Regulating the electrochemical activity of Fe-Mn-Cu-based layer oxides as cathode materials for high-performance Na-ion battery

Fe-Mn based layer oxides cathode materials have attracted widespread attention as a potential candidate for sodium-ion batteries(SIBs)owing to the earth abundance,cost-effectiveness and acceptable specific capacity.However,the irreversible phase transition often brings rapid capacity decay,which seriously hinders the practical application in large-scale energy storage.Herein,we design a nickel-doped Na_(0.70)Fe_(0.10)Cu_(0.20)Ni_(0.05)Mn_(0.65)O_(2)(NFCNM-0.05)cathode material of SIBs with activated anionic redox reaction,and then inhibit the harmful phase transition.The ex-situ X-ray diffraction patterns demonstrate the NFCNM-0.05 always keeps the P2 phase during the sodiation/desodiation process,indicating a high structure stability.The ex-situ X-ray photoelectron spectroscopy implies the redox reactions between O2-and O-occur in the charging process,which offers extra specific capacity.Thus,the NFCNM-0.05 electrode delivers a high initial discharge capacity of 148 mA h g-1and remains a prominent cycling stability with an excellent capacity retention of 95.9%after 200 cycles at 1 C.In addition,the electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic intermittent titration technique show the NFCNM-0.05 electrode possesses fast ion diffusion ability,which is beneficial for the enhancement of rate performance.Even at 10 C,the NFCNM-0.05 can offer a reversible discharge capacity of 81 mA h g-1.DFT calculation demonstrates the doping of appropriate amount of Ni ions is benefit for the enhancement of the electrochemical performance of the layer oxides.This work provides an effective strategy to enhance the electrochemical performance of Fe-Mn based cathode materials of SIBs.

我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌丰缺状况评价及影响因素

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素,对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016-2021年连续6年,在我国17个小麦主产省/市采集1314份耕层土壤样品,参考中国土壤有效微量元素分级标准,评价了我国麦田土壤有效铁锰铜锌丰缺状况,并采用随机森林方法定量分析了主要土壤化学性质对铁锰铜锌有效性的贡献。结果表明,我国主要麦区土壤有效铁含量介于1.8~612 mg·kg^(-1),平均为49.1 mg·kg^(-1),8.9%的样本未达到缺铁临界值4.5 mg·kg^(-1),且主要集中在北方、西北麦区的山西、陕西、甘肃等地,西南和长江中下游麦区有效铁较高。土壤有效锰介于0.1~176 mg·kg^(-1),平均为22.1 mg·kg^(-1),低于缺锰临界值5 mg·kg^(-1)的样本占6.9%,缺锰土壤分布在西北、北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等地,西南、长江中下游麦区土壤有效锰含量较高。土壤有效铜介于0.1~10.8 mg·kg^(-1),平均为1.9 mg·kg^(-1),仅1.8%样本未达到缺铜临界值0.5 mg·kg^(-1)。土壤有效锌介于0.1~26.0 mg·kg^(-1),平均为1.4 mg·kg^(-1),14.3%的样本低于缺锌临界值0.5 mg·kg^(-1),主要分布在西北和北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等省份,云南、贵州等西南麦区的有效锌较高。土壤基本化学性质中,pH对有效铁、有效锰含量影响最大,有效铁是铜有效性的重要因素,影响有效锌的主要因素是有效磷和有效铜。我国麦田土壤有效铁锰铜锌含量存在较大的区域变异,铁、锰、锌不足主要发生在北方石灰性土壤,南方麦田供应充足,几乎所有麦田土壤有效铜可满足作物铜需求。

