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钙钛矿型La(CoCrFeMnNi)O高熵氧化物的制备及电化学性能

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过程工程学报 2022年

作者：邵霞贾洋刚程婕方道来冒爱琴檀杰安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽工业大学材料科学与工程学院

钙钛矿型氧化物ABO由于良好的导电性和电化学活性，成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(CoCrFeMnNi)O高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料，并将其与二元钙钛矿型LaCoO进行了比较。XRD结果表明...

钙钛矿型氧化物ABO由于良好的导电性和电化学活性，成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(CoCrFeMnNi)O高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料，并将其与二元钙钛矿型LaCoO进行了比较。XRD结果表明：随着反应温度由750℃升高到950℃，反应时间由30 min增加到4 h，钙钛矿结构中的杂相逐渐消失，结晶度逐渐增加；SEM/EDS测试表明，所制备的粉体为球形，且各组成元素分布均匀。电化学性能研究表明：La(CoCrFeMnNi)O由于具有熵稳定的晶体结构和多主元协同效应，展示了更高的比容量、更优异的倍率性能和循环稳定性。La(CoCrFeMnNi)O在200 mA/g循环100圈的可逆比容量接近理论比容量，高达331 mAh/g，而LaCoO仅有185 mAh/g；且在1000 mA/g电流密度下La(CoCrFeMnNi)O和LaCoO容量保持率分别为72.5%和61.6%。该研究结果为高性能电极材料以及电极材料的低钴化或无钴化方向提供新的设计理念和借鉴作用。

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柔性压电器件及其可穿戴应用

无机材料学报 2023年第7期38卷 717-730页

作者：冒爱琴陆文宇贾洋刚王冉冉孙静安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学杭州高等研究院化学与材料科学学院杭州310024

可穿戴设备是能穿在身上,实时获取人体或环境信息并进行传递和处理的功能设备,在医疗健康、人工智能、运动娱乐等领域具有广阔的应用前景。随着可穿戴设备的发展,各类柔性传感器应运而生。基于压电效应的柔性力学传感器因具有感应频率... 详细信息

可穿戴设备是能穿在身上,实时获取人体或环境信息并进行传递和处理的功能设备,在医疗健康、人工智能、运动娱乐等领域具有广阔的应用前景。随着可穿戴设备的发展,各类柔性传感器应运而生。基于压电效应的柔性力学传感器因具有感应频率宽、响应快、线性好、自供电等优势而备受关注。然而传统的压电材料多为脆性陶瓷和晶体材料,限制了其在柔性方面的应用。随着研究的深入,越来越多的柔性压电材料和压电复合材料不断涌现,给柔性可穿戴力学器件注入了新的发展活力。本文主要概括了柔性可穿戴压电器件的前沿进展,包括压电原理、柔性压电材料的制备与性能提升方法。此外,还详细总结了柔性可穿戴压电设备的主要应用方向,包括医疗健康和人机交互,以及遇到的挑战与机遇。

关键词：力学传感器可穿戴器件压电效应制备方法柔性综述

K^(+)掺杂尖晶石型(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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化工学报 2022年第12期73卷 5625-5637页

作者：王朋朋贾洋刚邵霞程婕冒爱琴檀杰方道来安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243032

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单... 详细信息

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K+掺杂的(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)电极在200 mA·g^(-1)电流密度下,首次放电比容量为1295 mA·h·g^(-1)(首次库仑效率78%);随着循环的进行,可逆比容量先降低后增加,循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g^(-1);即使在1000 mA·g^(-1)大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g^(-1)的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g^(-1))。低价非活性K^(+)的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低,但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性;丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构,增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料非活性K^(+)掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

K掺杂尖晶石型(CoCrFeMnNi)O高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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化工学报 2022年

作者：王朋朋贾洋刚邵霞程婕冒爱琴檀杰方道来安徽工业大学材料科学与工程学院和先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K掺杂的尖晶石型(KCoCrFeMnNi)3/(5+x))O(x=0，0.5，1，1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料，系统研究了K掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K掺杂量的增加，均可制备出具有单一尖晶石结... 详细信息

