SiO_2-TiO_2二元材料及其杂化材料的制备和表征

通过溶胶-凝胶法制备了SiO2-TiO2二元材料和聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)/(SiO2-TiO2)杂化材料,并进行了结构表征。结果表明,TiO2组分以非晶态的形式分散到非晶态的SiO2凝胶骨架中,形成稳定的、化学均一的SiO2-TiO2二元材料。RAMAN、XRD和FESEM测试结果均显示,SiO2-TiO2二元无机相具有纳米尺寸(粒径在15 nm左右),硅烷偶联剂的引入使得PBMA/(SiO2-TiO2)杂化材料均匀性较好,与纯PBMA体系的热稳定性相比,PBMA分子链断裂的Tmax由纯PBMA的(258±3)℃增加到杂化材料的(271±3)℃,证明有机相与无机相之间存在相互作用,从而使该杂化材料的热稳定性有所提高。

鸽新城疫四元材料油乳剂灭活苗的试制

采用鸽新城疫ND—GS O1株毒为种毒。通过种子毒在非免疫健康鸡胚上增殖动态的试验研究表明，ND病毒在羊水、尿囊膜（包含羊膜）、尿囊液中含量较高、增殖动态趋于一致，而在胚体及卵黄中含量较低。因此，在此基础上，研制出四元材料（尿囊液、尿囊膜、羊膜、羊水）混合油乳剂灭活苗。经急性毒性试验，安全性检验，最佳免疫剂量测定，效力试验综合分析，表明该疫苗抗原性良好，对健康鸽都很安全。每鸽皮下注射0．5mL疫苗后用红细胞凝集抑制试验（HI）检测抗体，免疫后9d抗体效价开始上升（平均为3．1log2），21d达到峰值（平均为9．2log2）。180d仍可维持较高水平（平均为6．7log2）。免疫后30d、90d、180d用强毒株200ELD50／0．1mL攻击，其保护指数均为100％。疫苗在11℃～20℃下保存30d、60d、90d，4℃-8℃下保存30d、60d、90d、120d、180d，疫苗的性状和免疫特性不变。

鸽新城疫四元材料蜂胶佐剂灭活苗免疫期试验研究

采用四批四元材料混合病毒(鸡胚尿囊液、羊水、尿囊膜、羊膜)制备的鸽新城疫(ND)蜂胶佐剂灭活疫苗(0701、0702、0703、0704)分别免疫30日龄非免疫健康鸽,不定期采血,连续检测HI抗体的动态变化,这四批疫苗免疫后5d均可检测出抗体,14d达到最高峰(平均为11.3 log2),6个月的平均HI抗体滴度均在6.4 log2以上。因此,该苗对鸽的ND免疫保护期至少为6个月。

等离激元材料和器件的动态调控研究进展

等离激元学连接着光子学和电子学,在光产生、显微显示、数据存储、光集成和光子芯片、传感技术和纳米制造技术等方面展示出重要应用,正极大地促进既拥有纳米电子学的尺寸又兼有介电光子学速度的新一代信息材料和器件的发展.但是,传统上绝大部分等离激元材料和器件都是基于静态的设计,即一旦被制备,其性能也就确定,人们无法根据需求进行实时的主动调控.因此,近年来人们开始从应用需求出发,致力于研制动态调控的等离激元材料和器件.本文总结等离激元材料和器件的动态调控研究进展,给出动态调控等离激元材料和器件的基本原理,即通过动态改变材料中金属微纳结构的等效介电函数、动态调节系统外部环境、动态控制结构中的耦合效应等,实现对等离激元材料和器件性能的实时动态控制.在此基础上,分别以等离激元材料、等离激元超构材料、等离激元超构表面等为例,展示在电、光、力、温度、环境等外部作用下相关材料和器件性能的实时改变和动态控制,期望推动发展新型亚波长光电功能材料和器件.

