n型(AgSbTe_2)_x(PbTe)_(1-x)热电材料的制备和性能

采用熔融缓冷法制备了组成为(AgSbTe2)x(PbTe)1-x(x=0.04—0.20)的热电材料,研究了AgSbTe2固溶量对材料微观结构和热电传输性能的影响。结果表明,当AgSbTe2固溶量增大时,样品易发生相结构偏析,样品由富Pb和富AgSb的两相组成。样品热导率随AgSbTe2固溶量增加而降低,电性能也有一定程度的降低。样品的无量纲热电优值(ZT)随AgSbTe2固溶量的减小而增加。

La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响

为了实现碳中和目标,降低内燃机碳排放,稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向.该技术不仅能提高发动机燃油热效率,还能有效降低CO_(2)排放.但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生,为了解决该问题,采用LNT-SCR耦合的NO_(x)净化技术,此时LNT的作用是将排气中部分NO_(x)转化为NH_(3),为下游的SCR提供还原剂.基于此,制备了LNT催化剂,研究催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响.采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)系列钙钛矿氧化物,并通过分步浸渍法得到了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)负载型催化剂.利用XRD、H_(2)-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构,以及负载型催化剂的还原特性、NO_(x)吸附-脱附性能等物化性质,并且通过H_(2)选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH_(3)的影响.结果表明,Ce掺杂催化剂具有良好的NH_(3)产物选择性,并且显著提高了NO转化率.温度是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的决定性因素,而H_(2)和NO体积比是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的关键性因素.其中,La_(0.95)Ce_(0.05)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)在低温下催化活性表现最佳,在350℃、H_(2)和NO体积比为5.0时NH_(3)产物选择性为65%,NO转化率为100%.此外,所制备的La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)都形成了钙钛矿型结构,而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO_(3)结构中.在催化剂适量掺杂Ce后,H_(2)消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低,表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性;同时NO吸附和脱附面积增大,表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_(x)吸附-脱附性能.

快速热压制备(AgSbTe_2)_x(Pb_(0.5)Sn_(0.5)Te)_(1-x)半导体材料及热电性能研究

为了进一步提高PbTe系列合金的热电性能和降低生产成本,采用溶剂热反应合成平均粒度为500nm的PbTe粉末,以所合成的PbTe粉末为主要原料通过封管熔炼法制备(AgSbTe2)x(Pb0.5Sn0.5Te)1-x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)系合金。所得合金锭经过高能球磨制成微米级的超细合金粉,再通过快速热压烧结制备测试用的多晶试样,所有试样的相对密度均达到90%以上。通过XRD和SEM等手段分析材料的物相组成和微观结构,研究x的变化对于该体系材料热电性能(电阻率、Seebeck系数、热导率和ZT值)的影响。研究表明,当x取值为0.1时该体系材料的热电性能得到最优化,在575K时取得最大的ZT值为1.093。

Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构制备及光谱特性研究

Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)P_(2)具有相同的伪立方晶格结构,它们具有较高的电子迁移率、较窄的直接带隙和良好的空气稳定性,在光电器件领域呈现出广泛的应用前景。目前关于Zn_(3)As2-Zn_(3)P_(2)固溶体纳米结构的研究相对较少,采用高气压烧结技术得到Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)(x=0、0.05、0.1)母合金,再利用化学气相沉积方法合成出多种形态的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构,包括宏观尺寸的纳米带(长度3~10 mm;宽度1~4 mm;厚度约20μm)、纳米帆、纳米棒及纳米银簪等。系统的研究了P掺杂对相组成、元素含量、微结构以及光谱特性的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)宏观纳米带样品的主相为α′相,随着P掺杂含量的增加,(224)衍射峰向右发生偏移,表明晶格常数减小。电子能谱分析显示P理论值(光致发光光谱)掺杂含量值x=0.05和x=0.1的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)母合金纳米带中P的实际含量分别为x=0.026及x=0.062。微结构分析表明,Zn_(3)As_(2)宏观纳米带的生长模式为沿〈221〉晶面菱形层状生长,P掺杂使纳米带的宏观尺寸减小,生长模式由菱形层状生长转变为纳米颗粒堆积层状生长。纳米带样品的拉曼光谱在79、97、198、320、428和1107 cm^(-1)出现特征峰,P掺杂导致拉曼光谱中1107 cm^(-1)特征峰发生蓝移,傅里叶红外光谱(FTIR)中1101和1599 cm^(-1)特征峰与PL谱中的300、422和635 nm特征峰也发生蓝移。Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))_(2)纳米带光电流与电压的线性关系良好,存在较好的欧姆特性,P掺杂后的Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))2纳米带在900 nm条件下的光响应最为敏感。

