高导热性氯化钙硝酸钙基水合盐复合相变储能材料的储释热性能

以六水氯化钙和四水硝酸钙的混合盐为基体材料,并使用亲水性改性膨胀石墨为骨架材料,通过熔融混合制备水合盐相变材料。采用非均匀成核方法在膨胀石墨(EG)表面包覆一层亲水性Al_(2)O_(3)膜,采用浸渍法制备了CaCl_(2)·6H_(2)O-Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O/EG水合盐复合相变材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线粉晶衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪、导热系数分析仪、储释热循环实验对复合相变材料的储能性能及稳定性进行研究。结果表明,复合相变材料导热性能显著提高,是纯基体材料的6.5倍。同时,200次循环实验结果表明复合相变材料具有良好的稳定性。

K_2B_4O_7和KBO_2溶液pH和拉曼光谱研究

用合成的水合四硼酸钾和偏硼酸钾晶体,配制一系列溶液,研究了pH与浓度变化的关系,并计算硼酸根离子的摩尔分数-浓度(δ-c)关系图。用拉曼光谱方法研究四硼酸钾和偏硼酸钾溶液,给出其拉曼光谱图,并对各峰进行了归属。研究表明,四硼酸钾溶液中存在的物种主要有[B4O5(OH)4]2-、[B3O3(OH)4]-和[B(OH)4]-,而其它物种所占摩尔分数很小;在偏硼酸钾水溶液中,[B(OH)4]-占绝大多数,有很少量H3BO3、[B4O5(OH)4]2-和[B3O3(OH)4]3-。硼酸盐离子浓度越低,越容易水解为聚合度较低的简单物种。

四硼酸锂溶液物化性质与Raman光谱

采用等温蒸发法制备一系列过饱和四硼酸锂溶液,系统测定20、25、30℃下的溶液密度和p H,并采用经验Connaughton公式对溶液密度做了表达。用牛顿迭代法根据溶液中硼原子物料守恒方程计算溶液中多聚硼酸根物质的量分数与浓度关系,并得出各温度物种的分布图。采用激光拉曼方法研究四硼酸锂溶液,得出拉曼光谱图;采用B3LYP/aug-cc-p VDZ基组水平计算B4O5(OH)42-水溶液的Raman光谱,得出全对称伸缩振动峰(546.4 cm-1);结合计算光谱对部分实验光谱峰进行归属。根据实验拉曼光谱图与物种分布规律,得知溶液中的主要物种和可能存在的转化反应,并确定了四硼酸锂溶液中至少存在5种硼酸根,分别为B(OH)3、B(OH)4-、B3O3(OH)4-、B3O3(OH)52-和B4O5(OH)42-;并探讨了硼酸根间相互转化的可能机理。

非晶态镍硼酸盐结构的EXAFS研究(英文)

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O作为反应物,合成两种非晶态镍硼酸盐,同时通过水热法合成β-Ni(OH)2.化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B2O3·4.5H2O和NiO·B2O3·3H2O.激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B3O3(OH)52-和B2O(OH)62-.同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析,通过数据拟合给出样品中Ni原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离.用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明,样品中Ni原子周围局域结构与Ni3B2O6晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好.Ni原子周围配位原子为O、B和Ni,对于NiO·0.8B2O3·4.5H2O,配位数分别为5.7、3.8和3.8,配位距离分别为0.208、0.263和0.311 nm;对于NiO·B2O3·3H2O,配位数分别为6.0、4.0和4.0,配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.

