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Enhanced thermoelectric and mechanical properties of Bi0.5sb1.5Te3 alloy with dispersed yttrium oxide ceramic nanoparticles

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1758-1768页

作者： Cun-Cheng Li Ming-Wei Zhang Ji-Wu Xin Lei Wei Wen-Yu Zhao School of Materials Science and Engineering Shandong University of Technology School of Electrical and Electronic Engineering Nanyang Technological University State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of Technology

Reducing thermal conductivity while avoiding adverse interfacial reactions during sintering is crucial for improving the thermoelectric performance of Bi2Te3-based composites.Inert ceramic nanoparticles are good candidates for achieving this goal.In this study,we designed and prepared a series of p-type Bi0.5sb1.5Te3nanocomposites decorated with Y2O3ceramic nanoparticles via ball-milling dispersion and spark-plasma sintering.Owing to the chemical stability of the ceramics,no traces of atomic doping or interfacial reactions were observed.Transport measurements revealed that the Y2O3nanoparticles distributed along the grain boundaries acted as energy-dependent carrier-filtering centers to improve the scattering parameter and Seebeck coefficient,contributing to the elevated power factor even with a decreased electrical conductivity.Moreover,the incorporated Y2O3nanoparticles and various defect structures they induced effectively strengthened the phonon scattering and suppressed the lattice thermal conductivity.Consequently,a peak figure of merit（ZT） of 1.23 at 313 K was achieved for 0.4%Y2O3/Bi0.5sb1.5Te3,which is 13% higher than that of the matrix.In addition,the Vickers hardness of the composite material was 35% higher than that of the matrix.This study demonstrates the effectiveness of ceramic nanoparticles in synergistic ally improving the thermoelectric and mechanical properties,which may be further extended to other thermoelectric systems.

关键词： Bi 0.5 sb 1.5 Te 3 alloy Y 2 O 3 ceramic nanoparticles Microstructures Thermoelectric performance Mechanical properties

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Regulation of solvation structure and the cooperation environment of potassium bonds for wider-temperature adaptive potassium storage

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1610-1621页

作者： Bing-Bing Liu Yi-Hui Liu You-Bin Zhang Zhen-Guo Qi Guo-Hui Qin State Key Laboratory Base for Eco-Chemical Engineering College of Chemical EngineeringQingdao University of Science and Technology Shandong Synergetic Innovation Center of Ecological and Chemical Engineering

Antimony selenide（sb2Se3） is one of the perspective candidates for potassium-ion batteries due to its advanced virtues stem including featured high capacity,fertile reserves and the relative narrow band gap.Despite the unique advantages,it is still plagued by the unstable interface compatibility and poor wider-temperature adaptability.The optimization of microstructure and the construction of inorganic-organic hybrids with a low desolvation barrier and rapid kinetics behaviors are efficient to address these issues.The sb2Se3nanorods enclosed by the S-doped carbon layer（SC）,further crosslinked by the poly（N-isopropylacrylamide）(PM) film（PM@sb2Se3@SC）,were artificially fabricated,and it displays the enrichment ion aggregated model as well as contacted ion pair state,the well-tailored cooperation environment of potassium bonds,assuring a homogeneous potassium deposition and an excellent widertemperature adaptability.The complicated experimental studies and theoretical calculations authenticate the synergistic effects of geometric conformation and compositional design for the tremendously enhanced potassium storage.Moreover,the full device over PM@sb2Se3@SC anode and the potassium Prussian blue cathode manifests impressively durable cycling life and wider-temperature adaptability,verifying the glorious contribution from the finely manipulation in solvation structure and potassium bonds to enhancing the potassium storage behaviors.