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K掺杂的尖晶石型(KCoCrFeMnNi)3/(5+x))O(x=0，0.5，1，1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料，系统研究了K掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K掺杂量的增加，均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料，其中等摩尔K掺杂的(KCoCrFeMnNi)O高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(KCoCrFeMnNi)O电极在200 mA·g电流密度下，首次放电比容量为1295 mA·h·g(首次库伦效率78%)；随着循环的进行，可逆比容量先降低后增加，循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g；即使在1000 mA·g大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g)。低价非活性K的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低，但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性；丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构，增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力，从而显著提升了材料的比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料非活性K 掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物的制备及电化学性能

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过程工程学报 2023年第5期23卷 771-780页

作者：邵霞贾洋刚程婕方道来冒爱琴檀杰安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243000

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元... 详细信息

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元钙钛矿型LaCoO_(3)进行了比较。结果表明,随着反应温度由750℃升高到950℃,反应时间由30 min增加到4 h,钙钛矿结构中的杂相逐渐消失,结晶度逐渐增加。所制备的粉体为球形,且各组成元素分布均匀。研究其电化学性能表明,La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)由于具有熵稳定的晶体结构和多主元协同效应,展示了更高的比容量、更优异的倍率性能和循环稳定性。La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)在200 mA/g电流密度下循环100圈的可逆比容量接近理论比容量,高达331 mAh/g,而LaCoO_(3)仅有185 mAh/g;且在1000 mA/g电流密度下La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)和LaCoO_(3)容量保持率分别为72.5%和61.6%。该研究结果为高性能电极材料以及电极材料的低钴化或无钴化方向提供新的设计理念和借鉴作用。

关键词：高熵氧化物钙钛矿结构固相反应法锂离子电池负极材料电化学性能

高性能无钴化钙钛矿型高熵氧化物负极材料的制备及储锂性能研究

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化学学报 2023年第5期81卷 486-495页

作者：贾洋刚陈诗洁邵霞程婕林娜方道来冒爱琴李灿华安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(... 详细信息

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)(M=Cu,Mg,Zn)锂离子电池负极材料,研究了粉体的微观结构和电化学性能.结果表明:所制备的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)均为单相钙钛矿结构,形貌为多孔网状且各组成元素分布均匀,其中引入非活性元素Mg或活性元素Cu的高熵氧化物电化学性能相近;无钴化La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)Zn_(0.2))O_(3)电极具有最高的比容量(200m A·g^(-1)电流密度下循环250圈后可逆比容量为1014m Ah·g^(-1))、优异的循环稳定性(1000m A·g^(-1)电流密度下循环1000圈后可逆比容量为450 mAh·g^(-1)且几乎没有容量衰减)以及卓越的倍率性能(100 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为396 mAh·g^(-1), 3000 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为198 mAh·g^(-1),容量保持率为47.9%).电化学性能提升主要归因于活性元素Zn的加入可以在还原过程中形成Li-Zn合金使得电极比容量明显增加;同时较高的比表面积、介孔结构以及丰富的表面氧空位使其具有较高的电导率(0.14 S·cm^(-1))、锂离子扩散系数(2.1×10^(-12)cm^(2)·s^(-1))和较大的赝电容贡献率,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能.因此,引入能够与锂发生合金化反应的元素(如Zn)可以极大地提高电化学性能,有利于为设计成本低廉、性能优异的无钴化高熵材料提供新的设计理念和思路.

关键词：锂离子电池负极材料高熵氧化物钙钛矿结构合金化赝电容

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多源激光点云建模在桥梁养护中的探索

测绘通报 2024年第2期 157-160,177页

作者：刘霜辰李升甫贾洋四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041

运营已久的复杂山区高速公路桥梁在路面负荷严重、次生地质灾害的影响下,对道路日常的养护运维工作带来了很大挑战。利用桥梁三维建模技术进行在线可视化,同时在重点桥梁路段安装监测设备,在线进行桥梁健康监测成为目前新的技术手段。... 详细信息

