气凝胶掺杂取代对水泥基材料的影响

以低导热系数的气凝胶等体积掺杂取代水泥基材料组分中的细骨料制备气凝胶砂浆,气凝胶取代量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%,探究各掺量下水泥基材料力学性能、导热系数、凝结时间及干密度的变化情况及其作用机制。测试结果表明,气凝胶掺杂取代量在10%内时抗压强度有较小提升,强度提高12.68%,导热系数降低了39.33%;在30%掺杂取代量时,抗压为10.33MPa,达到M10砂浆强度等级,此时抗折强度为3MPa,导热系数为0.85W/(m K),干密度降低了60.63%,初凝及终凝时间分别延长了87.5%、113.64%。

第一性原理方法研究硫掺杂二氧化钛的能带结构

使用第一性原理方法理论预测了阴离子取代型S掺杂TiO2的结构参数,并与未掺杂氧化钛对比,计算分析了它们的能带结构、态密度和电子密度。结果表明,掺杂模型中Ti-S键以共价键成分为主,S的3条3p轨道在禁带中形成浅能级掺杂,其中两条接近价带,另一条轨道与价带顶的O2p轨道杂化。分析认为带间能级的出现是阴离子取代型S掺杂TiO2吸收光谱发生红移的直接原因。

NBT基无铅压电陶瓷的研究进展

由于环境保护的要求 ,无铅压电材料越来越受到关注 ,NBT基压电陶瓷是目前研究较多的一种无铅压电材料 ,采取各种掺杂措施可以提高其压电性能 ,获得具有实用价值的无铅压电陶瓷材料。

锂离子电池层状正极材料LiMO_2的发展——EV和HEV用化学电源的潜力(Ⅱ)

LiMO2(M=Co、Ni和Mn)过去和现在都广泛地应用于移动电子器件的锂离子电池中。随着新的数码产品和动力电源的开发,对正极材料有更高的要求。介绍了层状LiMO2的掺杂取代和表面改性包覆的进展以及在正极材料锂层中Li+和Ni2+的阳离子混排对循环性能、倍率能力和热稳定性的影响。最后,预估了层状正极材料发展趋向。

电极活性材料的发展和趋势——EV和HEV用化学电源的潜力(Ⅰ)

电动车(EV)和混合电动车(HEV)对化学电源有独特的要求,对电极活性材料也有较高的要求,如高比容量、高放电倍率,长循环寿命和工作寿命,良好的结构稳定性和热稳定性,优越的安全性,低成本,对环境友好等。综述了提高动力电源活性材料性能的方法——掺杂或取代、表面改性、混配、非化学计量化合物或超晶格结构化合物的应用、纳米活性材料的开发等,并简述了活性材料的发展过程和趋向。

0.6ZrO_2-0.4(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_2-xSnO_2-yTiO_2微波介质陶瓷的介电性能

采用固相法合成了0.6ZrO_2-0.4(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_2-xSnO_2-yTiO_2系列微波介质陶瓷(0.6+0.4+x+y=2),研究了该体系陶瓷材料组成、微观结构和微波介电性能。实验发现用(Zn_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)来取代ZrO_2-TiO_2基陶瓷的Zr^(4+),一方面可以降低陶瓷的烧结温度,加速其致密化进程,还可以提升其介电性能。另一方面,通过Sn^(4+)部分取代Zr^(4+)或Ti^(4+),既可以抑制ZrO_2-TiO_2二元系统长程有序的离子排布进程,也可以增加其固溶度,并使该系统在常温下保持高温无序ZrTiO_4相。当x=0.2,在1220℃下烧结3h后,陶瓷得到优异的介电性能:εr=36.59,Q×f=43200GHz,τf=-5.9×10^(-6)/℃。

噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的电子输运

一维共轭碳基材料以苯环为基本单元,具有优越的导电性,分子光电器件的发展要求其在高导电性的前提下兼具富电子或少电子特征.本工作设计了噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的寡聚苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BmT)和寡聚噻吩(TnP)分子模型,利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了掺杂位置和掺杂程度对其输运行为的影响.噻吩环在一维共轭碳基材料上的取代掺杂有效提升了材料的电子输运效率.BmT和TnP分子的导电特性随分子长度的变化表明分子的共轭程度决定了电子输运效率.反式BmT和TnP分子具有多条电子传输路径,而顺式BmT和TnP分子随着分子长度增加,经历了由单条电子传输路径至多条电子传输路径的转变.该研究结果为开发高性能碳基分子电子材料提供了重要参考.

基于三次谐波PbTiO_3陶瓷t_c的研究

通过对A[Pb(1-3x/2-y)LaxCayTiO3]+B TiO2系统陶瓷的研究,采用La、Ca适量取代Pb和调整适量游离态的TiO2,并通过Bi、Ce、Cr掺杂的办法,得到一种具有较高tC能满足片式元件温度需求的工业用三次谐波PbTiO3陶瓷,同时对改善PbTiO3陶瓷材料tC的机理进行了初步的探讨。

K^+和Ca^(2+)对钙钛矿LaCoO_3中A位离子的掺杂及对柴油车尾气中Soot和NO去除率的影响

通过柠檬酸络合法制备用于柴油车尾气颗粒物的钙钛矿型催化剂LaCoO_3。并采用不同取代量的K^+,Ca^(2+)对催化剂La基位离子进行取代,记为La_(1-x)A_xCoO_3(A=K,Ca;x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5),所制得催化剂的结构采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)进行表征,并通过固定床实验来对所制得的催化剂进行催化活性测试。通过催化剂对Soot和NO的去除率与未改性的LaCoO_3相比,得出K^+和Ca^(2+)的最佳取代量分别为x=0.3和x=0.4,而钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)CoO_3对Soot和NO的去除率分别达到86.9%和82.6%。这与钙钛矿型催化剂LaCoO_3的A位离子被K^+,Ca^(2+)取代后,K^+或Ca^(2+)迁移到钙钛矿的晶格内有关,形成了La_(1-x)M_xCoO_3,增加钙钛矿型结构中的氧空位,使得碳烟的起燃温度降低,从而提高了Soot的去除率,即A位离子被取代后所形成的氧空位促成其钙钛矿型催化剂对Soot氧化的高催化活性。

硼掺杂单壁碳纳米管吸附甲醛的电子结构和光学性能研究

应用基于第一性原理的密度泛函理论研究了硼原子取代掺杂的(8,0)碳纳米管吸附甲醛气体分子的束缚能、电子结构以及光吸收和反射性质.研究发现,硼原子掺杂的碳纳米管对甲醛气体具有较强的敏感性,其束缚能大大增加,电荷转移更加显著,吸收峰和反射峰增多,峰值减小,且在低能区发生蓝移现象,在能量约为17.2eV处均出现一特征峰.对计算结果进行了讨论,期望利用硼掺杂碳管来制作检测甲醛的纳米传感器和光电器件.