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Mn^(2+)掺杂聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备及电化学性能
1
作者 闫共芹 谢相飞 +3 位作者 蓝春波 赵卓凡 王晨 武桐 《精细化工》 北大核心 2025年第9期1951-1959,共9页
以FeSO_(4)·7H_(2)O、MnSO_(4)·H_(2)O、NH_(4)H_(2)PO_(4)、CH_(3)COONa、一水合柠檬酸和氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Mn^(2+)掺杂、还原氧化石墨烯(rGO)包覆的聚阴离子型钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3–x)M... 以FeSO_(4)·7H_(2)O、MnSO_(4)·H_(2)O、NH_(4)H_(2)PO_(4)、CH_(3)COONa、一水合柠檬酸和氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Mn^(2+)掺杂、还原氧化石墨烯(rGO)包覆的聚阴离子型钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3–x)Mn_(x)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))/rGO(Mn_(x)-NFPP/rGO,x为Mn掺杂量,即Mn取代Fe的物质的量)。采用SEM、XRD、EDS、XPS对Mn_(x)-NFPP/rGO的微观形貌和结构成分进行了表征。通过恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗测试,考察了Mn^(2+)掺杂量对Mn_(x)-NFPP/rGO电化学性能的影响,采用密度泛函理论计算了Mn_(x)-NFPP/rGO的能带和态密度。结果表明,Mn^(2+)掺杂扩大了Na^(+)扩散通道,提高了Na^(+)扩散速率,但对材料的三维结构和形貌没有影响;Mn_(0.30)-NFPP/rGO表现出最优的循环稳定性和倍率性能,在0.05 C倍率下具有131.2 mA·h/g的初始放电比容量,在2 C倍率下的放电比容量为91.9 mA·h/g;Mn^(2+)掺杂和rGO包覆有效提高了材料的放电比容量和循环稳定性,在1 C倍率下循环100圈后的比容量保持率为94%。Mn^(2+)的掺杂降低了材料价带与导带之间的带隙(3.128 eV),使价带中的电子更容易跃迁到导带,从而有利于提高Na^(+)的扩散动力学和本征电导率。 展开更多
关键词 mn^(2+)掺杂 Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/rGO 钠离子电池 正极材料 电化学性能 储能机理 功能材料
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Cu-Mn型CO催化剂催化氧化特性及其影响因素研究 被引量：1
2
作者 周露函 姜延航 +2 位作者 李旭 孙亚胜男 王丽新 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第1期127-136,共10页
为探究不同金属掺杂和沉淀温度对Cu-Mn型催化剂催化氧化CO性能的影响,首先采用共沉淀法制备Cu-Mn型CO催化剂,利用自主搭建的试验平台,测试分析不同金属掺杂和沉淀温度条件下Cu-Mn型CO催化剂催化氧化CO特性;然后通过全自动物理吸附仪和X... 为探究不同金属掺杂和沉淀温度对Cu-Mn型催化剂催化氧化CO性能的影响,首先采用共沉淀法制备Cu-Mn型CO催化剂,利用自主搭建的试验平台,测试分析不同金属掺杂和沉淀温度条件下Cu-Mn型CO催化剂催化氧化CO特性;然后通过全自动物理吸附仪和X射线衍射(XRD)分析仪获得催化剂的孔隙特征参数和表面晶型结构,采用原位漫反射红外光谱技术展示催化剂催化氧化CO的反应过程,并介绍催化剂在煤矿井下的应用前景。研究结果表明:试验测试时间内(80 s以内),随着反应时间的增加,CO体积分数表现为逐渐减小、缓慢增加后趋于平缓的变化特征,反应的CO物质的量逐渐增加。催化剂催化氧化CO效果越好,其比表面积越大,平均孔径越小,总孔容越大。当掺杂金属分别为Sn、Fe和Ce时,3种催化剂的催化氧化CO特性强弱由大到小为:CuMnO_(x)-Ce>CuMnO_(x)-Sn>CuMnO_(x)-Fe,参与反应的CO物质的量分别为0.0153、0.0093和0.0203 mol,CO消除效率分别为61%、47%和77%。沉淀温度为70℃时,催化剂的晶核数量要明显高于沉淀温度为60和80℃,当沉淀温度分别为60、70和80℃时,3种催化剂的催化氧化CO特性强弱由大到小为:CuMnO_(x)-Ce-70>CuMnO_(x)-Ce-80>CuMnO_(x)-Ce-60,参与反应的CO物质的量分别为0.01945、0.0203和0.0198 mol,CO消除速率分别为74%、77%和75%。含有丰富的表面氧空位是提高CO氧化反应和催化氧化性能的关键因素,CeO_(2)的存在有助于含碳物种的形成、氧活化和迁移。 展开更多
