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微弧氧化法直接合成CaTi_4(PO_4)_6生物陶瓷膜 被引量:9
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作者 文士美 赵中伟 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 2005年第3期191-194,共4页
采用微弧氧化技术,在钛基体表面生长出一层致密的、结合良好的金属磷酸盐生物陶瓷膜,考察了微弧氧化时间与电流对生成陶瓷膜的影响。并借助XRD、SEM等测试手段,研究了该生物陶瓷膜的物相组成和表面形貌特征。研究结果表明该金属磷酸盐... 采用微弧氧化技术,在钛基体表面生长出一层致密的、结合良好的金属磷酸盐生物陶瓷膜,考察了微弧氧化时间与电流对生成陶瓷膜的影响。并借助XRD、SEM等测试手段,研究了该生物陶瓷膜的物相组成和表面形貌特征。研究结果表明该金属磷酸盐生物陶瓷膜主要物相是CaTi4(PO4)6(CTP)。本技术与粉末等离子喷涂技术相比,具有流程短、能耗小、易于实现的优点。 展开更多
关键词 生物陶瓷膜 软化学方法 微弧氧化技术 CaTi4(PO4)6
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六氟钽酸氨拓扑转变制备低深能级缺陷Ta_(3)N_(5)光阳极实现超低偏压光电化学分解水
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作者 徐伟 甄超 +7 位作者 朱华泽 姚婷婷 邱建航 梁艳 白朔 陈春林 成会明 刘岗 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第6期144-153,共10页
Ta_(3)N_(5)是一种具有2.1 eV直接带隙的n型半导体,其带隙跨越水的氧化还原电位.此外,Ta_(3)N_(5)的理论太阳能制氢效率(STH)高达15.9%,超过商业化应用的效率门槛(10%),是一种理想的光电化学分解水制氢光阳极材料.采用Ta2O5作为前驱体,... Ta_(3)N_(5)是一种具有2.1 eV直接带隙的n型半导体,其带隙跨越水的氧化还原电位.此外,Ta_(3)N_(5)的理论太阳能制氢效率(STH)高达15.9%,超过商业化应用的效率门槛(10%),是一种理想的光电化学分解水制氢光阳极材料.采用Ta2O5作为前驱体,在氨气气氛下高温氮化制备Ta_(3)N_(5)是一个由表及里的非均相氮化过程,该过程会产生大量的低价钽和氮空位等本征深能级缺陷,导致费米能级钉扎效应的产生,从而使得光生电压显著降低和光电流起始电位较高.因此,开发能够进行体相均相氮化的前驱体,以抑制Ta_(3)N_(5)深能级缺陷的产生,具有重要意义.本文采用气相溶剂热法,在钽箔上制备了一种六氟钽酸氨((NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6))化合物,并以其多面体锥阵列薄膜作为前驱体,通过可控的氮化过程将前驱体结构拓扑转变为低深能级缺陷含量的Ta_(3)N_(5)多孔阵列薄膜.在高温氮化过程中,(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)会释放含氮、氢和氟的气体小分子并形成贯穿体相的多孔通道,有利于氨气及氮化过程中产生的其他小分子物质的渗透,促进体相均匀氮化过程,避免生成大量的本征深能级缺陷.同时,(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)中的高电负性氟离子可以减弱Ta–O键,进一步促进氮化反应.扫描电镜和透射电镜(TEM)结果表明,制备的(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)是具有实心结构的多面体锥阵列薄膜,而拓扑转变所得的Ta_(3)N_(5)多面体锥薄膜具有多孔结构.X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱和稳态/瞬态光电压谱表征结果表明,通过(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)拓扑转变制备Ta_(3)N_(5)可有效抑制Ta_(3)N_(5)薄膜中深能级缺陷的形成.采用两种产氧反应助催化剂依次修饰后,XPS和TEM结果显示出助催化剂的双壳层结构与化学组成.光电化学分解水测试结果表明,所制得的Ta_(3)N_(5)光阳极在AM1.5G模拟太阳光的照射下,可展现出0.2 V_(RHE)(vs.RHE)的极低光电流起始电位,且在1.23 V_(RHE)时的光电流密度可达3.28 mA cm^(–2),经过连续5 h的稳定性测试,仍能保持初始值的85%.此外,稳定性测试前后助催化剂的XPS和TEM结果表明,Ta_(3)N_(5)光阳极光电流下降的原因可能是产氧助催化剂中硼物种的消耗.而通过减小(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)多面体锥前驱体的尺寸,可以进一步减少Ta_(3)N_(5)薄膜中的本征深能级缺陷的含量,修饰助催化剂后可在0 V_(RHE)下展现出光电催化水氧化活性.综上所述,通过(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)新型前驱体拓扑转变制备了低深能级缺陷含量的Ta_(3)N_(5)光阳极,表现出极低的光电流起始电位,为构建无偏压下自发全分解水的低深能级缺陷浓度的Ta_(3)N_(5)光电极提供了一种新途径,该方法也可拓展至其他过渡金属氮化物的可控制备与缺陷调控. 展开更多
关键词 (NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6) 拓扑转变 低缺陷Ta3N5 起始电位 光电化学分解水
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绿色荧光粉Zn_2Ca(PO_4)_2:Tb^(3+)的制备及发光性能研究 被引量:7
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作者 杨志平 马淑媛 +1 位作者 于红伟 马欣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1228-1231,共4页
采用高温固相法合成了绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+,测定了该荧光粉的XRD图谱、激发光谱及发射光谱。XRD图谱表明在高温还原气氛下合成了纯相的荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+。该荧光粉的激发谱位于340~400nm。在紫外激发下主要发射峰位于490... 采用高温固相法合成了绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+,测定了该荧光粉的XRD图谱、激发光谱及发射光谱。XRD图谱表明在高温还原气氛下合成了纯相的荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+。该荧光粉的激发谱位于340~400nm。在紫外激发下主要发射峰位于490、544、584、622nm,对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的特征发射。考察了Tb3+的掺杂浓度对样品发光效率的影响,分析了Tb3+的544nm发射的自身浓度猝灭机理并探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光的影响。此绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+是一种很有潜力的适于UVLED管芯激发的发光粉。 展开更多
关键词 发光 荧光粉 猝灭 Zn_2Ca(PO_4)_2:Tb^(3+)
