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球磨CNTs导电剂对AB_5型储氢合金电极电化学性能的影响

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中国有色金属学报 2016年第10期26卷 2160-2165页

作者：田晓段如霞海山特古斯张怀伟李星国内蒙古师范大学物理与电子信息学院功能材料物理与化学自治区重点实验室呼和浩特010022 北京大学化学与分子工程学院北京100871

采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究不同球磨时间下多壁碳纳米管(CNTs)的微观结构。XRD分析表明:随着球磨时间的延长,CNTs的衍射峰明显变弱,并伴有部分衍射峰消失。SEM结果发现:球磨使细长的CNTs断裂,长度明显变短;随球磨时间的进... 详细信息

采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究不同球磨时间下多壁碳纳米管(CNTs)的微观结构。XRD分析表明:随着球磨时间的延长,CNTs的衍射峰明显变弱,并伴有部分衍射峰消失。SEM结果发现:球磨使细长的CNTs断裂,长度明显变短;随球磨时间的进一步延长,CNTs空心管状结构破损。采用电化学方法测试添加未球磨和球磨不同时间CNTs导电剂的AB5型储氢合金电极的电化学性能。结果表明:随球磨时间的延长,合金电极的最大放电容量、放电性能及循环稳定性均呈现出先提高后减弱的变化规律。当CNTs的球磨时间为2 h时,合金电极的最大放电容量和放电性能达最佳;当CNTs的球磨时间为2.5 h时,合金电极的循环稳定性最佳。

关键词：碳纳米管球磨储氢合金电极电化学性能

镁基Mg2Ni型Mg2-xAlxNi1-yCoy储氢合金的合成及储氢性能研究

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镁基Mg2Ni型Mg2-xAlxNi1-yCoy储氢合金的合成及储氢性能研究

作者：段如霞内蒙古师范大学

学位级别：硕士

镁基MgNi储氢合金由于具有高理论储氢容量、资源丰富、成本低廉、相对密度小等优点被认为是最具发展潜力的轻质储氢材料之一。然而,该类合金因其组元金属元素的熔点相差较大,且组元镁元素易挥发,采用常规熔炼方法制备困难。此外,该类合... 详细信息