关键词 Cu-mn型CO催化剂 催化氧化特性 金属掺杂 沉淀温度 CO体积分数
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Ga掺杂对Mn铁氧体结构和高频磁性能的影响
3
作者 李苏豫 雷国莉 +2 位作者 颜冲 李冬云 葛洪良 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第2期11-16,共6页
采用传统固相法成功合成出了尖晶石型Mn(GaFe)_(2)O_(4)铁氧体。结果表明,当主要组成在Fe_(2)O_(3)=57.3-x mol%,MnO=42.7 mol%,Ga_(2)O_(3)=x mol%(0.0≤x≤3.0)范围时,Ga^(3+)的引入会减小晶格常数,促进晶粒生长的均匀化和材料致密化... 采用传统固相法成功合成出了尖晶石型Mn(GaFe)_(2)O_(4)铁氧体。结果表明,当主要组成在Fe_(2)O_(3)=57.3-x mol%,MnO=42.7 mol%,Ga_(2)O_(3)=x mol%(0.0≤x≤3.0)范围时,Ga^(3+)的引入会减小晶格常数,促进晶粒生长的均匀化和材料致密化。高频磁性能测试发现,Ga的加入和变化对材料初始磁导率影响很小,但饱和磁通密度会随着Ga含量的增加而下降。当Ga含量为2 mol%时,材料高频损耗最低,约为170 kW/m^(3)(1 MHz、50 mT、100℃)。说明适量Ga掺杂可以有效降低Mn铁氧体高频损耗,为实现软磁铁氧体高频低损耗性能提供了一条新途径。 展开更多
关键词 Ga掺杂 mn铁氧体 高频损耗
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Mn掺杂碳量子点/Fe掺杂ZnO花状微球异质结的构筑及其光催化性能
4
作者 汪潼 钟秦粤 +2 位作者 黄琼 郭为民 刘新梅 《无机化学学报》 北大核心 2025年第8期1589-1600,共12页
首先通过水热法合成了Fe掺杂ZnO(ZnFeO)花状微球,然后采用物理沉积法将Mn掺杂碳量子点(Mn-CQDs)均匀负载于ZnFeO表面,成功构筑了Mn-CQDs/ZnFeO异质结复合材料。结合粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、... 首先通过水热法合成了Fe掺杂ZnO(ZnFeO)花状微球,然后采用物理沉积法将Mn掺杂碳量子点(Mn-CQDs)均匀负载于ZnFeO表面,成功构筑了Mn-CQDs/ZnFeO异质结复合材料。结合粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱和N2脱附-吸附分析,探究了该材料结构与光催化性能的关系。结果表明,Mn掺杂显著提升了CQDs的光吸收范围和荧光稳定性;Mn和Fe双掺杂协同拓展了Mn-CQDs/ZnFeO的可见光吸收边,提高了吸收强度,促进了界面光生电子-空穴对的分离,改善了光催化性能。氙灯光照80 min时,复合材料对甲基橙(MO)的降解率达到91.4%,经过4次循环实验后,降解率仍保持在80.7%。自由基捕获实验证实,光生空穴(h+)和超氧自由基(·O_(2)^(-))是MO光降解过程中的主要活性物种。 展开更多
关键词 锰掺杂 碳量子点 Fe掺杂ZnO 异质结 光催化
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Sendust合金吸波剂的Mn掺杂制备及磁介电性能调控
5
作者 罗运蒿 王驰 +4 位作者 赵军锋 吕鹏 孙易泽 胡雨晨 陈志宏 《包装工程》 北大核心 2025年第15期277-287,共11页
