掺杂铬对NiFe_2O_4 的磁性和结构稳定性影响

利用物理特性测试仪对共沉淀法制备的Cr3 + 掺杂NiFe2 O4的磁性能进行测试 ,发现掺杂Cr3 + 并经 35 0、6 0 0℃焙烧的NiFe2 O4样品 ,饱和磁化强度Ms和剩磁Mr随掺杂量的增加而下降 ,矫顽磁场强度Hc随掺杂量的增加而增加 .XRD平均晶粒测试结果显示 ,样品的平均晶粒大小随掺杂量的增加而减小 .在共沉淀过程掺杂的Cr3 +经 6 0 0℃热处理后已进入NiFe2 O4晶格 .晶格中的Cr3 + 对NiFe2 O4分解CO2 的H2 /CO2 循环反应性能产生很大影响 ,纯NiFe2 O4循环反应 15次失活 ,而掺 4 %Cr3 + 的NiFe2 O4循环反应 5

铬掺杂铝基载氮体的化学链合成氨特性及机理

铝基载氮体化学链合成氨是一种具有良好发展潜力的新型合成氨技术,在高效合成氨的同时实现煤炭等碳基能源的清洁利用。然而,在氮化反应温度下铝基载氮体不可避免会转化为活性较低的α-Al_(2)O_(3),降低氨合成效率。为解决这一问题,利用共沉淀法制备了一系列Cr掺杂的CA-x%(x=0、2.5、5.0、7.5、10.0)载氮体样品用于化学链合成氨反应特性研究。XRD、XPS表明,Cr原子均匀掺杂进入Al_(2)O_(3)晶格内部并提高了其氧活性。将5种载氮体样品用于氮化-氨化反应试验,结果表明CA-5%载氮体的合成氨性能最佳,其NH 3收集量约为未掺杂时的3倍,Cr掺杂同时促进了氮化和氨化反应的进行。利用Material Studio软件建立载氮体的氮化反应模型,DFT计算结果表明Cr原子的掺杂可显著降低氮化反应过程中CO的生成以及N 2解离吸附过程的能垒,Cr掺杂后Al_(2)O_(3)的晶格氧稳定性降低,氧原子更易从载氮体表面解离且更易与N 2反应生成氮化铝。最后选用CA-5%载氮体进行10次氮化-氨化反应试验验证了Cr掺杂铝基载氮体的循环稳定性。

硅、铬掺杂对TiAlN基涂层微观结构及摩擦学性能的影响

分别以Ti_(0.5)Al_(0.5)、Ti_(0.5)Al_(0.4)Cr_(0.1)、Ti_(0.5)Al_(0.4)Si_(0.1)为靶材,采用电弧离子镀技术制备了TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层,研究了硅、铬掺杂(二者掺杂量近似相同)对TiAlN基涂层微观结构、力学性能以及摩擦学性能的影响。结果表明:TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层均结构致密,与基体结合良好,呈柱状晶生长,呈现较强的(200)晶面择优取向;硅、铬元素掺杂使得涂层晶粒细化,其中硅元素掺杂形成的Si_(3)N_(4)非晶相对(Ti,Al)N纳米晶生长有抑制作用,TiAlSiN涂层的晶粒尺寸最小。硅、铬元素掺杂提高了涂层的硬度和内应力,并且硅掺杂的提升效果更好;硅、铬掺杂降低了涂层的硬度与弹性模量的比值和结合力,并且硅掺杂的降低幅度更大,TiAlSiN涂层的韧性最差;硅元素和铬元素的掺杂均能降低TiAlN涂层的摩擦因数和磨损率,硅掺杂对摩擦因数的降低幅度高于铬掺杂,对磨损率的降低幅度低于铬掺杂。

