- 孙惠成;罗艳红;李冬梅;孟庆波;
本文从染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSCs)的结构和工作原理出发,结合本研究组的工作,综述了DSCs组成部件(如:半导体光阳极、敏化剂、电解质和对电极)在材料及光电性能等基础研究方面的最新进展,并介绍了DSCs的器件集成和产业化现状,总结了DSCs所面临的挑战,展望了其未来发展方向。
2011年07期 v.39;No.268 1045-1052页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K] [下载次数：1147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：4 ] - 孙惠成;罗艳红;李冬梅;孟庆波;
本文从染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSCs)的结构和工作原理出发,结合本研究组的工作,综述了DSCs组成部件(如:半导体光阳极、敏化剂、电解质和对电极)在材料及光电性能等基础研究方面的最新进展,并介绍了DSCs的器件集成和产业化现状,总结了DSCs所面临的挑战,展望了其未来发展方向。
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氢能可提供稳定、高效、无污染的动力,在电动汽车等领域有广阔的应用前景。但是氢能技术面临氢的规模制备、储存和运输等主要挑战。其关键是能否开发具有足够容量的储氢材料,将氢在温和条件下可控释放。现有储氢方式主要有物理储存和吸附、金属氢化物、化学氢化物等。本文综述了上述主要储氢方式的研究现状,并评价了未来最可能用于氢能规模利用的储氢方式。未来的研究重点将集中于具有高可逆性、高容量、高效催化加氢、常温常压下储存与运输、温和条件下可控催化脱氢等特点的储氢材料。
2011年07期 v.39;No.268 1053-1060页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K] [下载次数：6579 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：79 ] |[阅读次数：3 ] - 杨明;王圣平;张运丰;韩波;吴金平;程寒松;
氢能可提供稳定、高效、无污染的动力,在电动汽车等领域有广阔的应用前景。但是氢能技术面临氢的规模制备、储存和运输等主要挑战。其关键是能否开发具有足够容量的储氢材料,将氢在温和条件下可控释放。现有储氢方式主要有物理储存和吸附、金属氢化物、化学氢化物等。本文综述了上述主要储氢方式的研究现状,并评价了未来最可能用于氢能规模利用的储氢方式。未来的研究重点将集中于具有高可逆性、高容量、高效催化加氢、常温常压下储存与运输、温和条件下可控催化脱氢等特点的储氢材料。
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介绍了新型低成本纳米氧化物染料敏化太阳能电池的优势特点及基本原理。纳米氧化物材料在染料敏化太阳能电池的光阳极和电解质中有着特殊的应用,在电池中起到了非常关键的作用。围绕电池中光阳极和电解质所用的纳米氧化物材料,结合清华大学科研实例,综述了光阳极用纳米氧化物的制备方法及性能,分析了电子传递和复合对电池性能的影响,以及纳米材料的包覆对减少电子复合的作用,指出一维纳米氧化物材料可以形成光阳极中的电荷通道。对于低温纳米氧化物薄膜成膜方法及其在柔性太阳能电池中的应用也做了详细评述。另外,还介绍了纳米氧化物在准固态太阳能电池中的应用。
2011年07期 v.39;No.268 1061-1066页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K] [下载次数：954 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ] - 林红;焦星剑;赵晓冲;郝锋;李建保;
介绍了新型低成本纳米氧化物染料敏化太阳能电池的优势特点及基本原理。纳米氧化物材料在染料敏化太阳能电池的光阳极和电解质中有着特殊的应用,在电池中起到了非常关键的作用。围绕电池中光阳极和电解质所用的纳米氧化物材料,结合清华大学科研实例,综述了光阳极用纳米氧化物的制备方法及性能,分析了电子传递和复合对电池性能的影响,以及纳米材料的包覆对减少电子复合的作用,指出一维纳米氧化物材料可以形成光阳极中的电荷通道。对于低温纳米氧化物薄膜成膜方法及其在柔性太阳能电池中的应用也做了详细评述。另外,还介绍了纳米氧化物在准固态太阳能电池中的应用。
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高温电解水蒸汽制氢技术是高温固体氧化物燃料电池发电的逆过程。实现这种技术的关键是电解池材料。本文综述了高温电解水蒸汽制氢技术的优点,及国内外该项技术的研究现状和发展趋势,并简要介绍了在美国用此技术进行二氧化碳、水蒸汽共电解制备合成气体(一氧化碳+氢气)的进展情况。对高温电解水蒸汽制氢技术所涉及关键材料存在的问题进行了归纳总结,并提出从优化结构和选择新材料体系两方面入手的解决办法。
2011年07期 v.39;No.268 1067-1074页 [查看摘要][在线阅读][下载 3136K] [下载次数：1062 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：3 ] - 任耀宇;马景陶;昝青峰;林旭平;张勇;邓长生;
高温电解水蒸汽制氢技术是高温固体氧化物燃料电池发电的逆过程。实现这种技术的关键是电解池材料。本文综述了高温电解水蒸汽制氢技术的优点,及国内外该项技术的研究现状和发展趋势,并简要介绍了在美国用此技术进行二氧化碳、水蒸汽共电解制备合成气体(一氧化碳+氢气)的进展情况。对高温电解水蒸汽制氢技术所涉及关键材料存在的问题进行了归纳总结,并提出从优化结构和选择新材料体系两方面入手的解决办法。
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用水热微乳法制备了结晶性良好的CdS量子点,并通过连接分子巯基乙酸将CdS量子点自组装到多孔TiO2薄膜电极上。结果表明:CdS纳米颗粒的平均直径约为5 nm,小于其量子尺寸;微乳体系为化学反应提供了良好的微型反应器,抑制了CdS晶粒的长大,而水热过程增强了CdS纳米颗粒的结晶性;由于CdS的可见光响应作用和CdS量子点的量子效应,CdS量子点敏化TiO2薄膜电极样品具有比纯TiO2薄膜电极样品更高的可见光响应和光电流。讨论了CdS量子点通过连接分子组装到TiO2薄膜上的机理。
2011年07期 v.39;No.268 1075-1079页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K] [下载次数：356 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 周婧;赵高凌;臧金鑫;宋斌;李红;韩高荣;
