二苯甲酮LED光引发剂的合成及性能研究

为了延长二苯甲酮光引发剂的吸收波长,使其与LED光源更好的匹配,本研究将苄氨基基团引入二苯甲酮结构,合成了3种4-双苄胺基二苯甲酮衍生物,其吸收波长延长至400 nm,与不同波长(365~405 nm)的LED光源能较好的匹配。利用实时红外对其光聚合动力学进行测试,通过电化学测试以及光降解测试等对其作用机理进行研究。结果表明:双苄胺基二苯甲酮衍生物是一类高效的LED光引发剂,其可作为单组分光引发剂引发1,6-己二醇二丙烯酸酯发生自由基聚合,双键转化率可达80%~83%。与碘鎓盐复配,引发阳离子聚合时环氧单体转化率可达45%,引发自由基-阳离子混杂光固化时双键转化率为69%~71%,环氧单体转化率为58%~61%,在自由基聚合及互穿网络聚合物结构光固化材料制备方面存在潜在应用价值。

硫酸盐还原菌的含硫代谢产物在加速碳钢腐蚀中的作用

应用电化学阻抗谱(EIS)研究了硫酸盐还原菌(SRB)对碳钢腐蚀过程的促进作用,应用稳态极化法研究了SRB代谢硫化物对碳钢阳极活性溶解的增强作用。研究结果表明,代谢硫化物通过对铁的吸附增强了碳钢阳极活性溶解,因为依据吸附态E-pH图可知,在很宽的电位范围和pH值范围内,硫在铁上都能以稳定的吸附态存在。吸附态硫提升了碳钢表面铁原子能量,使铁阳极溶解所需活化能降低,从而增强其阳极溶出过程。

硫酸盐还原菌对18-8不锈钢点蚀行为的影响

利用原子力显微镜(AFM)和电化学方法研究了海水中硫酸盐还原菌(SRB)对18-8不锈钢(18-8SS)点蚀过程的影响.AFM探测显示,微观蚀孔的生长速率在含SRB介质中明显高于在灭菌介质中.阳极循环极化结果表明,SRB的代谢产物显著降低了18-8SS的点蚀电位和再钝化电位;而且在含SRB介质中,18-8SS在短时间内就能被活化,表明SRB的代谢活动极大地促进了钝化层的破坏过程.阴极极化曲线表明,含SRB介质中单质硫或多态硫的还原是促使点蚀生长的主要因素,其阴极还原电流密度可以达到很高的数值(>10μA/cm^2).

稀土在硫酸盐体系电镀锌镍合金中的应用

研究了稀土在硫酸盐体系电镀锌镍合金中的作用。通过实验发现,镀液中加入稀土后,能增大锌镍合金电沉积的阴极极化,使镀层变得更为平整光亮,同时能改善镀层的耐蚀性能,最后讨论了稀土的作用机理。

硫酸盐还原菌生物膜在不锈钢腐蚀过程中的作用

为了进一步了解不锈钢在硫酸盐还原菌(SRB)介质中的腐蚀过程,利用原子力显微镜(AFM)探测了海水介质中18-8SS不锈钢表面SRB生物膜的形貌特征以及生物膜下不锈钢表面状态的变化。结果表明:SRB生物膜呈"鳞片"状,并且生长时间越长,膜层越紧密;不锈钢在SRB介质中很容易发生点蚀,但SRB生物膜能为点蚀以外的完好表面提供一定的保护能力。

Li_2MSiO_4作锂离子电池正极嵌锂插层的研究进展

对国内外聚阴离子型化合物硅酸盐Li2MSiO4(M=Fe,Mn,Ni,…)正极材料的研究进展进行了综述,着重从材料的制备与结构改性、嵌/脱锂特性、晶型结构等方面进行阐述。最后讨论硅酸盐正极材料所面临的挑战,并指出改善其综合性能的途径。

小黑药抗油脂氧化及抑菌效果研究

采用Schaal烘箱法,通过测定过氧化值(POV),并且以Pb值为评价的标准[Pb=POV(试样)/POV(空白)],分别评价了小黑药根粉(A)、小黑药根粉乙醇浸提物(B)、小黑药根粉石油醚浸提物(C)对猪油、菜籽油的抗氧化效果。通过对比POV值及Pb值随时间的变化曲线可以看出:各种物质都能不同程度地抑制油脂的POV;猪油的效果更明显;B的抑制效果优于C,说明小黑药的抗氧化有效成分更易溶解于乙醇。此外,采用扩散法和牛津杯法评价了B和C的抑菌性能,结果表明:C、B都能明显抑制金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌,而C的效果更好。