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固态电解质Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)中Li+的迁移特性
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作者 李梅 钟淑英 +2 位作者 胡军平 孙宝珍 徐波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期356-366,共11页
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... 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. 展开更多
关键词 全固态Li^(+)电池 AL掺杂 Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3) Li^(+)迁移
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乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响
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作者 欧林娜 刘哲轩 +1 位作者 曹鑫鑫 梁叔全 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1848-1860,共13页
Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4)... Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。 展开更多
关键词 Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池 乙腈 有机-无机混合电解液 电化学稳定性 离子可逆脱嵌
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Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相陶瓷核废物固化体的制备及化学稳定性
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作者 刘缘 范林杰 +4 位作者 刘昆奇 刘蝶 宋江 刘吉 王军霞 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期13-21,共9页
为同时固化高放废物中的模拟放射性核素Sr、Ce和Sm,采用一步微波烧结工艺成功制备了Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相磷酸盐陶瓷固化体,采用XRD、Raman、SEM-EDS和密度表征研究了其物相组成、微观结构以及致密性,并利用PC... 为同时固化高放废物中的模拟放射性核素Sr、Ce和Sm,采用一步微波烧结工艺成功制备了Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相磷酸盐陶瓷固化体,采用XRD、Raman、SEM-EDS和密度表征研究了其物相组成、微观结构以及致密性,并利用PCT法评估了化学稳定性。结果表明:Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)相和(Ce,Sm)PO_(4)独居石相兼容性好,两相间不发生相互反应;所制备的复相陶瓷固化体晶粒尺寸小,相对密度高于96%,改变Sm/Ce比对固化体的微观结构和致密性无明显影响;PCT测试结果表明Sr、Ce和Sm的元素归一化元素浸出率都较低,与单相磷酸盐陶瓷固化体相比,复相磷酸盐陶瓷固化体具有较为优异的化学稳定性。 展开更多
关键词 Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce Sm)PO_(4)复相陶瓷固化体 微波烧结 致密性 化学稳定性
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3LiMnPO_4·Li_3V_2(PO_4)_3正极材料的制备及其电化学性能研究 被引量:1
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作者 李伟 钟胜奎 +2 位作者 姜吉琼 杨悦 张诚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期464-469,共6页
以五氧化二钒干凝胶、碳酸锰、磷酸二氢铵、碳酸锂、乙炔黑为原料,采用固相法在相对较低的温度条件下合成了x Li Mn PO4·y Li3V2(PO4)3锂离子电池复合正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构和表面形貌进行表征... 以五氧化二钒干凝胶、碳酸锰、磷酸二氢铵、碳酸锂、乙炔黑为原料,采用固相法在相对较低的温度条件下合成了x Li Mn PO4·y Li3V2(PO4)3锂离子电池复合正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构和表面形貌进行表征。结果表明,750℃下烧结15 h合成的3Li Mn PO4·Li3V2(PO4)3为结晶良好的两相结构,颗粒粒径较小且分布比较均匀,其在室温、0.2 C倍率下首次充放电容量分别为144.8 m Ah/g和139.8 m Ah/g,循环50次后容量为130.5 m Ah/g。 展开更多
关键词 锂离子电池 3LiMnPO_4·Li_3V_2(PO_4)_3 固相法 正极材料
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钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3-x)Cr_(x)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C@CNT的制备及电化学性能研究
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作者 王贵海 陈彤彤 +4 位作者 陈杰 张梓尧 甄川 韩现英 李建刚 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期149-154,共6页
为改善钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)的导电性,提高其充放电性能,采用Cr^(3+)掺杂提高正极材料本征导电性,采用包覆碳和复合碳纳米管(CNT)构筑高效导电网络以加快纳米活性物颗粒间的电子传导,制备并探究了Na_(4... 为改善钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)的导电性,提高其充放电性能,采用Cr^(3+)掺杂提高正极材料本征导电性,采用包覆碳和复合碳纳米管(CNT)构筑高效导电网络以加快纳米活性物颗粒间的电子传导,制备并探究了Na_(4)Fe_(3-x)Cr_(x)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C@CNT复合材料的结构与电化学性能。结果表明,当Cr^(3+)掺杂量x为0.075、CNT添加质量分数为3%时,所制备材料表现出较小的电荷传递阻抗和优异的高倍率充放电性能。其0.1 C和20 C倍率下的放电比容量分别达到120.64 mAh/g和87.11 mAh/g,10 C倍率下循环500次后容量保持率高达92.37%。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7) Cr^(3+)掺杂 碳纳米管
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PVDF-HFP与LATP不同配比对固态电解质膜的影响