用水热微乳法制备了结晶性良好的CdS量子点,并通过连接分子巯基乙酸将CdS量子点自组装到多孔TiO2薄膜电极上。结果表明:CdS纳米颗粒的平均直径约为5 nm,小于其量子尺寸;微乳体系为化学反应提供了良好的微型反应器,抑制了CdS晶粒的长大,而水热过程增强了CdS纳米颗粒的结晶性;由于CdS的可见光响应作用和CdS量子点的量子效应,CdS量子点敏化TiO2薄膜电极样品具有比纯TiO2薄膜电极样品更高的可见光响应和光电流。讨论了CdS量子点通过连接分子组装到TiO2薄膜上的机理。
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基于第一原理方法,由广义梯度近似的密度泛函理论计算了Nb在Fe位掺杂的LiFePO4的电子结构,分析了掺杂量对晶胞参数和Fermi能级的影响。Nb掺杂后,晶胞参数a、b、c均呈现增大的趋势,在铌的掺量为0.10时体积从0.280 8 nm3增至0.295 2 nm3。体系几何结构发生的变化表明Nb掺杂有利于提高LiFePO4的导电性能。能带结构图中最低空轨道(lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)与最高占有轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)之间的能隙变窄,从LiFePO4的0.75 eV降至LiFe0.90Nb0.10PO4的0.62 eV。Nb掺杂对LUMO与HOMO之间的能隙有较大的影响,掺杂体系由Nb的4d5s轨道和Fe的3d4s轨道共同提供电子,掺杂使导电性增强。系统的态密度图中Fermi能级移入导带,Fermi能级附近的价带和导带的峰强度增强。Fermi能随着离子的掺杂量增大而加大,掺杂量的进一步增加,反而下降,LiFe0.95Nb0.05PO4结构具有最大的Fermi能3.871 eV。掺杂能明显影响LiFePO4的电子结构,并提高LiFePO4的电化学性能,理论分析与实验结果相符。
2011年07期 v.39;No.268 1080-1083页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K] [下载次数：442 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：3 ] - 李学良;肖正辉;陈洁洁;
基于第一原理方法,由广义梯度近似的密度泛函理论计算了Nb在Fe位掺杂的LiFePO4的电子结构,分析了掺杂量对晶胞参数和Fermi能级的影响。Nb掺杂后,晶胞参数a、b、c均呈现增大的趋势,在铌的掺量为0.10时体积从0.280 8 nm3增至0.295 2 nm3。体系几何结构发生的变化表明Nb掺杂有利于提高LiFePO4的导电性能。能带结构图中最低空轨道(lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)与最高占有轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)之间的能隙变窄,从LiFePO4的0.75 eV降至LiFe0.90Nb0.10PO4的0.62 eV。Nb掺杂对LUMO与HOMO之间的能隙有较大的影响,掺杂体系由Nb的4d5s轨道和Fe的3d4s轨道共同提供电子,掺杂使导电性增强。系统的态密度图中Fermi能级移入导带,Fermi能级附近的价带和导带的峰强度增强。Fermi能随着离子的掺杂量增大而加大,掺杂量的进一步增加,反而下降,LiFe0.95Nb0.05PO4结构具有最大的Fermi能3.871 eV。掺杂能明显影响LiFePO4的电子结构,并提高LiFePO4的电化学性能,理论分析与实验结果相符。
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以MgAC2为掺杂剂,葡萄糖碳化为碳包覆源,通过溶胶凝胶法制备了含有镁离子的硅酸锰锂正极材料前驱体,在惰性气保护下经高温焙烧得到碳包覆的硅酸锰锂正极材料。对镁离子掺杂对硅酸锰锂物理和电化学性能的影响进行了探讨。交流阻抗和循环伏安测试表明,碳包覆和低含量镁离子掺杂不会破坏硅酸锰锂的材料,并且显著提高了电子传导过程的电导率,同时硅酸锰锂正极材料的循环性能得到提高。0.1C倍率放电测试显示,镁离子掺杂和非掺杂的硅酸锰锂的不可逆比容量分别有289 mA.h/g和248 mA.h/g。经过20次循环,其容量分别保持在155 mA.h/g和122 mA.h/g。与未掺杂的硅酸锰锂相比,镁离子掺杂后,硅酸锰锂的循环稳定性得到极大的提高。
2011年07期 v.39;No.268 1084-1089页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K] [下载次数：588 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 赵宏滨;吴晓燕;李永;沈嘉年;徐甲强;
以MgAC2为掺杂剂,葡萄糖碳化为碳包覆源,通过溶胶凝胶法制备了含有镁离子的硅酸锰锂正极材料前驱体,在惰性气保护下经高温焙烧得到碳包覆的硅酸锰锂正极材料。对镁离子掺杂对硅酸锰锂物理和电化学性能的影响进行了探讨。交流阻抗和循环伏安测试表明,碳包覆和低含量镁离子掺杂不会破坏硅酸锰锂的材料,并且显著提高了电子传导过程的电导率,同时硅酸锰锂正极材料的循环性能得到提高。0.1C倍率放电测试显示,镁离子掺杂和非掺杂的硅酸锰锂的不可逆比容量分别有289 mA.h/g和248 mA.h/g。经过20次循环,其容量分别保持在155 mA.h/g和122 mA.h/g。与未掺杂的硅酸锰锂相比,镁离子掺杂后,硅酸锰锂的循环稳定性得到极大的提高。
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用稀硝酸或双氧水对TiO2沉淀进行处理,分别得到锐钛矿相TiO2溶胶及过氧钛酸溶液,两者经水热处理后通过"定向附着"得到比表面积均大于100 m2/g的TiO2纳米棒溶胶,制成染料敏化太阳能电池后,电池的开路电压得到提高。溶胶在导电玻璃上形成致密阻挡层,也能渗入到Degussa P25为原料经刮涂法制备的光阳极内,消除其中的大孔与缺陷。溶胶修饰的电极经过烧结、组装电池后,AM1.5模拟太阳光照下电池的光电转化效率由4.15%提高到5.63%。
2011年07期 v.39;No.268 1090-1096页 [查看摘要][在线阅读][下载 3404K] [下载次数：747 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 郝艳明;石国英;钱迪峰;张青红;
