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用于高效析氧反应的交联多孔镍阵列的合理构建 预览
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作者 张凯丽 邓盛珏 +5 位作者 钟宇 王亚东 吴建波 王秀丽 夏新辉 涂江平 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1063-1069,共7页
为应对世界能源格局的巨大变化,追求高效绿色能源技术研究始终是一个热点.通常,电化学水分解被认为是最有潜力的环境友好型能量转换策略之一.氧气释放反应(OER)作为水分解的必要过程依赖于低成本高效电催化剂的发展.目前,贵金属氧化物(... 为应对世界能源格局的巨大变化,追求高效绿色能源技术研究始终是一个热点.通常,电化学水分解被认为是最有潜力的环境友好型能量转换策略之一.氧气释放反应(OER)作为水分解的必要过程依赖于低成本高效电催化剂的发展.目前,贵金属氧化物(如氧化铱/氧化钌)被认为是碱性溶液中最高效的OER催化剂.然而,高成本、稀缺性和不稳定性阻碍了它们的广泛应用.因此,探索成本低廉且高效的OER电催化剂成为现今工作的重点.以过渡金属为基础的催化剂因其天然丰度、较高的催化活性、低廉的成本和较好的循环稳定性受到人们的青睐.其中,包括氢氧化镍、氧化镍、硫化镍、磷化镍等在内的镍基化合物是最有代表性的研究对象.到目前为止,已有很多工作对镍基材料进行优化来增强其电子导电性和电化学活性面积,从而大大提高了OER催化性能.但是,这些非阵列的镍基材料由于物质团聚导致反应活性位点被覆盖,同时平面或者粉末状的结构使得材料表面与电解液的接触面积有限,因而催化性能受到限制.相比之下,无粘合剂的3D多孔镍结构通过增加可接触面积和电化学活性位点来改善电催化活性,交联结构也为电子传输和离子扩散提供了更丰富和更短的传输通道,从而提高了催化剂的导电性,有利于电催化性能的提高.本文通过简便的一步电沉积方法合理地设计了具有交联多孔结构的3D镍阵列作为碱性溶液中自支撑的高效OER电催化剂.SEM图清晰地展示了3D多孔镍阵列的形貌特征.3D镍与基底结合紧密且均匀有序地生长,表现出高度交联分支的多孔结构,样品由许多直径为0.5–1.5μm的镍颗粒构成,阵列的孔洞直径为5–10μm.对3D多孔镍阵列的形成机理进行了探讨.利用TEM和XRD对样品进行了微观结构和物相的进一步表征,发现镍分支由200–400 nm的纳米颗粒组成.通过晶面间距、电子 展开更多
关键词 氧气释放反应 镍阵列 电催化 多孔结构 电沉积
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氧化镁层对石墨烯/硅太阳能电池的界面优化 预览
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作者 赵建江 徐明生 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期58-64,共7页
为了探究石墨烯/硅太阳能电池的铝/硅背接触特性,采用连续蒸镀的方法在铝/硅背接触间插入一层氧化镁介质层,对比测试具有不同厚度氧化镁层的电池的电流-电压特性、外量子效应、电池的串联电阻以及背接触电阻。研究表明:随着氧化镁厚度... 为了探究石墨烯/硅太阳能电池的铝/硅背接触特性,采用连续蒸镀的方法在铝/硅背接触间插入一层氧化镁介质层,对比测试具有不同厚度氧化镁层的电池的电流-电压特性、外量子效应、电池的串联电阻以及背接触电阻。研究表明:随着氧化镁厚度的增加,电池的光电转换效率、串联电阻以及背接触电阻存在先增大后降低的趋势,当氧化镁的厚度为1nm时的光电转化效率最优,达到5.53%,厚度为0nm时,光电转换效率为2.90%;当氧化镁的厚度为0nm和1nm时,相应的串联电阻(背接触电阻)分别为4.1Ω(9.6Ω)和1.8Ω(3.2Ω). 展开更多
关键词 石墨烯 太阳能电池 界面优化 氧化镁
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活性炭限域提高硼氢化锂放氢动力学和可逆储氢性能 预览
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作者 周和 刘海镇 +1 位作者 高世超 王新华 《中国有色金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第8期1618-1625,共8页
通过熔融浸渗法将LiBH4限域于多孔活性炭中,并研究浸渗限域对LiBH4储氢性能的影响。氮气吸附结果表明,熔融浸渗方法能够有效将LiBH4限域于活性炭中。该方法既能够保持活性炭骨架结构完整,又能确保限域的效果。放氢结果表明,活性炭限域Li... 通过熔融浸渗法将LiBH4限域于多孔活性炭中,并研究浸渗限域对LiBH4储氢性能的影响。氮气吸附结果表明,熔融浸渗方法能够有效将LiBH4限域于活性炭中。该方法既能够保持活性炭骨架结构完整,又能确保限域的效果。放氢结果表明,活性炭限域LiBH4在190°C开始放氢,该起始放氢温度比纯LiBH4低160°C,并且在400°C时放氢容量达到13.6%。放氢后样品在6 MPa氢压和350°C下再吸氢,可逆储氢容量达到6%,而在相同条件下,纯LiBH4几乎没有可逆储氢容量。质谱分析结果表明,放氢过程中没有乙硼烷和其他杂质气体放出。活性炭限域的LiBH4放氢表观活化能由156.0 k J/mol降低到121.1 k J/mol,使LiBH4放氢动力学性能得到显著改善。 展开更多