Al-Cu-Mn-Fe-Ag-Zr合金的微观组织与室温和高温性能研究

Al-Cu合金具有低密度、耐热性好和潜在的高温稳定性等优点,广泛应用于汽车和航空航天等领域。为提高Al-Cu基铸造合金的耐热性能,本文制备了质量分数为Al-4%Cu-0.5%Mn-0.1%Fe-0.4%Ag-0.3%Zr(简称AC)的合金。采用OM和SEM分析了合金的微观形貌及化学成分,采用XRD分析了合金的物相结构,采用EBSD研究了晶粒形态与尺寸分布,采用TEM分析了合金在时效处理后的微观组织和析出相形态,采用高低温拉伸试验机进行了室温和高温力学性能测试。结果表明,AC合金在铸造过程中形成的金属间化合物主要包括Al_2Cu和Al_7Cu_2Fe,其中,Al_2Cu相在固溶处理后溶入基体中,并在时效处理后重新沉淀为θ′相,成为主要的强化相。此外,经T6热处理后,合金中还包含着T_(Mn)(Al_(20)Cu_2Mn_3)相,Ag元素固溶于铝基体中,而Zr元素则使得合金析出L1_2-Al_3Zr纳米相,其与θ′相存在位向关系。测试了合金在室温和高温(200、300和400℃)下的拉伸性能,对应屈服强度可分别达236、155、129和61 MPa。

Mn含量对Fe-Cu-Mn-Ni合金中富Cu相析出影响的相场法研究

通过耦合CALPHAD热力学数据库建立了一个模拟多元合金固态相变过程中微观组织演变的相场模型,并以Fe-Cu-Mn-Ni合金为例,从动力学角度揭示了Mn含量对富Cu相析出机制的影响。结果表明:随着富Cu相的析出,Mn和Ni原子在富Cu相的中心发生偏聚,导致在富Cu相界面形成B2环。Mn含量变化会改变富Cu相的形貌和析出机制。在Mn含量较低时,富Cu相仅发生Ostwald粗化,其形貌为球形;而在Mn含量较高时,富Cu相的粗化机制包括Ostwald粗化和合并长大,其形貌从球形转变为棒状。提高Mn含量会促进富Cu相的析出,其体积分数和半径也增大,但数量减少。

(Si+Mn)/Fe对Al-5Cu合金铸态组织及力学性能的影响

在Al-5Cu-0.3Fe高强铸造合金中添加Mn和Si,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究(Si+Mn)/Fe质量比(K=3、4、5和6)对其铸态组织及力学性能的影响。结果表明:随着K值的增大,富Fe相形貌的变化趋势为针状→汉字状→粗大汉字状富Fe相聚集,富Fe相由针状Al 3FeMn向汉字状Al 6FeMn转变。Al-5.0Cu-0.3Fe-1Si-x Mn合金,K=4时,拉伸断口展现良好的塑性特征,合金的综合力学性能最佳,比K=3时抗拉强度和延伸率分别提高了22%和65%。Si和Mn元素对Al-5.0Cu-0.3Fe合金的富Fe相有良好的变质作用。适当减少Mn的添加量,而增加Si的含量,保持(Si+Mn)/Fe=4,有助于减少合金的孔洞缺陷,降低热裂敏感性,较好地调控富Fe相形貌和尺寸。

大气颗粒物中微量营养元素Fe、Mn和Cu的来源与沉降

测定了义乌市大气颗粒物中总悬浮颗粒物(TSP)及微量营养元素Fe、Mn和Cu的浓度,并对颗粒物粒径分布和外形进行了扫描电镜分析,同时分析了这3种金属的来源和沉降量。结果表明,微量营养元素Fe和Mn主要来源于地壳,而Cu来源于人为污染;Fe与Mn之间的相关性极显著;绝大部分颗粒物的粒径小于9μm;Fe和Mn湿沉降量大于干沉降量,而Cu以干沉降为主。

山区生态果园建设对土壤铁锰铜锌含量的影响

在四川省凉山彝族自治州的西昌市海拔1500m的半山荒坡地种植系列果树，建设生态果园，以相同坡面的未开垦荒山为对照，研究生态果园建设对土壤微量元素铁，锰，铜和锌变化的影响，探索合理开发利用这些半山荒坡的农业生态模式。土壤有机质用重铬酸钾容量法-外加热法测定；铁，铜，锰和锌等微量元素用氢氟酸-高氯酸-硝酸消煮，原子吸收光谱法测定含量。结果表明：生态果园建设除锌含量与荒地没有明显差别外，铁，锰和铜的含量比荒地都有所降低。铁含量比荒地低7．6％；锰含量比荒地低24．8％；铜含量比荒地低26．9％；生态果园土壤的锌含量比全国平均水平高3～4倍，土壤不缺锌。生态果园建设对土壤微量元素状况没有负面影响，是一种保护山区生态环境和使农民增收的一条可持续发展道路。