用稀硝酸或双氧水对TiO2沉淀进行处理,分别得到锐钛矿相TiO2溶胶及过氧钛酸溶液,两者经水热处理后通过"定向附着"得到比表面积均大于100 m2/g的TiO2纳米棒溶胶,制成染料敏化太阳能电池后,电池的开路电压得到提高。溶胶在导电玻璃上形成致密阻挡层,也能渗入到Degussa P25为原料经刮涂法制备的光阳极内,消除其中的大孔与缺陷。溶胶修饰的电极经过烧结、组装电池后,AM1.5模拟太阳光照下电池的光电转化效率由4.15%提高到5.63%。
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以碳酸锂或乙酸锂、草酸亚铁和正硅酸乙酯为原料,蔗糖为碳源,乙酸为催化剂,通过溶胶·凝胶法制备前驱体,再采用固相反应法在600℃、氮气气氛中一步烧结制备了碳包覆硅酸铁锂(Li2FeSiO4/C)正极材料。将其组装成电池进行电化学性能测试。用X射线衍射和扫描电镜表征Li2FeSiO4/C的结构、形貌和晶粒尺寸。结果表明:以乙酸锂为锂源制备的Li2FeSiO4/C结晶良好,基本无杂相,晶粒尺寸为50～200 nm,分布较均匀;在C/16、C/10、1C和2C(1C=166 mA/g)放电速率下,放电比容量分别达153、138、131 mA·h/g和93 mA.h/g,经过30个充放电循环后,容量几乎没有衰减。
2011年07期 v.39;No.268 1097-1101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：616 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ] - 李云松;傅儒生;程璇;张颖;王大为;
以碳酸锂或乙酸锂、草酸亚铁和正硅酸乙酯为原料,蔗糖为碳源,乙酸为催化剂,通过溶胶·凝胶法制备前驱体,再采用固相反应法在600℃、氮气气氛中一步烧结制备了碳包覆硅酸铁锂(Li2FeSiO4/C)正极材料。将其组装成电池进行电化学性能测试。用X射线衍射和扫描电镜表征Li2FeSiO4/C的结构、形貌和晶粒尺寸。结果表明:以乙酸锂为锂源制备的Li2FeSiO4/C结晶良好,基本无杂相,晶粒尺寸为50～200 nm,分布较均匀;在C/16、C/10、1C和2C(1C=166 mA/g)放电速率下,放电比容量分别达153、138、131 mA·h/g和93 mA.h/g,经过30个充放电循环后,容量几乎没有衰减。
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在Bi2O3-BaO-SiO2(BiBaSi)玻璃体系中,分别加入10%(质量分数,下同)、20%和30%MgO骨料制备用作封接材料的复合玻璃。用差热分析仪、扫描电镜和场发射扫描电镜对复合玻璃的热膨胀系数、物相和元素组成进行了分析。结果表明:MgO的加入在一定范围内调整了封接材料的热膨胀性能,提高了复合封料的使用温度;BiBaSi-10MgO在760℃长期使用呈现玻璃相与MgSiO3晶体相长期共存,而BiBaSi-20MgO和BiBaSi-30MgO分别在840℃和900℃长期使用呈现玻璃相与Mg2SiO4晶体相长期共存;通过MgO含量和温度的协同作用,调控了复合封料的结晶速率,获得良好的长期稳定性。
2011年07期 v.39;No.268 1102-1107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2335K] [下载次数：292 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 韩敏芳;杜俊平;
在Bi2O3-BaO-SiO2(BiBaSi)玻璃体系中,分别加入10%(质量分数,下同)、20%和30%MgO骨料制备用作封接材料的复合玻璃。用差热分析仪、扫描电镜和场发射扫描电镜对复合玻璃的热膨胀系数、物相和元素组成进行了分析。结果表明:MgO的加入在一定范围内调整了封接材料的热膨胀性能,提高了复合封料的使用温度;BiBaSi-10MgO在760℃长期使用呈现玻璃相与MgSiO3晶体相长期共存,而BiBaSi-20MgO和BiBaSi-30MgO分别在840℃和900℃长期使用呈现玻璃相与Mg2SiO4晶体相长期共存;通过MgO含量和温度的协同作用,调控了复合封料的结晶速率,获得良好的长期稳定性。
2011年07期 v.39;No.268 1102-1107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2335K] [下载次数：292 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 史成武;史高杨;陈柱;孙人杰;夏梅;
采用水热法成功制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)半导体材料,通过浸涂法制备了相应的薄膜,并在N2气氛中于400℃对薄膜进行了退火处理。用X射线荧光光谱分析了所得CZTS粉末中各组成元素的含量,并分别用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见-近红外光谱对CZTS薄膜样品的晶体结构、表面形貌和带隙进行了表征。结果表明:所得的CZTS粉末的元素组成为Cu1.90Zn0.94Sn1.00S4.30,符合理论化学计量比,所制备的CZTS薄膜具有良好的结晶度,表面均匀、无裂纹,其直接带隙为1.51 eV,退火后降低到1.34 eV。
2011年07期 v.39;No.268 1108-1111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] [下载次数：908 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：3 ] - 史成武;史高杨;陈柱;孙人杰;夏梅;
采用水热法成功制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)半导体材料,通过浸涂法制备了相应的薄膜,并在N2气氛中于400℃对薄膜进行了退火处理。用X射线荧光光谱分析了所得CZTS粉末中各组成元素的含量,并分别用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见-近红外光谱对CZTS薄膜样品的晶体结构、表面形貌和带隙进行了表征。结果表明:所得的CZTS粉末的元素组成为Cu1.90Zn0.94Sn1.00S4.30,符合理论化学计量比,所制备的CZTS薄膜具有良好的结晶度,表面均匀、无裂纹,其直接带隙为1.51 eV,退火后降低到1.34 eV。
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采用溶胶-凝胶法制备Al-Sc共掺杂ZnO透明导电薄膜,考察了结晶性、晶界状态、紫外-可见光透射光谱及Hall效应,并讨论其掺杂机制,结果表明:Sc单独掺杂时,晶粒尺寸变小,结晶性变差,晶粒表面包裹一层非晶相,透射光谱存在较大的吸收谷,无导电性;Al-Sc共掺杂时,晶粒表面无非晶相,c轴择优取向性和晶界状态变优,透射光谱无大的吸收谷,载流子迁移率比Al掺杂ZnO薄膜增大约1个数量级。
