Ni@Ti_(3)C_(2)复合材料制备及其吸波性能研究

采用一步水热法在Ti_(3)C_(2)层间插入磁性镍颗粒制备Ni@Ti_(3)C_(2)复合材料,通过改变镍颗粒与Ti_(3)C_(2)的质量比,制备了3种具有多重损耗机制的电磁波吸收材料,研究了2~18 GHz频率范围内材料的电磁参数和吸波性能。实验结果证明,镍颗粒的引入可改善Ti_(3)C_(2)的阻抗匹配并提升其吸波性能。20%质量分数Ni@Ti_(3)C_(2)/石蜡复合吸波材料在厚度为4.5 mm时有效吸收带宽达到5.2 GHz(对应频率范围为12.2~17.4 GHz),在14.4 GHz频率下最小反射损耗为-40.16 dB。研究表明,Ni@Ti_(3)C_(2)复合材料有望成为一种轻薄、高性能的吸波材料。

Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x)锂离子电池负极材料制备及电化学性能

Cu_(2)O是锂离子电池(LIB)低成本、高容量的负极材料之一,但面临结构不稳定、容量保持率低的挑战.通过简单的溶剂热和湿化学法制备了具有三明治结构的Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x).凭借其优点,Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x)复合材料在2 A·g-1的电流密度下循环400圈后仍保持416.8 mA·h·g-1的容量.与纯Cu_(2)O相比,这种复合材料的电化学性能得到了提升,这得益于少层Ti_(3)C_(2)T_(x)的优异导电性和三明治结构对离子传输的促进作用.

刻蚀时间及HF浓度对Ti_(3)C_(2)TxMXene形貌及性能的影响

研究了刻蚀时间及HF浓度对Ti_(3)C_(2)TxMXene微观形貌及其电化学性能的影响。实验结果表明:当刻蚀时间为20h时,颗粒表面呈现典型的风琴状形貌。当HF的浓度由5%增加至20%时,厚度较大的Ti_(3)C_(2)TxMXene形貌明显减少,表明增加浓度有利于铝的去除。刻蚀时间为5h和20h的样品的比电容分别为4.8F/g和39F/g。当HF的浓度从10%增加至20%时,对应样品的比电容由47F/g增加至62F/g。随着刻蚀时间和HF浓度的增加,样品的赝电容行为的比例明显增加。

Ti_(3)C_(2)Tx/Bi_(2)WO_(6)复合材料的制备及其光催化性能

采用水热法制备Ti_(3)C_(2)Tx/Bi_(2)WO_(6)复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、高倍透射电镜(HR-TEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)等技术对其进行表征。结果表明,复合材料中Ti_(3)C_(2)Tx由原来的手风琴状结构分散成片状结构,且穿插在卷曲片状结构的Bi_(2)WO_(6)中。以酸性品红(AF)为模拟污染物,考察Ti_(3)C_(2)Tx/Bi_(2)WO_(6)对AF的光降解效果,当Ti_(3)C_(2)Tx的质量分数为7%时,Ti_(3)C_(2)Tx/Bi_(2)WO_(6)的光催化活性较好,光照60 min后,AF降解率达到90.37%。该光催化剂稳定性较好,重复使用四次,AF降解率仍达到80.91%。降解机理研究表明,h^(+)和·O_(2)^(-)是降解AF的主要活性物质。

Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO_(2))材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO_(2)负载在Ti_(3)C_(2)T_(x)表面形成Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)、2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)+0.1 mol·L^(-1) MnSO_(4)、30 mol·L^(-1)三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^(-1)三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^(-1) ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^(-1) TEAOTf+1 mol·L^(-1) ZnOTf),不仅提高了Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。

二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x)⁃MXene@VS_(2)用于高性能锂离子电池负极

为探索一种高性能的锂离子电池负极材料,采用酸刻蚀法制备了高导电性、高稳定性的二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x),通过溶剂热法制备了具有高理论比容量的花瓣状VS_(2)纳米片,再经过简单的液相混合得到了二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x)⁃MXene@VS_(2)复合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和能谱分析对复合材料的形貌和结构进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电、长循环和交流阻抗谱对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明:VS_(2)纳米片均匀地分布在Ti_(3)C_(2)T_(x)的层间及表面,该复合物具有高的可逆容量(电流密度为0.1 A·g^(-1)时,比容量为610.5 mAh·g^(-1))、良好的倍率性能(电流密度为2 A·g^(-1)时,比容量为197.1 mAh·g^(-1))和良好的循环稳定性(电流密度为0.2 A·g^(-1)时,循环600圈后比容量为874.9 mAh·g^(-1);电流密度为2 A·g^(-1)时,循环1500圈后比容量为115.9 mAh·g^(-1))。

新型二维材料Ti_(3)C_(2)Tx MXene制备及其气敏性能研究

随着石墨烯材料的发现,二维材料被人们广泛认识并逐渐应用,相比于传统二维材料,二维过渡金属碳化物(MXene)的力学、磁学和电学性能更加优异.本文分别利用HF溶液和LiF/HCl溶液刻蚀Ti_(3)AlC_(2)获得了Ti3C2Tx样品,通过电子扫描显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和气敏特性分析,研究了刻蚀剂对Ti_(3)C_(2)Tx材料结构和气敏性能的影响.材料结构分析表明:HF和LiF/HCl刻蚀剂均对Ti_(3)C_(2)Tx材料具有良好的刻蚀效果;气敏性能结果表明:LiF/HCl刻蚀剂制备的Ti_(3)C_(2)Tx的气敏性能优于HF刻蚀剂,并实现了室温下宽范围、较高灵敏和较高稳定地检测NH3.分析认为:LiF/HCl溶液刻蚀制备的Ti_(3)C_(2)Tx材料表面具有较高比例的—O和—OH官能团,是其高传感性能的主要原因.本实验研究可为Ti_(3)C_(2)Tx基传感器件的气敏研究和实际应用奠定一定的理论基础.

