检索结果-南通市图书馆

作者：王魏西北大学

学位级别：硕士

随着吸波材料的应用环境变得日趋复杂,单一吸波体材料的研究和开发已无法满足实际的应用。利用具有两种或两种以上互补或增强性质的材料构建多异质界面复合材料已成为吸波领域的热门研究课题。我们将磁性双金属氧化物与金属有机框架复... 详细信息

随着吸波材料的应用环境变得日趋复杂,单一吸波体材料的研究和开发已无法满足实际的应用。利用具有两种或两种以上互补或增强性质的材料构建多异质界面复合材料已成为吸波领域的热门研究课题。我们将磁性双金属氧化物与金属有机框架复合并研究其在不同退火温度下异质界面的重构,实现多组分、多层次的复合异质界面材料的制备。这种多组分、多层次结构的设计策略是轻量化、宽频带吸波材料的发展定位。本文通过水热法结合退火工艺构筑了十二面体金属有机框架ZIF67与银耳状MCoO(M=Ni,Zn)异质界面复合材料,在不同退火温度下,较系统地研究了其结构变化及其电磁波吸收性能。主要研究内容如下:(1)在350～550℃范围内以50℃为热解温度间隔,将NiCoO@ZIF67复合材料在氩气气氛下退火,NiCoO@ZIF67自分解组装转化为Co O@N/C、Co O@N/C-Co/Ni-NiCoO、Co/Ni@N/C多异质结构复合材料。结果表明,当样品的填充度均为30%条件下,Co O@N/C复合材料的反射损耗(RL)为-77.46 dB,有效吸收带宽(EAB)为3.15 GHz,匹配厚度为4.2 mm;Co/Ni@N/C的RL为-61.73 dB,EAB为2.07 GHz,匹配厚度为4.72 mm。特别地,Co O@N/C-Co/Ni-NiCoO不仅在14.77 GHz的RL为-52.45 dB,而且当匹配厚度为1.66 mm时的EAB为5.3 GHz。(2)在400～650℃范围内以50℃为热解温度间隔,将ZnCoO@ZIF67复合材料在氩气气氛下退火,ZnCoO@ZIF67自分解组装转化为ZnCoO@Co O@N/C、Zn O-Co@N/C、CoZn C-Co@N/C多异质结构复合材料。结果表明,当样品的填充度均为30%条件下ZnCoO@Co O@N/C复合材料的RL为-17.82 dB,当厚度为2.77mm的EAB为3.77 GHz;Zn O-Co@N/C样品的RL为-62.7 dB,当厚度为2 mm的EAB为5.75 GHz;CoZn C-Co@N/C的RL为-59.18 dB,当厚度为1.97 mm的EAB为5.79 GHz。对比研究发现,NiCoO@ZIF67和ZnCoO@ZIF67两种复合材料分别在不同退火温度下表现出不同的相变过程,原有的异质界面发生重构,自组装形成多种异质界面,从而有效地改善了复合物的电磁波吸收性能。热解后多异质界面的形成促使电导损耗、强偶极极化和多界面极化之间增强的协同效应,及优异的阻抗匹配。这项研究工作将为多异质界面的构建提供了一种新颖的设计思路。

关键词：水热法 MCo2O4(M=Ni,Zn) Co-MOF(ZIF-67) 异质界面电磁性能

SnO2/碳布复合材料的制备及电化学性能研究

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SnO2/碳布复合材料的制备及电化学性能研究

作者：徐盼盼西北大学

学位级别：硕士

随着科技的不断发展和人们对电子产品需求的多样化,电子产品和智能设备不断向微型化、轻量化方向发展,柔性电极材料受到人们的广泛关注。与传统负极材料石墨相比,SnO具有较高的理论比容量(782mAh/g),且嵌锂电位比较低,被认为是负极材料... 详细信息