2011年07期 v.39;No.268 1112-1117页 [查看摘要][在线阅读][下载 4871K] [下载次数：247 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 陈建林;陈荐;何建军;任延杰;邱玮;陈振华;
采用溶胶-凝胶法制备Al-Sc共掺杂ZnO透明导电薄膜,考察了结晶性、晶界状态、紫外-可见光透射光谱及Hall效应,并讨论其掺杂机制,结果表明:Sc单独掺杂时,晶粒尺寸变小,结晶性变差,晶粒表面包裹一层非晶相,透射光谱存在较大的吸收谷,无导电性;Al-Sc共掺杂时,晶粒表面无非晶相,c轴择优取向性和晶界状态变优,透射光谱无大的吸收谷,载流子迁移率比Al掺杂ZnO薄膜增大约1个数量级。
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评估了进气温度对以氢气为燃料的平板式电极支撑固体氧化物燃料电池(planar electrode supported solid oxide fuel cell,PES-SOFC)工作特性的影响,结果表明:在设定总电流情况下,组分分布随进气温度变化不明显;随着进气温度从1 273.15 K下降到1 023.15 K,输出电压逐渐减小,且减小趋势增加;当进气温度低于973.15 K时,平板式SOFC入口段Nernst电动势几乎被Ohm过电势和活化过电势抵消;因此,对于以氢气为燃料、镍掺杂氧化钇稳定氧化锆(yttria stabilized zirconia,YSZ)Ni-YSZ/YSZ为阳极和电解质层的平板式SOFC,不建议在低于973.15 K的进气温度下运行。
2011年07期 v.39;No.268 1118-1123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：3 ] - 于建国;王玉璋;翁史烈;
评估了进气温度对以氢气为燃料的平板式电极支撑固体氧化物燃料电池(planar electrode supported solid oxide fuel cell,PES-SOFC)工作特性的影响,结果表明:在设定总电流情况下,组分分布随进气温度变化不明显;随着进气温度从1 273.15 K下降到1 023.15 K,输出电压逐渐减小,且减小趋势增加;当进气温度低于973.15 K时,平板式SOFC入口段Nernst电动势几乎被Ohm过电势和活化过电势抵消;因此,对于以氢气为燃料、镍掺杂氧化钇稳定氧化锆(yttria stabilized zirconia,YSZ)Ni-YSZ/YSZ为阳极和电解质层的平板式SOFC,不建议在低于973.15 K的进气温度下运行。
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采用溶剂热法制备了铜铟镓硒(CuInxGa1-xSe2,CIGS)粉体。对合成的粉体采用X射线衍射进行物相分析,结果表明反应温度为230℃时可以得到单相CIGS粉体。对所制备的样品采用扫描电镜和电感耦合等离子体发射光谱仪等方法进行了表征,结果表明,反应温度对粒子大小的影响不大。反应时间对产物的形貌有较大的影响,230℃制备的CIGS为100～500 nm的片状结构晶体,片状晶体组成为Cu In0.38 Ga0.71Se1.82。
2011年07期 v.39;No.268 1124-1129页 [查看摘要][在线阅读][下载 3954K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 曹慧群;张一倩;樊先平;张欣鹏;胡居广;罗仲宽;刘剑洪;
采用溶剂热法制备了铜铟镓硒(CuInxGa1-xSe2,CIGS)粉体。对合成的粉体采用X射线衍射进行物相分析,结果表明反应温度为230℃时可以得到单相CIGS粉体。对所制备的样品采用扫描电镜和电感耦合等离子体发射光谱仪等方法进行了表征,结果表明,反应温度对粒子大小的影响不大。反应时间对产物的形貌有较大的影响,230℃制备的CIGS为100～500 nm的片状结构晶体,片状晶体组成为Cu In0.38 Ga0.71Se1.82。
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在180℃水热条件下制备了钒氧化物,再通过煅烧前驱物VO2制备了微纳结构的五氧化二钒正极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱等对样品的形貌、组成等进行表征。以合成的长方柱状V2O5作为锂离子电池的正极材料,测试了其充放电性能。结果表明:合成的V2O5为均匀的长方柱状结构,尺寸介于微米、纳米尺寸之间,对材料的结构和充放电循环稳定性起到重要作用;电极的初始放电比容量为222.7 mA.h/g,效率维持在98%;在电压为2.0～4.0 V的范围内,经过40次循环,其放电比容量仍然维持在215.2 mA.h/g。
2011年07期 v.39;No.268 1130-1134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K] [下载次数：773 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：3 ] - 耿明;赵宏滨;徐甲强;
在180℃水热条件下制备了钒氧化物,再通过煅烧前驱物VO2制备了微纳结构的五氧化二钒正极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱等对样品的形貌、组成等进行表征。以合成的长方柱状V2O5作为锂离子电池的正极材料,测试了其充放电性能。结果表明:合成的V2O5为均匀的长方柱状结构,尺寸介于微米、纳米尺寸之间,对材料的结构和充放电循环稳定性起到重要作用;电极的初始放电比容量为222.7 mA.h/g,效率维持在98%;在电压为2.0～4.0 V的范围内,经过40次循环,其放电比容量仍然维持在215.2 mA.h/g。
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以二甲苯作生物质焦油的模拟化合物,用凹凸棒石负载镍作催化剂来研究二甲苯的催化重整反应。研究了温度、空速(载气流速与催化剂体积的比值)、Ni的负载量、水碳比[水蒸气与二甲苯中碳原子的摩尔比,n(S)/n(C)]对催化活性的影响并考察了催化剂的寿命。结果表明:当反应条件为n(S)/n(C)=6.6,空速为856 h-1,Ni的担载量(Ni负载在凹凸棒石上的质量分数)为5%时,二甲苯的转化率最高;催化剂的催化活性随着反应温度的升高而增加,并在实验确定的最优条件下,在300 min内呈基本稳定趋势。
2011年07期 v.39;No.268 1135-1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：4 ] - 宋磊;陈天虎;陈冬;张先龙;彭书传;刘海波;