共沉淀法制备镍钴锰三元材料前驱体的研究进展与趋势

镍钴锰三元材料是近些年发展起来的新型正极材料。要满足三元正极材料高比容量、高倍率、长循环寿命等要求,前驱体的物理质量至关重要。本文对共沉淀法生产三元材料前驱体工艺技术研究进展进行评述,指出提高产品物理质量是目前研究方向之一,并介绍了本课题组关于高物理质量镍钴锰三元材料前驱体的研究结果。

水洗时间对高镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2三元材料性能的影响研究

利用溶液洗涤法和高温真空干燥处理法,在水溶液中对高镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(LNCM)三元材料进行洗涤,并进行高温真空干燥处理。通过化学分析法、BET测试仪、XPS和SEM分别对高镍LNCM三元材料的pH值、可溶锂含量、BET、物相结构和表面形貌进行了测试,重点研究了水洗时间对高镍LNCM三元材料物理和电化学性能的影响。结果表明,采用水洗和高温真空干燥处理工艺,可有效去除高镍LNCM三元材料表面残余Li2CO3和LiOH,其原理主要是基于Li2CO3和LiOH的溶解机理,而非物理摩擦洗涤机理;随着水洗时间继续延长,水洗液的pH值和材料的比表面积缓慢增加,而材料表面残碱、材料的放电容量、循环保持率和倍率性能却逐步降低。因此选择水洗时间为2 min最优,此时水洗液的pH值增加至12.04,材料的BET增加至0.3043 m^2/g;材料表面的Li2CO3含量降低为0.1043%,LiOH含量降低为0.1382%;放电容量为203.8 mAh/g;1 C循环50圈后,材料的容量保持率为86.23%;5 C倍率下放电,仍保持有2 C初始容量的84.5%。

三元锂正极材料电化学性能及回收技术分析

“双碳”目标出台后,新型能源在能源消耗结构中的占比迅速提高,锂离子电池(LIBs)储能市场也稳步发展,动力电池也进入了报废高潮。而正极作为电池性能提升的关键性因素更是受到了国内外的广泛关注。为了兼顾正极材料的容量、结构稳定性、安全性,以及回收其中的有价金属,本文特针对NCM三元正极材料的现存问题进行分析,深入学习了电化学性能改性和回收等技术,并针对现有技术的不足提出改进思路,为之后的研究提供参考。

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的制备及催化果糖脱水制5-羟甲基糠醛的研究

采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料,并将其应用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。利用SEM、TEM、XRD、FTIR、BET等检测手段对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的形貌、晶型、基团和比表面积进行了表征,同时研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及溶剂种类对果糖转化率、5-HMF的收率和选择性的影响,此外,还考察了催化剂的稳定性。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料具有三维立体网状结构,比表面积达到了31.4782 m^(2)/g,对果糖脱水反应具有良好的催化活性;在果糖质量为5.0 g、二甲基亚砜用量15 mL、g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO用量1.0 g、反应时间3 h、反应温度150℃的条件下,果糖的转化率为98.5%,5-HMF的收率为69.7%,选择性为70.8%;5次循环使用后,5-HMF的收率仍能达到58.8%,表明g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的催化稳定性良好。

富镍三元层状正极材料表面残碱去除工艺:研究进展、挑战及展望

富镍LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(NCM)/LiNi_(1-x-y)Co_(x)Al_(y)O_(2)(NCA)三元层状正极材料因其比容量高、成本低等优势,被认为是最具前景的锂电池正极材料之一。但由于其对空气中H_(2)O和CO_(2)的敏感效应,表面易生成残碱化合物LiOH/Li_(2)CO_(3)(RLCs),而RLCs的存在会急剧恶化富镍三元材料热稳定性能和电化学性能,致使其大规模商业化应用面临严峻挑战。本文首先综述了RLCs的组成和形成机理,并系统概括RLCs引起的微裂纹扩展、Li^(+)/Ni^(2+)混排、界面副反应和晶格相变等材料失效机制以及常用RLCs去除策略;重点阐述去离子水洗涤、无水乙醇洗涤、溶液洗涤及后续一体化处理等三种RLCs去除工艺的研究进展及对材料结构、形貌及电化学性能的影响机理。最后,归纳总结上述溶液洗涤去除RLCs策略的特点,并对富镍NCM/NCA三元层状正极材料表面残碱去除工艺的未来研究方向进行展望。