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定银耳中铁、锰、铜、锌

银耳样品经硝酸．过氧化氢（7＋2）混合溶液微波消解后，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定银耳中铁、锰、铜和锌的含量。选择波长为238．204，257．610，324．752，206．200nm的4条谱线依次作为测定铁、锰、铜和锌的分析线。铁、锰、铜和锌的相对标准偏差（n=5）在1．4％～2．3％之间，检出限（35）均小于0．015mg·L^-1。应用此法测定银耳样品中4种元素的含量，加标回收率在89．6％～97．3％之间，与原子吸收光谱法相比，两种方法所得结果相一致。

非均相UV/Fe-Cu-Mn-Y/H_2O_2反应催化降解4BS染料废水

制备了负载在Na Y分子筛上的Fe Cu Mn Y复合催化剂,并对其在非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系中催化氧化4BS染料废水进行了研究.结果表明,非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系对4BS染料废水的处理具有很高的效率.在基准条件下,反应时间为20min时,废水中4BS的去除率达到了93 7%.与均相UV Fenton体系不同,非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系在碱性条件下(pH=10 5)仍可高效去除CODCr.动力学研究得到催化氧化4BS废水的模型方程,该模型可以为非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系处理高色度的实际染料废水提供指导.

油棕不同叶序Fe、Mn、Cu、Zn的变化规律及测定

根据油棕叶片在树冠轮生的规律,对不同成熟度的叶片进行排序,进而对不同叶序的Fe、Mn、Cu、Zn4种微量元素含量进行测定,并对其变化规律进行分析。结果表明:(1)不同油棕树体4种微量元素含量有一定差异,但变化规律基本相同;(2)从整体看,8～26叶序,Mn含量上升,Fe含量略微上升,Cu含量则下降,而Zn略微降低;(3)成龄树体的Fe含量变化范围为74.0～128.9mg/kg;Mn为43.6～168.3mg/kg;Cu为3.47～7.03mg/kg;Zn为12.1～24.4mg/kg。(4)16～18叶序间4种微量元素含量变化差异不显著,比较稳定,可作为Fe、Mn、Cu、Zn营养诊断的采样叶位。

磷胁迫对水稻基因型根系形态及吸收铁锰铜锌的影响

采用营养液培养方法研究了缺磷胁迫下4种水稻基因型(90-90-1、金23A、90-68-1、CDR22)的根系形态变化情况及其吸收微量元素铁、锰、铜、锌的影响。结果表明,(1)磷胁迫下,每个基因型在磷胁迫下其根系形态发生了明显变化,如根长、根冠比均呈增加趋势,并且根表有红棕色铁氧化物膜包被。(2)磷胁迫下根系形态的变化影响了水稻对生长介质中铁、锰、铜、锌的吸收:正常水稻植株中铁、锰、锌的含量高于磷胁迫植株,其中磷营养状况对水稻吸收铁、锰影响最明显;而磷营养状况对水稻植株铜含量的影响与铁、锰、锌正好相反,且影响程度较小。