以二甲苯作生物质焦油的模拟化合物,用凹凸棒石负载镍作催化剂来研究二甲苯的催化重整反应。研究了温度、空速(载气流速与催化剂体积的比值)、Ni的负载量、水碳比[水蒸气与二甲苯中碳原子的摩尔比,n(S)/n(C)]对催化活性的影响并考察了催化剂的寿命。结果表明:当反应条件为n(S)/n(C)=6.6,空速为856 h-1,Ni的担载量(Ni负载在凹凸棒石上的质量分数)为5%时,二甲苯的转化率最高;催化剂的催化活性随着反应温度的升高而增加,并在实验确定的最优条件下,在300 min内呈基本稳定趋势。
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采用挤出成型法制备了添加石墨、淀粉、玉米粉3种不同阳极造孔剂的NiO-YSZ阳极支撑型管式固体氧化物燃料电池阳极基体,并用浸渍法制备了YSZ(yttria-stabilized zirconia)膜电解质,以LSM(La0.85Sr0.15MnO3)为阴极制备成单电池。以空气为氧化剂,加湿氢气(约含有体积分数为3%的水)为燃料,测试了单电池在600～800℃的交流阻抗和输出性能,并采用扫描电镜对电池的微观结构进行了表征。结果表明:采用石墨为造孔剂时阳极基体微观结构较好,孔分布最均匀,且电池性能最好;单电池阳极管长度为5 cm,阴极有效面积为9.2 cm2时,在800℃进行电池性能测试,其开路电压为1.02 V,最大功率密度241 mW/cm2,单电池输出功率达到2.2 W。此时电池的总面积比电阻为1.6Ω.cm2,Ohm面积比电阻仅为0.7Ω.cm2。
2011年07期 v.39;No.268 1140-1144页 [查看摘要][在线阅读][下载 2616K] [下载次数：344 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 王涵多;刘江;丁姣;
采用挤出成型法制备了添加石墨、淀粉、玉米粉3种不同阳极造孔剂的NiO-YSZ阳极支撑型管式固体氧化物燃料电池阳极基体,并用浸渍法制备了YSZ(yttria-stabilized zirconia)膜电解质,以LSM(La0.85Sr0.15MnO3)为阴极制备成单电池。以空气为氧化剂,加湿氢气(约含有体积分数为3%的水)为燃料,测试了单电池在600～800℃的交流阻抗和输出性能,并采用扫描电镜对电池的微观结构进行了表征。结果表明:采用石墨为造孔剂时阳极基体微观结构较好,孔分布最均匀,且电池性能最好;单电池阳极管长度为5 cm,阴极有效面积为9.2 cm2时,在800℃进行电池性能测试,其开路电压为1.02 V,最大功率密度241 mW/cm2,单电池输出功率达到2.2 W。此时电池的总面积比电阻为1.6Ω.cm2,Ohm面积比电阻仅为0.7Ω.cm2。
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以二水合醋酸锌为原料,以十二烷基苯磺酸钠为表面修饰剂,利用微乳液法合成了结晶良好的ZnO纳米棒。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对所得产物的晶体结构和形貌进行了表征。结果表明:所得的ZnO纳米棒具有六方纤锌矿结构,且尺寸分布均匀,直径为20～30 nm,长度为1.0μm。利用所得ZnO纳米棒制备了气敏元件,并对其气敏特性进行了测试。结果表明:ZnO纳米棒气敏元件在430℃的工作温度下,对丙酮气体具有良好的灵敏度和选择性。当丙酮气体的浓度为1.0×10-5时,该气体传感器的检测灵敏度可达到11。
2011年07期 v.39;No.268 1145-1148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K] [下载次数：349 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 吕玉珍;汪乐锋;李晓欣;郭林;李成榕;
以二水合醋酸锌为原料,以十二烷基苯磺酸钠为表面修饰剂,利用微乳液法合成了结晶良好的ZnO纳米棒。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对所得产物的晶体结构和形貌进行了表征。结果表明:所得的ZnO纳米棒具有六方纤锌矿结构,且尺寸分布均匀,直径为20～30 nm,长度为1.0μm。利用所得ZnO纳米棒制备了气敏元件,并对其气敏特性进行了测试。结果表明:ZnO纳米棒气敏元件在430℃的工作温度下,对丙酮气体具有良好的灵敏度和选择性。当丙酮气体的浓度为1.0×10-5时,该气体传感器的检测灵敏度可达到11。
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采用改进的溶胶-凝胶法制备了一系列陶瓷粉体Pr1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(x=0.2、0.4、0.6;y=0.2、0.4、0.6、0.8)。运用相转化/烧结技术制造出了Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(PSCF6428)中空陶瓷纤维膜。用热分析、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱等技术对制备的粉体、烧结前后的中空纤维膜进行了表征。结果表明:所制备的中空纤维膜内外壁部分均为指状孔结构,中间为海绵状致密层。运用气相色谱仪在线测定了中空纤维膜透氧通量随温度变化的关系。结果表明:膜烧结温度对其透氧性能具有相当大的影响,当烧结温度从1 300℃提高到1 350℃时,中空纤维膜的透氧速率急剧下降。
2011年07期 v.39;No.268 1149-1154页 [查看摘要][在线阅读][下载 5916K] [下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张曙光;李念泰;谭小耀;
采用改进的溶胶-凝胶法制备了一系列陶瓷粉体Pr1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(x=0.2、0.4、0.6;y=0.2、0.4、0.6、0.8)。运用相转化/烧结技术制造出了Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(PSCF6428)中空陶瓷纤维膜。用热分析、X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱等技术对制备的粉体、烧结前后的中空纤维膜进行了表征。结果表明:所制备的中空纤维膜内外壁部分均为指状孔结构,中间为海绵状致密层。运用气相色谱仪在线测定了中空纤维膜透氧通量随温度变化的关系。结果表明:膜烧结温度对其透氧性能具有相当大的影响,当烧结温度从1 300℃提高到1 350℃时,中空纤维膜的透氧速率急剧下降。
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- 江向平;卫巍;陈超;涂娜;余祖灯;李小红;