目的采用低电导的Mn元素对FeSiAl合金进行取代掺杂,达到提升合金磁导率并降低介电常数的目的,发展吸波性能优异的低频磁性吸波剂。方法采用真空熔炼-气雾化法制备出Mn掺杂的Fe_(85)Si_(9.6)Al_(3.8)Mn_(1.6)球形合金微粉;采用搅磨工艺... 目的采用低电导的Mn元素对FeSiAl合金进行取代掺杂,达到提升合金磁导率并降低介电常数的目的,发展吸波性能优异的低频磁性吸波剂。方法采用真空熔炼-气雾化法制备出Mn掺杂的Fe_(85)Si_(9.6)Al_(3.8)Mn_(1.6)球形合金微粉;采用搅磨工艺增大球形微粉的宽厚比以获得片状合金微粉;通过对片状合金微粉进行高温热处理获得有序相结构。采用SEM、XRD、XPS与综合热分析仪表征其微观形貌和物相结构变化,采用振动样品磁强计与矢量网络分析仪表征样品电磁性能。结果对FeSiAl合金粒子而言,掺杂Mn元素后介电常数降低,同时复磁导率升高。在高温热处理下,Mn的掺杂对有序相的生成具有促进作用,使得磁导率进一步提升。当涂层厚度为2.5 mm时,掺杂Mn元素后的FeSiAlMn/石蜡基复合材料在整个0.1~8 GHz频段内都得到了显著提升,在1.2 GHz附近反射损耗的峰值为-12.8 dB。结论采用低电导的Mn元素对FeSiAl合金进行取代掺杂,可有效地提升磁导率并降低介电常数。为进一步提升吸波性能,可通过调控热处理温度及氧分压,借助界面反应及氧扩散机制对合金粒子做选择性Fe氧化的表面处理。 展开更多
关键词 FeSiAl系吸波剂 mn掺杂 阻抗匹配 低频吸收
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K_(2)TiF_(6)∶Mn^(4+)窄带红色荧光粉的制备及其光学性能研究
6
作者 王晓 赵豫洁 李全安 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期131-135,143,共6页
在共沉淀和阳离子交换法的基础上,采用无氢氟酸液相法制备了K_2TiF_6∶Mn^(4+)窄带红色荧光粉,研究了氟化铵与硫酸(NH_(4)F+H_(2)SO_(4))用量以及Mn^(4+)掺杂量对样品结构形貌和发光性能的影响,将K_2TiF_6∶Mn^(4+)与商用Y_3Al_5O_(12)... 在共沉淀和阳离子交换法的基础上,采用无氢氟酸液相法制备了K_2TiF_6∶Mn^(4+)窄带红色荧光粉,研究了氟化铵与硫酸(NH_(4)F+H_(2)SO_(4))用量以及Mn^(4+)掺杂量对样品结构形貌和发光性能的影响,将K_2TiF_6∶Mn^(4+)与商用Y_3Al_5O_(12)∶Ce^(3+)荧光粉及氮化铟镓(InGaN)蓝光芯片组合封装出白光发光二极管(WLED)器件。结果表明,制备的K_2TiF_6∶Mn^(4+)红色荧光粉在~360nm和~465nm附近对紫外光和蓝光具有强烈的吸收,在600~650nm范围呈现出尖锐的发射峰。荧光粉的发光强度随着NH_(4)F+H_(2)SO_(4)用量的增加先增强后降低,当Mn^(4+)掺杂量为10%(摩尔分数,下同)时样品表现出浓度猝灭效应。在NH_(4)F和H_(2)SO_(4)用量均为60mmol,Mn^(4+)掺杂量为8%条件下,制备的荧光粉量子效率达到67%,用其封装的WLED器件显色指数为79.4,流明效率为80.62lm/W。 展开更多
关键词 mn^(4+)掺杂 氟化物 红色荧光粉 白光发光二极管
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Ni/yMnO_(x)-ZrO_(2)催化愈创木酚加氢制环己醇的性能
7
作者 凤雏 涂椿滟 +2 位作者 刘路含 刘春婷 黄伟 《石油炼制与化工》 北大核心 2025年第3期8-17,共10页
采用行星球磨法合成了不同Mn/Zr摩尔比的复合氧化物(yMnO_(x)-ZrO_(2)),并负载Ni制备了一系列的Ni/yMnO_(x)-ZrO_(2)催化剂。通过X射线衍射、NH_(3)程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱、N_(2)物理吸附-脱附、H_(2)程序升温还原对催化剂进... 采用行星球磨法合成了不同Mn/Zr摩尔比的复合氧化物(yMnO_(x)-ZrO_(2)),并负载Ni制备了一系列的Ni/yMnO_(x)-ZrO_(2)催化剂。通过X射线衍射、NH_(3)程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱、N_(2)物理吸附-脱附、H_(2)程序升温还原对催化剂进行了物化性质的表征。以愈创木酚为原料,考察了Ni/yMnO_(x)-ZrO_(2)系列催化剂在愈创木酚加氢转化反应中的催化性能。结果表明:Mn的掺杂促进了Ni/yMnO_(x)-ZrO_(2)催化剂弱酸及中强酸的形成,有利于愈创木酚通过脱甲氧基形成以苯酚为中间体的反应路径制备环己醇;升高反应温度和延长反应时间均有利于提高环己醇收率,但也会导致环己醇过度加氢转化为环己烷;当Mn/Zr摩尔比为0.20时,Ni_(0.20)MnO_(x)-ZrO_(2)催化剂表现出优异的催化性能,在反应温度为260℃、H_(2)初始压力为2.0 MPa、反应时间为1.5 h的条件下,愈创木酚转化率和环己醇选择性分别为100%和63.5%。 展开更多