喷施锌肥对小麦籽粒锌铁铜锰营养的影响

喷施锌肥是提高中国北方潜在缺锌石灰性土壤上小麦籽粒锌含量及生物有效性的有效措施,但这种措施是否会显著影响其它微量元素的吸收和累积,从而影响微量元素的整体营养状况问题值得研究。为此,在陕西杨凌潜在缺锌土壤上进行了连续两季的小麦不同生育期田间喷锌试验。结果表明,喷施锌肥对小麦无显著增产作用;第一季（2007-2008）和第二季（2008-2009）中,与不喷锌比较,不同生育期喷锌后除了小麦籽粒的平均锌含量分别提高51.7%和73.5%外,其平均铁含量也提高了12.4%和12.9%;拔节期和扬花期喷锌对小麦籽粒铜含量无明显影响,但灌浆前期和灌浆后期喷锌会降低其铜含量;而籽粒锰含量对喷锌则无明显反应;喷锌后小麦籽粒平均植酸含量则分别降低了11.1%和16.9%。施用氮肥增加了籽粒锌铁铜锰的吸收总量;同时还降低了小麦籽粒植酸含量。总之,在供试土壤上,喷施锌肥可以有效地提高小麦籽粒锌铁含量,锌铁间存在着互助关系,同时喷锌也增加了其微量元素的吸收总量,降低了籽粒植酸含量,提高了小麦籽粒微量元素的生物有效性。

小麦籽粒灌浆期铁、锌、锰、铜积累动态的研究

为了解小麦籽粒灌浆期Fe、Zn、Mn、Cu四种微量矿质营养元素的积累规律，以黄淮麦区的小麦品种长5864、郑麦366、济麦20、新麦18为试验材料，选取同一天抽穗及开花的植株进行标记，于花后10～35d每5d取各品种籽粒用原子吸收分光光度计法测定了籽粒中Fe、Zn、Mn、cu的含量，分析其含量和积累量的动态变化。结果表明，四种矿质元素在小麦籽粒中的含量和积累量均表现为Fe〉zn〉Mn〉Cu。随籽粒灌浆的进行，各元素的含量呈下降趋势。籽粒Fe、zn含量在花后10～30d下降，其中花后10～20d下降迅速，花后20～30d下降平缓，花后30～35d含量有所增加；籽粒Mn含量在花后10～35d持续下降，其中花后10～25d下降迅速，花后25～35d下降缓慢；籽粒Cu含量在花后10～20d下降迅速，花后20～30d稳中略升，花后30～35d含量下降。灌浆期籽粒各元素的积累量呈递增趋势，其日积累量在灌浆初期较高。籽粒Fe日积累量最高值出现在花后30~35d，Zn、Mn、Cu日积累量最高值出现在花后10～15d。在供试的四个品种中，长5864和郑麦366籽粒Fe、Cu的积累量较高，新麦18籽粒Mn、Zn的积累量较高。

义乌市TSP中3种重金属元素的沉降

测定了义乌市TSP及其中的重金属Fe,Mn和Cu的浓度,通过扫描电镜和降雨冲洗效果分析了含有这3种重金属的颗粒物的粒径,计算了3种重金属的沉降通量。结果表明相对于世界其他城市,义乌市TSP中这3种重金属浓度偏高;绝大部分TSP的半径小于4.5μm;Fe和Mn的湿沉降量大于干沉降量,而Cu以干沉降为主。

原位漫反射FTIR研究Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂上CO的吸附行为

利用原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,研究了Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂的CO吸附行为。通过测定单组元及其不同组合催化剂的CO吸附以及催化剂的CO-TPD-IR特征、不同温度CO吸附的红外光谱,研究了Fe助剂对催化剂上CO吸附行为的影响,发现Fe通过提高铜的分散度,改变铜的化学环境,影响催化剂上CO线式吸附的特征,而且形成CO桥式吸附中心,从而提供了低碳醇合成的催化剂表面,并探讨了催化剂上CO吸附形式变化的规律。

沈阳市郊耕地不同土属交换态钙镁铁锰铜锌含量状况的分析

对沈阳市郊区 1994个耕地土壤样本 (0cm～ 2 0cm)的交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量分布的研究结果表明 :不同土属交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量存在较大差异。碳酸盐草甸土含钙 ,壤质草甸土含镁 ,风沙土、水稻土、草甸土含铁 ,碱化草甸土含锰 ,菜园土和水稻土含铜 ,菜园土含锌较高 ;棕壤含钙 ,碳酸盐草甸土含铁、锰、铜、锌 ,水稻土含锌普遍较低。造成这种差异的原因既有成土母质、成土过程、土壤质地等结构性因素 ,又有耕作、施肥和环境污染等随机性因素。比较不同土属交换态营养元素含量 ,可以更好地对土壤—作物系统的营养元素进行调控 ,指导中量、微量元素肥料施用。图 2 ,参 15。

