生物质碳材料作为钠/钾离子电池负极材料的研究进展

由于钠、钾元素储量丰富且与锂元素相近的化学性质,钠/钾离子电池(SIB/PIB)在低成本可再生能源和储能领域引起了广泛关注。作为推动SIB/PIB发展的关键,低成本、高性能负极材料的发展有助于提高其竞争力和可行性。因此,具有精细生物分级结构、优异表面电化学活性和导电性,且环境友好、成本低廉的生物质基硬碳材料几乎可以作为SIB/PIB负极材料的优选,其固有的较大层间间距有利于半径较大的钠、钾离子的脱嵌。基于此,综述了生物质碳材料作为SIB/PIB负极材料的最新研究进展,介绍了具有不同微结构的生物质碳材料的制备方法,分析了其电化学性能与结构的关系,最后讨论了其目前面临的挑战和未来发展方向。

NaAlP_(2)O_(7)∶Cr^(3+)荧光粉近红外发光特性

宽带近红外荧光粉转换型LED光源在医学成像、食品检测以及传感等领域展现出了巨大的应用前景,该类光源的光谱和效率与所用近红外荧光粉的性能紧密相关,Cr^(3+)离子激活的近红外发光材料具有可被蓝光有效激发、发射光谱可调等优点,因此得到了重点关注。本文采用高温固相法制备了NaAlP_(2)O_(7)∶Cr^(3+)宽带近红外发光荧光粉,该材料在450 nm蓝光激发下,发射出650~1000 nm的近红外光,峰值位于780 nm,半高宽为1580 cm-1;其在423 K下的发光强度能够维持室温下的71%,表现出良好的发光热稳定性。对材料的晶体结构和变温光谱(8~503 K)进行了系统的分析,计算得到了Cr^(3+)离子在NaAlP_(2)O_(7)基质中的晶体场强度等参数;利用8 K低温光谱,并结合计算,分析了Cr^(3+)各能级零声子线;基于高温变温光谱,讨论了材料的电⁃声子耦合效应及荧光热猝灭机理。

Cr^(3+)、Yb^(3+)共掺杂LaSc_(3)(BO_(3))_(4)近红外荧光粉的发光与器件性能

荧光粉转换型宽带发射近红外LED在食品检测、生物医药、安防监控等领域具有重要的应用价值。本工作介绍了一种具有宽带近红外发射的LaSc_(3)(BO_(3))_(4)∶Cr^(3+)(LSB∶Cr^(3+))荧光粉,在460 nm蓝光激发下,其发射覆盖650~1200 nm范围,半高宽达到170 nm。在此基础上,通过Yb 3+共掺,有效提升了其发光性能,其中发射峰半高宽拓宽到223 nm,最高发光量子产率由14%提升至35%,发光热稳定性也得到显著提高。基于荧光粉的发光量子产率、荧光寿命和发光热稳定性等数据分析,发现Yb^(3+)共掺杂对材料发光热稳定性的改善主要源于Cr^(3+)与Yb^(3+)之间的高效能量传递,并且Yb^(3+)在基质材料中表现出更好的热稳定性。最后,将LSB∶Cr^(3+),Yb^(3+)荧光粉与蓝光LED芯片结合,制备成近红外LED器件,在60 mA驱动电流下,近红外输出功率达16 mW。以上结果表明,LSB∶Cr^(3+),Yb^(3+)荧光粉是一种潜在的近红外LED用发光材料。

In_(2)BP_(3)O_(12):Cr^(3+)宽带近红外荧光粉的发光性能及应用研究

近红外光谱技术在安防监控、食品检测、生物成像、农业等领域具有重要应用价值,而开发出紧凑高效的近红外光源是其大规模商业应用的前提.荧光粉转换型近红外发光二极管(light emitting diodes,LED)光源具有结构紧凑、成本低、使用寿命长、发射光谱可调等优点,因此近些年受到广泛关注,其关键就在于开发出能被蓝光有效激发的高性能近红外荧光粉.本工作利用高温固相法制备了一种新型宽带近红外荧光粉 In_(2)BP_(3)O_(12):Cr^(3+),在 480 nm 激发下,荧光粉发射峰值位于 950 nm,光谱覆盖了 750~1350 nm 范围,半峰宽达到 210 nm.采用该荧光粉与商用蓝光 In Ga N LED 芯片封装,获得了具有宽带发射的近红外 LED 光源,在 60 mA 的驱动电流下,近红外光辐射功率为 5 mW.当采用该光源照射人的手掌,用近红外电感耦合器(charge coupled device,CCD)相机能够对手掌中的血管进行清晰的成像.上述结果表明该近红外荧光粉可用于制备基于蓝光芯片的宽带近红外 LED 光源,并在生物医学等领域具有潜在应用前景.