Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O-Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O/SiO_(2)复合定形相变材料的制备及应用

以Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O(SCD)、Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O(DHPD)为相变主体制备了共晶体系,通过绘制凝固点变化图与DSC测试共同确定在m(SCD)∶m(DHPD)=4∶6时形成共晶,FTIR和XRD结果显示,2种水合盐间没有发生化学反应,但其晶型结构发生改变。通过添加质量分数为2%的Na2SiO3·9H_(2)O作为成核剂降低体系的过冷度,且经历50次相变循环体系未出现相分离,相变焓值仅下降0.25%。进一步使用质量分数为25%的气相SiO_(2)作为支撑材料,采用浸渍法制备了相变前后形状稳定的共晶水合盐/SiO_(2)定形相变材料(SSPCM)。所得SSPCM的相变温度为24.08℃,相变焓值为146.6J/g,过冷度为0.55℃,热导率为0.4571W/(m·K)。同保温泡沫相比,其可将模拟房内部中心温度的升温时间延长了1.81倍,降温时间延长了0.39倍。

面向凝聚态核磁共振的新型NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O材料与多铁性材料的物性研究

近年来凝聚态物理领域中,学者逐渐利用更加先进的技术,如核磁共振技术对不同材料进行更加详细的研究。因此研究利用凝聚态核磁共振技术对新型NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O材料与多铁性材料CuBr_(2)的物理性质进行测量与分析。结果表明,NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O曲线的峰部位置随着温度的不断增长,且在温度到120K附近的时候偏移量达到最大。CuBr_(2)的相变温度从72K升高到117.5K。综上所述,通过凝聚态核磁共振技术能更准确地察觉不同材料的物性变化规律。

Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的制备及其性能研究

对磷酸银复合材料制备及光催化性能进行了研究。讨论了水热温度、反应溶液的酸碱度等对Cu_(2)O制备的影响。同时,比较了不同摩尔百分比Ag_(3)PO_(4)含量的Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的光催化降解活性。结果显示,球状Cu_(2)O颗粒制备条件为:温度100℃,pH值为10。采用直接沉淀法Ag_(3)PO_(4)纳米颗粒能够均匀附着Cu_(2)O表面,达到最佳复合效果。Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料光催化活性高于纯Cu_(2)O,随着Ag_(3)PO_(4)的摩尔百分量的增加,复合光催化剂的催化性能先是增强后逐渐减弱。60%Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O时,催化活性最强,90 min内罗丹明B几乎完全降解。

SiC加入量对MgO-MgAl_2O_4-SiC材料性能的影响

以电熔镁砂颗粒（3～1mm，≤1mm）、电熔镁砂粉、镁铝尖晶石粉和SiC粉为原料，研究了SiC加入量（W）分别为5％、10％、15％、20％时对MgO-MgAl2O4材料经1100℃和1500℃保温3h后的物理性能、抗氧化性能以及1600℃保温3h后的抗渣性能的影响。结果表明：加入SiC有利于提高材料的烧后强度。材料经1100℃处理后，SiC几乎完全氧化；1500℃烧后表明，当SiC加入量不超过10％时，抗氧化性能随着SiC加入量增加而增强；超过10％时，反而降低；1600℃烧后表明，随着SiC加入量的增加，试样抗渣性能有所下降。对1500℃烧后试样进行XRD和SEM分析发现，在试样氧化层中生成大量的镁橄榄石。

蒸发干燥法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料

以LiNO_(3)、Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和Mn(CH_(3)COO)_(2)·4H_(2)O为原料,采用蒸发干燥法制备锂电池用LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料。将原料在玛瑙研钵中研磨后置于100℃水浴盆中。待固体物料溶解后,在混合物中加入的无水乙醇和浓度为15.0 mol·L^(-1)的氨水,伴随机械搅拌。将混合物置于120℃的真空干燥室中,干燥2 h(始终在真空氛围中)以获得前驱体。把前驱体放在400℃空气中煅烧4 h,分解硝酸盐和醋酸盐,接着在不同温度的氧气中煅烧6 h,合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料。将合成的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料放在600℃氧气氛围中退火氧化2 h,再冷却至室温。通过电化学测试得到,在烧结温度800℃,烧结时间6 h的条件下合成的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料具有较高的锂插层容量和良好的循环稳定性。

