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有机电子传输材料在反式钙钛矿太阳能电池中的研究现状

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材料导报 2024年第10期38卷 220-230页

作者：王耀武王彬彬河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454003

近年来,反式结构的钙钛矿太阳能电池凭借制备工艺简单、可低温成膜、迟滞效应低、适合与传统太阳能电池结合制备叠层器件等优点,受到了人们广泛的关注,经过几年的发展,反式钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已从3.9%提升到25.37%。其中电... 详细信息

近年来,反式结构的钙钛矿太阳能电池凭借制备工艺简单、可低温成膜、迟滞效应低、适合与传统太阳能电池结合制备叠层器件等优点,受到了人们广泛的关注,经过几年的发展,反式钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已从3.9%提升到25.37%。其中电子传输层作为钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,在提取和运输载流子、阻挡空穴、调节界面能级结构和抑制电荷复合等方面起着关键性的作用。一些有机材料(富勒烯及其衍生物、苝二酰亚胺、萘二酰亚胺等)凭借容易合成和纯化、能级可调、电子迁移率高、溶解性好、化学/热稳定性良好等优势,已经广泛应用于反式钙钛矿太阳能电池。本文主要介绍了不同有机电子传输材料在反式钙钛矿太阳能电池中的研究现状,还介绍了电子传输层掺杂和界面修饰两种提升器件性能的改性手段,旨在为开发全新的有机电子传输材料提供基础性的理论指导。

关键词：反式钙钛矿太阳能电池工作机理有机电子传输材料

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热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料研究进展

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 808-818页

作者：李璇蕊郑婷王晓东张晓红乔英杰哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热... 详细信息

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热塑性树脂增韧环氧树脂研究现状进行了分析。研究发现:热塑性树脂增韧环氧树脂的共混体系从均相状态到高交联结构的固定相形态,这种转变极大程度提高了材料的性能。

关键词：环氧树脂复合材料增韧改性热塑性树脂聚醚醚酮聚醚砜聚氨酯界面

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硫化铟锡(In_(x)Sn_(5-x)S_(8))的能带调控及其可见光催化生成H2O2性能

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硅酸盐学报 2024年第1期52卷 109-121页

作者：周彤赵亮薛世翔吴攀杨鑫鑫谭自强雷琬莹西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

双氧水(H_(2)O_(2))是一种重要的化学品,可以作为氧化剂或者燃料使用。基于半导体的光催化技术能够利用可再生的太阳能,以水和氧气为原料生产双氧水,是一种极具应用前景的工艺。因此,开发高效的半导体材料成为了急需突破的目标。通过调... 详细信息

双氧水(H_(2)O_(2))是一种重要的化学品,可以作为氧化剂或者燃料使用。基于半导体的光催化技术能够利用可再生的太阳能,以水和氧气为原料生产双氧水,是一种极具应用前景的工艺。因此,开发高效的半导体材料成为了急需突破的目标。通过调整原料的摩尔比,利用水热法制备出一系列硫化铟锡(In_(x)Sn_(5-x)S_(8))样品,其中,In4Sn S8纳米材料表现优异的光催化性能,在可见光下生成H_(2)O_(2)的速率为1.936μmol/(L·min),较单独In_(2)S_(3)和SnS_(2)分别提高了5.2倍和71.7倍。能带结构分析说明In_(x)Sn_(5-x)S_(8)的禁带宽度和能带位置可以由In/Sn摩尔比例控制,In_(4)SnS_(8)纳米材料具有合适的带宽(2.16 eV),其导带和价带分别位于-0.39 eV和1.77 eV,可以有效利用可见光并且能够同时满足双氧水生成过程的氧气还原路径和水氧化路径。此外,In4Sn S8纳米材料的多级次纳米花状形貌可以提供更多的反应活性位点,达到提升光催化性能的目的。

关键词：双金属硫化物能带调控纳米材料光催化双氧水生成

基于妥尔油生产及碱辅助DES预处理的生物质全组分利用研究进展

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林产化学与工业 2024年第5期44卷 210-220页

作者：张海林时君友北华大学材料科学与工程学院吉林吉林132013

通过成熟的妥尔油生产技术与绿色经济的木质纤维原料预处理技术相结合的方式,为实现天然树脂与纤维素、半纤维素、木质素这4种成分高效绿色分离提供了可能。本文在简单介绍妥尔油成分的基础上,总结了硫酸盐制浆中妥尔油的分离、生产和... 详细信息