固态电解质Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)中Li+的迁移特性

Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)(LATP)是一种颇具前景的NASICON型锂离子固态电解质.本文通过第一性原理计算研究了不同Al掺杂浓度(x=0.00,0.16,0.33,0.50)对LATP的结构特性、电学特性以及Li^(+)迁移特性的影响.结果表明,Al能够稳定掺杂进入LiTi2(PO4)3(LTP)的晶体结构当中.当Al掺杂浓度x=0.16时,Li—O键的平均键长最长,成键强度最弱,而Ti—O键强度随Al掺杂浓度变化不大.Al掺杂浓度对LATP带隙的影响不大,但Al附近的O原子聚集了更多的负电荷,形成AlO6极化中心.Li^(+)不同的迁移方式(空位迁移、间隙位迁移和协同迁移)在Al掺杂浓度不同时展现出复杂的能垒变化,Li^(+)在空位迁移中迁移势垒随Al掺杂浓度的增大而升高,而在间隙位迁移中Li^(+)的迁移势垒变化相反,由于协同迁移中涉及空位和间隙位两种位点,Li^(+)的迁移势垒表现为随Al掺杂浓度的升高先降低后升高的复杂变化.当x=0.50时,LATP具有最低的Li^(+)迁移势垒0.342 eV,这个势垒值是间隙位迁移的结果.因此,通过改变Al掺杂浓度,可改变间隙Li^(+)浓度及迁移通道结构,进而调节Li^(+)的迁移性能,提高LATP中的Li^(+)导电性能.

Al纳米孔阵列/(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜中的紫外波段超常透射

采用有限差分时域算法计算(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜衬底上的周期性三角晶格Al纳米孔阵列的透过率,研究不同(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)衬底的Al组分x以及Al纳米孔阵列的厚度、孔径和周期对其光学传输特性的影响.数值计算结果表明,当x=0时,在263 nm和358 nm波长范围处出现两个强透射峰,随着x的增大,其中位于263 nm处的透射峰发生轻微蓝移,强度则先增强后下降;358 nm处的透射峰发生明显蓝移且不断加强.若纳米孔阵列的周期不变,随着空气柱孔径增大时,紫外波段两强透射峰峰值位置分别位于244 nm和347 nm处,两峰均先发生红移再蓝移,透过率不断增大,反射率减小.随着周期扩大,紫外波段两强透射峰分别位于249 nm和336 nm处,两透射峰均发生明显红移,其中249 nm处的透射峰红移至304 nm,336 nm处的透射峰红移至417 nm,并且透过率不断降低.随着Al厚度的增大,位于380 nm处的透射峰峰值位置发生蓝移,且透过率不断下降.本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00036中访问获取.

NASICON型Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)固态电解质及其钠金属电池研究进展

锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度实现了商业化。然而,有限的锂资源限制了其广泛应用。钠离子电池展现出与锂离子电池相似的电化学特性,并且钠盐资源更加丰富,因此受到了广泛关注。目前,钠离子电池使用的是有机电解液,这存在一系列安全隐患,如漏液和燃烧等,采用固态电解质可以有效解决这些问题。然而,电解质的离子电导率仍有待提升,且材料制备的一致性及与电极间的界面阻抗问题限制了其广泛应用。针对离子电导率的问题,总结分析了不同价态离子取代的影响。针对存在的界面问题,从正极、负极两侧分析了现有Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的界面改性方法。最后,对Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的发展方向进行了展望,有望推动固态钠离子电池的发展。