关键词 复合氧化物 NI基催化剂 ZrO_(2) mn掺杂 愈创木酚 环己醇
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铁素体不锈钢表面Co-Mn复合尖晶石涂层元素掺杂改性研究进展
8
作者 童伟 王伟强 +1 位作者 李云逸 宋建丽 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期7-11,共5页
固体氧化物燃料电池(SOFC)因环境友好、转化效率高而成为近年来新能源领域的研究热点。连接体是SOFC关键组成部分,其中铁素体不锈钢(FSS)因具有良好的热膨胀系数以及导电导热性成为较为理想的SOFC连接体材料。但是在SOFC长期服役过程中,... 固体氧化物燃料电池(SOFC)因环境友好、转化效率高而成为近年来新能源领域的研究热点。连接体是SOFC关键组成部分,其中铁素体不锈钢(FSS)因具有良好的热膨胀系数以及导电导热性成为较为理想的SOFC连接体材料。但是在SOFC长期服役过程中,FSS面临高温氧化以及“阴极Cr中毒”等现象,使得SOFC性能降低。为解决这一问题,常在其表面制备保护涂层。其中Co-Mn复合尖晶石涂层因具有良好的综合性能,被普遍认为是最具发展前景的FSS表面保护涂层。简要介绍铁素体不锈钢表面Co-Mn复合尖晶石涂层的种类、制备工艺及性能,并重点对其元素掺杂改性等方面的研究进展进行综述,希望对未来高性能Co-Mn尖晶石涂层的制备提供新思路和途径。 展开更多
关键词 SOFC连接体 铁素体不锈钢 Co-mn复合尖晶石涂层 元素掺杂改性
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掺Nb改性促进Mn-Cu/BCN催化剂低温SCR脱硝性能的机制研究
9
作者 季科 钟金钦 +1 位作者 刘冰冰 郭健翔 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期538-554,共17页
氨法选择性催化还原(NH_(3)-SCR)脱硝技术是目前应用最为广泛的脱除NO_(x)技术,技术核心是开发出具有廉价、高效、抗中毒性能强的催化剂。本研究针对现有商用催化剂处理低温烟气脱硝性能差、反应温窗窄、抗中毒性能差等问题,利用微波辅... 氨法选择性催化还原(NH_(3)-SCR)脱硝技术是目前应用最为广泛的脱除NO_(x)技术,技术核心是开发出具有廉价、高效、抗中毒性能强的催化剂。本研究针对现有商用催化剂处理低温烟气脱硝性能差、反应温窗窄、抗中毒性能差等问题,利用微波辅助浸渍法通过掺Nb改性制备了具有良好低温催化活性的Mn_(7)-Cu_(3)-Nb_(x)/BCN催化剂。NH_(3)-SCR测试结果表明,掺Nb量为0.05%的Mn_(7)-Cu_(3)-Nb_(0.05)/BCN催化剂表现出了最佳的SCR催化活性,该催化剂在150-275℃具有不低于94%的NO转化率,且N_(2)选择性也得到提升。抗水抗硫中毒实验结果表明,掺Nb改性催化剂Mn_(7)-Cu_(3)-Nb_(0.05)/BCN同样具有较好的抗中毒性能,在通入1.0×10^(-4)SO_(2)和5%H_(2)O 14.75 h后,其NO转化率仍能稳定维持在75%以上。结合SEM、XRD、XPS、NH_(3)-TPD、NO-TPD以及原位红外漫反射(in situ DRIFT)等多种表征手段详细探究了掺Nb改性对于Mn_(7)-Cu_(3)/BCN催化剂低温SCR脱硝性能的增强机制。结果表明,掺Nb改性能够有效抑制Mn_(7)-Cu_(3)/BCN催化剂表面上CuO和Cu物种的结晶,进一步促进了活性组分的均匀分散。同时,Nb的掺杂有效提升了Mn^(4+)和O_α物种浓度,促使更多的NO被氧化为NO_(2),促进了“Fast-SCR”反应进程。掺Nb改性能够促进NH_(3)和NO的吸附与活化,促使更多的-NH_(2)、硝酸盐等有益中间体加速形成,进而有效提升了SCR脱硝反应的整体反应速率。本研究为深入理解掺Nb改性的影响机制提供了重要的科学依据,并为低温烟气脱硝技术的发展提供了有益的探索和参考。 展开更多
关键词 低温脱硝 氨法选择性催化还原 mn-Cu/BCN催化剂 掺Nb改性
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Mo-Mn双掺杂与碳纳米管复合协同提升Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C材料性能研究
10
作者 陈彤彤 韩现英 +1 位作者 杰梦玲 李建刚 《无机盐工业》 北大核心 2025年第5期79-86,共8页