通过成熟的妥尔油生产技术与绿色经济的木质纤维原料预处理技术相结合的方式,为实现天然树脂与纤维素、半纤维素、木质素这4种成分高效绿色分离提供了可能。本文在简单介绍妥尔油成分的基础上,总结了硫酸盐制浆中妥尔油的分离、生产和纯化及其改进方法,妥尔油向生物质化学品和生物质能源的转化应用情况,以及与妥尔油分离环境相似的碱辅助低共熔溶剂(DES)环境下预处理木质纤维原料的研究进展。最后分析了目前碱辅助DES预处理技术与妥尔油生产工艺结合过程中存在的问题,并提出未来的主要研究方向。

关键词：天然树脂妥尔油绿色经济预处理碱性溶剂

钙钛矿氧化物LaCuO_(3)的电子结构调控及电催化析氧性能

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功能材料 2024年第5期55卷 5126-5133页

作者：侯伟莉张影尚吉花孙宇峰梁丹丹安徽工程大学材料科学与工程学院安徽芜湖241000

钙钛矿型氧化物因其具有相对较高的OER催化活性,成为了电解水阳极催化剂的热门材料之一。采用溶胶—凝胶法合成LaCuO_(3)钙钛矿型氧化物,通过Co、Ni元素掺杂提高电催化剂的催化活性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散... 详细信息

钙钛矿型氧化物因其具有相对较高的OER催化活性,成为了电解水阳极催化剂的热门材料之一。采用溶胶—凝胶法合成LaCuO_(3)钙钛矿型氧化物,通过Co、Ni元素掺杂提高电催化剂的催化活性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)表征以及稳态极化(LSV)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等电化学测试分析,发现LaCu_(0.8)Ni_(0.2)O_(3)在10 mA/cm^(2)时,过电位最低为285 mV,具有较好的OER催化活性。这是由于Ni元素的离子半径大于Cu元素的离子半径,增加了催化剂的反应活性位点,从而提高了其催化活性。

关键词： Cu基钙钛矿氧化物元素掺杂电子调控电催化氧析出反应

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NiTi形状记忆合金中的氢效应研究进展

材料工程 2024年第5期52卷 57-66页

作者：赵厚锐左舜贵王盖世肖飞中国航发长江动力有限公司湖南岳阳414100 上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

NiTi形状记忆合金应用于牙齿正畸弓丝、心血管支架、流体阀门等场景时受应力与化学腐蚀的双重作用,导致合金出现一定程度的氢脆并影响构件的可靠性与安全性。本文围绕NiTi合金中的氢效应问题,综述氢在NiTi合金中的占位、存在状态与扩散... 详细信息

NiTi形状记忆合金应用于牙齿正畸弓丝、心血管支架、流体阀门等场景时受应力与化学腐蚀的双重作用,导致合金出现一定程度的氢脆并影响构件的可靠性与安全性。本文围绕NiTi合金中的氢效应问题,综述氢在NiTi合金中的占位、存在状态与扩散行为。总结NiTi合金中氢的含量、状态、分布和扩散系数的表征方法,介绍氢对NiTi合金马氏体相变、阻尼行为的影响,重点讨论NiTi合金的氢脆行为、氢脆影响因素及氢脆机制,并总结用于避免或延迟NiTi合金氢脆发生的措施与方法。最后,提出氢在NiTi合金各相中的扩散行为研究、氢分布的可视化表征以及氢-马氏体相变相互作用等研究方向,以期为NiTi形状记忆合金的研究人员提供有益参考。

关键词： NiTi合金形状记忆合金马氏体相变氢效应氢脆

0.9BaTiO_(3)-0.1Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_(3)铁电薄膜制备及储能特性

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无机材料学报 2024年第3期39卷 291-298页

作者：刘松张发强罗进刘志甫南京工业大学材料科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室南京210009 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

电介质薄膜是通过介质极化方式存储静电能的一种材料,以其高功率密度和高充放电效率,在电子器件领域得到广泛应用。目前,储能密度较低和温度稳定性差仍是电介质储能薄膜的缺陷。本研究采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_(2)/Si衬底上制备了0.9... 详细信息

电介质薄膜是通过介质极化方式存储静电能的一种材料,以其高功率密度和高充放电效率,在电子器件领域得到广泛应用。目前,储能密度较低和温度稳定性差仍是电介质储能薄膜的缺陷。本研究采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_(2)/Si衬底上制备了0.9BaTiO_(3)-0.1Bi(Ti_(1/2)Mg_(1/2))O_(3)(0.9BT-0.1BMT)薄膜,通过引入BMT期望获得高储能密度及宽温度稳定性,并研究了退火温度对薄膜的相组成和微观形貌的影响。研究结果表明,退火温度过高会导致薄膜的致密性明显降低并伴随晶粒尺寸增大,750℃是最佳的退火温度。综合性能研究发现,1 kHz下,薄膜的室温介电常数为399,介电损耗为5.8%。薄膜在各测试频率下的介电温度稳定性满足X9R标准,ΔC/C25℃≤±13.9%。通过Currie-Weiss关系计算得到薄膜的弛豫系数(Relaxor value)γ值为≈1.96,说明其具有明显的弛豫特性。储能特性研究显示,薄膜的室温储能密度Wrec达51.9 J/cm^(3),室温~200℃的宽温度范围内,储能密度Wrec>20 J/cm^(3),可释放能量效率η>65%(1600 kV/cm)。在脉冲放电测试中,薄膜的脉冲放电时间τ0.9保持在15μs以内,且具有优异的频率、温度和循环可靠性。本研究所制备的0.9BT-0.1BMT铁电薄膜具有出色的储能特性和宽温度稳定性,具备在高温环境中应用的潜力。

