Bi掺杂O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)钠离子电池层状正极材料的制备与储钠性能

O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)拥有高理论比容量且易于制备,是商业钠离子(Na+)电池的首选正极材料之一,但其循环稳定性仍面临挑战。利用Bi对NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)进行改性。研究发现,Bi的引入可以在晶粒生长过程中通过调节表面能实现晶粒细化,并且Bi的掺杂增加了层状正极材料的晶胞参数,为Na+提供了宽的扩散通道,提高了Na+的扩散能力,优化了Na^(+)在脱嵌过程中的可逆性。改性后的NaNi_(0.495)Mn_(0.5)Bi_(0.005)O_(2)实现了在2.0~4.0 V的电势区间内0.2 C倍率下的可逆容量为138.1 mAh/g,在5 C倍率下循环100圈后容量保持率可以达到97%。

La掺杂氧空位的α-Bi_(2)O_(3)电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理的方法研究了本征α-Bi_(2)O_(3)、La掺杂、氧空位掺杂和共掺杂体系的电子结构与光学性质,以期获得性能比较优异的α-Bi_(2)O_(3)光催化材料。研究结果表明:掺杂后,体系结构变形较小,其中氧空位(V_(O))掺杂和La-V_(O)共掺杂体系的禁带宽度价带和导带同时下移且在禁带中引入杂质能级,说明掺杂可以减小电子从价带激发到导带所需能量,有利于电子的跃迁。特别是相对于氧空位单掺杂,La-V_(O)共掺杂使杂质能级向导带底靠近,这个倾向可能使该复合缺陷成为光生电子捕获中心的概率大于成为光生电子-空穴对复合中心的概率;同时,La-V_(O)共掺杂导致导带底附近的能带弯曲的曲率增大即色散关系增强,从而降低了电子的有效质量,加速电子的运动,因此,La-V_(O)共掺杂能大幅改善光生电子-空穴对的有效分离。另一方面La-V_(O)共掺杂在显著扩展可见光吸收范围的同时,还极大地增强了可见光吸收强度。因此,La-V_(O)共掺杂有效改善了α-Bi_(2)O_(3)的光催化活性。本研究为利用稀土离子掺杂改善其他光催化材料的性能提供了一个新的思路。

掺杂纳米级Bi2O3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

从样品制备,烧结过程,纳米级Bi2O3添加量及电性能测试等方面介绍了掺杂纳米级Bi2O3对生产高热容量、大通流能量ZnO压敏电阻片性能的影响。试验结果表明:采用纳米级Bi2O3(x(Bi2O3)≥0.61%)代替普通Bi2O3,提高了老化及工频耐受性能,使烧成温度降低到1075℃,同时还降低了生产成本;并使电阻片的其它电气性能有所提高或保持原有的水平。

掺杂Y_2O_3对ZnO-Bi_2O_3系压敏电阻片性能的影响

掺杂Y2O3可显著提高ZnO-Bi2O3系压敏电阻的电位梯度、能量吸收能力等电气性能,但会引起泄漏电流的增加。研究了不同烧成温度下,掺杂0～1.7%(摩尔分数)Y2O3对ZnO-Bi2O3压敏电阻片电气性能的影响。结果表明,在1140℃下,掺杂0.68%(摩尔分数)Y2O3,可获得具有300V/mm的电位梯度和370J/cm3能量吸收能力的高性能电阻片。此外,以FSM为主成分的“F”无机高阻层适宜于高梯度压敏电阻片的侧面绝缘,加速老化系数KCT小于1。

Zn-Bi共掺杂Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_3陶瓷结构及介电性能的研究

采用传统固相反应法制备了ZnO的摩尔数为O．04，系列Zn-Bi共掺杂Ba0.2Sr0.8TiO3（BST）的陶瓷材料，包括BST＋0．04ZnO＋xBizO，（X=0．02，0．025，0．03）．用X射线衍射、扫描电子显微镜和变温介电谱方法，对它们的晶格结构、微观形貌和复介电常数进行了测量和分析．结果表明：（1）Zn2＋和Bi3＋进入到BST晶格中并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体；（2）随Bi2O3的掺入，陶瓷的室温晶系结构由立方相转变为四方相，同时出现在--120K的弥散相变转化为弛豫相变；（3）Bi2O3掺杂对晶粒生长有明显的抑制作用，但晶粒之间的连接性增强，陶瓷的致密度增加；（4）当T=300K，f=1Hz，Bi2O3掺杂量为0．025mol时，陶瓷试样介电常数最大（857），介电损耗最小（8X10。）．上述结果对该类陶瓷掺杂改性研究以及弛豫相变机制探索无疑有一定的参考价值．

Pr和Nb共掺杂Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷材料电行为特性研究

采用高温固相法制备了Pr和Nb共掺杂Bi4Ti3O12铁电陶瓷。利用XRD分析表征了样品物相结构,利用阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试了样品的电性能,并通过对样品电导率与温度的关系进行Arrhenius拟合分析了材料的导电机理。结果表明:Pr和Nb已经完全固溶进入Bi4Ti3O12晶格中,制备的样品均为单一的层状钙钛矿结构。Nb的引入使样品的介电常数变大,介电损耗明显降低,但居里温度变化不大。在Nb掺杂量较小(x≤0.09)时,材料的剩余极化值随着Nb掺杂量增加而增大,当x=0.09时2Pr达到极大值为26μC/cm2,矫顽场为50.3kV/cm。这主要是由于高价态的Nb5+取代B位Ti4+能有效的抑制氧空位的产生。