关键词： Anode sb 2 Se 3 rods Interface compatibility Inorganic–organic electrode Potassium ion battery

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Fe(Ⅱ)浓度及时序性对硫还原作用去除水体中sb或As的影响

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地球与环境 2024年

作者：柳凤娟张国平罗绪强余乐正张其芳贵州师范学院地理与资源学院贵州师范学院化学与材料学院中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室

通过批处理实验模拟的方法在微生物硫还原反应器中按照不同时序加入不同浓度的Fe2+(初始浓度设为10、20、50、100、200、500 mg/L)及不同形态的锑(sb)或砷(As)(sb(Ⅴ)+As(Ⅴ)或sb(Ⅲ)+As(Ⅲ)，初始浓度均为5 mg/L)，分析sb或As加入后0.... 详细信息

通过批处理实验模拟的方法在微生物硫还原反应器中按照不同时序加入不同浓度的Fe2+(初始浓度设为10、20、50、100、200、500 mg/L)及不同形态的锑(sb)或砷(As)(sb(Ⅴ)+As(Ⅴ)或sb(Ⅲ)+As(Ⅲ)，初始浓度均为5 mg/L)，分析sb或As加入后0.5 h及7 d内基质pH、氧化还原电位值(Eh)、总碱度、SO42-、硫化物等理化指标的变化以及Fe、sb或As含量的变化，以明确Fe2+浓度及(类)金属加入的时序性对微生物硫还原作用去除水体中sb或As效率及机理的影响。结果表明，相较于元素的加入时序，Fe2+浓度对处理效果的影响更为显著，低浓度(≤20 mg/L)对As的去除没有明显的促进作用，较高浓度(≥50 mg/L)则能显著提高As的去除效率；而所有处理中sb的去除率均达95%以上，使得时序性及Fe2+浓度对于sb去除的影响较难界定。在微生物硫还原作用处理含有sb或As的废水时，应考虑添加Fe2+来提高去除效率，而在通过强化微生物硫还原作用治理sb或As污染的沉积物或土壤时，也需把含铁矿物的环境行为考虑在内，以取得更为显著的治理效果。

关键词：硫酸盐还原菌 sb As Fe(Ⅱ)

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sb对Al-20Si合金组织和性能的影响

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热加工工艺 2024年第8期53卷 87-92页

作者：唐鹏刘倩男韩振尧蔡义明广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室广西南宁530003 广西南南铝航空交通铝合金新材料与应用研究院广西南宁530031 广西大学电气工程学院广西南宁530004

研究了添加不同含量的微量元素sb后,Al-20Si合金微观组织和力学性能的变化。通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征了该合金的微观结构,分析其拉伸行为和断裂机制。结果表明,随着sb元素的添加,对Al-20Si... 详细信息

研究了添加不同含量的微量元素sb后,Al-20Si合金微观组织和力学性能的变化。通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征了该合金的微观结构,分析其拉伸行为和断裂机制。结果表明,随着sb元素的添加,对Al-20Si合金中初晶硅产生变质效果,使初晶硅形貌和尺寸产生明显变化,Alsb作为异质核心,使初晶硅数量增加,拉伸性能得到明显改善。当sb添加量达到0.8%时,初晶硅尺寸达到最小,同时合金具有较好的综合力学性能,其抗拉强度、伸长率分别从未变质的93.2 MPa和0.77%提高到154.1 MPa和1.97%,分别提高了65.34%和155.84%。

关键词： Al-20Si 初晶硅 sb 拉伸性能

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单轴应变对sbSe空穴迁移率的影响研究

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物理学报 2024年

作者：张冷沈宇皓汤朝阳吴孔平张鹏展刘飞侯纪伟金陵科技学院电子信息工程学院南京大学物理学院固体微结构国家实验室南京工业大学数理科学学院

硒化锑(sb2Se3)是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料，具有广阔的应用前景。然而，sb2Se3较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素。迁移率是材料与器件的重要电学参数，应变可以改变载流子迁移率，因此，研... 详细信息

硒化锑(sb2Se3)是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料，具有广阔的应用前景。然而，sb2Se3较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素。迁移率是材料与器件的重要电学参数，应变可以改变载流子迁移率，因此，研究应变对sb2Se3的载流子迁移率特性影响具有实际意义。本文通过密度泛函理论和形变势理论，系统研究了单轴应变对sb2Se3能带结构、禁带宽度、等能面、有效质量的影响，分析了沿着x、y、z方向的三种单轴应变对载流子沿着x、y、z方向的迁移率影响。研究发现，对于无应变的sb2Se3，μx远大于μy和μz，实验上应该将x方向作为sb2Se3的特定生长方向(即内建电场方向)。综合应变对带隙、等能面、分态密度及迁移率的影响，本研究认为当应变沿着y轴方向，且压应变为3%的时候，能获得最佳性能的sb2Se3太阳电池吸收层材料。