铬掺杂对针铁矿形成及吸附硒的影响

为了研究铬掺杂针铁矿的结构和基本性质,及其对不同价态硒的吸附特性和吸附机制,在水热条件下制备了纯针铁矿(Goe)和不同铬掺杂比例的针铁矿(Cr_(x)Goe,x=0.1、0.2、0.3、0.5)。通过X-射线衍射(X-ray dffraction,XRD)、透射电镜(transmission electron microscop,TEM)、N_(2)等温吸附-脱附、Zeta电位和粒径分析等手段进行研究。结果表明:反应体系中随着铬与铁摩尔比(R_(Cr/Fe))的增加,针铁矿形成的抑制效应不断增强,产物的颗粒尺寸逐渐变小;当R_(Cr/Fe)达到0.3~0.5时,样品中出现了少量的弱晶质颗粒。Goe和Cr_(x)Goe(x=0.1、0.2、0.3、0.5)的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分别为46.25、72.52、101.33、121.46、134.85 m^(2)/g,平均孔径分别为23.63、6.27、2.43、2.06、1.97 nm。随着R_(Cr/Fe)的升高,样品对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的吸附量均有所增大,且对Se(Ⅳ)的吸附量明显大于Se(Ⅵ)。这5种样品对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的等温吸附曲线拟合结果更符合Langmuir模型(R^(2)为0.8311~0.9932)和Sips模型(R^(2)为0.8466~0.9933),表明样品对硒的化学吸附主要是发生在均匀表面上的单层吸附。这些研究结果有助于深入认识土壤中氧化铁与硒的作用特性,并为土壤硒的有效性和环境污染调控提供科学依据。

铬掺杂的锂离子电池正极材料LiVPO_4F的制备以及电化学行为的研究(英文)

采用高温固相法2步合成了掺Cr的锂离子电池正极材料LiV1-xCrxPO4F(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07),XRD测试表明LiV1-xCrxPO4F属三斜晶系。通过恒电流充放电,循环伏安和交流阻抗实验表明:掺Cr后LiVPO4F正极材料更有利于锂离子的嵌入和嵌出,材料的放电容量和循环性能进一步提高,例如,铬掺杂的LiVPO4F样品在室温、0.2C倍率下充放电,循环50周后容量在110mAh·g-1以上。文中还讨论了充放电容量随掺Cr量的关系,nCr含量为0.03的LiV1-xCrxPO4F有着较高的放电平台和良好的循环稳定性。

铬掺杂对PZT-PMN陶瓷材料性能的影响

采用ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＥＳＲ（电子自旋共振）结合常规压电性能测试手段研究了Ｃｒ２Ｏ３掺杂对ＰＺＴ－ＰＭＮ陶瓷的压电性能、微结构及畴态的影响．压电性能测试结果表明，当Ｃｒ２Ｏ３含量低于０．０６Ｗｔ％时，可使Ｋｐ和Ｑｍ同时提高，这说明铬掺杂同时兼具“软掺杂”与“硬掺杂”的双重特性．此外，还发现随着烧结温度的提高，材料性能“硬化”明显．ＥＳＲ谱分析表明，Ｃｒ离子主要以Ｃｒ３＋和 Ｃｒ５＋的方式共存，随着烧结温度的提高，它有从高价态 Ｃｒ５＋或Ｃｒ６＋向低价态转变的趋势，这一价态变化被认为是材料性能随烧结温度提高而“变硬”的主要原因之一．ＴＥＭ图片显示，随着掺杂的Ｃｒ２Ｏ３的浓度的增大，由于氧空位或受主离子与氧空位构成的缺陷复合体对畴壁的钉扎，电畴将从正规带状畴向波纹状畴转变．

铬掺杂TiO_2液相沉积膜可见光下降解甲基橙研究

实验用液相沉积法制备铬掺杂改性的二氧化钛（Cr-TiO）2薄膜电极,并在可见光下利用制备的电极对甲基橙溶液（MO）进行光电降解实验研究。并对制备的薄膜进行光电流（I-t）、交流阻抗（EIS）和Mott-Schottky等电化学相关表征。当掺杂浓度为0.2%时,薄膜电极具有最好的光电催化活性。在以0.2%Cr-TiO2薄膜电极对甲基橙（MO）降解的实验中,系统研究了膜电极对甲基橙溶液的光电催化降解效果。结果表明：铬掺杂改性的0.2%Cr-TiO2电极,分别在提供可见光、外加正偏压1 V、同时提供可见光和外加1 V电压的三种条件下,对浓度为5 mg/L MO的降解2 h后效果分别为9.4%、23.8%、51.7%。当MO的初始浓度为1 mg/L时,其光电催化2 h后效果达到75.2%;当改变MO的初始pH值时,其最大降解效率发生在pH为3~4时,达到70.2%。