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作者 贠淑宏 史雪利 +4 位作者 浑前坤 卢炫安 王玉莹 沈鹏程 梁兴华 《广西科技大学学报》 CAS 2024年第4期123-129,共7页
液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然... 液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然而,为了达到良好的离子导电性并降低晶界阻抗,LATP需要950℃以上的高温来实现致密化,这对于大规模应用来说耗时且昂贵。本文使用简单的溶液浇铸法,通过将LATP嵌入共聚物PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)基体,合成新的复合固态电解质膜。在此基础上,以磷酸铁锂(LiFePO_(4))为正极,使用PVDF-HFP/LATP复合固态电解质膜进行电池组装。在室温下,利用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同质量比的固态电解质膜进行物理特性研究,并进行相关电化学测试。结果表明,PVDF-HFP/LATP质量比为5∶1的复合固态电解质膜,其LATP的NASICON型晶体结构得到了很好的保持;制备的聚合物固态电解质膜具有阻燃性;组装的半电池在常温条件下锂离子迁移数达到0.70。全电池在20次充放电循环下,放电比容量保持率为85%。 展开更多
关键词 Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3) PVDF-HFP 复合固态电解质膜 锂离子迁移数
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双Z型异质结Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)的光催化研究
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作者 董玮 林莉 +3 位作者 顾怀章 罗云强 马平 李向阳 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期81-89,共9页
采用一锅水热法制备了片层花簇状Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)复合物,并以其为载体,将Ag_(3)PO_(4)通过原位生长的方式沉积在其表面,设计出一种新型的Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合双Z-scheme型结构的光催化剂,考察了复... 采用一锅水热法制备了片层花簇状Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)复合物,并以其为载体,将Ag_(3)PO_(4)通过原位生长的方式沉积在其表面,设计出一种新型的Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合双Z-scheme型结构的光催化剂,考察了复合催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)的催化活性。研究表明,当Ag_(3)PO_(4)在复合物中的质量分数为5%时,复合催化剂在可见光下具有最佳的光催化活性,在120 min内对RhB的降解率高达99.15%。Bi_(2)MoO_(6)、Bi_(2)WO_(6)和Ag_(3)PO_(4)三者的协同作用有效提高了对可见光的吸收能力,所构建的双Z型异质结可改变光生电子的传输路径,进而促使光生电子空穴的分离,从而获得显著的光催化活性。根据捕获实验和能带理论分析,提出了一种双Z-scheme型光催化剂的作用机理。 展开更多
关键词 光催化 双Z-scheme型异质结 Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合材料 可见光响应
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Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的制备及用于尾矿废水中黄药的高效降解
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作者 徐珊 袁澳铧 +2 位作者 张宁 段雨柔 任柳昕 《当代化工》 CAS 2024年第2期430-434,共5页
用两步水热法合成了Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)三元复合材料。通过控制GO与Ag_(3)PO_(4)前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、... 用两步水热法合成了Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)三元复合材料。通过控制GO与Ag_(3)PO_(4)前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、SEM和UV-vis等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明:与Bi_(2)MoO_(6)和GO/Bi_(2)MoO_(6)相比,Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的光催化活性显著提高,当GO添加量为5 mg、Ag_(3)PO_(4)前驱体添加量为8 mmol时,其光催化速率约为GO/Bi_(2)MoO_(6)的7.6倍,是Bi_(2)MoO_(6)的34.0倍。此外,同实验条件下,循环利用5次后Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料降解率仍保持良好的稳定性。 展开更多
关键词 光催化 GO Bi_(2)MoO_(6) Ag_(3)PO_(4)
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Unraveling the incompatibility mechanism of ethylene carbonate-based electrolytes in sodium metal anodes
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作者 Daomin Qin Fangyuan Cheng +4 位作者 Meilian Cao Feiyang Yan Qian Wang Chun Fang Jiantao Han 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期560-567,共8页