以传统固相法工艺制备(1-x)K0.5Na0.5NbO3-xBaCu0.5W0.5O3[(1-x)KNN-xBCW]无铅压电陶瓷,研究不同BCW掺量(x=0%,0.1%,0.25%,0.5%,1.0%,摩尔分数,下同)对KNN陶瓷的晶体结构和电性能的影响,结果表明:x<0.5%时,KNN陶瓷的相结构没有改变,仍为正交相钙钛矿结构。与纯KNN陶瓷相比,掺BCW陶瓷的烧结温度降低,相对密度显著提高。引入BCW对KNN陶瓷的电性能有很大影响,其压电常数d33、机电耦合系数kp和机械品质因数Qm均随BCW含量的增加先升高后降低,并在x=0.25%时达到最大值。当x=0.25%时,(1-x)KNN-xBCW陶瓷的相对密度达到98.2%,获得最佳电性能:介质损耗tanδ=0.031,相对介电常数εr=450,d33=128 pC/N,kp=0.40,Qm=201。
2011年07期 v.39;No.268 1155-1159页 [查看摘要][在线阅读][下载 3241K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 江向平;卫巍;陈超;涂娜;余祖灯;李小红;
以传统固相法工艺制备(1-x)K0.5Na0.5NbO3-xBaCu0.5W0.5O3[(1-x)KNN-xBCW]无铅压电陶瓷,研究不同BCW掺量(x=0%,0.1%,0.25%,0.5%,1.0%,摩尔分数,下同)对KNN陶瓷的晶体结构和电性能的影响,结果表明:x<0.5%时,KNN陶瓷的相结构没有改变,仍为正交相钙钛矿结构。与纯KNN陶瓷相比,掺BCW陶瓷的烧结温度降低,相对密度显著提高。引入BCW对KNN陶瓷的电性能有很大影响,其压电常数d33、机电耦合系数kp和机械品质因数Qm均随BCW含量的增加先升高后降低,并在x=0.25%时达到最大值。当x=0.25%时,(1-x)KNN-xBCW陶瓷的相对密度达到98.2%,获得最佳电性能:介质损耗tanδ=0.031,相对介电常数εr=450,d33=128 pC/N,kp=0.40,Qm=201。
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利用放电等离子烧结高致密度的铌酸钾钠基无铅压电作为陶瓷相,通过改进后的切割-浇注法复合基体相环氧树脂,制备得到陶瓷柱宽40μm、间隙40μm、纵横比>5的超微细化结构的1-3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料(1-3 connective lead-free piezoelectric composites,1-3CLFPC)。1-3CLFPC薄膜的电学性能显示出其作为超声换能器工作的优势:压电电压常数g33达到247×10-3 m2/C,厚度机电耦合系数kt为40.7%。超微细化结构设计也使得1-3CLFPC薄膜的工作频率提高到5 MHz以上,可满足高频医疗超声诊断领域的需求。
2011年07期 v.39;No.268 1160-1164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2161K] [下载次数：369 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 甄玉花;李敬锋;王珂;
利用放电等离子烧结高致密度的铌酸钾钠基无铅压电作为陶瓷相,通过改进后的切割-浇注法复合基体相环氧树脂,制备得到陶瓷柱宽40μm、间隙40μm、纵横比>5的超微细化结构的1-3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料(1-3 connective lead-free piezoelectric composites,1-3CLFPC)。1-3CLFPC薄膜的电学性能显示出其作为超声换能器工作的优势:压电电压常数g33达到247×10-3 m2/C,厚度机电耦合系数kt为40.7%。超微细化结构设计也使得1-3CLFPC薄膜的工作频率提高到5 MHz以上,可满足高频医疗超声诊断领域的需求。
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采用传统无压固相烧结法制备0.996(0.95K0.5Na0.5NbO3-0.05LiSbO3)-0.004BiFeO3[0.996(0.95KNN-0.05LS)-0.004BF]无铅压电陶瓷,着重研究烧结保温时间对陶瓷结构、压电性能与介电性能和Curie温度TC的影响。结果表明:随着烧结保温时间的延长,陶瓷趋于形成更稳定的四方相结构,陶瓷的压电性能指标则先升高后降低,但变化幅度都不大,陶瓷的Curie温度和相对介电常数εr随烧结保温时间的变化也不大,表明该体系陶瓷具有较宽的烧结保温时间范围。在1 100℃烧结3 h,0.996(0.95KNN-0.05LS)-0.004BF无铅压电陶瓷具有较好的综合性能:压电常数d33=262 pC/N,平面机电耦合系数kp=52%,TC=360℃,εr=1 594,介电损耗tanδ=2.12%,表明该体系陶瓷具有良好的实用前景。
2011年07期 v.39;No.268 1165-1169页 [查看摘要][在线阅读][下载 2131K] [下载次数：275 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 江民红;刘心宇;陈国华;龚晓斌;周昌荣;
采用传统无压固相烧结法制备0.996(0.95K0.5Na0.5NbO3-0.05LiSbO3)-0.004BiFeO3[0.996(0.95KNN-0.05LS)-0.004BF]无铅压电陶瓷,着重研究烧结保温时间对陶瓷结构、压电性能与介电性能和Curie温度TC的影响。结果表明:随着烧结保温时间的延长,陶瓷趋于形成更稳定的四方相结构,陶瓷的压电性能指标则先升高后降低,但变化幅度都不大,陶瓷的Curie温度和相对介电常数εr随烧结保温时间的变化也不大,表明该体系陶瓷具有较宽的烧结保温时间范围。在1 100℃烧结3 h,0.996(0.95KNN-0.05LS)-0.004BF无铅压电陶瓷具有较好的综合性能:压电常数d33=262 pC/N,平面机电耦合系数kp=52%,TC=360℃,εr=1 594,介电损耗tanδ=2.12%,表明该体系陶瓷具有良好的实用前景。
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稀土Tm3+和敏化剂(Yb3+)共掺NaYF4是目前发现的Tm3+上转换发光效率最高的材料,但还不能满足实际应用。实验中采用Sc3+/Tm3+/Yb3+共掺Na(Y1-x-y,Tmx,Yby)F4研究不同掺量Sc3+对Tm3+上转换发光效率的影响。用X射线多晶衍射仪和透射电子显微镜分析水热法合成样品的物相结构和晶粒尺寸,用荧光光谱仪表征不同掺量Sc3+样品的上转换发光和荧光寿命。结果表明:当Sc3+摩尔掺量为5%时,稀土Tm3+的上转换效率得到进一步提高,是未掺杂Sc3+的2倍;但其荧光寿命没有发生明显变化。