水泥窑用MgO-MgAl_2O_4-ZrO_2-La_2O_3复合耐火材料的研究

根据耐火材料和水泥熟料的反应机理,找到一种既可阻止窑皮中C2S相变,又不损害镁铝质耐火材料的高温性能的添加物,开发了一种基于MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3体系的新型复合耐火材料。该材料具有优异的耐火性能、抗热震性能、挂窑皮性能、抗侵蚀性能和较高的机械强度,是一种替代镁铬砖的理想材料,适用于水泥窑烧成带。

添加Si粉和Si3N4粉对Al2O3-SiC材料抗侵蚀性的影响

以40%～46%(质量分数,下同)的烧结刚玉(8～1 mm)和30%的碳化硅(0.5～0.074 mm)为主要原料,SiO2微粉(d50=2μm)、高铝水泥、α-Al2O3微粉(d50=4μm)等为辅助原料,Si粉(≤0.074 mm)和Si3N4粉(≤0.074 mm)为添加剂,外加定量的水和分散剂而制成Al2O3-SiC复合材料。利用回转侵蚀试验研究了分别添加3%和6%的Si粉或Si3N4粉对Al2O3-SiC复合材料抗高炉渣(碱度为1.3)侵蚀性能及表面致密层状况的影响。试验结果表明:添加Si粉有利于试样表面致密层的形成,明显改善其抗侵蚀性能,且随着Si粉添加量增加,致密层厚度增加;而添加Si3N4粉对表面致密层的形成和改善抗渣性能并没有明显贡献。

MgO-MgAl_2O_4-ZrO_2系材料的抗渣性研究

以菱镁矿粉(d50=6.62μm)、m-ZrO2微粉(d50=3.99μm)、α-Al2O3微粉(d50=1.89μm)为原料,采用半干法成型,于1 600℃保温3 h烧成后制成MgO-MgAl2O4、MgO-ZrO2和MgO-MgAl2O4-ZrO2质试样,检测试样的加热永久线变化率、显气孔率、体积密度、抗渣侵蚀性、抗渣渗透性,并利用Factsage6.1热力学软件对试样的抗渣性进行了分析。结果表明:1)MgO-ZrO2材料的烧结性能优于MgO-MgAl2O4材料及MgO-MgAl2O4-ZrO2材料;2)在MgO-MgAl2O4材料中引入ZrO2,有利于提高其抗渣侵蚀性,但抗渣渗透性较差,主要同试样的组织结构相对疏松及熔渣中的Fe3+和Mg2+的渗透有关;3)试验结果与热力学模拟结果吻合较好。

相对较高Cl掺杂对Li4Ti5O12负极材料的电化学性能的影响

本研究通过固相法合成了少量Cl掺杂样品(Cl-LTO-1:80,1:80为LiCl与LTO质量比)和相对较高Cl掺杂样品(Cl-LTO-1:16)。X射线衍射(XRD)表明,掺杂Cl不会改变立方尖晶石钛酸锂的结构,并检测到Li2O的存在。使用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、倍率测试和充放电循环性能测试来表征其电化学性能。结果表明,所有掺杂样品的放电容量都有所提高。在所有样品中,Cl-LTO-1:16样品的放电容量在不同倍率下(0.2 C, 0.5 C, 1 C, 2 C)最高。在0.2 C倍率下,Cl-LTO-1:16样品的放电容量比原始Li4Ti5O12样品高出64%。高掺杂样品的显著改善可归因于Cl-LTO-1:16样品中铜箔和LTO电极材料之间的Li2O/CuO中间层,该中间层由铜箔表面自组装的少量CuO和固相法制备过程中产生的Li2O组成。