胞元材料拓扑构型与力学性能的相关性

为了进一步探索胞元材料力学性能与材料拓扑构型的相关性,分析了不同二维和三维胞元材料的拓扑构型特征以及材料的模量与强度,得到了拉伸主导型和弯曲主导型胞元材料的力学性能与材料相对密度之间的关系,并对各种构型的力学性能进行了对比分析。在Deshpande拓扑规则的基础上,由等效连续介质刚度矩阵的非奇异性特征得到了拉伸主导型胞元材料的基本拓扑构型特征。研究表明:平面条件下拉伸主导型胞元材料必须具有3组或3组以上不同方向的连续杆件,而空间状态下拉伸主导型胞元材料必须具有6组或6组以上不同方向的连续杆件。

InGaAsP四元系量子阱材料的热稳定性

对与ＩｎＰ晶格匹配的ＩｎＧａＡｓＰ四元系量子阱材料进行了一系列热稳定性能的研究，通过光荧光谱（ＰＬ）的测量发现：ＩｎＧａＡｓＰ四元系量子阱材料在６５０ ℃以上的常规退火条件下有量子阱混合现象产生，而单量子阱结构较多量子阱或超晶格结构更容易产生量子阱混合．对单量子阱片进行快速退火处理后，荧光峰位置、峰宽无明显变化，表明量子阱混合的产生除了依赖于退火温度的高低，也与退火时间的长短密切相关．

水泥-粉煤灰-矿粉-偏高岭土四元胶凝材料氯离子固化机理研究

本文在水泥、粉煤灰和矿粉组成的三元胶凝材料基础上掺入第四元矿物掺合料偏高岭土,利用X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA/DTG)定性分析了四元胶凝材料水化产物与氯离子固化能力的关系,并在此基础上利用TGA/DTG和Rietveld外标法定量分析不同形态氯离子固化量。研究表明,掺入偏高岭土能够增加体系早期水化反应速率,促进粉煤灰和矿粉早龄期水化,增加了四元胶凝材料水化AFm相(单硫型水化硫铝酸钙)和C-S-H凝胶含量。同时也增加了体系中铝钙摩尔比,使得单硫型硫铝酸钙(Ms)在碳酸盐存在的条件下更加倾向于转化为半碳型碳铝酸钙(Hc)。氯离子等温吸附结果表明,AFm相含量与氯离子固化能力呈正相关。Rietveld外标法结果表明,掺入偏高岭土后四元体系的氯离子化学固化能力提高,物理吸附能力降低,与三元体系相比,氯离子化学固化量提高了94.16%,物理吸附量降低了7.62%,TGA/DTG定量结果表明Rietveld定量分析具有可行性。

用弯曲模型推导二组元复合材料杨氏模量新公式

用弯曲模型推导了适用于悬丝耦合弯曲共振法检测金属第二组元的杨氏模量的理论公式 ,通过实验数据计算 ,结果表明在两组元h2 h1 ≈ 1时与文献〔2〕的计算结果几乎接近 ,为用悬丝耦合弯曲共振法检测各种减振材料、陶瓷材料杨氏模量提供了理论公式 ;同时用改进后的弯曲模型推导出了适用于纤维复合材料横向杨氏模量的预测公式。

LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)三元正极材料及表征手段概述

三元正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)(NCM)具有较好的综合性能,是电动汽车领域最具发展前景的锂离子电池正极材料之一。表征是材料研究的必要过程,综述了NCM三元正极材料的表征手段,并对NCM三元正极材料的发展前景进行了评价和展望。