关键词 储氢材料 储氢性能 硼氢化锂 活性炭 熔融浸渗
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VO2(A)相变过渡态的球差校正扫描透射电镜原位观察 预览
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作者 陈陆 刘军 +2 位作者 姜超 王勇 张泽 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期305-309,共5页
作为一种具有金属-绝缘体转变的固态相变材料,VO_2一直以来都受到研究人员的密切关注,但关于亚稳相VO_2(A)的研究却较少。本文报道了在球差校正扫描透射电镜(STEM)原位加热实验中,观察到的VO_2(A)纳米线从高温相到低温相转变过程... 作为一种具有金属-绝缘体转变的固态相变材料,VO_2一直以来都受到研究人员的密切关注,但关于亚稳相VO_2(A)的研究却较少。本文报道了在球差校正扫描透射电镜(STEM)原位加热实验中,观察到的VO_2(A)纳米线从高温相到低温相转变过程中的过渡状态。提出了VO_2(A)相变过程中在(001)原子层中,层内转变优先于层间转变的机理。该工作为更全面地理解VO_2(A)的相变提供了新的重要信息。 展开更多
关键词 VO2(A) 相变 过渡态 球差校正 STEM 原位加热实验
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05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢固溶过程的元胞自动机模拟 预览
5
作者 庄期凯 《山西冶金》 CAS 2018年第3期43-45,共3页
采用元胞自动机模型建立了05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢固溶过程的二维模型,模拟了固溶过程中的晶粒形核生长以及化合物相的扩散溶解,模拟结果动态地再现了固溶过程的微观组织特征。通过该模型分析了固溶温度和固溶时间对固溶处理后微观组织的... 采用元胞自动机模型建立了05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢固溶过程的二维模型,模拟了固溶过程中的晶粒形核生长以及化合物相的扩散溶解,模拟结果动态地再现了固溶过程的微观组织特征。通过该模型分析了固溶温度和固溶时间对固溶处理后微观组织的影响。 展开更多
关键词 05Cr17Ni4Cu4Nb 元胞自动机 固溶
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硅纳米晶体的制备、性质及其在光电器件中的应用 预览
6
作者 倪朕伊 皮孝东 杨德仁 《中国材料进展》 CSCD 北大核心 2018年第7期491-505,共15页
硅纳米晶体作为最重要的元素半导体硅的一种纳米形式,由于具有独特的光电特性和友好的环境相容性引起了研究者们的广泛关注。近年来,人们围绕着量子限域效应、表面效应和掺杂效应三个最重要的因素对硅纳米晶体的性质开展了研究,并... 硅纳米晶体作为最重要的元素半导体硅的一种纳米形式,由于具有独特的光电特性和友好的环境相容性引起了研究者们的广泛关注。近年来,人们围绕着量子限域效应、表面效应和掺杂效应三个最重要的因素对硅纳米晶体的性质开展了研究,并通过三者对硅纳米晶体的电学和光学性能进行调控,使其满足面向印刷电子、硅基集成和生物兼容的高性能光电器件的应用。目前,基于硅纳米晶体的太阳能电池、发光二极管和光电探测器等重要光电器件已经被研制出来。综述了近年来国内外研究者们在硅纳米晶体的制备、性质研究及其在光电器件中的应用所取得的研究进展,并展望了硅纳米晶体在材料性能调控方面的发展前景。 展开更多
关键词 纳米晶体 量子限域效应 表面效应 掺杂效应 光电器件
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金属软磁复合材料研究进展 预览
7
作者 吴琛 严密 《中国材料进展》 CSCD 北大核心 2018年第8期582-589,共8页
金属软磁复合材料(SMCS)是电力电子元器件的关键基础材料,在能源、信息、交通、国防等重要领域应用广泛。围绕软磁复合材料合金磁粉和绝缘包覆层两个主要方面展开综述。在合金磁粉的成分设计方面,分别从晶态、非晶和纳米晶软磁合金体系... 金属软磁复合材料(SMCS)是电力电子元器件的关键基础材料,在能源、信息、交通、国防等重要领域应用广泛。围绕软磁复合材料合金磁粉和绝缘包覆层两个主要方面展开综述。在合金磁粉的成分设计方面,分别从晶态、非晶和纳米晶软磁合金体系出发,对比了合金元素对磁粉微结构,以及饱和磁化强度、矫顽力、磁晶各向异性、磁致伸缩系数和电阻率等性能的影响,提出了不同体系合金磁粉的设计原则。在绝缘包覆方面,分别阐述了有机、无机和有机无机复合包覆的最新研究进展,分析了不同绝缘包覆方法的机理和关键制备参数对于绝缘层组分、结构及复合材料综合性能的作用规律,展望了绝缘包覆工艺的发展趋势。在此基础上,提出了软磁复合材料的发展方向。 展开更多