PEG-2000添加量对Pr_(x)Zr_(1-x)O_(2-δ)催化氧化NO活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Pr_(x)Zr_(1-x)O_(2-δ)催化剂,并用于NO催化氧化。以聚乙二醇-2000(PEG-2000)为模板剂对催化剂进行改性,研究了不同模板剂添加质量分数对NO催化氧化活性的影响。结果表明,催化剂活性随PEG-2000添加质量分数的增加而降低;在300℃、PEG-2000添加质量分数为2%时,Pr_(x)Zr_(1-x)O_(2-δ)的催化活性最高,NO转化率达到了94.81%。利用XRD、SEM、N2吸附-脱附、XPS及FT-IR对催化剂进行表征,结果表明,模板剂添加质量分数的变化不会改变催化剂Pr_(2)Zr_(2)O_(7)晶型;催化剂为介孔结构,质量分数为2%时的比表面积和孔容最大,有利于催化氧化NO。此外,模板剂质量分数的增加会增强催化剂的亲水性。

具有Ruddlesden-Popper结构的杂化非本征铁电体(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)陶瓷的制备及其物理性能

为探究稀土离子掺杂对Ca_(3)Ti_(2)O_(7)物理性能的调控,采用固相反应法制备了Sm^(3+)掺杂的(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品,通过XRD、XPS、紫外-可见光吸收光谱以及第一性原理计算等方法对样品的晶体结构、光学性能、电学性能和磁学性能进行分析.结果表明:随着Sm^(3+)含量的增加,(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)的晶胞参数逐渐增大.Sm^(3+)掺杂导致氧空位减少,因此样品的漏电流随着Sm^(3+)掺杂量的增加而减小.同时,随着Sm^(3+)掺杂量的增加,样品的光学带隙呈现增大趋势.此外,第一性原理研究表明,Sm^(3+)掺杂可在体系中诱导出磁性能,进一步丰富了该材料的物理性能.

Ce_(1-x)Cu_xO_(2-x)/Al_2O_3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γAl2O3为载体,采用共浸渍法制备了负载型Ce1xCuxO2x/Al2O3催化剂(x=0～1)以及不同Ce0.2Cu0.8O1.2含量的Ce0.2Cu0.8O1.2/Al2O3催化剂,采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征,评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明,Ce1xCuxO2x/Al2O3催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能,在载体γAl2O3表面,Ce和Cu形成了固溶体,从而提高了Cu的分散性,改变了Ce和Cu的氧化还原性能,提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能,并且Ce和Cu之间存在着协同作用.

红色荧光粉KY_yEu_(1-y)(WO_4)_x(MoO_4)_(2-x)的制备及其发光性能研究

采用高温固相法结合超声波技术合成了红色荧光粉KYyEu1-y(WO4)x(MoO4)2-x系列,探讨了其合成工艺条件,确定了最佳烧结温度为750℃,烧结时间为5h;并确定了当x=0.5,y=0.1时样品的相对发光亮度达到最大值为118.2,发射峰的位置处在615nm附近(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁),色纯度高,显色性能好。经过研究发现,随着钨酸盐的浓度增加,以466nm波长激发时,Eu3+的5D0→7F2跃迁发射强度也相应增加,当Mo/W=3时亮度达到最大值。

(ZrO_2)_(1-x)(Yb_2O_3)_x纳米晶的水热法合成及其烧结体的电性能

(ZrO2)1-x（Yb2O3）x （x=0.07, 0.09, 0.11） nanocrystallites were hydrothermally prepared in basic media by using co-precipitated Zr（OH）4 and Yb（OH）3 as precursor. The nanocrystallites have small particle sizes of 5.87.5 nm, narrow size distribution, less agglomeration and high sinterability. The oxide-ionic conduction properties of the prepared ceramics were investigated by means of AC impedance spectroscope, oxygen concentration cell at 6001 000 ℃. The results show that the ceramic with x=0.09 is superior to the ceramics with x=0.07 and 0.11 in oxide-ionic conduction.