运营已久的复杂山区高速公路桥梁在路面负荷严重、次生地质灾害的影响下,对道路日常的养护运维工作带来了很大挑战。利用桥梁三维建模技术进行在线可视化,同时在重点桥梁路段安装监测设备,在线进行桥梁健康监测成为目前新的技术手段。针对运营较长时间的道路桥梁设计竣工图纸缺失,无法通过图纸复现真实的桥梁模型,采用地面站式激光与车载激光相结合的方法,对长时间运营桥梁进行扫描,对两种方法得到的点云数据进行配准及滤波处理,然后进行单体化建模,真实还原运营桥梁的结构形态。同时,利用公路行业BIM模型标准,对单体化的桥梁进行构件拆分编码,形成规范的桥梁单元模块。在此基础上,利用GIS技术开发高速公路基础设施平台,关联桥梁养护相关作业模块,实现既有高速公路桥梁线上巡检养护。

关键词：多源激光雷达点云滤波三维建模构件化桥梁养护

Al含量对粉末冶金CoCrFeMnNi高熵合金组织结构与性能的影响

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机械工程学报 2023年

作者：冒爱琴陈诗洁贾洋刚邵霞权峰张晖张义伟金莹金霞浙江省钎焊材料与技术重点实验室安徽工业大学材料科学与工程学院安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室

CoCrFeMnNi高熵合金具有优异的延展性和断裂韧性，但是其较低的强度和硬度使其在结构材料领域的应用潜力受到很大限制。目前关于Al粉添加对粉末冶金CoCrFeMnNi组织结构和性能的报道较少。以CoCrFeMnNi高熵合金粉体和Al粉为原料，采用真... 详细信息

CoCrFeMnNi高熵合金具有优异的延展性和断裂韧性，但是其较低的强度和硬度使其在结构材料领域的应用潜力受到很大限制。目前关于Al粉添加对粉末冶金CoCrFeMnNi组织结构和性能的报道较少。以CoCrFeMnNi高熵合金粉体和Al粉为原料，采用真空热压烧结法制备了不同Al含量的CoCrFeMnNi高熵合金，借助于X射线衍射、扫描电子显微镜/能量散射光谱、纳米压痕、显微硬度、室温压缩性能和极化曲线等测试方法，研究了Al含量对CoCrFeMnNi高熵合金组织结构和性能的影响。结果表明：随着Al含量从0增加到5 wt.%，高熵合金致密度提高，在FCC基体中析出的网状富Cr的BCC相体积分数增大；当Al含量增加至5 wt.%，高熵合金FCC相的纳米压痕硬度和弹性模量略有增加且BCC相明显高于FCC相，维氏硬度由248.4增加到508.3 HV，室温压缩强度也大幅度提高，而析出强化效应是硬度和强度提高的主要原因；同时高熵合金具有最小腐蚀电流密度，耐腐蚀性明显提高。但是，过量Al含量使得Al元素产生偏析、BCC结构体积分数和微观组织结构不均匀性急剧增大，导致材料硬度、弹性模量以及耐腐蚀性能降低。

关键词： CoCrFeMnNi高熵合金粉末冶金 Al含量微观组织纳米/维氏硬度耐腐蚀性

碳纳米管在污废水处理领域的研究热点与发展趋势

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环境科学与管理 2024年第2期49卷 33-38页

作者：贾洋洋福建省科学技术信息研究所福建福州350001

基于Web of Science核心合集和CNKI数据库,综合利用CiteSpace、HistCite、VOSviewer等软件,对污废水处理领域碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)应用研究进行梳理和分析,对国内外研究现状、研究热点、发展趋势等进行了全面剖析。结果表明... 详细信息

基于Web of Science核心合集和CNKI数据库,综合利用CiteSpace、HistCite、VOSviewer等软件,对污废水处理领域碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)应用研究进行梳理和分析,对国内外研究现状、研究热点、发展趋势等进行了全面剖析。结果表明:受政策激励的影响,2015年以来污废水处理领域CNTs研究发文量呈明显增长趋势,并在2020年达到成熟增长阶段。中国在该技术领域处于国际第一梯队。中国科学院在该领域的研究中处于领先地位,发表的论文数量居于前沿位置。目前,CNTs的“吸附”功能是主要研究热点,而“可生化性”、“修饰电极”、“过氧单硫酸盐”、“界面聚合”等研究正逐渐成为新的研究热点和方向。

关键词：碳纳米管污废水处理文献计量研究热点