关键词 金属软磁复合材料 软磁合金 绝缘包覆 磁性能 损耗
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量子点发光二极管界面调控研究进展 被引量:2
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作者 顾伟 皮孝东 杨德仁 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第7期48-62,共15页
在量子点发光二极管(QLED)中,由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异,不可避免地存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能QLED,通常利用界面调控。结合QLED的结构,分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相... 在量子点发光二极管(QLED)中,由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异,不可避免地存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能QLED,通常利用界面调控。结合QLED的结构,分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相界面调控三个方面综述了近年来QLED界面调控的研究进展,分析了界面调控机理及其对QLED性能的影响。指出了QLED目前存在的问题,并展望了其未来的发展趋势。 展开更多
关键词 光学器件 量子点 发光二极管 界面调控 界面层
硅量子点在光电器件中的应用研究进展 被引量:5
9
作者 谭华 倪朕伊 +1 位作者 皮孝东 杨德仁 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第3期42-61,共20页
硅量子点(Si QDs)的尺寸一般小于10nm,由于量子限域效应和表面效应而表现出与体硅材料不同的电子和光学性质,因此硅量子点受到了研究者的关注。近年来,硅量子点因其新颖的光电性能已经被应用到光电器件领域,并取得了一系列的研究进展... 硅量子点(Si QDs)的尺寸一般小于10nm,由于量子限域效应和表面效应而表现出与体硅材料不同的电子和光学性质,因此硅量子点受到了研究者的关注。近年来,硅量子点因其新颖的光电性能已经被应用到光电器件领域,并取得了一系列的研究进展。概述了硅量子点的电子和光学性质,详细介绍了国内外有关硅量子点在发光器件、太阳电池和光探测器3个方面的研究进展,并针对不同类型的硅量子点光电器件的性能进行了分析,认为经过坚持不懈的研究,硅量子点能够在未来光电器件革新中扮演重要角色。 展开更多
关键词 光电子学 硅量子点 光电器件 发光二极管 太阳电池 光探测器
石墨烯-晶体硅光伏器件的研究进展 预览
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作者 徐迪恺 余学功 杨德仁 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期302-307,共6页
随着化石能源的日益枯竭,能源问题成为当今世界需要解决的首要问题。在将来的世界能源结构中,太阳能有望占据主导地位。石墨烯是已知材料中载流子移动速度最快的,它化学稳定性好,且在可见光波段具有极高的透光性,非常适合应用于光伏领... 随着化石能源的日益枯竭,能源问题成为当今世界需要解决的首要问题。在将来的世界能源结构中,太阳能有望占据主导地位。石墨烯是已知材料中载流子移动速度最快的,它化学稳定性好,且在可见光波段具有极高的透光性,非常适合应用于光伏领域。石墨烯-硅太阳电池是一种新型的硅基肖特基结太阳电池,具有制备工艺简单,制作成本低等优点,应用潜力巨大。自2010年首次报道以来,器件的光电转换效率已由1??65%迅速提升至15??6%,得到了广泛的关注。简要介绍了石墨烯-硅太阳电池的基本结构和工作原理,从硅表面反射率优化、石墨烯导电性和功函数优化、石墨烯-硅界面优化和n型石墨烯-硅太阳电池等4个方面概述了石墨烯-硅太阳电池的发展历程、研究现状和未来趋势。 展开更多
关键词 石墨烯 太阳电池 掺杂 界面
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Nb-Zn-Sn-O非晶薄膜的生长与性能 被引量:1
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作者 闫伟超 孙汝杰 +2 位作者 陈凌翔 吕建国 叶志镇 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期814-817,共4页
采用射频磁控溅射技术,成功制备出能用作薄膜晶体管(TFT)沟道层的非晶态Nb-ZnSn-O(NZTO)薄膜。研究了溅射压强、退火处理对NZTO薄膜的材料结构、电学和光学性能的影响,并在溅射功率为120W、溅射压强为0.6Pa且在400℃温度下退火2h后,制... 采用射频磁控溅射技术,成功制备出能用作薄膜晶体管(TFT)沟道层的非晶态Nb-ZnSn-O(NZTO)薄膜。研究了溅射压强、退火处理对NZTO薄膜的材料结构、电学和光学性能的影响,并在溅射功率为120W、溅射压强为0.6Pa且在400℃温度下退火2h后,制备出了电子迁移率达5.5cm2v-1s-1、载流子浓度在1017以下且可见光透射率为80%以上的薄膜。 展开更多
