二氧化碳电化学还原技术研究进展 被引量：3

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作者 钱鑫 邓丽芳 +2 位作者 王鲁丰 单锐 袁浩然 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期102-107,共6页

二氧化碳(CO2)随着不可再生的煤炭、石油、天然气等传统化石燃料的急剧消耗而大量排放于大气中,是造成全球变暖、环境污染等问题的主要温室气体,也是储量丰富、可再生且廉价易得的碳资源。将CO2看作取之不尽、用之不竭的碳源,并将其转... 二氧化碳(CO2)随着不可再生的煤炭、石油、天然气等传统化石燃料的急剧消耗而大量排放于大气中,是造成全球变暖、环境污染等问题的主要温室气体,也是储量丰富、可再生且廉价易得的碳资源。将CO2看作取之不尽、用之不竭的碳源,并将其转化成具有高附加值的化工产品,可实现变废为宝。目前,CO2的资源化利用技术包括热化学还原、光化学还原、光电催化还原、电化学还原等方法。其中电化学还原技术由于反应条件温和、使用清洁能源、催化效率高、可合成多种含碳化合物和能够通过控制电解条件调控目标产物等优势而受到研究者的广泛关注,其问题在于产物选择性低、催化剂活性低且制备困难、价格昂贵。本文重点介绍CO2电化学还原技术反应机理,讨论电极、电解质、催化剂等因素对CO2电化学还原的影响,概述用于CO2电化学还原的催化剂的研究进展,并对今后的发展趋势进行展望。自从高熵合金的概念提出以后,广大的科研工作者投身到高熵合金的研究工作之中,先后研究了传统高熵合金、难熔高熵合金和复合高熵合金等的组织结构、性能特点和制备工艺,为高熵合金的设计提供了大量的数据支持。此外,“混乱理论”、高熵合金设计参数、第一性原理等理论的提出进一步丰富了高熵合金的理论基础。本文介绍了高熵合金的基本理论和特点,重点论述了高熵合金的设计理论和方法。总结了高熵合金在热力学和动力学上的形成条件,并根据研究现状对高熵合金进行分类,分析了组分元素的种类和配比对高熵合金组织结构以及性能特点的影响,综述了高熵合金计算机模拟方法的基本理论和计算模型,总结了其在性能预测上的应用。最后展望了高熵合金设计的研究方向和发展前景。 展开更多

关键词 二氧化碳 电化学还原 催化剂 反应机理

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直接组装法制备氧化铈基金属支撑固体氧化物燃料电池

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作者 柴润宇 张镇 +1 位作者 王孟龙 夏长荣 《无机材料学报》 北大核心 2025年第7期765-771,共7页

传统的金属支撑固体氧化物燃料电池(Metal-supported solid oxide fuel cell,MS-SOFC)通常使用氧化钇稳定的氧化锆(Yttria stabilized zirconia,YSZ)作为电解质,工作温度约为800℃。为了使MS-SOFC能够在中低温下工作,本研究选择在低温... 传统的金属支撑固体氧化物燃料电池(Metal-supported solid oxide fuel cell,MS-SOFC)通常使用氧化钇稳定的氧化锆(Yttria stabilized zirconia,YSZ)作为电解质,工作温度约为800℃。为了使MS-SOFC能够在中低温下工作,本研究选择在低温下导电性较高的钆掺杂氧化铈(Gadolinium doped ceria,GDC)作为电解质,以促进MS-SOFC的实际应用。本研究采用流延法制备了薄膜阳极(NiO-GDC)和薄膜电解质(GDC),采用超声喷涂法制备了阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)-GDC。将所得电池组装在金属支撑体上,制备了带有GDC薄膜电解质的MS-SOFC,并评价其电化学性能。在650℃时,电池的总阻抗为0.50Ω·cm^(2),其中欧姆阻抗为0.23Ω·cm^(2),极化阻抗为0.27Ω·cm^(2),最大功率密度为336 mW/cm^(2)。此外,电池在550℃、0.5 V恒定电压条件下运行100 h,电流密度没有明显衰减。温等静压与共烧结制备的电解质与阳极结合十分紧密,电池在长期运行后各层之间并未发生分层现象,这种结构稳定性为MS-SOFC的长期运行提供了保障。本研究通过流延-温等静压-直接组装法的工艺路线制备了具有优异电化学性能和长期稳定性的MS-SOFC,为中低温SOFC的工业化生产提供了新方案。 展开更多