关键词： sb Se 迁移率形变势应变工程

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sb/Bi掺杂对CsADyCl(A=Li， Na， K)发光性能的影响

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半导体技术 2024年

作者：周宇王有力大连大学物理科学与技术学院六盘水师范学院物理与电气工程学院

A2B’BCl6型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs+作为A+，Dy3+替代Pb2+，Cl-作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs3DyCl6，使用Li、Na、K等离子替代式掺杂合成Cs2ADyCl6(A=Li， Na， K)非铅体系钙... 详细信息

A2B’BCl6型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs+作为A+，Dy3+替代Pb2+，Cl-作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs3DyCl6，使用Li、Na、K等离子替代式掺杂合成Cs2ADyCl6(A=Li， Na， K)非铅体系钙钛矿材料，通过掺杂sb3+/Bi3+作为激发剂实现了不同发光性能的调控。结果表明：Cs2NaDyCl6发射曲线更加平滑且在蓝光与黄光区域均有发射，表现出优异的光学特性；通过sb3+/Bi3+掺杂，双钙钛矿的光学性能得到显著提升，Na+和sb3+的共同作用可以使钙钛矿材料发生蓝移，而Na+与Bi3+的共同作用则可以使钙钛矿发生红移。

关键词：双钙钛矿掺杂激发发光性能 sb /Bi Na

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纳米碳管复合及聚苯胺包覆sbMoO复合材料的制备及储锂性能研究

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湖北大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张锐徐芳芳李佳仪苏拉王石泉刘红英兴发集团湖北泰盛化工有限公司湖北大学化学化工学院

以三氟化锑和钼酸铵为锑源和钼源，采用水热法制备出锑钼锑(sb2MoO6)和sb2MoO6/纳米碳管(CNTs)复合物，利用苯胺聚合在sb2MoO6和sb2MoO6/CNTs上继续包覆聚苯胺(PANI)得到sb2MoO6@PANI (sb2MoO6/CNT)@PANI。采用XRD，SEM，EDX等手段对样品结构和形貌进行了表征，结果发现制备的sb2MoO6为不均匀的长为10 μm 的棒状形貌，而CNTs复合后的sb2MoO6形貌变成厚约为100 nm的片状。作为锂离子电池负极材料，对所有合成的样品进行电化学性能测试，探讨了CNTs复合和聚苯胺(PANI) 包覆对sb2MoO6样品的电化学性能的影响。结果表明：sb2MoO6@PANI、sb2MoO6/CNTs、(sb2MoO6/CNTs)@PANI样品的电化学性能均优于sb2MoO6，其中(sb2MoO6/CNT)@PANI具有最佳的电化学性能。(sb2MoO6/CNT)@PANI在电压范围为0.01～3 V，电流密度为100 mA·g-1条件下，循环100圈后，放电比容量为650 mAh·g-1。CNTs复合和PANI 包覆后的sb2MoO6，颗粒粒径大大降低，还增加了钼酸锑的导电性(阻抗161 Ω)，在电化学循环过程中有效延缓了sb2MoO6材料的体积崩塌。

关键词：负极材料水热法 sb MoO 电化学性能锂离子电池

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亚硫酸钠对铜电解液中砷、锑杂质离子脱除影响的研究

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甘肃冶金 2024年第3期46卷 75-77页

作者：李银丽李彦龙程亮刘瑛鑫何乃勇西北矿冶研究院甘肃白银730900

以铜电解液为原料进行As、sb、Bi杂质离子脱除试验的研究,考察了Na_(2)SO_(3)的滴加浓度对铜电解液AsH 3放出的影响,以及温度、时间等对As、sb等离子脱除的影响。结果表明:Na_(2)SO_(3)的滴加浓度为0.75 g/L、反应温度为65℃、反应时间... 详细信息