为提升钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C(NFPP)的导电性及高倍率充放电性能,采用喷雾干燥法制备了Mo-Mn双掺杂及复合碳纳米管(CNTs)改性的NFPP材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜... 为提升钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C(NFPP)的导电性及高倍率充放电性能,采用喷雾干燥法制备了Mo-Mn双掺杂及复合碳纳米管(CNTs)改性的NFPP材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、恒电流间歇滴定技术(GITT)及其他物理和电化学测试技术,系统分析了改性NFPP材料的结构与性能。研究结果表明,与单一Mo^(6+)掺杂样品相比,Mo^(6+)、Mn^(2+)协同双掺杂能够进一步降低电荷传递阻抗,提高钠离子扩散系数,从而显著提升材料的电化学性能。所制备的Na_(4)Fe_(2.87)Mo_(0.1)Mn_(0.03)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C材料在0.1C、5.0C和10.0C倍率下的可逆容量分别达到122.6、100.3、95.6 mA·h/g。进一步复合质量分数为5%的碳纳米管后,材料的电荷传递阻抗降低至313Ω,钠离子扩散系数提高至4.23×10^(-10)cm^(2)/s,从而显著改善了材料的倍率性能和循环性能。改性后的材料在0.1C、5.0C和10.0C倍率下的可逆容量分别提升至123.0、109.5、104.4 mA·h/g,且在10.0C倍率下循环350次后容量保持率高达92.52%。该研究表明,Mo-Mn双掺杂结合碳纳米管复合改性是提升NFPP材料电化学性能的有效策略,为高性能钠离子电池正极材料的开发提供了重要的理论和实验依据。 展开更多
关键词 钠离子电池 Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C Mo-mn双掺杂 碳纳米管
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K^(+)/Na^(+)比例的调控对双钙钛矿Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)结构和光学性质的影响
11
作者 于麒麟 徐怡菲 +3 位作者 张彭军 郝树伟 朱崇强 杨春晖 《无机化学学报》 北大核心 2025年第6期1058-1067,共10页
采用溶剂热法合成了一系列Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)与Cs_(2)Na_(1-x)K_(x)BiCl_(6)∶Mn^(2+)荧光粉,并通过理论计算与实验表征相结合的方式系统研究了其晶体结构和发光性能。结果表明,Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)体系表现出以[BiCl_(6)... 采用溶剂热法合成了一系列Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)与Cs_(2)Na_(1-x)K_(x)BiCl_(6)∶Mn^(2+)荧光粉,并通过理论计算与实验表征相结合的方式系统研究了其晶体结构和发光性能。结果表明,Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)体系表现出以[BiCl_(6)]^(3-)八面体为中心的局域激发吸收近紫外光,随着Mn^(2+)掺杂浓度的增加,[BiCl_(6)]^(3-)向Mn^(2+)发生能量转移,从而促进了Mn^(2+)的d轨道之间的电子跃迁并产生橙黄色发光。进一步引入K^(+)后,Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)发光强度和颜色纯度得到提升。实验证实K^(+)的引入有效调谐了Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)的态密度组成,促进了[BiCl_(6)]^(3-)的^(1)S_(0)→^(3)P_(1,2)电子跃迁,增强了Cs_(2)NaBiCl_(6)∶Mn^(2+)的发光强度,并利用CIE软件计算得到其色纯度为93.58%。最终结果表明,Cs_(2)Na_(1-x)K_(x)BiCl_(6)∶Mn^(2+)具有较强的橙黄色发光特性。 展开更多
关键词 Cs_(2)NaBiCl_(6) mn^(2+) 双钙钛矿 掺杂 光学性能
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Al掺杂对H_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)锂离子筛提锂性能的影响