随着科技的不断发展和人们对电子产品需求的多样化,电子产品和智能设备不断向微型化、轻量化方向发展,柔性电极材料受到人们的广泛关注。与传统负极材料石墨相比,SnO具有较高的理论比容量(782mAh/g),且嵌锂电位比较低,被认为是负极材料的最佳替代品之一,但是由于其在充放电过程中产生的体积膨胀效应容易使活性物质粉化、脱落,最终导致锂离子电池的循环性能变差。针对这些问题,本文以柔性材料碳布为衬底,采用两步法成功制备出了 SnO/碳布柔性电极材料并对其电化学性能进行了研究,第一步采用磁控溅射法在柔性衬底碳布上溅射一层SnO作为种子层;然后采用水热法继续在上面生长纳米尺寸的花状SnO。首先,采用单因素优化法研究了工作压强、溅射功率、衬底温度对SnPO2薄膜生长的影响,根据测试结果,分析得出了一组最优工艺参数;此外,文章还重点研究了SnO薄膜厚度对其电化学性能的影响,并对磁控溅射法制备SnO/碳布复合负极材料的储锂机理进行了探究。然后,采用单因素法对水热法制备SnO/碳布复合负极材料的主要工艺参数进行了优化,系统研究了[OH-]/[Sn4+]离子浓度比和反应温度对SnO/碳布复合材料微观形貌和电化学性能的影响,根据测试结果,分析得出采用水热法制备SnO/碳布复合负极材料的一组最优工艺参数,并对其生长机理进行了探究。最后,对SnO/碳布复合材料进行了改性研究,先采用磁控溅射法在碳布上溅射一层SnO作为种子层;然后采用水热法继续在上面生长纳米尺寸的花状SnO。和没有种子层的SnO/碳布复合材料(直接利用水热法制备)相比,改性后SnO在碳布上的包覆性和均匀性都得到了明显的改善。以恒定电流200 μA对改性后的电极材料进行充放电测试,其首圈放电容量为3.62 mAh/cm2,循环100圈后的容量为1.82 mAh/cm2(668 mAh/g)。此外,文章把改性后SnO/碳布复合材料与其它方法制备出的锡基负极材料的电化学性能进行对比发现,本文制备的SnO/碳布复合材料具有优良的电化学性能,说明我们提出的制备柔性电极材料的方法是可行的。

关键词： SnO2/碳布柔性电极材料负极材料锂离子电池电化学性能

ZnO/SnO2复合材料的制备、微观结构表征及其性能研究

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ZnO/SnO2复合材料的制备、微观结构表征及其性能研究

作者：阮雄飞西北大学

学位级别：硕士

ZnO/SnO复合材料作为一种新型吸波材料,具有可设计性强,阻抗匹配好,不同损耗机制的材料互相补偿吸波,结构可控,可以拓宽吸波频带以及增强吸收强度等优点,在微波吸收领域有很好的前景,已经成为隐身技术领域的热点。本文采用两步水热法制... 详细信息

ZnO/SnO复合材料作为一种新型吸波材料,具有可设计性强,阻抗匹配好,不同损耗机制的材料互相补偿吸波,结构可控,可以拓宽吸波频带以及增强吸收强度等优点,在微波吸收领域有很好的前景,已经成为隐身技术领域的热点。本文采用两步水热法制备了ZnO/SnO复合材料。第一步采用水热法制备ZnO纳米棒;第二步采用水热法,ZnO纳米棒作为初级结构制备ZnO/SnO复合材料,并对其晶体结构、形貌、原子组分、化学键、电磁性能等进行了表征。通过时间单因素实验、温度单因素实验、[Zn]/[Sn]比单因素实验,以及改变ZnO纳米棒添加顺序、Sn盐与NaOH的滴加顺序实验,建立了ZnO/SnO复合结构成核机理及生长机制。实验结果表明,加入的反应源ZnO纳米棒先分解生成Zn(OH)42-,再与Sn4+和OH-结合生成钙钛矿结构的ZnSn(OH)6;由于ZnSn(OH)6在反应体系内不稳定,ZnSn(OH)6首先分解生成ZnO纳米棒,最后Sn02在ZnO非极性侧面成核再生长,形成最终的复合结构。同时也分析了ZnO纳米棒,Sn02纳米材料以及ZnO/SnO复合材料的电磁参数,复合材料比单一ZnO的磁损耗高,比单一SnO的介电损耗高,综合了两种单一材料的优点。采用SDS、CTAB和PAM辅助水热法制备了ZnO/SnO复合材料。运用SDS胶束吸附模型,CTAB的阳离子头输运和吸附模型,PAM电离吸附模型建立了不同浓度的表面活性剂对复合结构生长的影响机制。综合来看,表面活性剂在水热制备ZnO/SnO复合结构中可充当生长基元的载体、提供成核位点并有分散作用和抑制生长作用。在表面活性剂的作用下,复合材料的形貌、微观结构以及组分发生了改变,因而其电磁性能也随之发生改变,当SDS:1%、SDS:2.5%、CTAB:5%和PAM：0.0005%时ZnO/SnO复合材料的介电损耗角正切tanSe均大于本征ZnO/SnO复合材料的。通过对ZnO/SnO复合材料进行半导化Sb掺杂、磁性元素Co、Mn掺杂以提高其在Ku波段的介电损耗、磁损耗。结果表明,复合结构中Sb5+取代Sn4+形成施主替位掺杂,掺杂后材料的电磁性能由掺杂量以及其形貌结构共同调控;Co形成替位掺杂后,在复合材料中引入氧空位,C02+与近邻氧空位在其轨道内耦合对铁磁性能做出贡献;运用F-center模型,提出了Mn掺杂ZnO/SnO复合材料室温铁磁性来源的理论。由于磁性元素的掺杂,在复合结构中引入了磁性,磁损耗增加,当Co与Mn掺杂3%和5%时其磁损耗tanδm均比本征ZnO/SnO的高。