Y_2O_3掺杂量对ZnO-Bi_2O_3-Nb_2O_5压敏陶瓷电性能的影响

通过掺杂Y2O3和优化烧结工艺制备了ZnO-Bi2O3-Nb2O5压敏陶瓷。利用XRD、SEM和VSR研究了Y2O3掺杂量对其电性能的影响。结果表明,随着Y2O3掺杂量增加,陶瓷电阻率ρ减小,非线性系数α增大;Bi2O3气氛下烧结(1170℃、保温2.5h)的陶瓷,当x(Bi2O3)和x(Nb2O5)为3%、y(Y2O3)为0.2%时,其致密度最大(4.4g/cm3),电阻率最小(461Ω.cm),电位梯度最小(5.5V/mm),α高达9.85。

Sm_2O_3掺杂的Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5基陶瓷的烧结特性与介电性能

用传统的固相法合成了Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)基陶瓷(Bi1.5-xSmxZn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(0≤x≤0.6,BSZN),通过XRD、AV2782阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、相结构及介电性能进行了系统研究。结果表明:纯BZN陶瓷的结构为立方焦绿石单相;当Sm2O3掺杂量较少(0<x≤0.5)时,样品的相结构仍然保持立方焦绿石单相;随着Sm2O3掺杂量的进一步增加(x≥0.6),样品出现其它相。同时,试样的介电性能随结构的变化而呈现有规律的变化。

高匹配ZnO及Nd2O3共掺杂Ba(Ti0.86Zr0.14)O3陶瓷的制备及性能表征

通过固相法制备了Zn O及Nd2O3共掺杂的Ba(Ti0.86Zr0.14)O3基(BTZ)陶瓷。经过对Zn O、Nd2O3共掺杂匹配性的研究,获得了瓷体致密性、介电性能、能源消耗量均优于使用单一掺杂剂的陶瓷。Zn O的存在能有效地促进瓷体烧结,将陶瓷的烧结温度大幅度降低至1200℃;经Nd2O3共掺杂后,瓷体的致密性趋于完善,介电常数显著提高。通过对Zn O、Nd2O3共掺杂比例的调节,二者的匹配性达到最佳状态,在低温烧结的条件下,在有效抑制晶粒异常生长的同时,得到了介电常数大幅度提高的Y5V陶瓷。

Sm_2O_3、ZnO共掺杂Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_3陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Sm2O3共掺杂Ba0.2Sr0.8TiO3陶瓷样品,利用X射线衍射方法及介电谱测量方法对样品的结构和介电性能进行了测量分析,结果表明:(1)Zn2+与Sm3+进入Ba0.2Sr0.8TiO3晶格内,与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;(2)介电常数弥散的P过程和弛豫的D过程随着Sm2O3含量的增大均被压低展宽,D的弛豫过程逐渐明显,在Sm2O3为0.06mol时为Debye型弛豫过程;(3)Sm2O3的掺入可降低Ba0.2Sr0.8TiO3+ZnO陶瓷介电常数,增大损耗,Sm2O3为0.05mol时是样品的一个过渡组分.

Bi2O3掺杂对ZnO压敏电阻性能的影响及其机理

采用传统电子陶瓷工艺制备了ZnO压敏电阻陶瓷,研究了Bi2O3的掺杂浓度对压敏陶瓷的显微结构和电学影响。利用多种表征手段对样品的性能进行分析。研究结果表明:压敏陶瓷的主晶相为铅锌矿型结构;随着Bi2O3浓度增大,压敏陶瓷的主要衍射峰逐渐向低角度方向偏移,同时出现明显的晶界相,且压敏陶瓷的平均晶粒尺寸呈先增大后减小趋势;当Bi2O3浓度为2.5mol%时,压敏陶瓷具有均匀的显微结构和较好的电学参数,此时平均晶粒尺寸D为225nm,击穿场强E1mA达到最小值4600V/cm,非线性系数α达到最大值55.8,电阻在100KHz时的损耗角正切tanδ达到极小值(约0.1),相对介电常数εr约为232。所制备的ZnO压敏陶瓷具有较好的压敏特性和较低的损耗,有利于改善ZnO基避雷器的综合性能。

B/Fe_2O_3共掺杂纳米TiO_2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。

氮掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其可见光催化性能

以硝酸铋和六次甲基四胺为原料,采用沉淀法合成了不同氮掺杂量的Bi2O3(N-Bi2O3)粉体,并采用XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL手段对其晶相结构和光谱特征等进行了表征.研究结果表明,未掺杂Bi2O3为单斜相α-Bi2O3,氮掺杂Bi2O3则为四方相β-Bi2O3和Bi5O7NO3组成的混晶,氮原子替代了Bi2O3晶格中部分氧原子,形成了Bi N键而稳定存在.氮掺杂能促进β-Bi2O3的生成.与未掺杂Bi2O3粉体相比,氮掺杂样品的吸收带边发生了明显红移,荧光强度明显减弱.甲基橙在可见光下的降解实验表明,氮掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化活性.