芋对铁锰铜锌吸收分配规律的研究

采用原子吸收法,研究了芋头对铁锰铜锌的吸收和分配规律。结果表明,芋对铁锰铜锌的吸收动态与植株干物质的积累规律基本一致,幼苗期对铁锰铜锌的吸收较少,发棵期和球茎膨大期吸收积累速率迅速增加,球茎膨大后期对铁锰吸收稍有下降。全生育期对铁锰铜锌的吸收比例为1∶0.13∶0.12∶0.22。幼苗期和发棵前期锰铜锌主要分布在叶片和叶柄中,铁主要分布在根中;发棵后期和球茎膨大期铁锰铜锌主要分配在芋球茎中,地上部分配比例降低。

ICP-AES同时测定食用菌中钙、镁、铁、锰、铜和锌

微波消化、ICP- AES法同时测定食用菌中的钙、镁、铁、锰、铜和锌。 6种元素的加标回收率为90 .5 %— 10 3% ,RSD为 0 .6 4%— 3.6 % (n=10 )。操作方便 ,分析速度快 。

硒对镉胁迫下寒地水稻Cd、Zn、Fe、Cu、Mn含量的影响

研究了镉胁迫下施硒后水稻各器官Cd、Zn、Fe、Cu、Mn含量的变化,并探讨了施硒对缓解镉胁迫下水稻养分吸收的可行性。采用人工模拟镉胁迫的盆栽试验方法,研究不同镉浓度(0,2,4,8mg/kg土壤)下,施硒(0,0.07,0.14mg/kg土壤)对水稻不同器官Cd、Zn、Fe、Cu、Mn含量的影响。结果表明:(1)随着土壤镉浓度的增加,水稻各器官镉含量均增加,不同器官镉含量表现为根系>茎鞘>叶片>精米。(2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,各器官中镉含量下降,Se2(0.14 mg/kg)优于Se1(0.07 mg/kg)处理。Cd1(2mg/kg)浓度时,Se2处理精米镉含量比Se0降低31.5%(P<0.01)。(3)镉胁迫下,施硒对水稻各器官中Zn、Fe、Cu、Mn含量影响不同。相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,叶片Zn含量下降,Fe含量增加;茎鞘Zn、Fe含量下降,而Cu含量增加;根系Zn、Cu含量下降,而Fe、Mn含量增加;精米Zn、Mn、Cu、Fe含量增加。其中Cd2(4mg/kg)浓度时,与Se0处理相比,Se2处理茎鞘Zn含量降低了36.2%;叶片和根系Fe含量增加了15.4%和11.4%;精米Zn、Mn、Cu、Fe显著含量增加,分别增加了43.3%,15.8%,52.6%,20.5%(P<0.01)。施硒能显著降低镉胁迫下寒地水稻镉含量,Cd1浓度下,施硒后精米镉含量下降幅度最大;镉胁迫下施硒影响水稻对Zn、Fe、Cu、Mn的吸收,尤其Cd2浓度下,施硒对精米Zn、Mn、Cu、Fe含量影响较大,Se2处理效果最佳。

鸡粪等有机肥料的养分释放及对土壤有效铜、锌、铁、锰含量的影响

采用室内培养法研究鸡粪、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料的矿化率和速效氮、磷、钾养分释放特性,并探讨施用有机肥料对土壤有效铜、锌、铁、锰含量的影响。结果表明,鸡粪、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料当季(120d)有机碳矿化率分别为87．5％、71．9％和55．4％,碱解氮释放量分别为39．9％、20．6％和35．3％,速效磷释放量分别为24．6％、61．3％和34．8％,速效钾释放量分别为78．8％、36．8％和41．5％。供试条件下土壤有效铜、锰含量增加,但有效锌含量降低,施用鸡粪可使土壤有效铁含量增加,而施用牛粪和猪粪则使土壤有效铁含量降低。