铬掺杂硅团簇的结构、稳定性和光电子谱性质研究

采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ-DK//MP2/6-31G(2df,p)和B3LYP/aug-cc-pVTZ基组研究了小尺寸团簇CrSin(n=3~9)及其阴离子的结构、稳定性以及光电子谱。结果表明:中性及其阴离子的基态结构是外嵌结构。由计算得出的解离能可知,在n<5时,CrSin中性结构的稳定性弱于其阴离子结构。在n≥5时,CrSin中性结构中,CrSi5和CrSi8结构的稳定性强于其相邻团簇;CrSin阴离子结构中,CrSi4和CrSi7结构的稳定性弱于其相邻团簇。计算得出的CrSin垂直电子解离能分别为:CrSi3(2.26 eV),CrSi4(3.21 eV),CrSi5(2.72 eV),CrSi6(3.54 eV),CrSi7(2.45 eV),CrSi8(2.71 eV)和CrSi9(2.95 eV)。除CrSi4以外,其他CrSin结构的垂直电子解离能数值与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.073 eV。计算得出的CrSin绝热电子亲和能分别为:CrSi3(2.07 eV),CrSi4(1.95 eV),CrSi5(2.4 eV),CrSi6(2.32 eV),CrSi7(2.38 eV),CrSi8(2.67 eV)和CrSi9(2.63 eV)。除CrSi6以外,其他CrSin结构的绝热电子亲和能与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.09 eV。此外,在PBE1PBE/6-31G(2df,p)水平下模拟了CrSin(n=3~9)阴离子基态结构的光电子光谱,并与报道的实验结果相比较,可以得出该研究得到的基态结构是可靠的。

不同制备方法对铬掺杂NiFe_2O_4分解CO_2的活性影响

采用共沉淀法和柠檬酸络合法分别制备掺杂4%Cr3+的N iFe2O4,运用XRD、DTA-TG、BET等手段对其结构进行表征,并探讨其直接催化分解CO2成C反应活性影响。研究结果表明,采用共沉淀法和柠檬酸络合法均能制备具有单一尖晶石结构的纳米晶的铬掺杂N iFe2O4。共沉淀法制备的铬掺杂N iFe2O4晶粒很小,平均晶粒只有8.3nm,比表面积为160.2 m2g-1,H2还原后其分解CO2成C的转化率为96%;而柠檬酸络合法制备的铬掺杂N iFe2O4晶粒比前者大,平均晶粒37.5nm左右,比表面积为51.6 m2g-1,其CO2分解成C的转化率只有82%。

铬掺杂锰酸锂的正极材料离子热法制备及其性能

以乙醇胺醋酸盐作为反应介质,采用硫酸铬、一水氢氧化锂和新制备二氧化锰为原料,在常压低温下采用离子热法和后续高温处理,制备了正极材料Li Mn2O4及其掺杂改性物Li Cr0.1Mn1.9O4。分别对材料的形貌和电化学性能进行XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明:Li Mn2O4和Li Cr0.1Mn1.9O4均为棒状结构,集中呈现为长宽分别为1.2μm、200 nm。充放电测试表明:金属铬的掺杂能有效提高材料的循环性能,在0.1 C倍率下,材料Li Cr0.1Mn1.9O4首次放电比容量为123.6 m A·h/g,经历前10个循环的容量少量衰减后,其后的50次循环中容量基本不变。