2011年07期 v.39;No.268 1170-1174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 黄清明;俞建长;
稀土Tm3+和敏化剂(Yb3+)共掺NaYF4是目前发现的Tm3+上转换发光效率最高的材料,但还不能满足实际应用。实验中采用Sc3+/Tm3+/Yb3+共掺Na(Y1-x-y,Tmx,Yby)F4研究不同掺量Sc3+对Tm3+上转换发光效率的影响。用X射线多晶衍射仪和透射电子显微镜分析水热法合成样品的物相结构和晶粒尺寸,用荧光光谱仪表征不同掺量Sc3+样品的上转换发光和荧光寿命。结果表明:当Sc3+摩尔掺量为5%时,稀土Tm3+的上转换效率得到进一步提高,是未掺杂Sc3+的2倍;但其荧光寿命没有发生明显变化。
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- 尉磊;汪长安;魏乔苑;黄勇;孙加林;
以氮化硅为原料,以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺,在无压烧结温度1 780℃、保温时间1.5 h、流动氮气气氛下,成功制备出具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷透波材料。通过对材料的密度、孔隙率、压缩强度和介电性能测试及显微组织观察,系统分析了固相含量对透波多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:随着固相含量的提高,孔隙率与介电性能呈下降趋势而抗压强度呈上升趋势。当固相体积分数为15%时,制备出孔隙率达到63.1%、压缩强度达到(329.4±1.6)MPa、介电常数在10 MHz频率下达到3.99的高性能多孔透波氮化硅陶瓷。
2011年07期 v.39;No.268 1197-1200页 [查看摘要][在线阅读][下载 2619K] [下载次数：477 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 尉磊;汪长安;魏乔苑;黄勇;孙加林;
以氮化硅为原料,以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺,在无压烧结温度1 780℃、保温时间1.5 h、流动氮气气氛下,成功制备出具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷透波材料。通过对材料的密度、孔隙率、压缩强度和介电性能测试及显微组织观察,系统分析了固相含量对透波多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:随着固相含量的提高,孔隙率与介电性能呈下降趋势而抗压强度呈上升趋势。当固相体积分数为15%时,制备出孔隙率达到63.1%、压缩强度达到(329.4±1.6)MPa、介电常数在10 MHz频率下达到3.99的高性能多孔透波氮化硅陶瓷。
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以壳聚糖(chitosan,CS)和凹凸棒石粘土(attapulgite,ATP)为原料,运用乳化交联法制备了一种具有高吸附性能的凹凸棒石黏土/壳聚糖树脂微球(attapulgite/chitosan resin microspheres,ACRM),利用扫描电镜和Fourier变换红外光谱对微球形貌和结构进行了表征。考察了ATP用量对微球溶胀度、孔隙率、凝胶含量和质量损失率等孔参数的影响,以获得最佳ATP添加量,结果表明:ACRM具有较好的球形和均匀的粒径分布,与壳聚糖树脂(chitosan resin microspheres,CRM)相比,当ATP添加量是壳聚糖质量的20%时,所得复合微球的孔隙率由62.3%提高到82.8%,质量损失率由9.3%降低至5.1%,其对鞣酸的最高吸附达455 mg/g,是CRM的两倍。ATP的引入显著改善了CRM的吸附能力和酸稳定性。
2011年07期 v.39;No.268 1201-1205页 [查看摘要][在线阅读][下载 2767K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ] - 吴洁;陈静;舒畅;蒋金龙;程晓春;
以壳聚糖(chitosan,CS)和凹凸棒石粘土(attapulgite,ATP)为原料,运用乳化交联法制备了一种具有高吸附性能的凹凸棒石黏土/壳聚糖树脂微球(attapulgite/chitosan resin microspheres,ACRM),利用扫描电镜和Fourier变换红外光谱对微球形貌和结构进行了表征。考察了ATP用量对微球溶胀度、孔隙率、凝胶含量和质量损失率等孔参数的影响,以获得最佳ATP添加量,结果表明:ACRM具有较好的球形和均匀的粒径分布,与壳聚糖树脂(chitosan resin microspheres,CRM)相比,当ATP添加量是壳聚糖质量的20%时,所得复合微球的孔隙率由62.3%提高到82.8%,质量损失率由9.3%降低至5.1%,其对鞣酸的最高吸附达455 mg/g,是CRM的两倍。ATP的引入显著改善了CRM的吸附能力和酸稳定性。
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以醋酸铅和氯化镉作为铅源和镉源,自制的Na2SeSO3溶液为硒源,可溶性淀粉为表面活性剂,常温常压下,在水溶液中合成了PbSe和CdSe纳米颗粒。讨论了淀粉溶液浓度、pH值和反应时间等制备工艺参数对硒化物纳米颗粒的生成和颗粒尺寸的影响。用X射线粉末衍射、紫外-可见吸收光谱、Raman光谱与透射电子显微镜等测试手段对所得产物进行分析,结果表明:制备的PbSe颗粒尺寸约为10 nm,分散性好,制备的CdSe颗粒尺寸约为5 nm。
2011年07期 v.39;No.268 1206-1210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：288 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 赵丽霞;郑誉亮;龚力;徐键;
以醋酸铅和氯化镉作为铅源和镉源,自制的Na2SeSO3溶液为硒源,可溶性淀粉为表面活性剂,常温常压下,在水溶液中合成了PbSe和CdSe纳米颗粒。讨论了淀粉溶液浓度、pH值和反应时间等制备工艺参数对硒化物纳米颗粒的生成和颗粒尺寸的影响。用X射线粉末衍射、紫外-可见吸收光谱、Raman光谱与透射电子显微镜等测试手段对所得产物进行分析,结果表明:制备的PbSe颗粒尺寸约为10 nm,分散性好,制备的CdSe颗粒尺寸约为5 nm。
