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In situ luminescence measurements of GaN/Al_(2)O_(3) film under different energy proton irradiations
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作者 蒋文丽 欧阳潇 +6 位作者 仇猛淋 英敏菊 陈琳 庞盼 张春雷 张耀锋 廖斌 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期704-710,共7页
Ion beam-induced luminescence(IBIL) experiments were performed to investigate the in situ luminescence of GaN/Al_(2)O_(3) at varying ion energies,which allowed for the measurement of defects at different depths within... Ion beam-induced luminescence(IBIL) experiments were performed to investigate the in situ luminescence of GaN/Al_(2)O_(3) at varying ion energies,which allowed for the measurement of defects at different depths within the material.The energies of H^(+)were set to 500 keV,640 keV and 2 MeV,the Bragg peaks of which correspond to the GaN film,GaN/Al_(2)O_(3) heterojunction and Al_(2)O_(3) substrate,respectively.A photoluminescence measurement at 250 K was also performed for comparison,during which only near band edge(NBE) and yellow band luminescence in the GaN film were observed.The evolution of the luminescence of the NBE and yellow band in the GaN film was discussed,and both exhibited a decrease with the fluence of H^(+).Additionally,the luminescence of F centers,induced by oxygen vacancies,and Cr^(3+),resulting from the ^(2)E →^(4)A_(2) radiative transition in Al_(2)O_(3),were measured using 2 MeV H^(+).The luminescence intensity of F centers increases gradually with the fluence of H^(+).The luminescence evolution of Cr^(3+)is consistent with a yellow band center,attributed to its weak intensity,and it is situated within the emission band of the yellow band in the GaN film.Our results show that IBIL measurement can effectively detect the luminescence behavior of multilayer films by adjusting the ion energy.Luminescence measurement can be excited by various techniques,but IBIL can satisfy in situ luminescence measurement,and multilayer structural materials of tens of micrometers can be measured through IBIL by adjusting the energy of the inducing ions.The evolution of defects at different layers with ion fluence can be obtained. 展开更多
关键词 ion beam-induced luminescence(IBIL) GaN/Al_(2)O_(3) ion beam
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Extending the solid solution range of sodium ferric pyrophosphate:Off‐stoichiometric Na_(3)Fe(2.5)(P_(2)O_(7))_(2)as a novel cathode for sodium‐ion batteries 被引量:1
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作者 Xiang jun Pu Kunran Yang +6 位作者 Zibing Pan Chunhua Song Yangyang Lai Renjie Li Zheng‐Long Xu Zhongxue Chen Yuliang Cao 《Carbon Energy》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期128-139,共12页
Iron‐based pyrophosphates are attractive cathodes for sodium‐ion batteries due to their large framework,cost‐effectiveness,and high energy density.However,the understanding of the crystal structure is scarce and on... Iron‐based pyrophosphates are attractive cathodes for sodium‐ion batteries due to their large framework,cost‐effectiveness,and high energy density.However,the understanding of the crystal structure is scarce and only a limited candidates have been reported so far.In this work,we found for the first time that a continuous solid solution,Na_(4−α)Fe_(2+α)_(2)(P_(2)O_(7))_(2)(0≤α≤1,could be obtained by mutual substitution of cations at center‐symmetric Na3 and Na4 sites while keeping the crystal building blocks of anionic P_(2)O_(7) unchanged.In particular,a novel off‐stoichiometric