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超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金晶体结构及性能研究进展

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1204-1214页

作者：张晓杰田晓张颖韩家乐杨艳春塔娜内蒙古师范大学物理与电子信息学院呼和浩特010022 内蒙古师范大学稀土功能新能源储能材料内蒙古自治区工程研究中心呼和浩特010022 内蒙古师范大学功能材料物理与化学自治区重点实验室呼和浩特010022

超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金具有放电容量大、能量密度高和成本低等优点,是一种重要的氢能存储和转换材料,目前主要用做镍氢电池负极材料和直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂。La-Mg-Ni复合合金最初是在La-Ni基储氢合金的基础上,通过用... 详细信息

超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金具有放电容量大、能量密度高和成本低等优点,是一种重要的氢能存储和转换材料,目前主要用做镍氢电池负极材料和直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂。La-Mg-Ni复合合金最初是在La-Ni基储氢合金的基础上,通过用部分Mg替代La而发展起来的。由于La-Mg-Ni复合合金中金属Mg熔点、沸点低,易挥发,导致采用常规熔炼法很难制备;同时合金中的Mg在碱性电解液中容易腐蚀、氧化,导致合金的循环稳定性差。为克服La-Mg-Ni复合合金制备困难和循环稳定性差等问题,研究者又在La-Ni基储氢合金的基础上,通过用部分Y替代La开发出了La-Y-Ni合金。La-Mg-Ni和La-Y-Ni复合合金具有非常相似的超晶格结构,均能表现出很好的储氢性能,均属于同一类新型超晶格结构储氢合金。本文对La-Mg/Y-Ni储氢合金近20多年的研究成果进行了梳理。本文首先介绍超晶格La-Mg-Ni和La-Y-Ni复合合金的相结构组成及相结构的演变规律,同时分析了Mg元素和Y元素部分替代La元素分别对La-Mg/Y-Ni合金结构和性能的影响,然后讨论了La-Mg/Y-Ni复合合金中的相结构对合金性能的影响。最后,指出了超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金未来所面临的挑战和发展方向。

关键词：储氢材料 La-Mg-Ni复合储氢合金 La-Y-Ni复合储氢合金相结构电化学性能

悬浮液等离子喷涂制备Y_(2)O_(3)涂层及耐等离子刻蚀性

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无机材料学报 2024年第8期39卷 929-936页

作者：马文申喆刘琪高元明白玉李荣星内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区稀土新材料及功能涂层工程研究中心呼和浩特010051

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相... 详细信息

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。

关键词：悬浮液等离子喷涂 Y_(2)O_(3)涂层孔隙率耐等离子刻蚀性

MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)化合物的结构与磁性

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功能材料 2024年第4期55卷 4135-4141,4178页

作者：王欣宁迪立新伊博乐欧志强哈斯朝鲁李英杰特古斯内蒙古师范大学物理与电子信息学院呼和浩特010022 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室呼和浩特010022

利用高能球磨法和粉末烧结法制备了MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)(x=0.03,0.04,0.06,0.08,0.09)系列化合物。室温X射线衍射结果表明化合物均呈现Fe_(2)P型六角结构,随着Ti含量的增加,晶格常数a、b减小,晶格常数c增大,晶胞体积有所... 详细信息

利用高能球磨法和粉末烧结法制备了MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)(x=0.03,0.04,0.06,0.08,0.09)系列化合物。室温X射线衍射结果表明化合物均呈现Fe_(2)P型六角结构,随着Ti含量的增加,晶格常数a、b减小,晶格常数c增大,晶胞体积有所增大。变温X射线衍射实验结果表明,MnFe_(0.94)Ti_(0.06)P_(0.77)Ge_(0.23)化合物在305~350 K温度区间内发生铁磁到顺磁的相转变,存在磁弹耦合现象。MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)(x=0.03,0.04,0.06,0.08,0.09)化合物的磁性测量结果表明随着Ti含量增加化合物的居里温度降低,热滞变大,最大等温磁熵变减小。

关键词：磁制冷 X射线衍射变温X射线衍射磁弹耦合居里温度

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塑晶材料及其压卡效应研究发展与展望

材料导报 2024年第5期38卷 272-279页

作者：范晓燕赵雪婷欧志强内蒙古师范大学物理与电子信息学院呼和浩特010022 中国科学院金属研究所沈阳110016 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室呼和浩特010022

随着世界经济的快速发展,以及全球变暖导致的气候问题日益加重,制冷技术对现代社会的影响越来越深入。全氯氟烃(CFCs)和含氢氯氟烃(HCFCs)类氟利昂制冷剂在常规的气体压缩制冷技术中一直占据主要地位,但这一类制冷剂的使用会加剧全球的... 详细信息