Ethylene carbonate(EC)is widely used in lithium-ion batteries due to its optimal overall performance with satisfactory conductivity,relatively stable solid electrolyte interphase(SEI),and wide electrochemical window.E... Ethylene carbonate(EC)is widely used in lithium-ion batteries due to its optimal overall performance with satisfactory conductivity,relatively stable solid electrolyte interphase(SEI),and wide electrochemical window.EC is also the most widely used electrolyte solvent in sodium ion batteries.However,compared to lithium metal,sodium metal(Na)shows higher activity and reacts violently with EC-based electrolyte(NaPF_(6)as solute),which leads to the failure of sodium metal batteries(SMBs).Herein,we reveal the electrochemical instability mechanism of EC on sodium metal battery,and find that the com-bination of EC and NaPF_(6) is electrically reduced in sodium metal anode during charging,resulting in the reduction of the first coulombic efficiency,and the continuous consumption of electrolyte leads to the cell failure.To address the above issues,an additive modified linear carbonate-based electrolyte is provided as a substitute for EC based electrolytes.Specifically,ethyl methyl carbonate(EMC)and dimethyl carbon-ate(DMC)as solvents and fluoroethylene carbonate(FEC)as SEI-forming additive have been identified as the optimal solvent for NaFP_(6)based electrolyte and used in Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))/Na batteries.The batter-ies exhibit excellent capacity retention rate of about 80%over 1000 cycles at a cut-off voltage of 4.3 V. 展开更多
关键词 Na metal batteries Ethylene carbonate decomposition Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))cathode Interface engineering Ethylene carbonate-free electrolyte
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A high-entropy-designed cathode with V^(5+)-V^(2+) multi-redox for high energy density sodium-ion batteries
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作者 Xiang Ding Xiaofen Yang +3 位作者 Yibing Yang Liangwei Liu Yi Xiao Lili Han 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第10期429-437,I0008,共10页
Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)is gifted with fast Na^(+)conductive NASICON structure.But it still suffers from low electronic conductivity and inadequate energy density.Herein,a high-entropy modification strategy is rea... Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)is gifted with fast Na^(+)conductive NASICON structure.But it still suffers from low electronic conductivity and inadequate energy density.Herein,a high-entropy modification strategy is realized by doping V^(3+)site with Ga^(3+)/Cr^(3+)/Al^(3+)/Fe^(3+)/In^(3+)simultaneously(i.e.Na_(3)V_(2-x)(GaCrAlFeIn)_x(PO_(4))_(3);x=0,0.04,0.06,and 0.08)to stimulate the V^(5+)■V^(2+)reversible multi-electron redox.Such configuration high-entropy can effectively suppress the structural collapse,enhance the redox reversibility in high working voltage(4.0 V),and optimize the electronic induced effect.The in-situ X-ray powder diffraction and in-situ electrochemical impedance spectroscopy tests efficaciously confirm the robust structu ral recovery and far lower polarization throughout an entire charge-discharge cycle during 1.6-4.3 V,respectively.Moreover,the density functional theory calculations clarify the stronger metallicity of high-entropy electrode than the bare that is derived from the more mobile free electrons surrounding the vicinity of Fermi level.By grace of high-entropy design and multi-electron transfer reactions,the optimal Na_(3)V_(1.7)(GaCrAlFeIn)_(0.06)(PO_(4))_(3)can exhibit perfect cycling/rate performances(90.97%@5000 cycles@30 C;112 mA h g^(-1)@10 C and 109 mA h g^(-1)@30 C,2.0-4.3 V).Furthermore,it can supply ultra-high185 mA h g^(-1)capacity with fa ntastic energy density(522 W h kg^(-1))in half-cells(1.4-4.3 V),and competitive capacity(121 mA h g^(-1))as well as energy density(402 W h kg^(-1))in full-cells(1.6-4.1 V),demonstrating enormous application potential for sodium-ion batteries. 展开更多