Na_(3)Fe(2.5)(P_(2)O_(7))_(2)is thus proposed,and its structure,energy storage mechanism,and electrochemical performance are extensively investigated to unveil the structure–function relationship.The as‐prepared off‐stoichiometric electrode delivers appealing performance with a reversible discharge capacity of 83 mAh g^(−1),a working voltage of 2.9 V(vs.Na^(+)/Na),the retention of 89.2%of the initial capacity after 500 cycles,and enhanced rate capability of 51 mAh g^(−1)at a current density of 1600 mA g^(−1).This research shows that sodium ferric pyrophosphate could form extended solid solution composition and promising phase is concealed in the range of Na_(4−α)Fe_(2+α)_(2)(P_(2)O_(7))_(2),offering more chances for exploration of new cathode materials for the construction of high‐performance SIBs. 展开更多
关键词 extending solid‐solution range off‐stoichiometric Na_(3)Fe_(2.5)(P_(2)O_(7))_(2) sodium‐ion batteries structure-function relationship
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Polypyride intercalation boosting the kinetics and stability of V_(3)O_(7)·H_(2)O cathodes for aqueous zinc-ion batteries
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作者 Qingqing He Jie Bai +4 位作者 Mengda Xue Yanxin Liao Huayu Wang Mujun Long Lingyun Chen 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第10期361-370,I0007,共11页
V_(3)O_(7)·H_(2)O(VO)is a high capacity cathode material in the field of aqueous zinc ion batteries(AZIBs),but it is limited by slow ion migration and low electrical conductivity.In this paper,polypyridine(PPyd)i... V_(3)O_(7)·H_(2)O(VO)is a high capacity cathode material in the field of aqueous zinc ion batteries(AZIBs),but it is limited by slow ion migration and low electrical conductivity.In this paper,polypyridine(PPyd)intercalated VO with nanoribbon structure was prepared by a simple in-situ pre-intercalation,which is noted VO-PPyd.The total density of states(TDOS)shows that after the pre-intercalation of PPyd,an intermediate energy level appears between the valence band and conduction band,which provides a step that can effectively reduce the band gap and enhance the electron conductivity.Furthermore,the density functional theory(DFT)results found that Zn^(2+)is more easily de-intercalated from the V-O skeleton,which proves that the embeddedness of PPyd improves the diffusion kinetics of Zn^(2+).Electrochemical studies have shown that VO-PPyd cathode materials exhibit excellent rate performance(high specific capacity of 465 and 192 mA h g^(-1)at 0.2 and 10 A g^(-1),respectively)and long-term cycling performance(92.7%capacity retention rate after 5300 cycles),due to their advantages in structure and composition.More importantly,the energy density of VO-PPyd//Zn at 581 and 5806 W kg^(-1)is 375 and 247 W h kg^(-1),respectively.VO-PPyd exhibits excellent electrochemical properties compared to previously reported vanadium based cathodes,which makes it highly competitive in the field of high-performance cathode materials of AZIBs. 展开更多
关键词 V_(3)O_(7)·H_(2)O POLYPYRIDINE ion migration Electrical conductivity Aqueous zinc ion batteries DFT calculation
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不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响
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作者 徐伟 万家豪 +1 位作者 张兴惠 贾冠冠 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期194-198,203,共6页