关键词 磁控溅射 非晶态 薄膜 退火
粉末冶金法制备Fe-Si-Ni磁粉芯及其磁性能 被引量:1
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作者 徐伟 吴琛 +3 位作者 严密 郑元红 周大海 傅国柱 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期859-862,867共5页
采用熔炼-铸锭-球磨的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,经过预退火热处理、绝缘包覆后将粉末压制成磁粉芯,并对成型后的磁粉芯进行去应力退火处理。对Fe-Si-Ni粉末及磁粉芯的性能系统地进行了检测分析。结果显示:经过预退火处理后的Fe-Si-Ni粉... 采用熔炼-铸锭-球磨的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,经过预退火热处理、绝缘包覆后将粉末压制成磁粉芯,并对成型后的磁粉芯进行去应力退火处理。对Fe-Si-Ni粉末及磁粉芯的性能系统地进行了检测分析。结果显示:经过预退火处理后的Fe-Si-Ni粉末具有较高的饱和磁化强度(Ms)。Fe-Si-Ni磁粉芯的有效磁导率(μe)在10~1000kHz的频率范围内变化很小,且随着Ni含量和退火温度的升高而增大。Fe-Si-Ni磁粉芯有着良好的直流叠加特性(dc-bias),当Ni≥5wt.%时,尽管磁导率百分比随着退火温度的升高逐渐减小,然而在外加直流磁场强度为50Oe时,磁粉芯的磁导率百分比均在70%以上。品质因数(Q)随着Ni含量和退火温度的升高逐渐增大,磁芯损耗随着Ni含量和退火温度的升高而减小。当Ni=8wt.%,退火温度为750℃时,磁粉芯在50kHz,50mT下的磁芯损耗有最小值312mW/cm3。 展开更多
关键词 Fe-Si-Ni磁粉芯 有效磁导率 直流叠加特性 品质因数 磁芯损耗
Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化 预览
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作者 曲晓雷 蒲凯超 +2 位作者 高明霞 刘永锋 潘洪革 《中国材料进展》 CSCD 北大核心 2018年第4期254-263,共10页
Si作为一种新型锂离子电池负极材料,具有理论比容量高、来源丰富、成本低廉、安全性能好等优点,近年来备受关注。但其在充放电过程中会产生巨大的体积变化而使得材料粉化严重,导致循环过程中容量迅速衰退,难以满足实用化的需求。纳米化... Si作为一种新型锂离子电池负极材料,具有理论比容量高、来源丰富、成本低廉、安全性能好等优点,近年来备受关注。但其在充放电过程中会产生巨大的体积变化而使得材料粉化严重,导致循环过程中容量迅速衰退,难以满足实用化的需求。纳米化和合金化是改善Si负极材料的有效途径,纳米化能够有效缓解材料嵌脱锂过程中体积变化造成的机械应力、缩短锂离子的迁移距离,从而明显改善Si基材料的电化学循环稳定性能;合金化可以减小材料在脱嵌锂过程的体积变化率、提高材料的电导率,也可以延长Si基材料的循环寿命。此外,Si合金的振实密度高、制备工艺简单,有利于规模化应用。在简要综述最近5年在Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化方面的研究进展的同时,重点关注了不同纳米结构和合金化方法对其电化学储锂容量、倍率性能和循环稳定性能的影响。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 Si基材料 纳米化 合金化
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Ti基添加剂对Mg2FeH6放氢性能的影响(英文) 预览 被引量:1
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作者 徐晨晨 肖学章 +3 位作者 邵杰 刘朗夏 秦腾 陈立新 《中国有色金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第3期791-798,共8页
结合球磨和热处理制备掺杂Ti,TiMn2和TiAl的Mg2FeH6样品,并系统研究这些添加剂对Mg2FeH6样品放氢行为的影响。研究结果表明:所有添加剂都能够在一定程度上改善Mg2FeH6的放氢性能,特别是TiMn2对Mg2FeH6的放氢动力学性能改善效果显著。根... 结合球磨和热处理制备掺杂Ti,TiMn2和TiAl的Mg2FeH6样品,并系统研究这些添加剂对Mg2FeH6样品放氢行为的影响。研究结果表明:所有添加剂都能够在一定程度上改善Mg2FeH6的放氢性能,特别是TiMn2对Mg2FeH6的放氢动力学性能改善效果显著。根据Kissinger方程计算出掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品的放氢活化能为94.87 k J/mol,与未掺杂的Mg2FeH6样品相比,降低了28 kJ/mol。另外,掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品在循环测试过程中仍具有良好的放氢性能改善效果。 展开更多