关键词 Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) High-entropy V^(5+)■V^(2+)multi-redox High energy density Sodium-ion batteries
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Solid-state NMR study on sodium intercalation at low voltage window for Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) as an anode
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作者 Yuxin Liao Fushan Geng +1 位作者 Ming Shen Bingwen Hu 《Magnetic Resonance Letters》 2024年第2期40-45,共6页
In-situ XRD,^(31)P NMR and ^(23)Na NMR were used to analyze the interaction behavior of Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) at low voltage,and then a new intercalation model was proposed.During the transition from Na_(3)V_(2)(PO_... In-situ XRD,^(31)P NMR and ^(23)Na NMR were used to analyze the interaction behavior of Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) at low voltage,and then a new intercalation model was proposed.During the transition from Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) to Na_(4)V_(2)(PO_(4))_(3),Na ions insert into M1,M2 and M3 sites simultaneously.Afterwards,during the transition of Na_(4)V_(2)(PO_(4))_(3)to Na_(5)V_(2)(PO_(4))_(3),Na ions mainly insert into M3 site. 展开更多
关键词 Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) ANODE Low voltage NMR Sodium ion battery
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Cathode nanoarchitectonics with Na_(3)VFe_(0.5)Ti_(0.5)(PO_(4))_(3): Overcoming the energy barriers of multielectron reactions for sodium-ion batteries
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作者 Vaiyapuri Soundharrajan Sungjin Kim +7 位作者 Subramanian Nithiananth Muhammad H.Alfaruqi JunJi Piao Duong Tung Pham Vinod Mathew Sang A.Han Jung Ho Kim Jaekook Kim 《Carbon Energy》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第9期1-14,共14页
High electrochemical stability and safety make Na+superionic conductor(NASICON)-class cathodes highly desirable for Na-ion batteries(SIBs).However,their practical capacity is limited,leading to low specific energy.Fur... High electrochemical stability and safety make Na+superionic conductor(NASICON)-class cathodes highly desirable for Na-ion batteries(SIBs).However,their practical capacity is limited,leading to low specific energy.Furthermore,the low electrical conductivity combined with a decline in capacity upon prolonged cycling(>1000 cycles)related to the loss of active material-carbon conducting contact regions contributes to moderate rate performance and cycling stability.The need for high specific energy cathodes that meet practical electrochemical requirements has prompted a search for new materials.Herein,we introduce a new carbon-coated Na_(3)VFe_(0.5)Ti_(0.5)(PO_(4))_(3)(NVFTP/C)material as a promising candidate in the NASICON family of cathodes for SIBs.With a high specific energy of∼457 Wh kg^(-1) and a high Na+insertion voltage of 3.0 V versus Na^(+)/Na,this cathode can undergo a reversible single-phase solid-solution and two-phase(de)sodiation evolution at 28 C(1 C=174.7 mAh g^(-1))for up to 10,000 cycles.This study highlights the potential of utilizing low-cost and highly efficient cathodes made from Earth-abundant and harmless materials(Fe and Ti)with enriched Na^(+)-storage properties in practical SIBs. 展开更多
关键词 Fe and Ti swapping Na_(3)VFe_(0.5)Ti_(0.5)(PO_(4))_(3) prolonged cycle life structural stabilit
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动态缺陷导致Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3):Yb^(3+),Er^(3+)材料上转换和下转移发光不同热猝灭行为研究