为了探究不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/活性炭纤维(ACF)降解氨气(NH_(3))的影响规律,采用Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF复合材料,以NH_(3)为目标降解物,研究初始浓度、流速、光催化剂负载量以及光照强度对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响,并... 为了探究不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/活性炭纤维(ACF)降解氨气(NH_(3))的影响规律,采用Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF复合材料,以NH_(3)为目标降解物,研究初始浓度、流速、光催化剂负载量以及光照强度对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响,并进行了相应的反应动力学分析。结果表明:随着初始浓度的增加,NH_(3)降解率呈现略微降低的趋势,光催化过程基本符合L-H一级反应动力学模型;随着流速的增加,NH_(3)降解率表现为先升高后降低,其光催化过程也基本符合L-H一级反应动力学模型;随着光催化剂负载量以及光照强度的增加,NH_(3)降解率表现为略微增加的趋势。 展开更多
关键词 Fe^(3+)-TiO_(2)/活性炭纤维 降解 不同因素 影响规律 NH_(3)
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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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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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Interfacial built-in electric field and crosslinking pathways enabling WS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x) heterojunction with robust sodium storage at low temperature
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作者 Jiabao Li Shaocong Tang +6 位作者 Jingjing Hao Quan Yuan Tianyi Wang Likun Pan Jinliang Li Shenbo Yang Chengyin Wang 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期635-645,I0014,共12页
Developing efficient energy storage for sodium-ion batteries(SIBs)by creating high-performance heterojunctions and understanding their interfacial interaction at the atomic/molecular level holds promise but is also ch... Developing efficient energy storage for sodium-ion batteries(SIBs)by creating high-performance heterojunctions and understanding their interfacial interaction at the atomic/molecular level holds promise but is also challenging.Besides,sluggish reaction kinetics at low temperatures restrict the operation of SIBs in cold climates.Herein,cross-linking nanoarchitectonics of WS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x) heterojunction,featuring built-in electric field(BIEF),have been developed,employing as a model to reveal the positive effect of heterojunction design and BIEF for modifying the reaction kinetics and electrochemical activity.Particularly,the theoretical analysis manifests the discrepancy in work functions leads to the electronic flow from the electron-rich Ti_(3)C_(2)T_(x) to layered WS_(2),spontaneously forming the BIEF and“ion reservoir”at the heterogeneous interface.Besides,the generation of cross-linking pathways further promotes the transportation of electrons/ions,which guarantees rapid diffusion kinetics and excellent structure coupling.Consequently,superior sodium storage performance is obtained for the WS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x) heterojunction,with only 0.2%decay per cycle at 5.0 A g^(-1)(25℃)up to 1000 cycles and a high capacity of 293.5 mA h g^(-1)(0.1A g^(-1)after 100 cycles)even at-20℃.Importantly,the spontaneously formed BIEF,accompanied by“ion reservoir”,in heterojunction provides deep understandings of the correlation between structure fabricated and performance obtained. 展开更多
关键词 WS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)heterojunction Built-in electric field ion reservoir Reaction kinetics Sodium storage performance at low temperature
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Fe^(2+)/Mn^(2+)活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究
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作者 贾艳萍 阴东旭 +2 位作者 徐静仪 张海丰 张兰河 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期647-658,共12页
盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还... 盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe^(2+)/Mn^(2+)共活化Na_(2)SO_(3)降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明:当Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)浓度比为1∶4∶20(浓度分别为0.1、0.4和2 mmol/L)时,在反应45 min、pH为9.0条件下,盐酸土霉素的去除率和矿化率最高,分别达到94%和49%。随着溶解氧从9 mg/L下降至1.89 mg/L,盐酸土霉素去除率从94%下降至17%;氯离子、腐殖酸和碳酸根均对盐酸土霉素的降解产生抑制作用。Mn(Ⅲ)和SO_(4)·^(-)是降解盐酸土霉素的主要活性氧化剂,盐酸土霉素的降解经过电子转移、开环与酰基化等过程。 展开更多
关键词 Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系 盐酸土霉素 活化 自由基 氧化
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Sb_(2)S_(3)/石墨烯负极材料的制备及其储钠性能研究
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作者 王旭 杨观华 +2 位作者 李翼宏 张志国 张杰 《广西科技大学学报》 CAS 2024年第1期106-112,共7页
钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)具有成本低的潜在优势,有望成为替代锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)的储能设备。为提升钠离子电池的性能,开发出适应钠离子脱嵌的负极材料尤为重要。硫化锑(Sb_(2)S_(3))因其理论比容量... 钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)具有成本低的潜在优势,有望成为替代锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)的储能设备。为提升钠离子电池的性能,开发出适应钠离子脱嵌的负极材料尤为重要。硫化锑(Sb_(2)S_(3))因其理论比容量高被认为是较好的钠离子电池负极材料。本文使用简单水热法将Sb_(2)S_(3)与石墨烯复合,制备Sb_(2)S_(3)/石墨烯复合材料(Sb_(2)S_(3)/Gr)。结果表明:Sb_(2)S_(3)/Gr作为钠离子电池负极时,不仅表现出良好的电导率(3.5×10~(-3)S/cm)和钠离子扩散速率(4.853×10~(-13)cm~2/s),而且在0.5 A/g的电流密度下,首圈库伦效率为76.27%,经150次循环后的比容量稳定在488 m A·h/g,表现出较高的比容量。Sb_(2)S_(3)/Gr复合材料表现出了极大的应用潜力,为高性能钠离子电池负极材料的研发提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 钠离子电池 硫化锑(Sb_(2)S_(3)) 石墨烯 负极材料
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原子层沉积Al_(2)O_(3)对尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料的影响机理
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作者 李倩 赵妍 +8 位作者 崔雅茹 王硕然 黄娜 李常林 王文培 马红周 杜金晶 何喜红 翁雅青 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期8-12,共5页
为提升尖晶石相LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料在深度荷电状态下的界面稳定性,采用原子层沉积法在单晶LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表面可控沉积了纳米级Al_(2)O_(3)层。改性后的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表现出优异的长... 为提升尖晶石相LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料在深度荷电状态下的界面稳定性,采用原子层沉积法在单晶LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表面可控沉积了纳米级Al_(2)O_(3)层。改性后的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表现出优异的长循环耐腐蚀性能(1C电流密度下循环500次的容量保持率高达94.7%)。进一步的表界面解析结果表明:原子层沉积技术构建的纳米级Al_(2)O_(3)包覆层能够明显抑制材料本体与电解液的腐蚀反应,降低过渡金属离子的不可逆溶解与析出;另外,基于HF表面刻蚀产生的AlF_(3)具有增强的耐刻蚀性能,可显著提升LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料在长循环及高电压下的服役性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 正极材料 原子层沉积 Al_(2)O_(3) 表面改性
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Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片高效率去除废水中重金属的研究
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作者 于雪荣 姜健 +3 位作者 王秀莉 陈元元 刘惠 陈宁宁 《化学试剂》 CAS 2024年第1期69-75,共7页
通过刻蚀剥离法制备了Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片,探究了其对废水中重金属离子的吸附特性。通过SEM、XRD、AFM、FT-IR、Raman对Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片的形貌和结构进行了表征,通过ICP-MS对处理前后水体中重金属离子的含量进行了... 通过刻蚀剥离法制备了Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片,探究了其对废水中重金属离子的吸附特性。通过SEM、XRD、AFM、FT-IR、Raman对Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片的形貌和结构进行了表征,通过ICP-MS对处理前后水体中重金属离子的含量进行了测试。结果表明剥离的Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片表面含有结构缺陷和羟基,当水体中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L时,47.5 mg Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对其的去除效率高达90%以上,尤其是对Pb(Ⅱ)的去除效率达到了98.81%,吸附性能远高于大孔树脂、硅藻土和活性炭等常见吸附试剂。在Na(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)4种离子共存溶液中,Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对于Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除依然可以达到92%以上。通过动力学和吸附等温拟合,Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米片对Pb(Ⅱ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温模型,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量和最低检出限分别为81.7 mg/g和0.0094 mg/L。Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对重金属离子的吸附特性在化学工业、食品加工的废水处理中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 Ti_(3)C_(2)T_(x) 超薄纳米片 重金属离子 刻蚀剥离 吸附