邻羟基苯基亚氨基乙二铵氟硼酸盐的光谱性质及其对TX-100的响应

研究了p H以及表面活性剂对邻羟基苯基亚氨基乙二铵氟硼酸盐DJQ-45的光谱,发现p H对DJQ-45的光谱的影响具有可逆性;DJQ-45可以定量检测表面活性剂TX-100,当TX-100的浓度小于0.2 m M时,溶液的荧光强度下降的较为缓慢,当TX-100的浓度大于0.2 m M时,溶液的荧光强度急剧下降,当TX-100的浓度达到16 m M时,溶液的荧光光谱发生蓝移,蓝移了14 nm,强度急剧下降,当TX-100的浓度从25 m M到45 m M时,溶液的荧光强度基本保持不变。邻羟基苯基亚氨基乙二铵氟硼酸盐有希望被用做检测TX-100。

聚氨酯(脲)弹性体用TX系列含硫芳香族二胺扩链剂的应用研究进展

重点介绍了与国外开发的二氨基二甲硫基甲苯(E–300)扩链剂结构和性质相近的2,4–二氨基–3,5–二甲硫基氯苯(TX–2)扩链剂的结构、性质及其在合成聚氨酯(脲)弹性体中的应用,同时简单介绍了2,4–二氨基–5–巯基甲苯(TX–1)、2,4–二氨基–3–甲硫基–5–丙基甲苯(TX–3)和亚甲基双邻甲硫基N–甲基苯胺(TX–4)的结构、性质及应用。用TX–2作扩链剂制备的弹性体的力学性质可与E–300体系的弹性体相媲美,且TX–2体系明显比E–300体系价格低,因而具有成本优势。

一种适合中频感应加热电源的IGBT驱动技术

为了满足感应加热电源中对IGBT驱动与保护功能的要求，采用北京落木源电子技术有限公司生产的专用于大功率单管MOSFET和IGBT的驱动芯片TX—KA101为核心器件设计一个驱动电路。该驱动芯片具备完善的三段式过流保护功能，工作频率高（可达80kHz），延迟时间小，驱动能力强，保护功能完善，因而非常适合10~50kW感应加热电源的应用。对此驱动电路的构成、工作原理、外围电路的设计和参数设置作了详细的描述并给出实验结果，最后经部分公司在中频感应加热电源上的成功应用进一步验证了由KA101驱动芯片构成的驱动电路运行稳定可靠，效率高，发热量小，可以经受工业环境中的严峻考验。

一种平衡式环行器收发隔离电路的设计与实现

对于收发天线一体、收发频率相近、收发信号同时存在的无线电通信应用场景,比如UHF RFID的读卡器,目前一般使用单独的环行器来进行收发隔离,但其隔离度有限,一般在20 dB左右。从理论上分析了由两个环行器组成的平衡式环行器隔离电路的隔离原理,并提出了一种改进平衡式环行器收发隔离电路,同时制作了电路模块。网络分析仪测试表明,该改进平衡式环行器收发隔离电路的发射端到天线端的传输损耗和天线端到接收端的传输损耗都在1 dB以内,在连接驻波比为1.2∶1的板式天线情况下,其收发隔离度达到了50 dB以上;实测当射频输入功率处于0.1 W~8.0 W区间时,该电路的收发隔离度稳定在40 dB以上,较使用单独环行器时的隔离度至少提高了20 dB。

高导电性PVDF/MWCNTs-AgNWs@MXene双层三维网络的电磁屏蔽复合薄膜的构建

随着通信网络、无线设备及航空航天的快速发展,电磁波危害日益加剧,因而亟需电磁屏蔽性能更优异的复合材料。本文采用MXene(Ti_(3)C_(2)Tx)、银纳米线(AgNWs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了双层的高导电三维(导电率最高为1.4×10^(4)S·m^(-1))网络电磁屏蔽复合薄膜(Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜)。特别是采取真空辅助抽滤法(VAF)将10 mL AgNWs及15 mL Ti_(3)C_(2)TxMXene的水溶液吸附于聚偏氟乙烯(PVDF)/MWCNTs复合薄膜之上,制备出的Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜的总电磁干扰屏蔽效能(EMI SET)高达69.0 dB,比商用标准(20 dB)高出245%,其中吸收损耗效能(SEA)占比85.1%。说明Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜主要的电磁损耗机制为吸收损耗,比电磁屏蔽效能(SSE/t)最高可达2719.8 dB/(cm^(-2)·g)。这项工作为新型MXene材料在电磁屏蔽复合材料中的应用提供了结构设计和研究思路。