12
作者 蔡修贤 周冰冰 +1 位作者 刘肖 李凤华 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7209-7216,7236,共9页
尖晶石型锰基锂离子筛(LMOs)可实现海水和卤水中锂的高效选择性提取,但其循环过程中脱锂时易造成Mn^(2+)的溶损,制约了其实际应用。通过水热法合成了Al掺杂的尖晶石型Li1.6Mn_(1.6)O_(4)(LMO)前驱体,经酸洗后得到Al掺杂的尖晶石型锂离子... 尖晶石型锰基锂离子筛(LMOs)可实现海水和卤水中锂的高效选择性提取,但其循环过程中脱锂时易造成Mn^(2+)的溶损,制约了其实际应用。通过水热法合成了Al掺杂的尖晶石型Li1.6Mn_(1.6)O_(4)(LMO)前驱体,经酸洗后得到Al掺杂的尖晶石型锂离子筛H_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)(HMO)。结果表明,在掺杂5%的时候,锂吸附容量最大为27.8mg/g(C_(Li+)=250 mg/L),相比未掺杂的20.6mg/g,提高了35.95%。Li^(+)脱附率由未掺杂的87.44%提升为97.60%,提高了11.62%。锰溶损率由未掺杂的4.12%降低为3.36%,相比,降低了18.45%。得出Al掺杂能提高HMO对锂的吸附容量,且在保持较高吸附容量条件下,掺杂有效提高其结构稳定性,Langmuir和pseudo-second-order模型能够很好的拟合Al掺杂的HMO对Li^(+)的吸附过程。 展开更多
关键词 锂离子筛 锰溶损 吸附性能 掺杂改性 水热法
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镍掺杂MnO_(2)锌离子电池电极材料的制备及性能研究
13
作者 李娟 冯云飞 +6 位作者 马璐琪 聂乔楚同 赵连洲 张一诺 彭文静 吴炫如 沈皓天 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7153-7162,共10页
水系锌离子电池因其高安全性、低成本和绿色环保等优点,被认为是一种极具发展潜力的大规模储能器件。MnO_(2)是一种廉价、高电压、高能量密度的正极材料,但也面临着导电性差、锌离子扩散速率慢、循环过程中易发生相变和结构塌陷等问题... 水系锌离子电池因其高安全性、低成本和绿色环保等优点,被认为是一种极具发展潜力的大规模储能器件。MnO_(2)是一种廉价、高电压、高能量密度的正极材料,但也面临着导电性差、锌离子扩散速率慢、循环过程中易发生相变和结构塌陷等问题。采用水热法预嵌入不同比例的Ni^(2+)对MnO_(2)进行改性,通过XRD、EDS和SEM考察了样品的结构、组成和形貌,利用电化学工作站和电池测试系统对组装的电池进行CV、EIS、GCD、C-Rate、GITT等一系列电化学性能测试。结果表明,Ni^(2+)的引入不仅提高了MnO_(2)的电导率,而且降低了Zn^(2+)与MnO_(2)之间的强静电排斥作用,改善了离子嵌入和传输动力学,使水系锌离子电池获得了出色的容量、循环性能、倍率性能。其中样品NMO-0.3在电流密度为0.1 A/g时,首次放电比容量高达259.6 mAh/g,几乎是未掺杂MnO_(2)的最高比容量的2倍,经过200圈循环充放电后,容量保持在119.9 mAh/g,而未掺杂的MnO_(2)经200次循环后容量仅剩28.9 mAh/g。NMO-0.3经过倍率测试重新回到0.1 A/g的充放电条件下,电池容量恢复率高达83.8%,表现出较好的恢复性。储锌动力学分析表明,MO和NMO-0.3的容量主要受扩散过程控制,NMO-0.3的离子扩散系数比MO有显著提升。该研究为水系锌离子电池性能的提升提供了一定的参考。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 Ni^(2+) mnO_(2) 掺杂 电化学性能
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Mn掺杂Zigzag(8,0)型单壁碳纳米管吸附甲醛分子的密度泛函理论研究 被引量：2
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作者 程婷 陈晨 +2 位作者 张晓 温明月 王磊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期58-63,共6页
