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基于高电导率的疏水气相SiO_(2)复合凝胶电解质的高性能电致变色器件

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无机材料学报 2021年第2期36卷 161-167,I0001,I0002页

作者：赵起乔科姚勇吉陈长陈东初高彦峰上海大学材料科学与工程学院上海200444 佛山大学材料科学与能源工程学院佛山528000

凝胶电解质具有化学稳定、难燃和易于封装等特点,其低离子电导率(10^(–4)~10^(–5) S·cm^(-1))阻碍了电致变色器件(ECDs)凝胶电解质的进一步发展。本研究制备了一种高电导率的疏水SiO_(2)/PMMA/PC/LiClO_(4)凝胶聚合物电解质(H-SiO2 GP... 详细信息

凝胶电解质具有化学稳定、难燃和易于封装等特点,其低离子电导率(10^(–4)~10^(–5) S·cm^(-1))阻碍了电致变色器件(ECDs)凝胶电解质的进一步发展。本研究制备了一种高电导率的疏水SiO_(2)/PMMA/PC/LiClO_(4)凝胶聚合物电解质(H-SiO2 GPEs),并用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)分析了ECDs的电化学行为。实验结果表明,仅引入0.5wt%的疏水性气相SiO_(2),即可使H-SiO_(2) GPEs的离子电导率达到5.14 mS·cm^(–1)(25℃时)。离子电导率的增加归因于SiO_(2)添加物和有机电解质之间良好的相容性和疏水–疏水吸引力促进了高氯酸锂的离解。同时,不同气相二氧化硅含量的GPEs的粘度与剪切速率的关系表现出剪切稀化行为,这表明研究体系形成了三维网状结构。该结构为离子提供了传输通道,进而提高了基于H-SiO_(2) GPEs电致变色器件的响应速度(tbleaching=4 vs 8 s和tcoloring=14 vs 16 s)。同样,通过探究添加疏水性气相SiO_(2)对液态电解液的影响表明:复合疏水性气相SiO2使得LiClO_(4)/PC液态电解液的离子电导率由原来的6.94 mS·cm^(-1)增大到7.58 mS·cm^(-1)。疏水性气相SiO_(2)作为填料对电解质的离子电导率具有一定的积极作用,H-SiO_(2) GPEs的研究为解决ECDs高离子电导率和易泄漏之间的矛盾提供了新思路。

关键词：凝胶电解质电致变色疏水性 SiO_(2)

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涡轮叶片蜡模成形工艺参数对尺寸偏差的影响

特种铸造及有色合金 2023年第1期43卷 135-138页

作者：王晶付超刘畅辉汪东红帅三三任兴孚同济大学机械与能源工程学院上海电气集团股份有限公司上海交通大学材料科学与工程学院上海大学材料科学与工程学院

涡轮叶片蜡模的尺寸精度对最终涡轮叶片铸件的尺寸精度有着重要影响,而压蜡工艺参数直接影响着蜡模的尺寸偏差。选择保压压力、保压时间和注射温度作为压蜡过程的关键工艺参数,设计了正交试验。基于试验得到的尺寸偏差数据定性分析了叶... 详细信息

涡轮叶片蜡模的尺寸精度对最终涡轮叶片铸件的尺寸精度有着重要影响,而压蜡工艺参数直接影响着蜡模的尺寸偏差。选择保压压力、保压时间和注射温度作为压蜡过程的关键工艺参数,设计了正交试验。基于试验得到的尺寸偏差数据定性分析了叶片蜡模的变形规律,并分析了工艺参数对叶片尺寸偏差的影响显著性。得出在蜡模叶身部位整体正偏差的条件下最优的工艺参数组合是保压压力为1.5 MPa,保压时间为150 s,注射温度为56℃。

关键词：蜡模压制尺寸偏差涡轮叶片

氧离子导体表面包覆对Li_(2)MnO_(3)正极材料性能的影响

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功能材料 2023年第10期54卷 10136-10142,10154页