关键词： ZnO/SnO2 水热法电磁性能表面活性剂金属掺杂

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ZnO纳米线的制备及其红外发射性能表征

ZnO纳米线的制备及其红外发射性能表征

作者：张佶瑶西北大学

学位级别：硕士

本论文采用理论和实验研究相结合的方法,从材料导电性能、粒子散射性能和红外发射率之间的关系出发,探索半导体材料的ZnO红外低发射机理和规律。在理论研究方面,首先基于密度泛函理论的第一性原理,模拟计算了本征ZnO体系和Al掺杂体系... 详细信息

本论文采用理论和实验研究相结合的方法,从材料导电性能、粒子散射性能和红外发射率之间的关系出发,探索半导体材料的ZnO红外低发射机理和规律。在理论研究方面,首先基于密度泛函理论的第一性原理,模拟计算了本征ZnO体系和Al掺杂体系、Sn掺杂体系、Sb掺杂体系的电子结构与光学性质,比较它们的能带结构、态密度、原子布居、介电函数虚部以及红外反射率。结果表明：随着Al、Sn掺杂浓度的提高,红外反射率随之增加,有利于降低ZnO纳米线的红外发射率。但是,随着Sb掺杂浓度的提高,红外反射率有增有减,因此,不能一味地进行高浓度Sb掺杂ZnO纳米线以提高其反射率,需要依据理论研究结果合理设计实验。理论模拟研究为进一步设计和制备高性能红外低发射率材料提供了理论指导。在实验研究方面,以Zn(N03)2.6H20为源物质,以KOH为矿化剂,采用水热法制备了ZnO纳米粉体材料,并基于正交设计理论优化了ZnO纳米粉体材料的制备工艺参数。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM).X射线能量色散谱仪(EDS)、红外发射率测量仪等手段对所制备样品的成分、微观结构、形貌、红外发射率等进行分析表征。结果表明：不同工艺参数制备出的不同形貌ZnO纳米粉体材料的发射率不同,其最低红外发射率为0.74。结合产物的表征分析,ZnO纳米粉体的红外发射率随着[Zn2+]浓度的增加而先降低再上升,随着[OH-]/[Zn2+].温度T、时间t的增加而先增加再降低。由此分析可得,以低红外发射率为指标,对应的优化的水平分别为：[zn2+]=0.05mol/L,[OH]/[Zn2+]=10, T=140℃, t=18h。基于优化的工艺参数,以***(N03)***2·2H20为掺杂剂制备了Sb、Al、Sn掺杂的ZnO纳米材料,分析了Sb、Al、Sn掺杂浓度对红外发射率影响,结果表明,随着掺杂浓度的增加,从而有效降低了其红外发射率。本文从微观上分析了红外发射率的控制机理。

关键词： ZnO纳米粉体水热法红外发射率