偏硼酸锂溶液物种分布和物化性质

测量了不同浓度LiBO2溶液分别在298.15和323.15 K的密度、电导和pH,通过测得的pH和硼酸根离子化学平衡常数计算得到溶液中硼酸根离子的物种分布。根据获得的物种分布结果,推测溶液中各硼酸根离子之间的相互转化过程,并分别用偏摩尔体积公式和Onsager方程对溶液偏摩尔体积及摩尔电导率进行计算并拟合。对计算得到偏摩尔体积值和极限摩尔电导率值与文献报道的数据进行对比,计算结果与文献报道值吻合较好。

浅谈高校工科专业实验教学的现状和改革措施

实验教学是高校工科专业教学中的重要环节,是锻炼和提高学生工程实践能力的重要内容。目前很多高校在实验教学方面还存在很多问题,严重制约了实验教学的发展。应充分认识现有的不足,从思想认识、建设经费、人员能力及管理体制等方面采取有针对性的改革措施,不断改进实验教学,从而提高学生的实践能力和科研能力,为社会输送合格的工程技术人才。

X射线及中子散射在溶液结构研究中的应用

X射线和中子散射是互补的液态结构研究的有效方法。通过数据解析可提取偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等,从而给出溶液在原子层次上的三维结构信息。介绍了利用X射线和中子散射研究溶液结构的实验及数据解析方法,回顾了近些年研究团队利用该方法在纯水结构、硼酸盐水溶液结构及溶液中“二氢键”等研究中的应用。简述了X射线及中子散射在溶液结构研究中存在的问题,并展望了上述方法在溶液结构研究中的发展方向。

硼氢化钠在氢氧化钠溶液中的密度和黏度

在291、298、303 K下,将不同质量的硼氢化钠固体分别加入到质量分数为13.35%的氢氧化钠溶液中,用密度瓶法和Ubbelohde黏度管分别测量溶液密度和黏度。根据溶液的密度计算硼氢化钠溶液的表观摩尔体积,讨论浓度的变化对混合溶液密度的影响,可知随着硼氢化钠浓度的加大,密度逐渐减小。根据溶液黏度数据和BH4-半径计算了不同温度下硼氢化钠和BH4-的黏度系数B,结果表明,BH4-是结构促进型离子,且随着温度升高,黏度系数B逐渐减小。

循环伏安法测定硼氢根离子

主要用圆盘Au电极的电化学循环伏安法定量分析强碱性溶液中BH4-的浓度。实验采用三电极体系,工作电极为Au电极,参考电极为Hg/HgO电极,分别用铂、石墨作辅助电极,测定了在碱性体系中,不同浓度NaBH4溶液的循环伏安图,得到相应浓度下峰值电流值,并讨论了在同一浓度下扫描速度对BH4-氧化电流的影响。实验还测量了以镍电极、铂电极为工作电极时溶液的循环伏安图,并与Au电极结果做了对比。结果表明,BH4-在Au电极上活性最高,Au电极做工作电极的三电极体系测量BH4-离子浓度是一种简单、快速的方法,在测定范围内(10-4～10-2mol/L)线性关系良好。

热障涂层高温失效的研究进展

热障涂层的高温失效问题是热障涂层材料研究的重要命题,本文对国内外学者在热障涂层高温失效试验、失效机制、失效的动态监测和寿命预测方面的研究进展进行了综述。热障涂层的失效主要源自涂层中存在的热生长氧化物(TGO)的失效,文中总结出了国内外学者对TGO研究的几个重点方面,以期为热障涂层的高温失效问题提供研究思路。

KNO_(3)溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H_(2)O)_(n)]+,[NO_(3)(H_(2)O)_(n)]-和KNO_(3)(H_(2)O)_(n)水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR)KNO_(3)溶液,目的在于深入理解KNO_(3)溶液中K^(+)和NO_(3)^(-)的微观水合结构,以及K^(+)-NO_(3)^(-)离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO_(3)(H_(2)O)_(n)(n=6,8,10和12)水合团簇,K^(+)第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K^(+)和NO_(3)^(-)主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO_(3)溶液中形成了直接接触K^(+)-NO_(3)^(-)离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO_(3)稀溶液中主要存在物种为水合K^(+)和NO_(3)^(-),随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K^(+)-NO_(3)^(-)离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。