镁基MgNi储氢合金由于具有高理论储氢容量、资源丰富、成本低廉、相对密度小等优点被认为是最具发展潜力的轻质储氢材料之一。然而,该类合金因其组元金属元素的熔点相差较大,且组元镁元素易挥发,采用常规熔炼方法制备困难。此外,该类合金放氢温度高、反应动力学和热力学性能较差,因而阻碍了其实际应用。因此,本文在分析目前研究和开发MgNi储氢合金现状及存在问题的基础上,针对MgNi型储氢合金制备和性能改善进行研究,并得到了一些重要结论。首先,采用低温固相烧结法成功制备了MgNi储氢合金。通过分别研究烧结温度和烧结时间对合金结构和性能影响的基础上,优选出最佳的烧结条件:烧结温度为893K,烧结时间为14h。为改善合金的性能,对合金进行高能球磨,研究了球磨时间对合金结构和性能的影响。研究表明,随球磨时间的增加,合金最大放电容量增加而循环稳定性下降。此外,研究了测试温度对合金性能的影响。电化学研究表明,随测试温度的升高,合金的最大放电容量大幅度增加,而容量保持率却明显降低。热力学研究表明,随测试温度的升高,合金放氢氢压逐渐升高,放氢平台平坦且变宽阔,计算得到合金的氢化物分解焓为-109.08kJ/mol H,表明金属氢化物不易分解。其次,为改善MgNi合金的电化学性能,用Al元素部分替代Mg元素,研究了MgAlNi合金的结构和性能。研究表明,Al替代Mg后,合金中出现了新相MgAlNi。随x的增加,MgAlNi的含量增多。当x=0.5时,合金几乎由单一的MgAlNi相组成。此时,合金的最大放电容量达最佳(117.58 mAh/g),放氢氢压和放氢平台最高、最宽。同时,研究了球磨时间对MgAlNi合金结构和性能的研究。研究表明,随球磨时间的延长,合金衍射峰明显宽化,并有部分衍射峰消失。电化学分析表明,球磨时间为20h时合金放电容量达到最大(266.12mAh/g),但合金的循环稳定性则不理想。此外,研究了测试温度对MgAlNi合金性能的影响。电化学研究表明,随测试温度的升高,合金的最大放电容量大幅度增加,而容量保持率却明显降低。热力学研究表明,合金放氢平台压力逐渐升高,放氢平台平坦且宽阔;计算得到合金的氢化物分解焓(ΔHθ)为-36.67 kJ/mol H。与未替代合金相比,焓的绝对值明显减少,表明Al替代Mg能够有效降低合金的氢化物稳定性。最后,为了改善MgAlNi合金的循环稳定性,用Co元素部分替代Ni元素,研究了MgAlNiCo合金的结构和性能。研究表明,Co替代Ni后,合金中出现了新相MgCo。Co替代合金的放电容量明显减小,循环稳定性则变好。当y=0.2时,合金容量保持率达最佳且放氢氢压和放氢平台最高、最宽。同时,研究了球磨时间对MgAlNiCo合金结构和性能的影响。电化学分析表明,球磨时间为20h时合金最大放电容量达最佳(223.14 mAh/g),但合金的循环稳定性却不理想。此外,研究了测试温度对MgAlNiCo合金性能的影响。电化学研究表明,随测试温度的升高,合金的最大放电容量大幅度增加。热力学研究表明,计算得到Co替代合金氢化物分解焓(ΔHθ)为-39.45 kJ/mol H,与未替代合金相比,焓的绝对值有所增加,即Co替代Ni后合金的氢化物稳定性有所上升。

关键词： Mg2Ni储氢合金低温烧结高能球磨电化学性能热力学性能

镁基Mg_2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展

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材料导报 2016年第11期30卷 20-27页

作者：段如霞田晓赵凤岐郑鑫遥张怀伟李星国内蒙古师范大学物理与电子信息学院功能材料物理与化学自治区重点实验室呼和浩特010022 北京大学化学与分子工程学院北京100871

镁基Mg_2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注。然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制。对近几十年来镁基Mg_2Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究... 详细信息

镁基Mg_2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注。然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制。对近几十年来镁基Mg_2Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究进行了系统综述。在此基础上,指出了该类合金存在的问题及今后的发展方向。

关键词：镁基Mg2Ni储氢合金储氢性能元素替代

可调谐的声学型石墨烯等离激元增强纳米红外光谱

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物理学报 2024年第13期73卷 336-345页

作者：段谕戴小康吴晨晨杨晓霞郑州大学河南先进技术研究院郑州450001 国家纳米科学中心中国科学院纳米科学卓越创新中心中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室中国科学院纳米标准与检测重点实验室北京100190 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

纳米红外光谱(nano-infrared spectroscopy,nano-IR)技术能够突破光的衍射极限,实现约10 nm空间分辨率的红外光谱检测,是研究纳米尺度物质化学成分和结构的重要技术手段.然而,由于纳米物质的尺寸与红外光的波长存在较大失配,导致其红外... 详细信息

纳米红外光谱(nano-infrared spectroscopy,nano-IR)技术能够突破光的衍射极限,实现约10 nm空间分辨率的红外光谱检测,是研究纳米尺度物质化学成分和结构的重要技术手段.然而,由于纳米物质的尺寸与红外光的波长存在较大失配,导致其红外吸收信号微弱.本文理论提出了一种基于纳米腔室的声学型石墨烯等离激元(nanocavity-acoustic graphene plasmon,n-AGP)可调谐增强nano-IR检测平台.该平台可实现超高光场压缩(模式体积Vn-AGP≈10-7λ_(0)~3,λ_(0)=6.25μm)和约50倍电场增强的n-AGP激发.通过调控金纳米腔室结构和石墨烯费米能级,我们实现了n-AGP的宽频段动态调控(1290—2124 cm^(-1)).此外,由于n-AGP的电磁场高度局域在纳米腔室内,具有高的探测灵敏度,可实现单个蛋白质颗粒酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带振动指纹特征的探测(灵敏度提高约9倍).这一基于n-AGP的增强结构拓展了nano-IR技术在单分子尺度的表征能力,可广泛应用于生物、催化等领域.