铬掺杂a-MnO_2的制备及其在锌离子电池中的性能

以KMnO_4、MnSO_4·H_2O和K_2Cr_2O_7为原料,采用水热法制备了锌离子电池正极用铬掺杂型纳米a-MnO_2材料。借助XRD、TEM和恒流充放电测试等手段研究了反应时间和Cr掺杂量对MnO_2粉体的晶型结构和形貌及其在模拟锌离子电池中的放电比容量和循环性能的影响。结果表明:所制备的粉体为结晶性良好的纳米棒状a-MnO_2;Cr的掺杂不会明显改变MnO_2的晶体结构,Cr掺杂型纳米a-MnO_2所制备的电池初始放电比容量可达257 mAh/g,与未掺杂的a-MnO_2相比提高了27.9%,10个循环后的容量保持率提高21.8%。推荐性能最佳铬掺杂纳米a-MnO_2的水热法制备工艺参数为:在160℃下,KMnO_4与MnSO_4的摩尔比为2∶3,水热法反应4 h,K_2Cr_2O_7的掺杂量为10%(质量分数)KMnO_4。

铬掺杂纳米二氧化钛乳液的制备及其光催化性能

以四氯化钛(TiCl4)、硝酸铬(Cr(NO3)3·6H2O)、D-山梨糖醇、有机羧酸等为主要原材料,采用新技术——络合-控制水解法,在室温下合成铬(Cr)掺杂纳米TiO_2无色透明乳液.分别用XRD、纳米激光粒度分析仪、和紫外-可见分光光度仪等,对样品的物相、粒径、组成、光吸收、光催化等性质进行了表征.结果显示,当Cr的掺杂物质的量比为0.5%,回流时间为15min,pH为6时,所得样品Cr掺杂纳米TiO_2无色透明乳液的光催化性能最好;在光照50min后,其对酸性红3R的降解率最大达96%.

石墨烯基柔性衬底铬掺杂氧化锌的生长及催化性能研究

采用低温水热法,在石墨烯涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-GR)柔性衬底上制备了不同浓度Cr掺杂的氧化锌纳米复合材料(Cr-ZnO/PET-GR)。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对氧化锌的晶体结构、微观形貌及表面化学状态进行了表征,采用电化学阻抗(EIS)、光致发光光谱(PL光谱)研究了氧化锌的光、电性能,并计算了Cr^(3+)、Cr^(2+)掺杂前后的分子最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO),评价光电子产生的难易程度。结果表明,Cr掺杂前后,氧化锌薄膜均为六方纤锌矿结构。Cr-ZnO/PET-GR和未掺杂的氧化锌(ZnO/PET-GR)纳米薄膜均为棒状,微量Cr的掺入使得ZnO纳米棒垂直度和致密度增大,纳米棒的直径减小。Cr元素主要以Cr^(3+)的形式存在。理论计算和试验均表明,Cr^(3+)掺杂使得载流子的复合效率显著降低,显著提高了其光催化效率。

熔融法制备铬掺杂磁铁矿及其催化UV-Fenton反应降解酸性橙Ⅱ的研究

在自然界,磁铁矿结构中广泛存在类质同象置换。部分置换离子显著改变磁铁矿的表面反应性,影响其对有机污染物的催化降解性能。本研究用熔融法合成一系列不同掺杂量的铬掺杂磁铁矿,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)等谱学技术对合成磁铁矿进行结构表征,并在中性条件下,探讨磁铁矿催化UV-Fenton反应降解酸性橙Ⅱ的性能。铬掺杂磁铁矿为立方晶系反尖晶石结构,Cr以+3价占据在八面体位。铬掺杂显著提高磁铁矿对酸性橙Ⅱ的催化降解性能,降解过程以异相UV-Fenton反应为主,遵循准一级动力学方程。反应160 min后,铬掺杂磁铁矿对酸性橙Ⅱ的矿化率达40%。