随着世界经济的快速发展,以及全球变暖导致的气候问题日益加重,制冷技术对现代社会的影响越来越深入。全氯氟烃(CFCs)和含氢氯氟烃(HCFCs)类氟利昂制冷剂在常规的气体压缩制冷技术中一直占据主要地位,但这一类制冷剂的使用会加剧全球的温室效应。为了实现全球碳中和,寻求高效环保的制冷方案成为科学家们的重点研究方向,而基于外场诱导的固态相变技术就提供了一种很有前景的方案,其中压卡效应备受关注。近年来,科学家们相继在一系列被称为塑晶的材料中发现了庞压卡效应,其熵变比传统的固态相变制冷材料高一个数量级。在此之后,科研界对塑晶材料压卡效应的研究逐渐增多,并不断探寻出新的具有优异性能的塑晶材料作为压卡制冷技术的工质。这极大地促进了压卡制冷技术的发展,为未来实现绿色环保的高效制冷技术提供了更多可能性。本文将简单解释塑晶压卡效应的物理机制,对C_(5)H_(12)O_(2)(NPG)、(NH_(2))C(CH_(2)OH)_(3)(TRIS)以及碳硼烷等几种典型的塑晶材料在压卡效应上的综合表现进行陈述和对比,并对塑晶压卡效应在新型固态制冷技术中的应用进行展望。

关键词：固态相变庞压卡效应压卡效应制冷技术塑晶材料

MgSc合金α相和β相中空位扩散性质的计算研究

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中国有色金属学报 2024年

作者：邰兴安丁美玲武晓霞那日苏内蒙古师范大学物理与电子信息学院现代物理研究中心内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室

镁钪合金是迄今为止最轻的形状记忆合金，在航空航天、汽车工业和医疗等领域有广泛的应用前景。采用特殊准随机结构结合第一性原理计算方法，计算了α、β相Mg1-xScx（x=0.2， 0.3， 0.5， 0.7）合金中空位形成能和迁移能。结果表明，... 详细信息

镁钪合金是迄今为止最轻的形状记忆合金，在航空航天、汽车工业和医疗等领域有广泛的应用前景。采用特殊准随机结构结合第一性原理计算方法，计算了α、β相Mg1-xScx（x=0.2， 0.3， 0.5， 0.7）合金中空位形成能和迁移能。结果表明，在相同组分合金中，空位第一近邻Sc原子数的变化对α相MgSc合金单空位形成能影响较大，而对β相的影响较小。随着合金中Sc含量的增加，空位形成能范围显著增大，表明Sc掺杂使合金更难于形成空位。在不同组分MgSc合金中，Sc空位迁移能均大于Mg空位迁移能，表明原子的扩散主要通过Mg原子完成，并且Mg原子在β相中的空位迁移能低于α相，意味着经过相同的时效处理后，MgSc合金中有序化过程可能更容易在β相中发生。

关键词： MgSc合金空位空位形成能空位迁移能第一性原理计算

无水草酸辅助硝酸铁热分解制备高饱和磁化强度γ-Fe_(2)O_(3)纳米粒子

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应用化工 2024年第7期53卷 1578-1582页

作者：高波赵斯琴长山内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区环境化学重点实验室内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区功能材料物理与化学实验室内蒙古呼和浩特010022

采用硝酸铁和无水草酸为原料,通过简便的一步固相法焙烧制备γ-Fe_(2)O_(3)纳米粒子。采用XRD、SEM-EDS、N_(2)-吸附/脱附和VSM等表征手段分析了样品的结构、形态和磁性能。研究表明,在Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O中添加C_(2)H_(2)O_(4),... 详细信息

采用硝酸铁和无水草酸为原料,通过简便的一步固相法焙烧制备γ-Fe_(2)O_(3)纳米粒子。采用XRD、SEM-EDS、N_(2)-吸附/脱附和VSM等表征手段分析了样品的结构、形态和磁性能。研究表明,在Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O中添加C_(2)H_(2)O_(4),可以制备出饱和磁化强度为76.3 emu/g的棒状γ-Fe_(2)O_(3)。

关键词：九水硝酸铁高饱和磁化强度棒状γ-Fe_(2)O_(3) 一步固相法

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固态光致变色螺吡喃类化合物的研究进展

有机化学 2024年第6期44卷 1719-1732页

作者：杨素华刘箫音邹丽飞韩杰赤峰学院化学与生命科学学院内蒙古自治区光电功能重点实验室内蒙古赤峰024000 南开大学化学学院天津300071

近年来,有机光致变色材料持续引起人们的研究兴趣,因为此类化合物在分子开关、防伪及生物荧光成像等领域都展现出了广泛的应用价值.螺吡喃(SP)类化合物具有制备方法简单、容易修饰和光学性能较好等优点,能在光、热、电、酸碱及外力等多... 详细信息

近年来,有机光致变色材料持续引起人们的研究兴趣,因为此类化合物在分子开关、防伪及生物荧光成像等领域都展现出了广泛的应用价值.螺吡喃(SP)类化合物具有制备方法简单、容易修饰和光学性能较好等优点,能在光、热、电、酸碱及外力等多种外部刺激下发生结构和性能的改变,因而可被应用于多个领域.无基质的固态螺吡喃类化合物因为分子堆积紧密,缺少空间自由体积,难以发生光致变色反应.开发固态下具有光致变色的螺吡喃是新材料领域的一个重要发展趋势.以分子结构与性质之间的关系为重点,全面总结了固态光致变色螺吡喃材料的研究进展.