Zn-Ni-La合金电沉积工艺研究

研究了在氯化物体系中电镀Zn-Ni-La合金,在Zn-Ni合金镀层中引入La,以达到节约金属镍的目的。发现镀液中加入稀土,能使Zn-Ni-La合金的阴极极化增大近0.2V,使镀层变得更为致密光亮,并提高镀层的综合性能。同时研究了配位剂浓度对Zn-Ni-La合金镀层中稀土含量的影响,发现配位剂的添加使镀层中稀土的含量先增大后降低,分别在20g/L和30g/L时出现最大值。最后,研究了Zn-Ni-La合金的耐蚀性。结果表明:镀层中通过引入稀土元素作为合金元素之一,明显降低了镀层中镍的含量,使镀层中镍含量仅为2%左右的情况下即与Zn-Ni(13%)合金耐蚀性相当。

固相反应制备Li_(2)FeSiO_(4)/C及嵌/脱锂性能研究

本文利用直接高温固相反应,合成制备了锂离子电池正极材料Li_(2)FeSiO_(4)及Li_(2)FeSiO_(4)/C,并研究了碳复合改性对Li_(2)FeSiO_(4)的结构、电导率、嵌/脱锂性能、循环比容量等方面的影响。结果表明,材料的制备工艺流程简单易行,有利于规模化生产;碳复合改性有利于提高硅酸盐正极材料的导电性能,改善材料在成相反应后的粒度分布;特别是碳复合改性有利于提高Li_(2)FeSiO_(4)的嵌/脱锂性能和循环比容量,Li_(2)FeSiO_(4)/C在0.1C倍率下首次放电容量高达120 mAh/g以上,大大高于未经复合改性Li_(2)FeSiO_(4)的20 mAh/g。研究表明,Li_(2)FeSiO_(4)是一种很有研究价值和开发潜力的锂离子电池正极材料,碳复合改性可显著克服该材料在电导率、电化学性能等诸多方面所存在的不足和局限。

纤维结构阴极La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3−δ)的制备与性能

本文采用溶液静电纺丝的方法,制备了一种纤维结构阴极材料La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3−δ),系统研究了该阴极材料的结构、热稳定性和电化学性能。结果表明:相对于常规粉末材料制备的普通颗粒结构阴极,纤维结构阴极的晶格热稳定性良好,孔隙分布更加均匀合理,电化学性能更加优越。在800℃下,纤维结构阴极的界面电阻低至0.035Ω∙cm^(2),对应单电池的最大输出功率为930 mW/cm^(2),表现出快速的氧还原反应电极过程动力学;常规多孔结构阴极的界面电阻为0.065Ω∙cm^(2),对应单电池的最大输出功率仅为750 mW/cm^(2);在电池的运行过程中,纤维结构阴极的电化学性能也较稳定,在750℃和0.6 V恒电位载荷下运行15 h后,电池的输出功率从740 mW/cm^(2)缓慢衰减到660 mW/cm^(2),表明极化电阻的加剧程度较小。

ZnNb2-xTaxO6（x=0～2.0）材料电子结构与光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法,理论研究了不同计量Ta掺入ZnNb2O6材料的光电特性。通过对ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)材料键结构和态密度的计算,并结合带间电子跃迁分析了材料的介电函数、折射率、反射率以及吸收系数。计算结果显示:(1)ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)为间接半导体,带隙随着Ta原子的掺入呈下降趋势(x=0,Eg=3.51eV;x=2,Eg=2.916eV),随着Ta掺入量的增加导带顶逐渐移向费米面。态密度主要由O2p、Zn3d、Nb4d、Ta5d轨道组成;(2)ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)价电子态呈现为非对称,具有很强的局域性,对材料整体的电子结构和键特性有重要的影响;(3)介电函数的计算表明,ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)材料各向异性,最大吸收峰在3.02×105cm-1附近,消光系数在带边表现出较强的吸收特性,进一步以带结构和态密度为出发点,探讨了电子带间跃迁的光电机理。该结果为研制高性能光电器件用新型功能材料提供了理论依据。