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作者 汪世杰 王映涵 +2 位作者 陶正仁 安正策 叶柿 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期863-875,共13页
掺Eu^(2+)的离子导体Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3)具有优异的抗热猝灭性能,是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而,其负热猝灭机理仍有待深入研究。本文以Yb^(3+)/Er^(3+)的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu^(2+)d-... 掺Eu^(2+)的离子导体Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3)具有优异的抗热猝灭性能,是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而,其负热猝灭机理仍有待深入研究。本文以Yb^(3+)/Er^(3+)的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu^(2+)d-f跃迁发射为研究对象,旨在获得更清晰的机理。结果表明,热致缺陷/离子的动态迁移能促进高温下辐射跃迁和抑制非辐射跃迁,导致上转换发光具有显著的负热猝灭,下转移发光热猝灭较小。其中,布居速率较慢的上转换过程更容易受到时间尺度与之相当的Na^(+)/空位迁移过程的影响。本研究可为理解发光材料热猝灭机制提供另一种视角。 展开更多
关键词 Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3):Yb^(3+) Er^(3+) 上转换发光 下转移发光 负热猝灭 能量传递
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Robust Cross-Linked Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3) Full Sodium-Ion Batteries
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作者 Jinqiang Gao Ye Tian +12 位作者 Lianshan Ni Baowei Wang Kangyu Zou Yingchang Yang Ying Wang Craig E.Banks Dou Zhang Kechao Zhou Huan Liu Wentao Deng Guoqiang Zou Hongshuai Hou Xiaobo Ji 《Energy & Environmental Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期9-20,共12页
Sodium-ion batteries(SIBs)have rapidly risen to the forefront of energy storage systems as a promising supplementary for Lithium-ion batteries(LIBs).Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)(NVPF)as a common cathode of SIBs,featur... Sodium-ion batteries(SIBs)have rapidly risen to the forefront of energy storage systems as a promising supplementary for Lithium-ion batteries(LIBs).Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)(NVPF)as a common cathode of SIBs,features the merits of high operating voltage,small volume change and favorable specific energy density.However,it suffers from poor cycling stability and rate performance induced by its low intrinsic conductivity.Herein,we propose an ingenious strategy targeting superior SIBs through cross-linked NVPF with multi-dimensional nanocarbon frameworks composed of amorphous carbon and carbon nanotubes(NVPF@C@CNTs).This rational design ensures favorable particle size for shortened sodium ion transmission pathway as well as improved electronic transfer network,thus leading to enhanced charge transfer kinetics and superior cycling stability.Benefited from this unique structure,significantly improved electrochemical properties are obtained,including high specific capacity(126.9 mAh g^(-1)at 1 C,1 C=128 mA g^(-1))and remarkably improved long-term cycling stability with 93.9%capacity retention after 1000 cycles at 20 C.The energy density of 286.8 Wh kg^(-1)can be reached for full cells with hard carbon as anode(NVPF@C@CNTs//HC).Additionally,the electrochemical performance of the full cell at high temperature is also investigated(95.3 mAh g^(-1)after 100 cycles at 1 C at 50℃).Such nanoscale dual-carbon networks engineering and thorough discussion of ion diffusion kinetics might make contributions to accelerating the process of phosphate cathodes in SIBs for large-scale energy storages. 展开更多
关键词 dual-nanocarbon networks full sodium-ion battery ion transfer kinetics Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3) NASICON structure
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Yb^(3+)/Nd^(3+)掺杂对Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶Cr^(3+)发光性能的影响