关键词：螺吡喃固态光致变色

电催化硝酸根还原合成氨:关于铁/铜基催化剂的研究展望

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 25-36页

作者：陈丽丽郝彦衡褚健意刘松白凤华罗文豪内蒙古大学化学化工学院内蒙古自治区稀土材料化学与物理重点实验室内蒙古呼和浩特010021 东北林业大学化学化工与资源利用学院黑龙江哈尔滨150040

氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3... 详细信息

氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3)−)污染的去除.然而,NO_(3)RR涉及多个电子和质子转移过程,且存在析氢反应(HER)等竞争反应,导致NO_(3)RR的法拉第效率(FE)和选择性较低.近年来,精准构筑NO_(3)RR电催化剂,实现高效合成氨逐步成为电催化领域的研究热点.其中,铁/铜基催化剂因其优异的催化性能和经济可行性而备受关注.因此,对近年来具有代表性的铁/铜基催化剂的研究进展进行总结是非常必要的.本文首先简述了电化学NO_(3)RR合成氨可能发生的反应路径,主要围绕铁/铜基电催化剂在NO_(3)RR中可能涉及的反应历程和相应的中间体.在此基础上,针对不同的反应机理系统归纳了三种催化剂设计策略,包括单原子催化剂策略、双金属催化剂策略以及仿生催化剂策略等.随后,重点评析和讨论了原位实时表征技术,如原位电化学质谱、原位X射线吸收光谱和原位红外/拉曼等,在电催化NO_(3)RR合成氨研究领域中的代表性应用案例,并阐明了原位表征技术的发展和联用对于揭示NO_(3)RR本征活性位和动态机理的关键作用.最后,系统总结了当前NO_(3)RR所面临的核心挑战并对其未来的研究机遇和发展方向进行了展望,包括高效催化剂的关键描述符和设计策略,探究固-液界面的前沿原位表征技术开发,以及将NO_(3)RR与绿色反应(如二氧化碳转化和生物质转化等)高效耦联制备高值化学品.综上所述,尽管电催化NO_(3)RR合成氨目前仍面临诸多挑战,随着实验方案、科学理论和原位表征技术的不断发展,未来将会出现更多高效且稳定的NO_(3)RR催化剂.本文旨在为高效电催化剂的理性开发,深入理解其动态反应机理与催化剂构效关系提供参考.

关键词：电催化硝酸根还原合成氨铁/铜基催化剂原位表征

La^(3+)对双配体温敏漆荧光性质的影响

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中国稀土学报 2024年第5期42卷 918-925,I0003页

作者：宋亚娇王洪刚高枫于洪翠刘景林内蒙古民族大学化学与材料学院内蒙古自治区天然产物化学及功能分子合成重点实验室内蒙古自治区纳米碳材料重点实验室内蒙古通辽028000 扎鲁特旗第一中学内蒙古通辽029100

以La^(3+)掺杂的噻吩甲酰基三氟丙酮邻菲罗啉铕配合物(Eu(TTA)3phen)为发光探针分子,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基质,利用自由基聚合作用制备了La^(3+)掺杂Eu(TTA)3phen/PMMA温敏漆。具有最佳稀土离子配比(Eu^(3+):La^(3+)=0.5:0.5)的... 详细信息

以La^(3+)掺杂的噻吩甲酰基三氟丙酮邻菲罗啉铕配合物(Eu(TTA)3phen)为发光探针分子,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基质,利用自由基聚合作用制备了La^(3+)掺杂Eu(TTA)3phen/PMMA温敏漆。具有最佳稀土离子配比(Eu^(3+):La^(3+)=0.5:0.5)的温敏漆Eu_(0.5)La_(0.5)(TTA)_(3)phen/PMMA在614 nm附近具有最强红光发射,在20~60℃温度范围内具有较好的温度猝灭性质。此外,La^(3+)能够通过协同效应提高温敏漆的相对荧光强度变化率和测温灵敏度。Eu_(0.5)La_(0.5)(TTA)_(3)phen/PMMA温敏漆作为一种新型非接触式温度敏感涂料,在大面积固体场温度分布测量、尤其是飞行器周围复杂流动气体力学行为的深入研究方面具有潜在应用价值。

关键词：稀土离子温敏漆荧光性质