机添加剂,K₃[Fe(CN)₆]的加入不仅不会增大电极的极化,还能够提高锌镍电池的放电容量和倍率性能。因此,考虑到这一改性策略有着较高的可行性和较低的成本,K₃[Fe(CN)₆]添加剂在锌镍电池的实际应用中具有极大的推广潜力。     

Search for potential K ion battery cathodes by first principles

An important challenge facing K-ion batteries lies in exploring earth-abundant and safe cathode materials that can provide high capacity with high migration rate of K ions.Here,we propose a simple and efficient method for searching potential K cathode materials with first principles calculations.Our screening is based on combinations of weight capacity,K ion occupation ratio,volume change per K,and valence limit.With this screening method we predicted a series of potential K ions cathodes with favorable electrochemical performance,such as K₂VPO₄CO₃-like structures with 1 D diffusion channels,3 D channel structures K₂CoSiO₄,layered materials KCoO₂,KCrO₂,KVF₄ and K₅V₃F₁₄,and others.These potential cathodes have small volume changes,suitable voltage,and high capacity,with small diffusion barriers.They may be useful in K-ion batteries with high energy density and rate performance.     

(e,2e)动力学实验对称性的研究

通过(e,2e)动力学实验装置,在不对称几何条件下,且入射电子能量相同时(E0=340eV),通过改变动量转移的大小,研究三重微分截面角关联曲线对称性的破坏.实验结果表明,当动量转移较大时,实验获得的三重微分截面角关联曲线峰位与动量转移(K)位置更接近,表明动量转移(K)是一个重要的物理量,它制约着三重微分截面角关联曲线的对称性.     

高可见光催化降解污染物和产氢活性的Z型N-掺杂K4Nb6O17/g-C3N4异质结

随着人口增长和全球工业化进程加快,人们饱受环境污染和能源短缺问题的困扰.半导体光催化技术作为一种高效、可持续、环境友好、有潜力的新技术,在环境净化和能源开发方面有着广阔的应用前景.到目前为止,人们已开发出多种半导体光催化剂,并广泛应用于污染物降解、氢气制备和二氧化碳还原等领域.其中,化合物K4Nb6O17具有典型的层状结构、合适的电子能带结构、结构易改性以及良好的电荷传输性能等特点,在光催化领域得到了广泛研究.然而,单纯K4Nb6O17仍存在光响应范围窄、光生载流子复合率高等问题,限制了K4Nb6O17的进一步应用.因此,需要对K4Nb6O17进行改性,拓宽其光吸收范围,提高其光生载流子分离效率,从而提高其光催化活性.本研究通过简单焙烧法制备Z型N-掺杂K4Nb6O17/g-C3N4(KCN)异质结光催化剂,其中石墨相氮化碳(g-C3N4)在复合材料中质量比约为50%.层状K4Nb6O17层板的电子结构通过N掺杂进行调控,拓宽其光响应范围,使其具有可见光响应;同时,形成的g-C3N4位于N-掺杂K4Nb6O17的外层以及内层空间,在这两种组分之间形成异质结,有利于提高光生载流子的分离效率.荧光光谱、时间分辨荧光光谱和光电化学测试表明,N掺杂和异质结的形成有利于增强光生电子-空穴对的传输和分离效率.通过在可见光照射下降解罗丹明B(RhB)和产氢来评估材料的光催化性能.相比g-C3N4(8.24μmol/h)和Me-K4Nb6O17(~1.30μmol/h),KCN复合材料光催化产氢效率(~16.91μmol/h)得到了极大提高,并显示出极好的光催化产氢稳定性能.对于光催化降解RhB体系,KCN复合材料也显示出较好的光催化活性和稳定性,并能很好地将RhB矿化.鉴于KCN复合材料具有较小的比表面积(9.9 m^2/g)且无孔结构,认为比表面积对光催化活性影响较小.因此,与单组分相比,KCN复合材料光催化产氢和RhB降解活性都得到了极大提高,活性的增强主要归功于N掺杂和异质结形成的协同效应,其中N掺杂可以拓宽光捕获能力,异质结形成可提高电荷载流子的分离效率.电子自旋共振(ESR)谱表明,在KCN降解RhB体系中,超氧自由基(·O2^?)、羟基自由基(·OH)和空穴(h^+)作为主要活性物质都参与了反应.结合实验结果可以推测KCN复合材料满足了Z型光催化体系,该体系具有高效的光生载流子分离效率和较高的氧化还原能力.     