空位缺陷对ZnNb_(2)O_(6)光电特性影响的第一性原理研究

铌酸盐类物质,如LiNbO_(3),KNbO_(3),LnNbO_(4)(Ln=Pr,La,Ga,Y)等,表现出优良的光敏特性,受到广泛关注,但过渡金属类铌酸盐研究较少,其光电特性与空位缺陷的关系尚无深入探讨。基于密度泛函理论第一性原理方法,本研究探讨了空位缺陷对ZnNb_(2)O_(6)体系光电特性的影响。通过对各体系几何结构、电子结构和光电谱的计算与分析,清晰展示了体系中原子电负性与几何位置对结构与电子能级的影响,八面体中心位置原子(如Zn,Nb)对能带的贡献类似,形成空位缺陷时,价带位置相对固定。但电负性大的Nb原子形成空位缺陷体系时,产生的晶格畸变程度大,导带负移明显,吸收边红移,有利于光电特性的提升;八面体顶点位置原子O形成空位缺陷时,晶格畸变程度较小,导带与价带均发生负移,费米面处出现杂质能级,造成载流子"俘获阱",同时对电荷的再分配产生较大影响,导致体系光谱整体蓝移,光电谱强度全面提升。

Sr_(2)MgMoO_(6)阳极材料制备与催化性能

通过溶胶-凝胶过程制备了固体氧化物燃料电池双钙钛矿阳极材料Sr_(2)MgMoO_(6)(SMMO),研究了样品制备过程对材料的相态结构组成、传输性能、H_(2)氧化催化活性等方面的影响。结果表明,SMMO对制备过程的要求高,难以通过简单一步退火反应获得相态纯净的双钙钛矿结构,高纯度的SMMO需要经过反复混合及充分退火反应制取,同时样品中少量的杂质相SrMoO_(4)也很难彻底消除;样品中的杂质对材料的电导率有明显影响,纯度越高,材料的导电传输性能越好;SMMO的纯度对阳极材料的电化学性能影响很大,纯度越高,阳极的界面阻力越小,阳极催化氧化H_(2)的性能越好,对应单电池的输出功率越大;在800℃下,SMMO阳极的界面电阻低至1.07Ω·cm^(2),对应单电池的输出功率可达710 mW·cm^(-2)。

氧气扩散系数对锂空气电池放电性能的影响

锂空气电池工作过程依赖于氧气的供给,由于电池结构设计等因素的限制,氧气的扩散传输需要跨越结构性屏障。通过分子动力学软件模拟估算了氧分子在PDMS和溶剂中的扩散系数,并针对锂空气电池放电曲线进行了解释。动力学计算表明,在锂空气电池工作过程中,氧气在膜材料中的扩散系数要低于在电解液中的扩散系数,这说明氧气传输量由膜材料控制。此外,对电池放电过程的分析显示,锂空气电池放电效率也与氧气的供应量有关,电极反应位处氧气浓度越高,放电过电位就越低,电池的电流效率就越高。

SOFC阴极材料LaSrCoO_(4±δ)的热稳定性及电化学性能研究

作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料,Ruddlesden-Popper结构化合物LaSrCoO_(4±δ)具有钴含量低、理论热膨胀系数小等优势.本文通过溶胶-凝胶过程制备得到该化合物,并对材料结构的热稳定性、热膨胀系数、电导率、电催化活性等进行了系统的研究.结果表明,化合物的晶型稳定,在900℃以下,晶格常数随温度的升高呈线性增加.相对于ABO_3型钙钛矿化合物La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ),化合物的热膨胀系数更低,与陶瓷电解质的热膨胀性能更加匹配.材料的高温导电性能良好,但导电行为复杂,存在着多种热激活传输机制.电池中,LaSrCoO_(4±δ)阴极的界面阻抗小,在800℃下为0.12Ω·cm^2,表现出良好的氧还原催化性能.电池在运行过程中,氧化物阴极的电化学性能有明显的衰退,但经过阴极极化后可重新活化.在800℃下,以Ni-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)作阳极,电解质支撑型单电池的输出功率可达560 m W/cm^2.