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用经济、无害的固体废弃物硅微粉作载体,通过FeCl3与KBH4反应制备硅微粉负载纳米铁(silica fume supported Fe0 nanoparticles,SF-Fe0)。用X射线衍射、透射电镜、Fourier红外光谱对SF-Fe0进行了形貌与结构表征,并将其作还原剂用于地下水及土壤中六价铬Cr(Ⅵ)的去除。考察了离子强度和腐殖酸对SF-Fe0去除Cr(Ⅵ)效果及其在模拟土壤中的迁移特性的影响。结果表明:与未负载纳米铁相比,SF-Fe0对Cr(Ⅵ)的去除率升高了22.55%,且其在模拟土壤迁移能力增强;离子强度和腐殖酸对SF-Fe0去除Cr(Ⅵ)具有抑制作用,但腐殖酸能促进SF-Fe0迁移。
2011年07期 v.39;No.268 1211-1217页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K] [下载次数：510 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：3 ] - 李勇超;金朝晖;李铁龙;
用经济、无害的固体废弃物硅微粉作载体,通过FeCl3与KBH4反应制备硅微粉负载纳米铁(silica fume supported Fe0 nanoparticles,SF-Fe0)。用X射线衍射、透射电镜、Fourier红外光谱对SF-Fe0进行了形貌与结构表征,并将其作还原剂用于地下水及土壤中六价铬Cr(Ⅵ)的去除。考察了离子强度和腐殖酸对SF-Fe0去除Cr(Ⅵ)效果及其在模拟土壤中的迁移特性的影响。结果表明:与未负载纳米铁相比,SF-Fe0对Cr(Ⅵ)的去除率升高了22.55%,且其在模拟土壤迁移能力增强;离子强度和腐殖酸对SF-Fe0去除Cr(Ⅵ)具有抑制作用,但腐殖酸能促进SF-Fe0迁移。
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以层状铜锰铝水滑石为前躯体制备Cu-MnO双功能催化剂,实现了甲醇水蒸气重整制氢与苯甲酸甲酯气相加氢反应耦合制备苯甲醛,选择性可达93.34%,要明显优于传统的外加氢方法。X射线衍射和热重-差热分析表明合成的CuMnAl-LDHs、Cu2Al-LDHs、Mn2Al-LDHs具有典型的层状水滑石结构。层状前躯体经氢气还原后,催化剂CuMnAl-500具有Cu、MnO两种活性组分。结合单活性组分催化剂Cu2Al-500、Mn2Al-500的结构表征和催化性能评价,推测了气相耦合加氢的反应机制:首先通过甲醇在活性Cu组分上发生水蒸气重整反应得到活化氢,然后活化氢转移到MnO表面上,苯甲酸甲酯发生脱氧加氢生成苯甲醛;同时,加氢反应产生的副产物甲醇又可以进入新一轮的水蒸气重整制氢反应。
2011年07期 v.39;No.268 1218-1222页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K] [下载次数：241 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 潘国祥;李小年;曹枫;倪哲明;
以层状铜锰铝水滑石为前躯体制备Cu-MnO双功能催化剂,实现了甲醇水蒸气重整制氢与苯甲酸甲酯气相加氢反应耦合制备苯甲醛,选择性可达93.34%,要明显优于传统的外加氢方法。X射线衍射和热重-差热分析表明合成的CuMnAl-LDHs、Cu2Al-LDHs、Mn2Al-LDHs具有典型的层状水滑石结构。层状前躯体经氢气还原后,催化剂CuMnAl-500具有Cu、MnO两种活性组分。结合单活性组分催化剂Cu2Al-500、Mn2Al-500的结构表征和催化性能评价,推测了气相耦合加氢的反应机制:首先通过甲醇在活性Cu组分上发生水蒸气重整反应得到活化氢,然后活化氢转移到MnO表面上,苯甲酸甲酯发生脱氧加氢生成苯甲醛;同时,加氢反应产生的副产物甲醇又可以进入新一轮的水蒸气重整制氢反应。
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以热稳定性较高的离子液体1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐(1-hexadecyl-3-methylimidazolium bromide,C16mimBr)为改性剂,制备了有机累托石(organic-rectorite,OREC)。以环氧树脂(epoxy resin,EP)为基体,分别用2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole,2-E-4-MI)和桐油酸酐(tung oil anhydride,TOA)作固化剂,制得了2种有机累托石/环氧树脂复合材料。对复合材料的微观结构、力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:以2-E-4-MI为固化剂时,只能形成插层型纳米复合材料;以TOA为固化剂时,OREC在较低含量时易在环氧树脂基体中形成剥离型纳米复合材料。OREC添加量为2%(质量分数)时,剥离型纳米复合材料具有最佳力学性能和耐热性能。与纯环氧树脂固化物相比,其拉伸强度提高了60.3%,弯曲强度提高了26.7%,弯曲模量提高了34%,热分解温度提高了14℃,玻璃化转变温度提高了5.5℃。
2011年07期 v.39;No.268 1223-1228页 [查看摘要][在线阅读][下载 3168K] [下载次数：192 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 侯琳熙;刘燕;
以热稳定性较高的离子液体1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐(1-hexadecyl-3-methylimidazolium bromide,C16mimBr)为改性剂,制备了有机累托石(organic-rectorite,OREC)。以环氧树脂(epoxy resin,EP)为基体,分别用2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole,2-E-4-MI)和桐油酸酐(tung oil anhydride,TOA)作固化剂,制得了2种有机累托石/环氧树脂复合材料。对复合材料的微观结构、力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:以2-E-4-MI为固化剂时,只能形成插层型纳米复合材料;以TOA为固化剂时,OREC在较低含量时易在环氧树脂基体中形成剥离型纳米复合材料。OREC添加量为2%(质量分数)时,剥离型纳米复合材料具有最佳力学性能和耐热性能。与纯环氧树脂固化物相比,其拉伸强度提高了60.3%,弯曲强度提高了26.7%,弯曲模量提高了34%,热分解温度提高了14℃,玻璃化转变温度提高了5.5℃。
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