Li^+,Zn^(2+)共掺杂对Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米粉结构和发光性能的影响

采用燃烧法制备出Li+,Zn2+掺杂的Gd2O3∶Eu3+纳米荧光粉,研究了掺杂离子对Gd2O3∶Eu3+的结晶性能、晶粒形貌和光致发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、发射光谱和衰减时间谱等手段表征材料性能。结果表明,Li+,Zn2+掺杂可显著提高Gd2O3∶Eu3+纳米粉在611 nm处的发光强度,最大可达到未掺杂时的2.5倍。发光增强的主要原因可归结为3个方面:(1)使晶粒由单斜相向更利于发光的立方相转变;(2)氧空位的敏化剂作用;(3)掺杂离子的助熔剂效应,使晶粒的结晶性能提高、粒径增大,从而降低表面态引起的发光猝灭。

Bi_2O_3-MoO_3复合掺杂对NiCuZn铁氧体烧结特性和磁性能的影响

研究了采用Bi2O3-MoO3复合掺杂的方式来降低NiCuZn铁氧体的烧结温度及提高电磁性能。结果表明:适量的Bi2O3-MoO3复合掺杂,可在900℃烧结,起始磁导率μi>800,适用于高感量、小尺寸片式感性器件的制备。

Cu2＋掺杂的Bi2O3的制备及光催化性能的研究

本文采用并流沉淀法制备了Cu2+掺杂的纳米Bi2O3光催化剂(Cu/Bi原子比分别为1%,2%,3%和4%)。以甲基橙模拟有机污染物对催化剂的光催化性能进行了考察。用比表面(BET)、X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,Cu2+掺杂量为3%时制备的Bi2O3具有最高的比表面积、孔容、最小孔径和晶粒尺寸。对甲基橙的光催化脱色结果显示掺杂量为3%时Cu2+-Bi2O3表现出最佳的光催化活性。

Y_2O_3掺杂对(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3无铅压电陶瓷性能的影响研究

采用传统固相反应法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简写为BNBT6)陶瓷[简称为BNBT6-x(wt%)Y2O3陶瓷]。研究了Y2O3(0.2wt%～0.8wt%)掺杂对BNBT6陶瓷的结构、介电、压电、铁电性能的影响。结果表明,所有Y2O3掺杂陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构;陶瓷的介电、压电、铁电性能受Y2O3掺杂的影响较为显著:当掺杂0.4wt%Y2O3时,10kHz频率下测得的室温εr达到1530,且tanδ较小,为0.050,d33达到152pC/N,kp=0.27,Qm=134。掺杂0.2wt%的Y2O3时BNBT6陶瓷的d33为145pC/N,kp增大到0.29,Qm达到173,tanδ为0.053;掺杂适量YO的BNBT6陶瓷铁电性能也得到改善。

Cr_2O_3掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响

为了制备高性能ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻器 ,利用新型Sol Gel方法研究了Cr2 O3 掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响 .复合先驱体溶液由Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3 COO) 2 ,Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 的溶胶中制成 .研究结果表明 :利用新型Sol Gel方法制备的ZnO陶瓷薄膜中 ,ZnCr2 O4相在较低的Cr2 O3 添加量时出现 ,当Cr2 O3 的摩尔分数为 0 .75 %时 ,ZnO陶瓷薄膜的非线性系数α为 7,压敏电压为 6V ,漏电流密度为 0 .7μA/mm2 .

高浓度Sm_2O_3掺杂的BIT陶瓷微结构与电性能研究

采用固相烧结工艺制备了高浓度Sm2O3掺杂的Bi4Ti3O12(BIT)基陶瓷材料。研究了不同的Sm2O3掺杂浓度和温度对BIT基陶瓷材料的显微结构及电性能的影响。结果表明:当Sm2O3浓度为12.0 mol%时,有Bi0.56Sm1.44Ti2O7第二相出现,BIT陶瓷室温介电常数为114,室温介质损耗(tanδ)为0.002;当Sm2O3浓度为6.0mol%时,陶瓷材料的室温介电常数为119,室温介质损耗(tanδ)为0.0027。

纳米(ZnO,Al_2O_3)复合掺杂对3Y_2O_3-ZrO_2材料电性能的影响

以 3Y2 O3-ZrO2 纳米粉和ZnO ,Al2 O3纳米粉为原料 ,采用交流阻抗谱技术对掺少量ZnO和Al2 O3的 3Y2 O3-ZrO2 烧结陶瓷进行电性能研究。研究表明 :少量纳米ZnO掺杂降低了 3Y2 O3-ZrO2 的电导率 ,但随着掺入量的增加 ,电导率开始回升。在ZnO掺杂样品中加入少量纳米Al2 O3进行复合第二相掺杂 ,结果提高了3Y2 O3-ZrO2 材料的电导率。同时少量Al2 O3的掺入降低了晶粒电导活化能 。