甲醛是一种对人体健康造成巨大威胁的污染物。气态甲醛浓度的准确检测对大气空气治理评估和室内环境安全均有重要意义,而高效传感器的研发则是甲醛分子检测技术优化的关键。本研究通过基于第一性原理的DFT计算软件VASP,对甲醛分子在Mn掺... 甲醛是一种对人体健康造成巨大威胁的污染物。气态甲醛浓度的准确检测对大气空气治理评估和室内环境安全均有重要意义,而高效传感器的研发则是甲醛分子检测技术优化的关键。本研究通过基于第一性原理的DFT计算软件VASP,对甲醛分子在Mn掺杂Zigzag(8,0)型单臂碳纳米管上的吸附特性进行研究。结果表明:Mn掺杂Zigzag(8,0)型单臂碳纳米管是一种稳定的分子构型。区别于在原始CNT上的物理吸附过程,甲醛分子在Mn掺杂CNT上的吸附键长更短,吸附能更大,属于化学吸附过程。同时,甲醛分子在Mn掺杂CNT上的吸附过程还伴随着明显的电荷转移。吸附过程发生后,吸附样品的光吸收曲线在580~705 nm以及365~447 nm的范围内出现明显的蓝移,在307~360 nm的范围内出现了明显的红移。 展开更多
关键词 mn掺杂 碳纳米管 甲醛 吸附
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Mn^(4+)激活氟化物红色荧光粉的制备与表面改性研究进展 被引量：1
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作者 王晓 赵豫洁 +1 位作者 李全安 陈晓亚 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期6044-6052,共9页
白光发光二极管因其节能、环保、高效等特性,在照明和显示等领域具有广泛的应用。一直以来,获得具有低色温(CCT=2700~4500 K)、高显色指数(CRI,R_(a)>80)、节约成本且适宜人眼的暖白光发光二极管是该领域研究者不懈的追求。其中红色... 白光发光二极管因其节能、环保、高效等特性,在照明和显示等领域具有广泛的应用。一直以来,获得具有低色温(CCT=2700~4500 K)、高显色指数(CRI,R_(a)>80)、节约成本且适宜人眼的暖白光发光二极管是该领域研究者不懈的追求。其中红色荧光粉在高显色性能荧光粉转换型白光发光二极管器件中发挥重大作用,其研究与开发具有重要意义。概述了近年来Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉的研究进展,主要介绍了该类荧光粉材料的常规和绿色制备方法,针对Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉耐湿性能较差的特点,对其改性的相关报道进行了总结归纳。最后,对此类荧光粉所面临的问题进行了分析展望。 展开更多
关键词 红色荧光粉 mn^(4+)掺杂 氟化物 合成方法 稳定性
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不同Mn/Fe比例天然含铁锰矿的As(Ⅲ)吸附性能与机制 被引量：3
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作者 田周炀 郑倩 +3 位作者 杜晓丽 陈成 李传维 涂书新 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2717-2727,共11页
水体中的砷主要以亚砷酸(As(Ⅲ))形态存在.金属氧化物常用于水体砷的去除,但其对As(Ⅲ)的亲和力较弱,导致水体砷很难去除,因此,寻求高效、廉价、绿色的除As(Ⅲ)材料具有显著的环境意义.天然含铁锰矿是一种高效的砷吸附剂,由于自然形成... 水体中的砷主要以亚砷酸(As(Ⅲ))形态存在.金属氧化物常用于水体砷的去除,但其对As(Ⅲ)的亲和力较弱,导致水体砷很难去除,因此,寻求高效、廉价、绿色的除As(Ⅲ)材料具有显著的环境意义.天然含铁锰矿是一种高效的砷吸附剂,由于自然形成条件复杂,其不同含铁锰矿对As(Ⅲ)的去除性能存在较大差异.本研究以两种不同Mn/Fe比例的天然含铁锰矿(NFM-L、NFM-H)为研究对象,评估其对As(Ⅲ)的吸附性能,并结合XPS、XRD等光谱学表征手段探究其砷的去除机制.实验结果表明,NFM-L的Fe含量是NFM-H的5.61倍,其As(Ⅲ)的最大吸附量(24.82 mg·g^(−1))与吸附速率亦显著高于NFM-H(18.94 mg·g^(−1)),NFM-L和NFM-H对As(Ⅲ)的等温吸附曲线更符合Freundlich模型.影响因子实验表明,溶液pH值对NFM-L的影响更大,共存离子H_(2)PO_(4)^(−)能够显著抑制两种材料对As(Ⅲ)的吸附,但是材料粒径对As(Ⅲ)去除的影响较小.光谱学表征发现,两种矿物吸附砷后结构并未发生明显变化,但锰氧化物能将As(Ⅲ)氧化为As(V),从而显著提高了铁锰矿对砷的吸附能力. 展开更多
关键词 天然含铁锰矿 As(Ⅲ) mn/Fe 氧化 吸附.