(1-x)(Ni_(0.4)Zn_(0.6))Fe_2O_4+x(Ni_(0.8)Zn_(0.2))O铁氧体的微观结构与电磁特性

对 ( 1 - x) ( Ni0 .4 Zn0 .6) Fe2 O4 + x( Ni0 .8Zn0 .2 ) O铁氧体的 X射线衍射、体积密度、直流体电阻率、磁导率温度谱和频率谱等测试数据进行比较分析发现 :当 x≤ 0 .0 5时 ,铁氧体为单纯的尖晶石相 ,尖晶石晶格中少量氧缺位存在有利于促进晶粒的生长 ,提高铁氧体初始磁导率和致密度 ;当 x>0 .0 5时 ,铁氧体为尖晶石和石盐石两相复合体 ,非磁性石盐石相 ( Niy Zn1- y)O( y<0 .8)在晶界处的存在极大地减缓了晶粒的生长速度 ,促进了晶粒细化 。

(Ta_2O_5)_(1-x)(TiO_2)_x陶瓷结构相变研究

采用固相反应技术制备了x分别为 0 0 5、0 0 8和 0 1 1的 (Ta2 O5) 1-x(TiO2 ) x 陶瓷 ;在室温至 6 0 0℃范围内 ,测量了这些陶瓷样品的拉曼光谱随温度的变化。随着温度的升高 ,拉曼光谱中位于 35～38cm- 1的最低频移的声子模发生软化 ,并随之发生结构相变。拉曼光谱和实验结果都表明 :组分x分别为0 0 5、0 0 8和 0 1 1的 (Ta2 O5) 1-x(TiO2 ) x 陶瓷分别在 36 0、4 5 0和 5 4 0℃发生了由三斜至单斜相的结构相变。上述结论得到了 (Ta2 O5) 0 92 (TiO2 ) 0 0 8单晶热膨胀系数测量数据的支持。

(Sn1-x,Ni2x)O2纳米颗粒膜的制备及半导体性能

为提高SnO2的半导体性能,以分析纯SnCl2.2H2O和NiCl2.6H2O为主要原料,控制不同n(Ni2+)/n(Sn2+),利用溶胶凝胶-浸渍提拉法制备了(Sn1-x,Ni2x)O2纳米颗粒膜及半导体元件。用XRD、AFM对样品的结构、形貌进行了分析,并测试了(Sn1-x,Ni2x)O2元件的半导体性能。结果表明,(Sn1-x,Ni2x)O2纳米颗粒膜表面椭球形颗粒排列致密,尺寸约30 nm,(Sn1-x,Ni2x)O2为金红石型结构,但Ni2+代替了SnO2晶格中的部分Sn4+,使其晶胞参数a轴长平均减小0.000 4 nm,c轴长平均减小0.000 3 nm;随n(Ni2+)/n(Sn2+)由0.006增大到0.03,(Sn1-x,Ni2x)O2的晶粒尺寸由约45 nm减小至约18 nm;随温度由30℃上升至150℃,n型(Sn1-x,Ni2x)O2半导体元件的电阻约减小至其10%,而纯净SnO2元件的电阻仅约减小至其15%;随n(Ni2+)/n(Sn2+)的增大,离子化杂质散射增强,(Sn1-x,Ni2x)O2内部载流子迁移率下降,元件在150℃左右的电阻也由4.8 kΩ增大至12.1 MΩ,提高了元件的半导体性能。

U_(1-x)Th_(x)O_(2)混合燃料力学性能的分子动力学模拟

在二氧化铀(UO2)燃料中掺杂钍(Th)是提高其热稳定性的有效手段.本文利用分子动力学模拟方法,系统研究了温度与掺杂浓度对U_(1-x)Th_(x)O_(2)混合燃料结构稳定性与力学特性的影响.研究发现,沿[001]晶向单轴拉伸可观察到混合燃料由初始面心立方结构的萤石相转化为具有低对称结构的scrutinyite相的特殊相变.混合燃料体系的力学性能强烈依赖于温度与掺杂浓度,弹性模量和断裂应力随温度的升高而减小,断裂应变随温度的升高呈增加趋势.当掺杂浓度小于0.1时,弹性模量呈下降趋势,而掺杂浓度高于0.1时,弹性模量呈增加趋势.断裂应力随掺杂浓度的增加而增加,断裂应变则减小.不同掺杂浓度下混合燃料体系均表现脆性断裂特性,多晶样品中发生脆性沿晶断裂.本文的研究结果可为UO_(2)燃料的掺杂改性提供力学性能上的理论指导.