关键词 金属支撑固体氧化物燃料电池 流延法 钆掺杂氧化铈

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微纳米二氧化硅颗粒协同改性丙烯酸树脂的摩擦学性能 被引量：3

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作者 李渊 伍方 +4 位作者 赵文杰 李赫 金谷 乌学东 薛群基 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期11-18,22,共9页

采用硅烷偶联剂KH550改性前后的微/纳米二氧化硅(SiO2)颗粒对丙烯酸树脂进行改性,采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对树脂固化结果进行表征;用线性涂布器在铸铁表面制成微/纳米SiO2-丙烯酸树脂复合涂层,采用摩擦试验机R-tec、表面轮廓仪和... 采用硅烷偶联剂KH550改性前后的微/纳米二氧化硅(SiO2)颗粒对丙烯酸树脂进行改性,采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对树脂固化结果进行表征;用线性涂布器在铸铁表面制成微/纳米SiO2-丙烯酸树脂复合涂层,采用摩擦试验机R-tec、表面轮廓仪和扫描电子显微镜分别测试涂层的摩擦因数、磨损率和磨痕形貌。结果表明:改性后SiO2对于涂层性能的增强均优于未改性SiO2,改性纳米SiO2提高涂层在干燥条件下的摩擦磨损性能,但对其在海水存在条件下的摩擦性能没有明显的影响;改性微米SiO2提高涂层的抗磨损性,但对摩擦因数影响不大;改性微纳米SiO2协同改性的涂层,在干燥条件下具有良好的摩擦磨损性能,但在海水存在条件下的摩擦磨损性能不如单组份SiO2改性丙烯酸树脂涂层。 展开更多

关键词 丙烯酸树脂 二氧化硅 化学改性 摩擦磨损

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氨热法GaN单晶生长的位错密度演变研究 被引量：2

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作者 夏政辉 李腾坤 +6 位作者 任国强 解凯贺 卢文浩 李韶哲 郑树楠 高晓冬 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期480-486,共7页

氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用... 氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用氨热法生长了氮化镓单晶,利用扫描电子显微镜(SEM),光学显微镜和湿法腐蚀研究了氨热法氮化镓单晶籽晶区至侧向生长区的位错演变。研究结果表明,侧向生长区的氮化镓单晶位错密度明显低于籽晶区,侧向生长超过25μm后,位错密度降低2个数量级。 展开更多

关键词 氮化镓单晶 氨热法 侧向生长 位错密度 腐蚀坑

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Ni/SiO2-Al2O3固体酸催化剂催化氢解碱木质素制备芳香类化合物 被引量：4

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作者 周列 吴青云 +4 位作者 徐莹 王晨光 马隆龙 李文志 陈佩丽 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期735-742,共8页

以具有弱酸中心和中强酸中心的无定形硅铝为载体,负载Ni基催化剂,对碱木质素进行解聚制备了芳香类化合物.考察了Ni负载量、反应温度和反应时间对碱木质素氢解产物生成及分布的影响.对解聚产物进行气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)及... 以具有弱酸中心和中强酸中心的无定形硅铝为载体,负载Ni基催化剂,对碱木质素进行解聚制备了芳香类化合物.考察了Ni负载量、反应温度和反应时间对碱木质素氢解产物生成及分布的影响.对解聚产物进行气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析,探讨了氢解反应过程.研究结果表明,催化剂的酸性是促进木质素解聚生成芳烃类产物的主要因素,且随着催化剂酸量的增加,芳烃类产物的收率呈上升趋势.以15%Ni/SiO_2-Al_2O_3为催化剂氢解木质素时,随着反应温度升高,芳香类化合物收率先增加后降低,在反应温度为300℃时最优,芳烃类产物收率为9.05%,芳香类化合物总收率为22.53%.随着反应时间的延长,芳香烃类产物收率先增加,后趋于稳定,酚类化合物收率逐渐提高,反应12 h时,芳香类化合物收率最高为26.54%. 展开更多