以铜电解液为原料进行As、sb、Bi杂质离子脱除试验的研究,考察了Na_(2)SO_(3)的滴加浓度对铜电解液AsH 3放出的影响,以及温度、时间等对As、sb等离子脱除的影响。结果表明:Na_(2)SO_(3)的滴加浓度为0.75 g/L、反应温度为65℃、反应时间为120 min时,As^(5+)浓度在铜电解液中的存在量从11.35 g/L下降到10.68 g/L,说明As^(3+)与sb^(5+)形成了沉淀阳极泥,有效减少了As、sb杂质离子。

关键词：铜电解液沉淀阳极泥 Na_(2)SO_(3) As sb

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Performance improvement of sb2Se3 thin-film solar cells through ultraviolet ozone treatment

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Rare Metals 2022年第8期41卷 2671-2679页

作者： Jian-Min Wu Yan-Ping Lv Jin-Zeng Wang Liu Yang Fang Wang Hao Wu Xiao-Hong Xu Key Laboratory of Magnetic Molecules and Magnetic Information Materials Ministry of EducationSchool of Chemistry and Materials ScienceShanxi Normal University

Antimony selenide（sb2Se3） is a promising photovoltaic thin-film absorber material that has been widely studied in recent years.In sb2Se3thin-film solar cells,cadmium sulfide（CdS） is generally used for the fabrication of electron collection layers because of its high electron affinity,electronic mobility,and environmental stability.This study demonstrates the effects of ultraviolet ozone（UVO） treatment of chemical-bath-deposited CdS thin films on film crystallinity,surface morphology,and photoelectric properties.We find that UVO treatment not only enhances the crystallinity,transmittance,and conductivity of the CdS film,but it also decreases residual organic impurities on the CdS surface significantly,substantially improving the overall device performance.The efficiency of the superstrate CdS/sb2Se3heterojunction solar cell reaches to 4.66%.This UVO treatment is a facile,low-cost,and fast process,which can be performed at room temperature.Our study demonstrates a good method for optimizing the performance of CdS/sb2Se3solar cells and is expected to find wide applications in the future.

关键词： Thin-film solar cells CdS buffer layer Ultraviolet ozone treatment sb 2 Se 3

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动力学诱导的Pd-sb菱面体定向形貌演变

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Science China Materials 2023年第5期66卷 1847-1853页

作者：王梦君吕林喆蒋巧荣李广洪麒明王明敏徐勇黄小青 State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces College of Chemistry and Chemical EngineeringXiamen UniversityXiamen 361005China Guangzhou Key Laboratory of Low-Dimensional Materials and Energy Storage Devices Collaborative Innovation Center of Advanced Energy MaterialsSchool of Materials and EnergyGuangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China Testing and Analysis Center College of Chemistry and Chemical EngineeringXiamen UniversityXiamen 361005China

尽管扭曲的晶体在自然界中无处不在,但由于理想纳米晶体的形成需要极其严格的条件,因此人工制造具有定制形态和扭曲结构的纳米晶体具有极大的挑战性.本研究通过改变生长温度实现了动力学诱导的扭曲Pd_(20)sb_(7)菱面体纳米晶体的定向形... 详细信息

尽管扭曲的晶体在自然界中无处不在,但由于理想纳米晶体的形成需要极其严格的条件,因此人工制造具有定制形态和扭曲结构的纳米晶体具有极大的挑战性.本研究通过改变生长温度实现了动力学诱导的扭曲Pd_(20)sb_(7)菱面体纳米晶体的定向形貌演变.详细的表征和实验表明,缓慢的动力学导致Pd_(20)sb_(7)从正菱面体到扭曲菱面体的形态演变,而在此演变过程中纳米晶体的结构保持相同,均暴露6个{211}晶面.此外,不同形貌的Pd_(20)sb_(7)纳米晶体表现出相似的甲酸氧化反应活性(基于表面钯原子的归一化活性),进一步验证了该动力学诱导形貌演变过程不改变Pd_(20)sb_(7)纳米晶体的结构.本研究拓展了具有特定形貌的钯基纳米晶体的精确控制合成,并有望推动其在化学、材料科学、催化等相关领域的实际应用.

关键词： distorted nanocrystals Pd sb rhombohedra orientational morphological evolution

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