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Mn含量对激光熔覆FeCoCrNiMn_(x)高熵合金涂层高温摩擦学性能的影响 被引量：4
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作者 谢晓明 沈鹰 +2 位作者 刘秀波 朱正兴 李明曦 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第23期184-192,共9页
高熵合金涂层在提高钢基体的耐磨减摩性能方面具有巨大潜力,为探究不同Mn含量对激光熔覆FeCoCrNiMn_(x)高熵合金涂层高温摩擦学性能的影响,利用激光熔覆技术成功在Q235钢表面制备了FeCoCrNiMn^(x)(x=0,0.25,0.5,0.75,1.0)五种高熵合金... 高熵合金涂层在提高钢基体的耐磨减摩性能方面具有巨大潜力,为探究不同Mn含量对激光熔覆FeCoCrNiMn_(x)高熵合金涂层高温摩擦学性能的影响,利用激光熔覆技术成功在Q235钢表面制备了FeCoCrNiMn^(x)(x=0,0.25,0.5,0.75,1.0)五种高熵合金涂层。通过XRD、SEM和EDS等表征方法,以及高温摩擦磨损试验等性能测试手段,对涂层的相组成、微观形貌以及高温摩擦学性能进行了系统分析,并探讨了其在高温下的耐磨减摩机理。结果表明:五种高熵合金均形成了简单的固溶体相,并无复杂相生成。相比于基材,五种涂层在高温下的耐磨减摩性能均得到显著提升。随着Mn含量的增加,涂层的平均摩擦系数呈先下降再上升的趋势,但均低于不含Mn元素的涂层。对于高温耐磨性能,五种涂层的磨损率随Mn含量的增加呈阶梯式下降。当x=1时,磨损率为最低的2.71×10^(-4)mm^(3)/(N·m),相比于基材和不含Mn元素的涂层分别降低了61.2%和33.9%。涂层在高温下的磨损形式由氧化磨损和磨粒磨损主导。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 mn掺杂 高温摩擦学性能 磨损机制
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Mn掺杂ZnO材料的制备与热致变色性能研究 被引量：1
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作者 张波 骆洁 +1 位作者 田媛媛 刘胜利 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期51-56,共6页
用固相反应法制备不同Mn掺杂比的ZnO粉体(Zn_(1-x)Mn_(x)O),用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、紫外/可见/近红外漫反射测试仪(UV-Vis)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的成分结构、微观形貌等进行表征。结果表明:当Mn的... 用固相反应法制备不同Mn掺杂比的ZnO粉体(Zn_(1-x)Mn_(x)O),用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、紫外/可见/近红外漫反射测试仪(UV-Vis)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的成分结构、微观形貌等进行表征。结果表明:当Mn的摩尔分数<7%时,Mn能完全进入ZnO晶格,不会引起ZnO六方纤锌矿结构的改变;当Mn的摩尔分数≥7%时会形成杂质相,且Mn掺杂比增大,破坏了ZnO晶体结构的完整性。常温下,Mn的摩尔分数为1%的ZnO粉体的颜色为蜜柑色,随掺杂比例增大,颜色逐渐变深。此外,当测试温度从常温升至400℃时,样品颜色由蜜柑色变为灰茶色,当冷却到常温时,样品的颜色又恢复到原色,具有颜色可逆性。 展开更多
关键词 固相反应 mn掺杂ZnO 掺杂比例 热致变色
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氟掺杂改性LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_(4)正极材料及其电化学性能 被引量：3
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作者 于松民 金洪波 +2 位作者 杨明虎 余海峰 江浩 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期302-309,共8页
目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度,同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn^(3+)引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率... 目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度,同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn^(3+)引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率性能差,限制了磷酸锰铁锂实际应用。本工作通过引入F离子掺杂,构筑沿b轴取向生长的110nm纳米颗粒磷酸锰铁锂正极材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,发现沿b轴取向生长并暴露的(010)晶面能够显著提升锂离子扩散动力学。此外,F离子引入显著增强了Li—O键以及PO_(4)^(3−)骨架结构,提高锂离子嵌入和脱出过程中晶体结构稳定性。因此,在0.1C和5C电流下,改性磷酸锰铁理正极材料可逆放电比容量分别为153mA·h/g和106mA·h/g。相比于未改性材料,1C循环750次后比容量保持率从90.6%提升到96.4%。 展开更多
关键词 电化学 磷酸锰铁锂 正极 锂离子电池 氟掺杂
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Mn^(4+)掺杂氟化物红色发光粒子的表面钝化和白色发光二极管应用 被引量：1
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作者 杨晨 叶梦琳 周文理 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期299-307,共9页
Mn^(4+)掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差,严重影响了白色发光二极管(WLEDs)的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性,将K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)颗粒表面的Mn^(4+)还原成可溶的低价态Mn^(2+),实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。... Mn^(4+)掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差,严重影响了白色发光二极管(WLEDs)的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性,将K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)颗粒表面的Mn^(4+)还原成可溶的低价态Mn^(2+),实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后,表面钝化的K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)粒子的发光强度仍保持初始强度的95%,而未处理的K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外,采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡,可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示,经绿矾溶液处理的K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)粒子表面的Mn^(4+)浓度显著减小,证实了惰性壳层K_(2)SiF_(6)的形成,揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外,经高温(85℃)高湿(85%)的条件老化1 000 h后,WLEDs器件中表面钝化的K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)粒子仍保持着100%的红色发光强度,明显高于未钝化的氟化物的59%,进一步证实了绿矾溶液钝化的K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。 展开更多
关键词 mn^(4+)掺杂 红色荧光粉 耐湿性 绿矾溶液 表面钝化
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