溶胶-凝胶法制备Mn掺杂Na_3V_2(PO_4)_2F_3正极材料及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Mn掺杂的钠离子电池正极材料Na_3V_2(PO_4)_2F_3。用XRD、SEM、恒流充放电和交流阻抗等对样品进行了表征。结果表明,适量Mn掺杂不会破坏Na_3V_2(PO_4)_2F_3的晶体结构;随着Mn掺杂量的增加,衍射峰强度增强,晶粒尺寸增大,材料的颗粒及孔径先减小后增大。电化学测试表明Na_3(V_(1-2y/3)-Mn_y)_2(PO_4)_2F_3(y=0.05)拥有最优的电化学性能,该样品在0.1和1C倍率下的首次放电比容量分别为116.7和61.9mAh/g,循环50次后的放电比容量仍高达112.1和60.8mAh/g。

Mn掺杂对KNbO3和(K0.5Na0.5)NbO3无铅钙钛矿陶瓷铁电压电性能的影响

(K0.5Na0.5)NbO3基无铅压电陶瓷具有出色的综合铁电压电性能,已经初步满足了部分实际应用场景的需求.近期的研究发现,某些元素的掺杂对优化(K0.5Na0.5)NbO3基陶瓷的机电耦合性能起着至关重要的作用.本文将MnO2添加到KNbO3和(K0.5Na0.5)NbO3两种压电陶瓷中,对比研究了Mn掺杂对两种陶瓷微观结构和宏观电学性能的不同影响,分析了造成这些差异的微观物理机理.实验结果表明,掺杂后的两种陶瓷中均存在Mn2+.Mn掺杂会使KNbO3陶瓷的铁电畴尺寸减小、居里温度降低、拉曼光谱中的振动峰宽化、相变过程变得弥散,并呈现出束腰电滞回线和可回复的双极场致应变曲线;在(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷中掺杂Mn后,其性能变化却显著不同,陶瓷的铁电畴尺寸无明显变化、居里温度未发生变化、拉曼光谱中的振动峰未发生宽化,呈现出饱和的矩形电滞回线和不可回复的双极场致应变曲线.这可能是因为,(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷相比KNbO3陶瓷具有更大的离子无序度和晶格畸变,从而使得Mn掺杂所产生的影响相对减小.

基于Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法检测食品中兽药头孢哌酮钠残留

以水相共沉淀法合成了L-半胱氨酸(L-cys)修饰的Mn掺杂ZnS量子点(L-cys-Mn∶ZnS QDs)。基于头孢哌酮钠可通过电荷转移猝灭L-cys修饰的Mn∶ZnS量子点室温磷光的原理,建立了一种简单、快速检测食品中头孢哌酮钠微量残留的新方法。结果表明:当pH=6.4,反应时间为40 min时,量子点的磷光猝灭程度与头孢哌酮钠浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.025~2.000μg/ml,相关系数(r)为0.9973,方法检出限为0.016μg/ml,相对标准偏差为2.3%。该方法应用于牛奶和蜂蜜中头孢哌酮钠测定的加标回收率分别为93.8%~102.1%和95.5%~99.6%。

掺锰对[Bi_(0.5)(Na_(1-x)Ag_x)_(0.5)]_(1-y)Ba_yTiO_3系陶瓷压电和介电性能的影响

利用传统陶瓷工艺制备了MnO2(0～0.4wt%)掺杂[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTi O3(x=0.06,y=0.06)无铅压电陶瓷,研究了掺杂对该体系陶瓷的结构、压电和介电性能的影响.结果表明,陶瓷的压电常数d33随锰掺杂量增加而减小;适量锰离子的引入可降低介电损耗tgδ,提高机械品质因数Qm.当锰掺杂量达到0.4wt%时,陶瓷的压电性能大幅度降低.锰含量为0.15wt%时该体系陶瓷具有较好的性能压电常数d33=160pC/N,机电耦合系数kp=34%,kt=52%,介电常数εr=804,机械品质因数Qm=163,介电损耗tgδ=2.0%.

锰掺杂硒硫化镉光阳极的制备与光电性能

将适量Se加入到Na2S甲醇水溶液中反应生成Na2SSe2阴离子前驱体,以Cd(NO3)2、Mn(CH3COO)2为阳离子前驱体,通过连续离子层吸附反应(SILAR)分别制备出Cd SSe2/TiO2或Mn2+掺杂的Mn-Cd SSe2/TiO2量子点敏化光阳极。采用拉曼光谱、X射线光电子能谱和能量色散X射线能谱分析确定阴离子前驱体和量子点的价键结构和组成;通过紫外可见吸光光谱表征量子点的光吸收性能;利用J-V曲线和IPCE分别对CdS、CdSSe2和Mn-Cd SSe2量子点敏化的TiO2光阳极的光电性能进行了表征。实验结果表明,采用0.12 mol·L-1 Se和0.5 mol·L-1 Na2S制备的阴离子前驱体、0.5 mol·L-1 Cd2+和0.3 mol·L-1 Mn2+阳离子前驱体,通过SILAR法制备的Mn-Cd SSe2/TiO2光阳极,能量转换效率比Cd SSe2/TiO2和Cd S/TiO2光阳极分别提高了90%和247%。