关键词：石墨烯纳米腔室等离激元表面增强红外光谱

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长荡湖前置库悬浮颗粒物特征及与水质间的关系

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中国环境科学 2024年

作者：张松贺段如菲罗敏陈辉杨剑河海大学环境学院河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏省金坛长荡湖旅游度假区管理办公室

悬浮颗粒物（SPM）是影响浅水湖泊水体浊度、水质和生态修复的重要因素之一.前置库在湖库上游来水SPM去除方面具有重要作用，然而关于前置库的SPM特征及对水质的潜在影响仍不清楚.本研究对2022年12月（枯水期）、2023年4月（平水期）及... 详细信息

悬浮颗粒物（SPM）是影响浅水湖泊水体浊度、水质和生态修复的重要因素之一.前置库在湖库上游来水SPM去除方面具有重要作用，然而关于前置库的SPM特征及对水质的潜在影响仍不清楚.本研究对2022年12月（枯水期）、2023年4月（平水期）及8月（丰水期）长荡湖大浦港前置库上中下游区域水体SPM粒径特征和空间分布，以及水质的净化效果进行了分析，并结合原位试验分析了丰水期SPM的拦截机理.结果表明，前置库对NH4+-N、TN和TP的去除率最高分别达46.42%、51.59%和36.83%，入库区域对污染物削减贡献大.表层SPM粒径对SPM中TOC （P=0.018）和TN浓度（P=0.011）有显著影响，粒径增加携带的碳、氮浓度也相对增加. 表层和底层捕获的沉降颗粒物内TN和TP浓度分别是自由水体的2.33～5.25和4.53～5.72倍，水体氮磷浓度与SPM内的氮磷浓度分布呈负相关，表明SPM作为污染物的运输和吸附载体，通过吸附、沉降和生物作用等影响水体污染物的转化. 前置库能够通过去除SPM而改善入湖水质，为高浊度水体的治理提供了依据.

关键词：前置库悬浮颗粒物水质净化

AB_(3.8)型La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.5)储氢合金颗粒度对其电化学性能的影响

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稀土 2015年第2期36卷 102-106页

作者：田晓王鸿钰段如霞姚占全刘建云国宏内蒙古师范大学物理与电子信息学院功能材料物理与化学自治区重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古大学物理科学与技术学院纳米磁性与功能材料重点实验室内蒙古呼和浩特010021 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018

采用筛分法测试了La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金粉的粒度分布。结果表明,随着合金颗粒度减小,相应颗粒度的合金含量(质量分数)几乎呈线性增加,从合金颗粒度为58μm时的21%增加到38μm时的29%。同时,选用不同颗粒度的La0.75Mg0.25Ni3.3... 详细信息

采用筛分法测试了La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金粉的粒度分布。结果表明,随着合金颗粒度减小,相应颗粒度的合金含量(质量分数)几乎呈线性增加,从合金颗粒度为58μm时的21%增加到38μm时的29%。同时,选用不同颗粒度的La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5合金粉制备了储氢合金电极,研究了合金颗粒度对储氢合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性以及循环稳定性的影响规律与机制。研究表明,合金颗粒度的大小对合金电极的活化性能基本无影响,合金电极均具有好的活化性能,经1至2个循环后达到最大放电容量。随着合金颗粒度的减小,合金电极的最大放电容量持续增加,从合金颗粒度为58μm时的332.5 m Ah·g-1增加到38μm时的最大值342.9 m Ah·g-1;放电中值电位先降低后升高,由合金颗粒度为58μm时的1.0302 V减小到45μm时的0.9825 V,然后增加到38μm时的1.0141 V;容量衰减速度呈现出先变慢后加快的变化规律。综合比较,在合金颗粒度为48μm时,La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金电极展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极电荷转移速度的加速和内阻的减小。