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作者 谢鑫 葛万银 +4 位作者 张倩 杨茂浩 吴晨歌 何鹏 殷宏磊 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期736-744,共9页
近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土... 近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)和Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)近红外荧光粉。相比Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),460 nm蓝光激发的Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)同时出现Cr^(3+)和Yb^(3+)特征发射峰,经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr^(3+)-Yb^(3+)存在能量传递通道,最高使Cr^(3+)-Yb^(3+)能量传递效率达80.2%,得益于Yb^(3+)卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr_(9)Ga(PO_(4))_7∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)样品调制出833,876,1 060 nm的多峰发射,显著拓宽了近红外光谱范围。最终,讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用,证明该系列荧光粉具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+) 近红外荧光粉 Yb^(3+) Nd^(3+)
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Porous high-entropy rare-earth phosphate(REPO_(4),RE=La,Sm,Eu,Ce,Pr and Gd)ceramics with excellent thermal insulation performance via pore structure tailoring
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作者 Peixiong Zhang Enhui Wang +3 位作者 Jingjing Liu Tao Yang Hailong Wang Xinmei Hou 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期1651-1658,共8页
Thermal insulation materials play an increasingly important role in protecting mechanical parts functioning at high temperatures.In this study,a new porous high-entropy(La_(1/6)Ce_(1/6)Pr_(1/6)Sm_(1/6)Eu_(1/6)Gd_(1/6)... Thermal insulation materials play an increasingly important role in protecting mechanical parts functioning at high temperatures.In this study,a new porous high-entropy(La_(1/6)Ce_(1/6)Pr_(1/6)Sm_(1/6)Eu_(1/6)Gd_(1/6))PO_(4)(HE(6RE_(1/6))PO_(4))ceramics was prepared by combining the high-entropy method with the pore-forming agent method and the effect of different starch contents(0–60vol%)on this ceramic properties was systematically investigated.The results show that the porous HE(6RE_(1/6))PO_(4)ceramics with 60vol%starch exhibit the lowest thermal conductivity of 0.061 W·m^(-1)·K^(-1)at room temperature and good pore structure stability with a linear shrinkage of approximately1.67%.Moreover,the effect of large regular spherical pores(>10μm)on its thermal insulation performance was discussed,and an optimal thermal conductivity prediction model was screened.The superior properties of the prepared porous HE(6RE_(1/6))PO_(4)ceramics allow them to be promising insulation materials in the future. 展开更多
关键词 porous high-entropy(La_(1/6)Ce_(1/6)Pr_(1/6)Sm_(1/6)Eu_(1/6)Gd_(1/6))PO_(4) ceramics high-entropy strategy pore-forming agent method thermal insulation material thermal conductivity
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LATP固态电解质膜在准固态锂硫电池中的性能研究
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作者 翁海瑞 王晨瑶 +3 位作者 李明娟 孙陆毅 李媛 陈鑫智 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1588-1594,共7页
为解决固态电解质与电极间的界面接触问题,实现锂硫电池固态化。用溶胶-凝胶法制备NASICON型Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2−x)(PO_(4))_(3)氧化物固态电解质(LATP),用水基流延法制备固态电解质膜,将使用少量电解液润湿的LATP固态电解质膜组装成... 为解决固态电解质与电极间的界面接触问题,实现锂硫电池固态化。用溶胶-凝胶法制备NASICON型Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2−x)(PO_(4))_(3)氧化物固态电解质(LATP),用水基流延法制备固态电解质膜,将使用少量电解液润湿的LATP固态电解质膜组装成准固态锂硫电池。制备的LATP离子电导率为1.61×10^(−4)S/cm。在30℃下,Li对称电池可稳定循环,循环时间超过500 h。该准固态电池室温下5 C放电,放电比容量340 mAh/g。在30℃、0.1 C下,初始放电比容量1043 mAh/g,100次循环后放电比容量430 mAh/g。 展开更多
关键词 锂硫电池 界面修饰 Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2−x)(PO_(4))_(3) 水基流延
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