关键词 Mg2FeH6 Ti基添加剂 放氢性能 动力学
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单层MoS2(1-x)Se2x合金材料中硒原子的晶界择优掺杂和富集 预览
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作者 吕丹辉 朱丹诚 金传洪 《物理化学学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1514-1519,共6页
采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)研究化学气相沉积法制备的二维MOS2(1-x)Se2,合金材料中Se元素掺杂、取代的微观过程和机理。定量和统计STEM表征结果发现:Se原子晶界处富集显著,晶界处Se元素含量远高于晶畴内部。进一步研... 采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)研究化学气相沉积法制备的二维MOS2(1-x)Se2,合金材料中Se元素掺杂、取代的微观过程和机理。定量和统计STEM表征结果发现:Se原子晶界处富集显著,晶界处Se元素含量远高于晶畴内部。进一步研究表明晶界中掺杂取代Se原子的浓度和分布与晶界结构密切相关。主要与晶界处的局域畸变及其诱导的反应活性有关。该结果对于二维过渡金属硫族化物合金体系的可控合成及应用拓展具有重要意义。 展开更多
关键词 MoS2(1-x)Se2x合金 晶界富集 原子分辨扫描透射电子显微镜
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K2 CO3对 ZnO 纳米晶掺杂锌铝硅玻璃的制备及光学性能的影响 预览
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作者 覃辉军 和阿雷 +1 位作者 赵高凌 韩高荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期7090-7092,共3页
利用高温熔融和后续热处理方法获得了ZnO 纳米晶掺杂的 SiO 2-Al2 O 3-ZnO-K2 CO 3(SAZK)玻璃.利用差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X 射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征.随着玻璃组... 利用高温熔融和后续热处理方法获得了ZnO 纳米晶掺杂的 SiO 2-Al2 O 3-ZnO-K2 CO 3(SAZK)玻璃.利用差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X 射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征.随着玻璃组分中K2 CO 3含量逐渐升高,热处理后 SAZK 玻璃中的主晶相逐渐由 Zn2 SiO 4变为 ZnO.在325 nm 激发下,ZnO纳米晶掺杂的 SAZK 玻璃在580 nm 处有一个宽波段发射峰.在 K2 CO 3含量为8%(摩尔分数)时,SAZK玻璃的发射强度最大. 展开更多
关键词 玻璃 K2CO3 纳米晶
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微乳液法合成Fe0.94Mn0.06PO4@MCNT钠离子电池正极材料 预览 被引量:1
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作者 刘瑶 张俊喜 +1 位作者 张世明 周义荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第14期14062-14066,14070共6页
采用微乳液法合成了Fe0.94 Mn0.06PO4 @MCNT 钠离子电池正极材料. 采用XRD 和SEM/EDS对材料的结构、表面形貌及成分进行了分析.采用电化学测量方法对组装的钠离子电池进行恒流充放电和电化学阻抗谱的测试. 结果表明,Fe0.94 Mn0.06PO4@... 采用微乳液法合成了Fe0.94 Mn0.06PO4 @MCNT 钠离子电池正极材料. 采用XRD 和SEM/EDS对材料的结构、表面形貌及成分进行了分析.采用电化学测量方法对组装的钠离子电池进行恒流充放电和电化学阻抗谱的测试. 结果表明,Fe0.94 Mn0.06PO4@MCNT复合材料以0.1,0.2,0.5和1.0C倍率在电化学窗口1.5-4.2V 充放电,放电比容量分别达160.6,147.9,137.5和106.8mAh/g.Fe0.94Mn0.06PO4@MCNT 电化学性能比FePO4@MCNT 和纯的FeGPO4 有明显提高. 展开更多
关键词 磷酸铁 锰离子 多壁碳纳米管 微乳液 钠离子电池
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