Ag/LaNi_(x)Co_(1-x)O_(3)触点材料的制备及电接触性能研究

本文运用溶胶-凝胶燃烧法合成了双钙钛矿型LaNi_(x)Co_(1-x)O_(3)(LNCO)纳米材料,利用粉末冶金和热挤压技术制备了相应的Ag/LNCO触点材料及元件样品。重点考察了不同Ni、Co含量对Ag/LNCO触点材料微观结构、物相组成、物理性能、力学性能及电寿命服役能力的影响,对其电弧侵蚀失效行为进行了研究,并与SnO2粉体增强Ag基触点材料进行对比。结果表明:溶胶凝胶法合成的LNCO纳米颗粒粒径为20-30 nm,经粉末冶金工艺制备的Ag/LaNi_(0.5)Co_(0.5)O_(3)触点材料电学性能和电寿命都优于Ag/SnO_(2)触点材料,其电阻率低至2.10μΩ∙cm,电寿命性能达到51287次。表明Ag/LaNi_(0.5)Co_(0.5)O_(3)触点材料性能较佳,是一种可以取代Ag/CdO的新型触点材料。

激光烧结(Ta_2O_5)_(1-x)(TiO_2)_x陶瓷的拉曼光谱研究

简介了激光快速烧结陶瓷技术;测量了采用激光快速烧结技术和传统电炉烧结技术制备的(Ta2O5)1-x(TiO2)x陶瓷的相对介电常数和介电损耗;分析了这两类试样的激光拉曼光谱和粉末XRD谱;发现:(Ta2O5)1-x(TiO2)x陶瓷经激光快速烧结后产生了新相,从而导致相对介电常数大幅度提高。

Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)氧载体在化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原中的应用

化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原技术既能生产合成气还可以还原CO_(2)生成CO。采用共沉淀法制备不同Ce/Ni摩尔比的系列Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)氧载体。通过XRD、BET、XPS及CH4-TPR等表征对氧载体的理化性质进行了研究。系统考察了Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)氧载体在化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原反应中的反应性能。与单一金属氧化物NiO和CeO_(2)相比,Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)复合氧载体在该反应中具有更高的活性和热稳定性。在甲烷部分氧化阶段,Ce_(0.2)Ni_(0.8)O_(y)和Ce_(0.4)Ni_(0.6)O_(y)氧载体具有较高的CH_(4)转化率。经历了20次redox循环实验,Ce_(0.2)Ni_(0.8)O_(y)氧载体的CO_(2)转化率几乎保持不变,表明Ce0.2Ni0.8Oy氧载体具有较高的热稳定性。

Zn_(x)Co_(1-x)Fe_(2)O_(4)纳米球的水热法制备及光催化与电化学性能研究

以醋酸钠为沉淀剂,乙二醇为溶剂和还原剂,氯化铁、氯化钴、硝酸锌为原料,通过一步水热法成功制备了Zn_(x)Co_(1-x)Fe_(2)O_(4)纳米球。结果表明,Zn_(x)Co_(1-x)Fe_(2)O_(4)纳米球直径为80 nm左右,分散性良好。以亚甲基蓝为目标降解物研究了纳米球的光催化性能,研究发现,在紫外光照射下,Zn_(x)Co_(1-x)Fe_(2)O_(4)纳米球具有优异的光催化活性,在360 min之内对亚甲基蓝的催化分解率可达76%。以其作为锂离子电池负极材料研究了电化学性能,发现在0.1 C倍率下,首次放电和充电容量可达1729.7 mAh/g和1098.8 mAh/g,经过20次充放电循环后放电和充电容量为812.5 mAh/g和677.68 mAh/g。