作者：张龙李东林刘小九陆继承长安大学材料科学与工程学院新能源材料和设备实验室西安710061

针对富锂锰基中Li_(2)MnO_(3)在循环过程中放电平台电压衰减和容量衰减的问题,采用湿化学法用氧离子导体Zr_(0.92)Sr_(0.08)O_(2)对其进行包覆改性,研究结果表明,在250 mA/g电流密度下循环100次,包覆1%Zr_(0.92)Sr_(0.08)O_(2)的Li_(2)M... 详细信息

针对富锂锰基中Li_(2)MnO_(3)在循环过程中放电平台电压衰减和容量衰减的问题,采用湿化学法用氧离子导体Zr_(0.92)Sr_(0.08)O_(2)对其进行包覆改性,研究结果表明,在250 mA/g电流密度下循环100次,包覆1%Zr_(0.92)Sr_(0.08)O_(2)的Li_(2)MnO_(3)正极材料容量保持率为82.7%,并且极大地抑制了放电平台电压的衰减,而未包覆的Li_(2)MnO_(3)正极材料的容量保持率为44.3%,其放电平台已经消失。这些结果表明氧离子导体Zr_(0.92)Sr_(0.08)O_(2)能有效地抑制Li_(2)MnO_(3)正极材料充放电过程中放电平台电压和容量的衰减。

关键词： Li_(2)MnO_(3) 氧离子导体包覆放电平台电压

大孔高镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料的制备及其电化学性能研究

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化学学报 2021年第5期79卷 678-684页

作者：李童心李东林张清波高建行孔祥泽樊小勇苟蕾长安大学材料科学与工程学院能源材料与器件研究所西安710061

本工作以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球组装成的胶晶模板作为铸模,溶胶-凝胶法辅助获得大孔LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料.结果表明,利用PMMA作为造孔剂,形成了由100 nm的颗粒堆积而成的大孔结构,这种结构有效地提高... 详细信息

本工作以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球组装成的胶晶模板作为铸模,溶胶-凝胶法辅助获得大孔LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料.结果表明,利用PMMA作为造孔剂,形成了由100 nm的颗粒堆积而成的大孔结构,这种结构有效地提高了材料的倍率性能和循环稳定性.大孔NCM811在0.1C的首次放电比容量为190.3 mAh·g^(−1).2C倍率下NCM811纳米颗粒的放电比容量仅为129.3 mAh·g^(−1),而大孔NCM811的放电比容量为149.8 mAh·g^(−1).0.5C倍率下循环400次后大孔NCM811的容量保持率为83.02%,明显高于纳米颗粒材料的38.59%.

关键词：锂离子电池正极材料胶晶模板大孔 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)

WO_(3)水合物在光催化领域的应用与研究进展

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工程科学学报 2024年第1期46卷 44-55页

作者：张方圆韩伟光张雪孙彦东张子琪郭盛祺河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

三氧化钨(WO_(3))作为一种过渡金属氧化物半导体材料,具有良好的可见光响应能力,是理想的光催化材料之一.然而,其光生电荷分离效率低的弊端始终阻碍其发展.相比于WO_(3),其水合形式(WO_(3)·nH_(2)O)由于具有更高的电荷转移分离效率而... 详细信息

三氧化钨(WO_(3))作为一种过渡金属氧化物半导体材料,具有良好的可见光响应能力,是理想的光催化材料之一.然而,其光生电荷分离效率低的弊端始终阻碍其发展.相比于WO_(3),其水合形式(WO_(3)·nH_(2)O)由于具有更高的电荷转移分离效率而备受研究者的青睐.本文针对近年来WO_(3)·nH_(2)O材料在光催化领域的应用与研究进展进行了系统的归纳整理.首先介绍了WO_(3)·nH_(2)O光催化剂的晶体结构,接着从晶体结构、电子转移分离以及能带结构的角度分析了结晶水对WO_(3)的影响,并重点阐述了WO_(3)·nH_(2)O和WO_(3)·nH_(2)O基改性光催化剂的制备方法.最后总结了WO_(3)·nH_(2)O及其所构建的复合材料在水分解析氢、CO_(2)还原和降解染料类污染物三个方面的应用,并对发展前景做出了展望.本工作旨在为推动WO_(3)·nH_(2)O光催化体系发展提供有益参考.