关键词：储氢合金金属氢化物电极合金颗粒度电化学性能

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基于图像处理的碳钢表面激光除锈工艺研究

中国激光 2024年

作者：段家振史如新张伟王庆任显铭国网江苏省电力有限公司常州供电分公司

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，本文利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和填充间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激... 详细信息

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，本文利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和填充间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激光清洗前后区域进行灰度化处理，并对灰度均值进行极差和方差分析，建立起基于灰度均值特征的碳钢除锈效果评价标准。结果表明，通过图像识别处理能够快速、准确确定碳钢表面状态，为后续激光清洗工艺提供量化评价指标。

关键词：激光清洗碳钢正交试验工艺参数灰度特征

花岗岩石粉对机制砂混凝土基本性能及气体渗透特性的影响

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3704-3715页

作者：周翱翔张云升钱如胜苗改霞薛翠真张宇乔宏霞兰州理工大学土木工程学院兰州730050 浙江工业大学建筑工程学院杭州310014

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝... 详细信息

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝土气体渗透特性与孔隙特征之间关系。结果表明:机制砂混凝土中掺入适量石粉可减缓水化放热、改善孔隙结构、提高抗压强度及降低气体渗透系数;8%石粉掺量机制砂混凝土的抗压强度最高、气体渗透系数最低,其灰色关联分析表明有效孔隙率和小于100 nm孔隙对气体渗透性影响最显著。

关键词：花岗岩石粉机制砂混凝土孔隙特征气体渗透性灰色关联分析

Ca_xSi合金前驱物常压氮化制备Ca_(1-x)AlSiN_3∶xEu^(2+)红色荧光粉及发光性能研究

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发光学报 2017年第10期38卷 1295-1301页

作者：刘文全史瑞新段如霞呼格吉勒武文杰朝克夫包富泉李琪辛易特古斯内蒙古师范大学物理与电子信息学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古呼和浩特010022 吉林大学口腔医学院吉林长春130021 大连路明发光科技股份有限公司辽宁大连116025

采用CaxSi合金前驱物和Eu B6常压氮化制备了Ca Al Si N3∶Eu2+氮化物红色荧光粉。研究了不同烧结温度、添加助熔剂及二次烧结对发光性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计对发光材料的形貌、晶体结构、... 详细信息

采用CaxSi合金前驱物和Eu B6常压氮化制备了Ca Al Si N3∶Eu2+氮化物红色荧光粉。研究了不同烧结温度、添加助熔剂及二次烧结对发光性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计对发光材料的形貌、晶体结构、发光性能与热稳定性进行了研究。分析结果表明:通过合金前驱物常压氮化法得到的氮化物荧光粉具有Ca Al Si N3结构,空间群为Cmc21。Ca Al Si N3∶Eu2+红色荧光粉的最佳烧结温度为1 550℃。添加质量分数为6%的Sr F2助熔剂后,荧光粉发光强度的提升效果最好。添加6%Sr F2助熔剂及二次烧结后得到的荧光粉的晶粒生长更加完整,颗粒度明显改善,发射光谱的相对强度也明显提高,比未加助熔剂单次烧结的荧光粉相对强度提高了近一倍。将发射峰位在640 nm的Ca0.98Al Si N3∶0.02Eu2+红色荧光粉应用在白光LED的封装中,获得了色温为3 109 K、显色指数为92.5以及色温为4 989K、显色指数为95.8的高显色白光LED,说明本文合成的氮化物红色荧光粉可以实现暖白光和正白光高显色的白LED发光器件。

关键词：合金前驱物氮化物 Ca Al Si N3∶Eu^2+红色荧光粉 Eu B6掺杂