Mg_2SiO_4-SiC复相材料的常压烧结及性能研究

在1500～1600℃氢气气氛下常压保温1h制备了Mg2SiO4-SiC复相材料,研究了烧结助剂[Al2O3+Y2O3](r(Al2O3:Y2O3)=5:3)添加量对该复相材料烧结性能的影响。结果表明:Mg2SiO4-SiC复相材料的相组成为Mg2SiO4、6H-SiC、Y3Al5O12,最佳烧结温度为1550℃,当[Al2O3+Y2O3]质量分数从0到7%逐渐增加时,该复相材料的显气孔率明显减小并趋于平稳;w(Al2O3+Y2O3)=5%时显气孔率最低达到0.36%。

CuFe2O4涂层电极材料制备及废水净化性能研究

本研究以泡沫镍集流体为阴极基体,采用电沉积法制备尖晶石涂层电极材料的前驱体,在700℃高温空气气氛下形成Ni基CuFe2O4尖晶石涂层电极材料(NF@CuFe2O4)。本研究考察了电沉积的镀液组成和工艺条件对电极材料性能的影响,确定Cu(NO3)2·3H2O:Fe(NO3)3·9H2O摩尔比1:2,电流密度20 mA/cm2,时间40 min为最佳工艺条件。研究以抗生素为模拟废水进行电化学降解实验,探究了Ni基CuFe2O4尖晶石涂层电极材料协同电化学高级氧化技术对抗生素处理效果的影响及作用机理,为电化学活化过硫酸盐净化废水体系的改进提供实践和理论基础。

SiC加入量及烧成气氛对MgO-MgAl_2O_4质耐火材料性能的影响

为改善炭素焙烧炉火道墙的导热性能,以高纯镁砂(5~2、≤2和≤0.088 mm)和预合成镁铝尖晶石(≤1 mm)为原料,SiC粉(≤0.088 mm)为添加剂,热固性酚醛树脂为结合剂,经配料、成型、烘干、1 500℃热处理3 h后,制备了MgO-MgAl_2O_4质耐火材料试样,并分别研究了SiC粉的加入量(质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%)和烧成气氛(空气气氛或埋炭气氛)对MgO-MgAl_2O_4质耐火材料性能和显微结构的影响。结果表明:当SiC加入量为3%(w)时,经空气气氛烧后试样综合性能最好;当SiC加入量为4%(w)时,经空气气氛烧后试样的中心部位SiC氧化成SiO气体,形成边缘致密而中心疏松的蓄热体结构,热导率急剧下降;加入SiC后经埋炭烧后试样,由于SiC被氧化成SiO气体,导致试样孔隙率增加,试样的强度及热导率有所下降。

Al_2O_3-Si_3N_4-SiC复合材料的抗高炉渣和碱蒸气侵蚀性能

以棕刚玉、氮化硅和碳化硅为原料在空气气氛下制备试样。采用静态坩埚法测试试样的抗渣和抗碱侵蚀性能。采用XRD、SEM和EDS等检测方法,研究了高炉渣和碱蒸气对试样的侵蚀机制。结果表明:(1)A l2O3-Si3N4-SiC复合材料的抗炉渣侵蚀性较好,抗碱侵蚀性较差。渣侵蚀主要是由于基质中的A l2O3与渣中的SiO2、CaO反应生成低熔点玻璃相,导致渣在试样内部渗透并反应;刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石,并伴随有体积膨胀,使其表层结构疏松。(2)碱蒸气侵蚀主要是K(g)在试样内扩散得比较深,并与基质中的A l2O3反应生成钾长石类矿物晶体;而刚玉颗粒与K(g)反应,导致刚玉颗粒内部产生大量裂缝,K(g)沿裂缝进入并与刚玉反应生成β-A l2O3,使刚玉颗粒表面剥落,露出新的表面与K(g)反应,最终导致刚玉颗粒的熔蚀。但复合材料中SiC质量分数大于10%时,能有效抵制K(g)的侵蚀。

原位尖晶石引入量对MgAl2O4-SiC材料性能的影响

在以预合成镁铝尖晶石、碳化硅和水性氨基树脂为原料制备MgAl2O4-SiC复合材料的配方中,以不同量的MgO、α-Al 2O3混合粉(MgO、Al2O3物质的量比为1∶1)等量替代其中的预合成镁铝尖晶石粉,设计替代量(w)分别为0、1%、2%、3%、4%、6%、8%、10%。经配料、混练、成型、干燥后,在埋碳条件下于1650℃保温5 h烧成,然后检测烧后试样的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:1)随着原位MgAl2O4引入量的增加,试样的致密度和强度均呈先增大后减小的变化趋势,原位镁铝尖晶石引入量为3%(w)的试样的致密度最大,原位镁铝尖晶石引入量为4%(w)的试样的强度最大。2)各试样的物相组成基本相同,主要物相为MgAl2O4和SiC。

锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的研究进展

具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论.

LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极材料对电池性能的影响

通过微波反应合成具有亚微米尺寸的LiFePO4/C复合材料,并将LiFePO4/C和通过高温固相法合成的LiMn2O4按照一定的质量比均匀混合用作锂离子电池正极材料。电池充放电测试表明电池的循环性能随着LiFePO4量的增加逐渐变好,当LiFePO4与LiMn2O4的质量比在3∶2时电池具有较好的循环性能和较高的比功率。交流阻抗测试表明二者混合试用可以有效地降低电极过程的电荷传递电阻。最后分析了循环性能提高的原因。

掺杂稀土CaAl_2O_4基发光材料的制备及其发光机制

用固相烧结法制备了亮度高、余辉时间长的 Ca Al2 O4:Eu,RE(RE为 Nd,Dy)发光粉体材料 ,并对其发光性能进行了研究。发光粉体的发射光谱表明 ,其主发射峰均位于 44 0 nm左右。余辉衰减曲线证明其余辉衰减过程存在快速衰减和慢衰减两个过程。对于长余辉发光机制 ,认为 Nd,Dy的加入起到了陷阱能级作用 ,从而延长了发光时间 ,增强发光亮度。并且在此基质材料中 ,Nd的陷阱深度比 Dy的更合适 ,因而 Ca Al2 O4:Eu,Nd的发光性能要优于 Ca Al2 O4:Eu。

磁性TiO_2/CoFe_2O_4纳米复合光催化材料的制备

以磁性CoFe2O4为核,采用改进的溶胶-凝胶法,制备了磁性TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料。利用VSM(振动样品磁强计)技术对其磁性能进行了研究,结果表明:由该法所得的TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料的饱和磁化强度虽稍弱于纯CoFe2O4纳米材料,但其矫顽力则优于CoFe2O4。TEM、XRD、UV-Vis等的结果表明,该纳米复合材料中的TiO2为锐钛矿结构;与TiO2相比,纳米复合材料对光的吸收拓展到了整个紫外-可见区,且吸收强度大大增强。对染料废水光催化降解的模拟研究表明,该复合材料在紫外光下,6h可以使亚甲基蓝染料溶液的脱色率达95%,且重复使用3次时染料溶液的脱色率仍能保持在90%,明显优于纯TiO2。

热处理温度对纳米CoFe_2O_4/SiO_2复合材料结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米CoFe2O4/SiO2复合材料。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和M ssbauer效应研究了纳米复合材料结构、晶粒尺寸及磁性。结果表明,样品中CoFe2O4的晶粒尺寸随着热处理温度的提高而增加,非晶态SiO2的存在有效地抑制了CoFe2O4晶粒的生长。VSM结果表明,样品的比饱和磁化强度和矫顽力随CoFe2O4晶粒尺寸的增加而变大。M ssbauer效应结果表明,随着热处理温度的提高,样品从超顺磁和磁有序的混合状态转变为完全的磁有序状态。

阴极材料正尖晶石LiMn_2O_4制备方法研究现状

综述了制备锂离子电池正极材料正尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４ 的几种常用方法及其各自特点。对于高温固相反应而言，阐述了原料及合成条件的选择方式，并讨论了焙烧温度、升降温方式及机械研磨对产物晶型结构、粒度大小分布和电化学性能的影响，提出合成温度是控制固相合成正尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４ 的关键因素，直接影响产物的结构、粒度、杂质含量；对于低温合成技术，介绍了通过控制制备前体的反应条件及其转化正尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４ 焙烧温度，来优化材料的组成、结构形貌，提高产物均匀性和电化学性能的途径，认为发展尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４