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Zn^(2+)/Zn和Fe^(3+)/Fe^(2+)的电化学行为及其在液流电池中的应用
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作者 彭海泉 赵丽娜 胡显龙 《中国资源综合利用》 2023年第7期1-3,共3页
锌铁液流电池采用成本低廉的锌、铁元素作为活性物质,有望成为下一代高性价比储能电池。本文利用循环伏安法测试锌、铁离子在碳毡电极表面的电化学活性,计算Zn^(2+)/Zn与Fe^(3+)/Fe^(2+)的扩散系数与反应速率常数。结果表明,锌离子与铁... 锌铁液流电池采用成本低廉的锌、铁元素作为活性物质,有望成为下一代高性价比储能电池。本文利用循环伏安法测试锌、铁离子在碳毡电极表面的电化学活性,计算Zn^(2+)/Zn与Fe^(3+)/Fe^(2+)的扩散系数与反应速率常数。结果表明,锌离子与铁离子在多孔碳毡上具有良好的电化学性能,可以作为锌铁液流电池的活性物质。充放电测试结果表明,锌铁液流电池的充放电性能良好,它具有较高的电流效率、电压效率和能量效率。 展开更多
关键词 Zn^(2+)/Zn Fe^(3+)/Fe^(2+) 液流电池 电化学行为 充放电性能
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Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)正极材料的Ga_(2)O_(3)包覆改性及电化学性能 被引量:1
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作者 刘新朋 赵刘洋 +4 位作者 李泓漪 陈雅图 吴爱民 李爱魁 黄昊 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1105-1113,共9页
首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga_(2)O_(3)原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结... 首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga_(2)O_(3)原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结果表明在P-LRMO表面成功合成了Ga_(2)O_(3)包覆层。电化学测试结果表明:含有3%Ga_(2)O_(3)的改性材料G3-LRMO具有最优的电化学性能,其在0.1C倍率(电流密度为25 mA·g^(-1))下首圈充放电比容量可以达到270.1 mAh·g^(-1),在5C倍率下容量仍能保持127.4 mAh·g^(-1),优于未改性材料的90.7 mAh·g^(-1),表现出优异的倍率性能。G3-LRMO在1C倍率下循环200圈后仍有190.7 mAh·g^(-1)的容量,容量保持率由未改性前的72.9%提升至85.6%,证明Ga_(2)O_(3)包覆改性能有效提升富锂锰基材料的循环稳定性。并且,G3-LRMO在1C倍率下循环100圈后,电荷转移阻抗(Rct)为107.7Ω,远低于未改性材料的251.5Ω,表明Ga_(2)O_(3)包覆层能提高材料的电子传输速率。 展开更多
关键词 锂离子电池 富锂锰基正极材料 Ga_(2)O_(3)包覆 电化学性能
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含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)类芬顿体系研究
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作者 丛伯一 刘杨 +4 位作者 殷浩翔 张恒 周鹏 李伟 赖波 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期57-65,共9页
煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废... 煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废水,本文利用煤化工废水中酚类有机物的还原性促进Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环,提出了一种利用Fe^(3+)/H_(2)O_(2)类芬顿体系处理煤化工废水的方法。实验结果表明:Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系中COD、TOC、TN、NH3-N的去除率可以达到74.63%、52.62%、10.46%、15.11%;相比于其他体系,Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系出水色度明显降低,UV-Vis光谱下降幅度最大,铁泥量也明显减少。Q-TOF分析结果表明:废水中主要的8种有机物为酚类或具有醛基、羰基、羧基、碳碳双键或者酯基等还原性的官能团。通过测定COD去除率和pH、Fe^(3+)/Fe^(2+)、H_(2)O_(2)等含量随时间的变化趋势,提出了Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系去除有机物的机理:废水中的还原性有机物将Fe^(3+)还原为Fe^(2+),促进Fe^(3+)/Fe^(2+)循环,生成的Fe^(2+)与H_(2)O_(2)发生芬顿反应,实现废水中有机污染物的去除。利用控制变量法,确定了最佳运行工况为:Fe_(2)(SO_(4))_(3)添加量为1.0 g/L、H_(2)O_(2)添加量为50 mmol/L、反应温度为30℃、初始pH为6.8。在此工况下,反应60 min后,煤化工废水的COD、TOC、TN、NH_(3)-N去除效果良好,色度明显降低,BOD_(5)和COD的比值(B/C)从0.17提升至0.47,可生化性大幅提高。本文证实了利用含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系的可行性,降低了运行成本,可为后续研究及工程应用提供理论基础。 展开更多
关键词 Fe^(3+) H_(2)O_(2) 类芬顿 煤化工废水 酚类化合物
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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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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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半导体光电材料B_(2)S_(3)在离子电池中的应用性质研究