溶液结构的同步辐射反射法研究——径向分布函数解析

本文报道用北京同步辐射装置4W1C光束线Huber五圆测角仪同步辐射散射法精确测定和数据校正获得硫酸钠水溶液径向分布函数的结构解析方法。结构参数最小二乘法精修结果表明,溶液中水合Na+有2个水合层,第1水合层Na+-OH2 (I)距离为0.243 nm,配位数6.0;第2水合层距离为0.448 nm,配位数为13.3;存在第一水合层, -H2O距离为0.374 nm,配位数为9.1;水合硫酸根原子团中氧原子与水分子的作用距离和配位数分别为OS-W(1),OS-W(2),OS-W(3),OS-W(4)距离依次为0.283,0.322,0.375和0.486 nm,配位数除OS-W(2)为12.9,其余都在8左右;除此之外溶液中还存在 接触离子对,Na-S距离为0.348 nm,配位数0.20,与晶体结构比较证实 以单齿形式配位到Na+;水共享离子对Na+-W- 中Na-S距离精修为0.491 nm,配位数0.62。精修的R因子为0.16,表明获得了很好的精修结果。

添加剂对储能材料CaCl_2·6H_2O+Ca(NO_3)_2·4H_2O相变温度和过冷温度的影响及其熔盐结构

本文研究了储能材料CaCl_2·6H_2O-Ca(NO_3)_2·4H_2O的储能性能,并对影响其储能性能的结晶过冷问题和盐水分离问题进行了详细研究。发现单组分成核剂SrCl_2·6H_2O、BaCO_3、BaCl_2对该体系的过冷问题改性效果较好,能使熔盐的过冷度降低到2.3℃左右;增稠剂羧甲基四乙酸钠(CMC)对盐水分离问题有一定的改善,但会增大熔盐的过冷度。混合成核剂SrCl_2·6H_2O(2%)+BaCl_2(1%)+CMC (0.5%)对熔盐过冷问题改性较好,可使过冷度降低到1.8℃左右。储能材料改性前后相变焓变化不大,均在140J/g左右。在此基础上研究了熔盐CaCl_2·6H_2O和Ca(NO_3)_2·4H_2O的微观存在形式,从微观结构方面对熔盐存在的过冷和盐水分离问题进行了初步讨论。

石墨烯包覆分子筛复合电极材料的制备及其性能研究

以4A分子筛(4A)和改进Hummers法制备的氧化石墨烯凝胶(GO)为原料,按一定质量比进行混合超声分散,以混合分散液为前驱体煅烧制备了氧化还原石墨烯(RGO)包覆的三维复合4A/RGO电极材料。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、孔径分析、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等方法研究了复合材料的结构、形貌及超级电容性能。测试结果表明,4A均匀地穿插在RGO片层中,阻止了RGO片层之间相互堆积,而RGO片层之间相互链接,形成三维空间导电网络,提高了复合电极材料的导电性。当GO与4A质量比为1:6时,复合材料在4 A/g电流密度下比电容可达450 F/g,在此电流密度下循环800次后,其比容量保持率为85.7%,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。该4A/RGO复合电极材料超级电容性能优于纯4A或RGO,可归因于4A和RGO之间的协同效应。

纳米氧化镁制备方法与进展

介绍了用机械粉碎法、流动液面真空蒸发法、固相反应法、直接沉淀法、均匀沉淀法和醇盐水解法、水热法、气相氧化法、溶胶-凝胶法、微乳液/反向胶束法等方法制备纳米氧化镁原理,并对个别方法进行简要评价。针对目前纳米氧化镁研究中存在的问题,提出未来研究方向。

DFT对Rb^+水合团簇及其相关性质的分析

运用密度泛函理论(DFT)在ωB97XD/gen(O、H元素Aug-cc-PVDZ;Rb元素Lanl2DZ)基组水平上研究了[Rb(H2O)n]^+(n=1~12)水合团簇的结构和光谱学性质。研究结果表明,通过分析气相和液相中的稳定能以及水合团簇可知,稳定构型出现在8配位的团簇中。第一配位层水分子数为8时形成Rb^+第一近似饱和水合层。此外,拉曼光谱显示[Rb(H2O)n]^+(n=1~12)水合团簇中O-H伸缩振动峰随着水分子数增加发生移动和加宽,Rb^+发生水合时,O-H对称和非对称伸缩振动发生红移,随着水合数的增多,频率蓝移。此外,文中对拉曼光谱中O-H振动的频率位置结合团簇结构进行了说明。