基于计算机辅助分析的多主元高熵合金材料AlCrFeNi在不同热处理工艺下的高温性能研究

通过真空熔炼法成功制备出了多主元高熵合金材料AlCrFeNi,之后采用不同的热处理工艺对该合金的进行处理.热处理之后对材料进行高温实验和高温蠕变实验.通过对实验结果进行计算机辅助分析得到该合金在不同热处理条件下的组织与性能,计算机分析得出组织与性能配合良好的最优热处理工艺,从而实现成本最小化.

三元正极材料Li[Ni-Co-Mn]O_2的研究进展

综述了三元材料近几年国内外的研究状况,介绍了三元材料的结构与电化学性能的内在联系,探讨了不同的制备方法、不同的改性技术对材料性能的影响,并讨论了三元材料的应用前景。

LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料表面残锂和pH值的后处理控制研究

利用溶液洗涤法,在水、水和乙醇溶液中对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料进行洗涤,120℃烘干后,400℃回火热处理4h,得到处理后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料。利用化学分析法、比表面分析仪、XRD分别对处理后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料进行pH值、可溶Li含量、BET、物相结构进行测试。结果表明,采用水洗涤和回火热处理的后处理工艺,LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料的pH值由11.5降至11以下,可溶Li含量由4×10^(-4)左右降至2×10^(-4)左右,比表面积控制在0.5m^2/g以下;材料的物相结构没有发生变化;材料的放电容量和倍率性能基本和原样相当。

进程可编辑的NCM前驱体洗分装置自动控制系统的设计与应用

NCM三元镍钴锰正极材料与钴酸锂正极材料相比,具有成本低、环保性好、容量高、循环性能好等优势,被称为是第三代锂离子电池正极材料。从三元湿料到干料过程中,主要包括过滤、陈化、洗涤、吹干、输送等工序。本文结合实际项目,介绍一种以板框压滤机为洗分工序的主体设备,配合阀站、仪表和控制系统,经由螺旋输送至干区直至包装,洗分工序涉及进浆、压榨、洗涤、吹干、输送等工序。该系统克服了传统洗分方式需要大量的现场人员干预,操作繁琐、指标不稳定的缺点,在实际应用中取得了良好的使用效果,实现了三元锂离子电池正极前驱体洗分系统的无人监管、自动控制,稳定了生产工艺流程,减少了现场人员工作量。

锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料的制备及其性能

无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和锰为基础二元材料,通过掺杂铁、铜两种金属元素制备成四元无钴高镍正极材料前驱体,将前驱体与锂源按合理配比混合制备成富锂微米级单晶基体,最后以高导电性材料氮化钛均匀包覆基体制备成锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料。性能测试结果显示,经500次循环后其容量保持率仍有98.2%,该结果验证了本试验所制备的正极材料成本低、易于产业化的特性;通过掺杂两种元素后进行微米级单晶改性处理、合理的富锂配比和高导电性材料表面包覆的协同作用,进一步提高了正极材料的高压循环稳定性和循环寿命,并具有极佳的容量和倍率性能。

基于边界元法的三相声子晶体能带结构的计算

发展了计算二维三组元局域共振型声子晶体带隙结构的边界元法,该方法在一个单胞内分别对基体和含有包覆层的嵌入体(三相材料)建立边界积分方程,在基体边界上施加Bloch条件,并考虑不同相之间的界面条件后得到一个线性的特征值方程。该方法的计算结果和对应的二组元体系计算结果进行了比较,结果表明,在三相体系中声波发生局部共振,此时中间包覆层材料的作用类似于一个软弹簧;而且由于包覆层材料的密度很低且声速很小,所以对应的系统共振频率较低,使声带隙出现在较低频段。另外,本文还分析了"包覆层"材料的特性以及边界元法计算三组元声子晶体的特点。