Sea surface temperature records of core ZY2 from the central mud area in the South Yellow Sea during last 6200 years and related effect of the Yellow Sea Warm Current

Sea surface temperature (SST) records in the South Yellow Sea during the last 6200 years are reconstructed by the unsaturation index of long-chain alkenones (K 37 U ’) in sediment core ZY2 from the central mud area.The SST records varied between 14.1 and 16.5°C (15.6°C on average),with 3 phases:(1) A high SST phase at 6.2-5.9 cal ka BP;(2) A low and intensely fluctuating SST phase at 5.9-2.3 cal ka BP;and (3) A high and stable SST phase since 2.3 cal ka BP.Variation of the SST records is similar to intensity of the Kuroshio Current (KC),and corresponds well in time to global cold climate events.However,the amplitude of the SST response to cooling events was significantly different in different phases.The SST response to global cooling event was weak while the KC was strong;and the SST response was strong while the KC was weak.The difference in amplitude of the SST response is possibly caused by the modulation effect of the Yellow Sea Warm Current which acts as a shelf branch of the KC and a compensating current induced by the East Asia winter monsoon.The warm waters brought by the Yellow Sea Warm Current cushion the SST decrease induced by climate cooling,and both the Kuroshio and East Asian winter monsoon play important roles in the modulation mechanism.The SST records display a periodicity of 1482 years.The same period was found in the KC records,indicating that variation of the SST records in the central South Yellow Sea is strongly affected by KC intensity.The same period was also found in Greenland ice cores and North Atlantic and Arabian Sea sediment cores,showing a regional response of marine environmental variability in the East China Seas to that in the global oceans.     

K2O对氧化物原料合成Al8B4C7的影响

采用硼砂、金属铝和碳粉为原料一步合成Al8B4C7.在合成过程中掺入不同含量的K2O,研究杂质K2O对合成Al8B4C7的影响.将原料混合均匀,在200MPa的压力下压制成φ20mm×20mm的圆柱型试样,将干燥后的试样在不同温度下的流动氩气气氛中进行合成.利用化学分析、XRD和SEM等分析测试技术,研究了K2O含量以及烧结温度对反应合成材料物相组成和显微结构的影响.结果表明:尽管加入不同含量的K2O,但其高温烧结反应后,若K2O的质量分数在0.019%～0.028%之间,就不出现含K的新相.K2O的加入不利于Al8B4C7的合成,它可将Al8B4C7的开始生成温度提升至1 400℃,而且1 700℃时,Al8B4C7含量较不加入K2O时明显减少.添加K2O合成的Al8B4C7为1μm左右大小的无规则小颗粒.     

CFETR CSMC 900 W/4.5 K氦制冷流程优化分析

中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)中心螺线管模型线圈(central solenoid model coil, CSMC)低温测试系统的研制是保证CSMC稳定运行的重要前提。文章以换热器总综合传热数(UA)值、透平功率、压机功率、循环效率和换热器最小换热温差为优化变量,选取透平路分流量、透平出口温度与压力以及节流前的温度为优化目标,对CFETR CSMC低温测试流程中的900 W/4.5 K氦制冷流程进行优化分析。优化后的氦制冷流程循环效率在19%以上,换热器总UA值为37.84 kW/K,总制冷量达到1 kW以上,为CSMC低温测试提供了一定的基础。     

K+和Al3+掺杂对掺Er3+溶胶凝胶玻璃发光特性的影响

通过Sol-gel(溶胶-凝胶)技术,首次将Al3 离子和K 离子同时引入到掺Er3 硅酸盐玻璃中,并测定了硅基玻璃中Er3 离子的吸收光谱、透射光谱、光致发光光谱(PL谱)、上转换光谱、拉曼光谱及荧光寿命.结果显示:掺入的Al3 离子和K 离子不但分别使Er3 离子的荧光强度增强20倍和70倍,而且使Er3 离子在1 532 nm处的荧光寿命从4.8 ms延长至7.1和11.2 ms,但经过进一步分析可知两者对其的影响机制却完全不同;同时作者发现,在980 nm波长激发下,Er3 离子的上转换荧光应该同时存在两种发光机制:双光子吸收和能量传递上转换.     

局部凸空间的若干凸性及其相互关系

引进了局部完全K凸的概念,讨论了这种凸性与其它凸性间的关系,并给出了K非常凸,(弱)局部K一致凸的等价刻画.     

K9和石英玻璃基片上Au膜真空紫外反射特性研究

采用离子束溅射法,分别在经过不同前期清洗方法处理过的K9及石英玻璃光学基片上,选择不同的镀膜参量,镀制了多种厚度的Au膜。对镀制的Au膜在真空紫外波段较宽波长范围内的反射率进行了连续测量。测试结果表明:辅助离子源的使用方式、Au膜厚度对反射镜的反射率有重大影响。基片材料、镀前基片表面清洗工艺等对反射率也有一定影响。采用镀前离子轰击,可显著提高Au膜反射率及膜与基底的粘合力;获得最高反射率时的最佳膜厚与基片材料、镀膜工艺密切相关。对经过离子清洗的石英基片,膜厚在30 nm左右反射率最高;比较而言,石英基片可获得更高的反射率;辅助离子源的使用还显著影响获得最高反射率时对应的最佳膜厚值,且对K9基片的影响更显著。