铬掺杂碳涂层对滚动轴承性能影响

应用非平衡闭合场磁控溅射技术,在滚动轴承接触表面制备出不同工艺参数的铬掺杂碳涂层,对铬掺杂碳涂层轴承的速度、振动、温升、自润滑及断油等性能进行了测试,对比分析了不同工艺参数铬掺杂碳涂层对轴承性能的影响。研究结果表明,该涂层不适合用于低速运转的轴承,中低速运转的轴承应选择碳含量较大的涂层,中高速运转的轴承应适当增加涂层中铬元素的含量;铬元素含量的适当增加可以提高涂层轴承的温升性能、抗温变性能和自润滑性能;该涂层轴承有良好的断油性能。

掺杂非晶碳膜制备、性能及应用

采用磁控溅射方法制备铬(Cr)掺杂非晶碳膜(a-C:Cr),通过XPS、SEM研究了Cr的掺杂比例对非晶碳膜结构与薄膜疏水性能、导电性能、摩擦因数等影响。结果表明:随着Cr掺杂量由0.9%增加到61.07%,薄膜表面愈发粗糙;接触角由79.71°增加到95.56°;摩擦因数由0.146逐渐增大到0.537;a-C:Cr薄膜的结合力为36.15~41 N;薄膜的表面电阻由2.17Ω降低至0.91Ω。消融实验结果显示,当Cr掺杂量大于26.80%时,经a-C:Cr薄膜表面改性的电极针表面组织粘连问题消失,且消融的牛肝体积大于未经表面改性的电极针。

掺铬锂电池正极材料Li_(1+x)Cr_yMn_(2-y-x)O_4的合成及其结构性能的研究

利用液相合成法把掺杂元素锂和铬同时均匀地掺入到主尖晶石相中 ,制得了颗粒细小、分布均匀及电化学性能优良的锂电池用活性材料 .利用X射线粉末衍射仪、Fourier变换红外分光光度计及扫描电子显微镜对所合成掺杂材料的结构进行表征 ,结果表明掺杂后晶胞发生收缩、Mn—O键增强、材料结构稳定、结晶性能好 .电化学性能测试结果表明 :混合掺杂锂铬元素可更好地改善材料的结构稳定性能 ,并获得较好初始容量及循环稳定性能 .

锰铬掺杂对陶瓷表面结构和性能的影响

针对95氧化铝陶瓷薄弱的沿面耐压能力开展体掺杂改性实验研究，以95氧化铝陶瓷瓷料为基料，选择Cr2O3和MnCO3作为添加剂制备掺杂样品，并对陶瓷样品开展了性能参数测试及沿面耐压、体击穿、金属化等实验研究，探讨锰铬掺杂对陶瓷表面结构和性能的影响。

喷雾燃烧热分解制备Cr掺杂TiO_2纳米粒子的可见光催化性能

采用一步喷雾燃烧热解法制备了Cr掺杂TiO2纳米粒子,研究了Cr掺杂对样品微结构、吸光特性和可见光催化活性的影响.结果表明:增加Cr掺杂量抑制锐钛矿相的形成,同时促进金红石相的形成.在低Cr掺杂量下(≤1%),Cr主要以Cr3+的形态进入TiO2晶格,而Cr掺杂量过大时,易于形成Cr2O3团簇.光催化降解2,4-二氯苯酚结果表明,适量的Cr3+掺杂可以有效地提高TiO2的可见光催化活性,获得最高光催化活性的Cr3+掺杂量为1at%.样品可见光催化活性的提高主要与Cr掺杂引起的可见光吸收增强、晶相组成改善以及光生电子和空穴传输效率提高有关.

β-Ga_2O_3及Cr掺杂β-Ga_2O_3电子结构的第一性原理计算

运用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算了不同交换关联势下单斜晶系β-Ga2O3的总能量、晶格常数、总态密度、分波态密度及能带结构。理论计算结果表明:单斜晶系β-Ga2O3在局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下的晶格常数和带隙与实验值基本相符,其中LDA近似得到的晶格常数与实验值更接近;β-Ga2O3比六方晶系结构的α-Ga2O3更加稳定,但带隙比α-Ga2O3略小;Cr掺杂导致β-Ga2O3禁带宽度变小,费米能级处的态密度不为零,即变为半金属。