关键词： WO_(3)·nH_(2)O 光催化制备方法改性策略应用

钨掺杂对锂离子电池LiNiO2正极材料性能的影响

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无机化学学报 2019年第7期35卷 1169-1175页

作者：孔祥泽李东林王子匀贺欣李童心周小荣樊小勇苟蕾长安大学材料科学与工程学院新能源材料与器件研究所

采用溶胶-凝胶法制备了钨掺杂镍酸锂正极材料(LiNi1-xWxO2,x=1%、3%),研究了钨掺杂对LiNiO2正极材料电化学性能的影响。结果表明,钨掺杂明显地改善了LiNiO2的充放电循环性能,在100mA·g-1的电流密度和2.5~4.5V电压范围的测试条件下,LiNi... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了钨掺杂镍酸锂正极材料(LiNi1-xWxO2,x=1%、3%),研究了钨掺杂对LiNiO2正极材料电化学性能的影响。结果表明,钨掺杂明显地改善了LiNiO2的充放电循环性能,在100mA·g-1的电流密度和2.5~4.5V电压范围的测试条件下,LiNi0.99W0.01O2材料循环400次后的容量保持率为62.51%,而LiNiO2在相同循环条件下的保持率仅为47.06%。同时,钨掺杂也提升了LiNiO2的充放电倍率性能,掺杂材料在每一个倍率下放电比容量均高于未掺杂材料。

关键词：锂离子电池 LiNiO2 钨掺杂电化学性能

理想拉伸/剪切应变对U_(3)Si_(2)化学键键长及电荷密度分布影响的第一性原理研究

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物理学报 2022年第22期71卷 259-270页

作者：王坤乔英杰张晓红王晓东郑婷白成英张一鸣都时禹哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室宁波315201

2011年福岛核事故之后,U_(3)Si_(2)作为可代替UO_(2)的核燃料被预测为重要的耐事故燃料.近年来的研究结果表明,U_(3)Si_(2)作为耐事故燃料的候选材料,其在微观尺度上进行的模拟还不够深入.在宏观尺度上不足以建立燃料数据库和模型来有... 详细信息

2011年福岛核事故之后,U_(3)Si_(2)作为可代替UO_(2)的核燃料被预测为重要的耐事故燃料.近年来的研究结果表明,U_(3)Si_(2)作为耐事故燃料的候选材料,其在微观尺度上进行的模拟还不够深入.在宏观尺度上不足以建立燃料数据库和模型来有效预测U_(3)Si_(2)的一些性能.因此,采用第一性原理计算U_(3)Si_(2)核燃料的一些物理化学数据受到了广泛关注.在之前的工作中,我们采用第一性原理计算拉伸/剪切实验(FPCTT/FPCST)的方法预测了U_(3)Si_(2)在几个低指数晶面/晶向上的理想强度.然而,并未对U_(3)Si_(2)的断裂行为进行过多的解释.因此,本论文通过论述理想拉伸/剪切应变对U_(3)Si_(2)化学键键长及电荷密度分布影响,分析了U_(3)Si_(2)在这几个低指数晶面/晶向上的断裂行为.结果表明:U_(3)Si_(2)在理想拉伸应变的作用下,晶体的破坏主要受化学键变化的影响,而在剪切应变的作用下应变能或应力的突然下降,可能与U_(3)Si_(2)的应变诱导结构相变有关.