关键词： BaTiO_(3) 铁电薄膜退火温度能量存储宽温稳定弛豫铁电

超音速火焰喷涂铁基非晶纳米晶涂层的工艺参数与性能试验

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工程科学学报 2024年第5期46卷 844-852页

作者：毕然董安平孙益民马静娴王德成中国机械科学研究总院北京100044 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 安徽师范大学化学与材料科学学院芜湖241000

为了进一步深入研究铁基非晶涂层的制备和性能,利用人工神经网络和多因素多水平设计对超音速火焰喷涂技术制备的铁基非晶纳米晶涂层的工艺参数和性能进行了优化,以期对铁基非晶涂层的实际应用提供参考.多因素多水平试验通过设计分析方... 详细信息

为了进一步深入研究铁基非晶涂层的制备和性能,利用人工神经网络和多因素多水平设计对超音速火焰喷涂技术制备的铁基非晶纳米晶涂层的工艺参数和性能进行了优化,以期对铁基非晶涂层的实际应用提供参考.多因素多水平试验通过设计分析方法和设计实验参数,建立神经网络模型,研究了煤油量、氧气量、送粉率和喷涂距离四项工艺参数对涂层孔隙率、硬度、结合强度和沉积效率的影响规律.采用扫描电镜、透射电镜等手段表征了粉末及涂层的显微结构和内部微观组织形貌;采用X射线衍射仪、同步热分析仪等设备对粉末和涂层成分、相组成和非晶程度进行了观察分析.验证了工艺参数优化过程的计算机模拟结果,确定了最佳喷涂工艺参数范围,进一步提升了涂层的性能.讨论了喷涂过程中孔隙形成的微观过程和非晶纳米晶对涂层性能的影响机理.研究表明各工艺参数对涂层性能是多因素互相影响的,理论上最佳喷涂工艺参数为煤油量23 L·h^(-1)、氧气量51 L·h^(-1)、送粉率72 g·min^(-1)、喷涂距离280 mm,制备出的铁基非晶涂层厚度约为270μm、孔隙率约为1.3%、结合强度约为84 MPa、硬度约为1110 HV_(0.3).涂层非晶程度在80%左右,纳米晶尺寸为3~5 nm,涂层在600℃以下不会发生晶化过程.

关键词：超音速火焰喷涂多因素多水平试验设计方法神经网络喷涂工艺参数铁基非晶纳米晶

PEG功能化及其在粉末注射成型17-4PH不锈钢中的应用

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塑料科技 2024年第9期52卷 45-50页

作者：李晓芙吴盾曹峥成骏峰王东刘春林常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学怀德学院江苏靖江214500

以α-甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,接枝改性聚乙二醇(PEG),得到PEG功能化产物(PEG-X),用其湿法处理17-4PH不锈钢粉末,结合聚甲醛/聚丙烯/高密度聚乙烯(POM/PP/HDPE)黏合剂制备粉末注射成型喂料,... 详细信息

以α-甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,接枝改性聚乙二醇(PEG),得到PEG功能化产物(PEG-X),用其湿法处理17-4PH不锈钢粉末,结合聚甲醛/聚丙烯/高密度聚乙烯(POM/PP/HDPE)黏合剂制备粉末注射成型喂料,经注射、脱脂、烧结得到17-4PH烧结样品。讨论了PEG-X对17-4PH不锈钢粉末注射成型喂料和烧结样品性能的影响。结果表明:黏结剂与17-4PH不锈钢粉末的相容性被改善,两者的表面张力下降,浸润性变佳,与POM接触角从116°下降到55°,其中PEG-BA处理效果最佳;喂料流变性能、注射胚力学性能均被改善;经PEG功能化处理的粉末烧结样品晶粒细化,力学性能改善。PEG-MA处理的粉末烧结样品拉伸强度从768 MPa提高到982 MPa,PEG-GMA处理的粉末烧结样品断裂伸长率从10.25%提高到15.90%。

关键词：金属粉末注射成型 17-4PH不锈钢接枝表面改性力学性能