五硼酸钾溶液中含硼物种的研究

采用物种分布图与核磁共振实验研究了五硼酸钾溶液中含硼物种的类型、含量和溶液浓度间关系。研究表明五硼酸钾在稀溶液(0.05 mol/kg(H_(2)O))中几乎全部水解,主要物种为B(OH)_(3)和B(OH)_(4)^(-);在较浓溶液(0.20 mol/kg(H_(2)O))中主要物种为B(OH)_(3)和B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-),而B_(5)O_(6)(OH)_(4)^(-)和[B_(4)O_(5)(OH)_(4)^(2-)]的含量较小。核磁共振实验研究给出了B(OH)_(4)^(-)、B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)和B_(5)O_(6)(OH)_(4)^(-)的生成常数K_(1)、K_(3),、K_(5),研究得出B_(5)O_(6)(OH)_(4)^(-)含量很少的原因是其解聚为其它类型硼酸根离子。外加离子促进五硼酸根离子的生成,而高温条件促进B_(5)O_(6)(OH)_(4)^(-)发生解聚反应。

Volumetric and Transport Properties of Aqueous NaB（OH）4 Solutions

Density,pH,viscosity,conductivity and the Raman spectra of aqueous NaB(OH)4 solutions precisely measured as functions of concentration at different temperatures(293.15,298.15,303.15,313.15 and 323.15 K) are presented.Polyborate distributions in aqueous NaB(OH)4 solution were calculated,covering all the concentration range,4B(OH) is the most dominant species,other polyborate anions are less than 5.0%.The volumetric and the transport properties were discussed in detail,both of these properties indicate that4B(OH) behaves as a structure-disordered anion.

四硼酸钾水溶液结构

研究了298.15和323.15K广泛浓度范围内四硼酸钾溶液pH,并根据化学反应平衡常数和牛顿迭代法计算获得了溶液化学物种分布图.典型样品用拉曼光谱进行核实.研究表明,高浓溶液中存在主要化学物种是B4O5(OH)24-,次要化学物种是B3O3(OH)4-和B(OH)4-.用X射线散射法研究了298和323K高浓四硼酸钾溶液结构.用几何模型定量描述B4O5(OH)42-,B3O3(OH)-4和B(OH)-4离子内、离子间、分子间的相互作用,并用最小二乘法进行精修.模型计算和精修给出硼氧六元环内原子间距和配位数,并与晶体结构很好一致,表明高浓溶液中离子内有序程度较高.同时给出K+和硼酸根离子水合数和水合距离,以及接触离子对的结构信息,并进一步简单讨论温度和浓度变化对溶剂结构的影响.

五硼酸钾、偏硼酸钾和四硼酸钾溶液中硼酸根离子类型、密度及电导率研究（英文）

利用牛顿迭代方法计算给出硼酸钾溶液中硼酸根离子的物种分布图。研究给出溶液中硼酸根离子的类型、含量以及各硼酸根离子间相互转化方程式,并简单谈论了温度和浓度对硼酸根离子类型和含量的影响。在五硼酸钾溶液中主要硼酸根离子物种为B3O3(OH)4-,B4O5(OH)42-和B(OH)3,而B5O6(OH)4-含量非常低,可以忽略不计;偏硼酸钾溶液中主要离子为B(OH)4-;在高浓四硼酸钾溶液中主要物种为B3O3(OH)4-,B4O5(OH)42-和B(OH)4-。最后用Otakar和Casteel-Amis经验方程式分别研究了硼酸钾溶液的密度和电导率。