锰掺杂BiOBr光催化降解头孢唑林研究

为进一步提高BiOBr对头孢菌素类抗生素的光催化降解能力,作者采用水热法合成了不同锰含量(5%、10%及30%)掺杂的BiOBr光催化剂(Mn/BiOBr)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射光谱及X射线光电子能谱等表征,发现掺杂锰离子后BiOBr仍为片状结构,但其尺寸有所减小,锰离子以正二价形式(Mn^(2+))存在于纳米BiOBr晶格中。以抗生素头孢唑林(cefazolin sodium,CFZ)为污染物对象,在可见光照射下(λ≥420 nm),探讨了Mn/BiOBr光催化降解CFZ的特性,其中锰掺杂量为5%时(标记为Mn/BiOBr-5)对BiOBr的光催化活性提升最大。Mn/BiOBr-5对CFZ氧化降解的表观速率常数(k=0.02078 min^(–1))比BiOBr(k=0.00953 min^(–1))高118%,在140 min内降解98%的CFZ,而相同条件下70%的CFZ被BiOBr降解。与未掺杂BiOBr相比,掺入Mn^(2+)导致其比表面积增大及带隙能量降低,并使得光生电荷复合率降低,因而提升了BiOBr的光催化活性。此外,测定了反应体系氧化物种,结果表明羟基自由基及空穴为Mn/BiOBr降解CFZ反应过程中的主要活性物种。

锰基亚铁氰化物的制备及储钠性能

使用高浓度前驱体,采用共沉淀法制备Ni、Fe共掺杂的锰基普鲁士蓝材料(FeNi-MnHCF)。产物呈单斜相,颗粒尺寸为亚微米级,比容量较高、倍率性能较好且循环寿命较长。以0.1 C的电流在2.0~4.0 V循环,首次充放电比容量分别为125.2 mAh/g和117.8 mAh/g,首次库仑效率为94.1%;以20.0 C的大电流放电3 min,比容量仍有104.0 mAh/g;以5.0 C循环370次,容量保持率可达96.9%。用100 L反应釜一次合成制备公斤级FeNi-MnHCF样品,并以商业硬碳为负极,制作百毫安时级的软包装电池。该电池以0.5 C充电、1.0 C放电在1.5~3.7 V循环100次,容量保持率为81.6%。

锰掺杂量对0.96K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统固相烧结法制备0.96K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3+xMnCO_3(简称为0.96KNN-0.04BNZ+xMn,x=0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,质量分数)无铅压电陶瓷,研究了锰掺杂量对该无铅压电陶瓷晶相结构、显微结构、压电和介电性能的影响。结果表明:0.96KNN-0.04BNZ+xMn陶瓷具有纯钙钛矿结构,随着x的增加,陶瓷相从正交-四方两相共存转变为正交相,体积密度、压电常数、机电耦合系数和介电常数先增后降,机械品质因数增大,而介电损耗角正切、剩余极化强度、矫顽场和居里温度降低;当x为0.3%时,陶瓷的综合性能最佳。

钠离子电池P2相镍锰基层状氧化物正极材料的研究进展

P2型Na_(0.67)[Ni,Mn]O_(2)材料由于较高的比容量、工作电压以及较好的空气稳定性成为最具前景的钠离子电池正极材料之一.然而,高压相变、Na^(+)/空位有序排布以及由Mn^(3+)引起的Jahn-Teller扭曲导致该类材料充放电过程中面临结构失稳以及性能衰减的挑战.本综述从P2型Na_(0.67)[Ni,Mn]O_(2)材料的失效机制出发,系统阐述了该类材料的最新进展.最后,对其未来的发展方向进行了展望.本文将为P2-type Na_(0.67)[Ni,Mn]O_(2)材料的研发与商业化提供借鉴.

基于Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法测定生物体液中的磺胺嘧啶钠

利用水相合成法合成了MPA（3-巯基丙酸）包覆的Mn掺杂Zn S量子点,基于该掺杂型量子点的室温磷光性质,建立了一种检测磺胺嘧啶钠（SDS）的新方法。该方法可以有效避免生物体液的自体荧光和散射光,且在水溶液检测时不需要添加任何诱导剂和除氧剂。在p H 7.4磷酸盐缓冲介质中,通过静电作用,SDS可以猝灭Mn掺杂Zn S量子点在590 nm处的磷光,其猝灭的磷光强度与SDS浓度呈良好的线性关系。其线性范围4~400μmol/L,相关系数R=0.99,检出限为0.78μmol/L,相对标准偏差（RSD）为2.6%。