关键词：第一性原理 U_(3)Si_(2)核燃料化学键电荷密度

工作面回采对断层裂隙带应力扰动规律及注浆加固机制研究

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岩石力学与工程学报 2023年第11期42卷 2668-2681页

作者：孙文斌薛延东杨辉张晓波孔令君山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

回采过程产生的超前支承应力是导致断层裂隙带发育、扩展、贯通的重要因素,而注浆是控制围岩稳定的重要手段,为分析应力扰动下注浆对断层裂隙带附近围岩加固效果,从应力对断层裂隙带围岩扰动规律和注浆加固机制两方面入手,借助相似材料... 详细信息

回采过程产生的超前支承应力是导致断层裂隙带发育、扩展、贯通的重要因素,而注浆是控制围岩稳定的重要手段,为分析应力扰动下注浆对断层裂隙带附近围岩加固效果,从应力对断层裂隙带围岩扰动规律和注浆加固机制两方面入手,借助相似材料模拟试验得出围岩垮落情况、位移变化数据、应力变化数据与数值模拟结果损伤云图、剪切应力曲线图等参数结合手段,分析工作面回采过程对断层裂隙带应力扰动规律及注浆加固机制。结果表明:回采产生的超前支承应力扰动随工作面推进是动态演化过程,该应力会诱发断层裂隙带的发育、扩展,距离工作面位置越近断层裂隙带的应力值越大,并且断层裂隙带端部应力集中现象明显;随着工作面的开挖面与断层构造面距离减小,超前支承应力扰动使断层裂隙带损伤呈不均匀性分布,沿着断层面和煤层顶板处的岩层受采动应力影响要大于底板岩层,离煤层越近的岩体受到应力扰动越明显;通过对比注浆后和未注浆时的围岩、断层裂隙带应力变化得出,注浆使断层更加稳固,上下盘黏结更加紧密,减弱了断层对应力的阻隔效应,减小了断层软弱、破碎、阻碍采动应力传播的特点,有效抑制断层裂隙带发育、扩展,使断层不易活化从而降低了断层滑移趋势。

关键词：采矿工程注浆材料断层活化裂隙发育相似模拟数值模拟

Nb_(2)O_(5)基光催化材料的改性及其在水处理中的应用进展

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稀有金属 2023年第1期47卷 59-72页

作者：靳凤先马晓佳孙彦东张雪张子琪郭盛祺河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

半导体光催化技术是将太阳能转化为化学能的有效途径,在环境污染控制和清洁能源生产等方面拥有巨大应用潜力,发展前景广阔。作为该技术的核心环节,光催化剂材料的设计与研发一直是多学科的研究重点。最近,环境友好的Nb_(2)O_(5)因拥有... 详细信息

半导体光催化技术是将太阳能转化为化学能的有效途径,在环境污染控制和清洁能源生产等方面拥有巨大应用潜力,发展前景广阔。作为该技术的核心环节,光催化剂材料的设计与研发一直是多学科的研究重点。最近,环境友好的Nb_(2)O_(5)因拥有适合光催化反应的多种优良特性,如表面吸附能力强和空穴具有高氧化性等而受到科研工作者青睐。过去几年,大量围绕高活性Nb_(2)O_(5)基光催化材料研发的工作被进行。本文以Nb_(2)O_(5)自身结构特征及理化性质为切入点,针对Nb_(2)O_(5)基光催化材料的改性策略进行总结和整理,介绍了形貌调控、缺陷工程、元素掺杂、贵金属沉积以及半导体复合等策略改善Nb_(2)O_(5)基光催化剂光催化活性的作用机制,并对其在水环境中有机污染物降解、重金属离子还原以及细胞灭活等方面的应用进行评述的同时也对该类材料的发展提出了前景展望。本项工作系统梳理了Nb_(2)O_(5)基光催化材料的发展现状,能够为同行的研究提供有益的借鉴。

关键词： Nb_(2)O_(5) 光催化改性策略水污染处理