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作者 依力亚斯·阿不都尔依木 陈长城 +2 位作者 高林淞 云雄飞 芦鹏飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期884-890,共7页
为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适... 为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适的存储容量(Li:227.2 mAh/g;Na:340.8 mAh/g)、超低扩散势垒(Li:0.23 eV;Na:0.14 eV)和低平均开路电压(Li:0.515 eV;Na:0.162 eV),在充放电过程中具有相对较小的晶格变化(Li:2.5%;Na:2.1%);在不同浓度的锂/钠离子吸附下,B_(2)S_(3)单层的金属特性保持不变,具有良好的导电性和电池运行稳定性,表明B_(2)S_(3)半导体光电材料是一种有吸引力的锂/钠离子电池阳极候选材料。B_(2)S_(3)单层的优异特性可促使进一步探索其作为锂/钠离子电池阳极材料的应用。 展开更多
关键词 材料 锂/钠离子电池 第一性原理 B_(2)S_(3)
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Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)协同提升LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极材料循环稳定性的研究
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作者 牛小伟 李妍泽 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期228-236,共9页
锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。... 锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。理解和缓解这些退化机制是减少容量衰退的关键,从而提高锂离子电池的循环寿命。包覆是常见的改性手段,可改善高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极界面稳定性并降低表面降解的程度。但是,常规包覆方法形成的包覆层的厚度和均匀性难以调控,为了改进此问题,本研究建立了一种Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)薄膜,对LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)具有协同改性效应,可形成厚度均匀的双包覆层,增强正极材料的循环性能和结构稳定性。研究结果表明,Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)双包覆层可以有效抑制不可逆相变,提高材料的结构稳定性。改性的材料展现出优异的循环稳定性,在2.75~4.40V电压范围内循环200圈,放电比容量为141.2 mAh/g,容量保持率高达76.1%。本研究为商业化正极材料界面的改性提供了新的思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 均匀性 Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)双包覆层 容量保持率
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Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)荧光粉制备及发光性能
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作者 李忠辉 蒋小康 +3 位作者 王佳旭 赵炎 周恒为 郭海 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1667-1675,共9页
无铅双钙钛矿材料具有高效、稳定的自陷激子发射,在下一代固态照明中显示出巨大的潜力。本文采用微波固相法制备出系列新型的Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)蓝色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对所制备样品的结晶性... 无铅双钙钛矿材料具有高效、稳定的自陷激子发射,在下一代固态照明中显示出巨大的潜力。本文采用微波固相法制备出系列新型的Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)蓝色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对所制备样品的结晶性、微观形貌和发光性能进行了表征和分析。结果表明,所制备的双钙钛矿型Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)样品属于立方晶系,空间群Fm3m,大小为10μm的不规则颗粒。在336 nm激发光下,荧光粉在460 nm处发射出极强的蓝光,且不同Sb^(3+)离子掺杂浓度的样品色坐标均在蓝光区域。当Sb^(3+)离子掺杂浓度超过0.015时,发生浓度猝灭,归因于电偶极⁃电偶极相互作用。此外,Cs2NaGd0.985Cl6∶0.015Sb^(3+)样品具有较佳的热稳定性,当温度升高至423 K时,发光积分强度仍为323 K时的72.6%。基于上述研究结果,Sb^(3+)离子激活Cs_(2)NaGdCl_(6)蓝色荧光粉在发光二极管领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 微波固相法 Sb^(3+)离子 Cs_(2)NaGdCl_(6) 蓝色荧光粉
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Al_(2)O_(3)对Ti膜离子注入表面损伤及D滞留量的影响研究
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作者 胡江钰 范宇 +3 位作者 梁参军 郝丽娟 刘朝伟 宋勇 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1664-1668,共5页
为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_... 为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_(3)/Ti膜)样品的制备,开展了D离子注入实验,利用扫描电子显微镜(SEM)对D离子注入前后的表面形貌进行分析,并通过热脱附谱(TDS)实验研究保护层对Ti膜中D滞留量的影响。SEM结果表明,注入5×10^(17)个D离子后,Ti膜表面出现开裂和剥离现象,而Al_(2)O_(3)/Ti膜表面无开裂和剥离现象,Al_(2)O_(3)保护层抑制了Ti膜的开裂和剥离,可提高Ti膜使用寿命。TDS实验结果表明,增加Al_(2)O_(3)保护层后,D脱附峰值温度提升4.9%,膜内D滞留量提升10.3%,在D离子注入过程中Al_(2)O_(3)保护层可阻止膜内D原子的释放进而提升Ti膜内D滞留量。该文初步验证了Al_(2)O_(3)有作为中子管Ti膜保护层材料的潜力。 展开更多
关键词 中子管靶 Ti膜 Al_(2)O_(3)保护层 离子注入 D滞留量
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