关键词 镍催化剂 碱木质素 氢解 芳香化合物

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多孔苔藓生物炭作为微生物燃料电池阴极催化剂强化氧还原研究 被引量：3

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作者 钱鑫 王鲁丰 +2 位作者 张玉媛 袁浩然 邓丽芳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期395-402,共8页

以天然来源的多种苔藓为原料,采用先水热碳化后高温热解两步处理法制备出掺氮多孔苔藓生物炭,通过扫描电子显微镜、X射线电子能谱等对碳材料进行形貌、组成和结构表征,采用循环伏安扫描和线性伏安扫描研究催化剂的氧还原活性,并应用于... 以天然来源的多种苔藓为原料,采用先水热碳化后高温热解两步处理法制备出掺氮多孔苔藓生物炭,通过扫描电子显微镜、X射线电子能谱等对碳材料进行形貌、组成和结构表征,采用循环伏安扫描和线性伏安扫描研究催化剂的氧还原活性,并应用于微生物燃料电池阴极。结果表明:以华北地区的大灰藓为原料制备出的生物炭呈片状多孔结构且比表面积最大、起催化作用的吡啶氮和石墨氮含量最高,因而在磷酸缓冲液中起始电位为0.30 V(vs.Ag/AgCl),极限电流密度达3.46 mA/cm^(2),电子转移数为3.64,趋近于四电子反应过程,与商业Pt/C催化剂活性接近;而将所制备的催化剂应用于单室MFCs阴极时,对应的MFC最大功率密度达675 mW/cm^(2),且此MFC运行60个周期后,其电压仅降低0.02 V,具有极好的稳定性且制备成本较低。这表明苔藓生物炭催化剂具有显著的催化活性,可为需求有效MFC阴极催化剂材料提供新途径。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 苔藓 氧还原 生物炭 阴极催化剂

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聚阴离子型二次离子电池正极材料研究进展 被引量：7

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作者 闫琦 兰元其 +1 位作者 姚文娇 唐永炳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期872-886,共15页

二次离子电池作为诸多储能方式中的一种,具有循环性好、服役寿命长、安全性高、使用方便等优点,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。然而,随着锂、钴等资源的短缺以及可再生清洁能源的快速发展,亟需发展高效、低成本且环保的... 二次离子电池作为诸多储能方式中的一种,具有循环性好、服役寿命长、安全性高、使用方便等优点,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。然而,随着锂、钴等资源的短缺以及可再生清洁能源的快速发展,亟需发展高效、低成本且环保的新型二次离子电池技术,但其发展受限于缺乏优异的正极材料。相比于其他二次离子电池正极材料,聚阴离子化合物具有种类丰富、结构多样、工作电压可调、循环稳定性好等优点,是发展低成本环保二次离子电池的理想正极材料。本文根据聚阴离子的种类,将其相应正极材料系统分为磷酸盐类、硫酸盐类、其他单一聚阴离子类和混合聚阴离子类,并以LiFePO_(4)、Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)、NaVPO_(4)F、Na2Fe2(SO_(4))_(3)、KFeSO_(4)F、Li_(2)FeSiO_(4)等化合物为代表详细介绍了各类正极材料的晶体结构、电化学性能及储能机理。重点综述了各类聚阴离子型正极材料的研究进展,简要概述了对材料进行包覆、掺杂、纳米化等改性措施取得的研究成果。最后对聚阴离子型正极材料发展过程中的瓶颈(电子电导率低的问题)进行了论述,并提出了相应的解决策略。 展开更多

关键词 二次离子电池 正极材料 聚阴离子化合物 挑战与策略

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掺杂对GaN晶体力学性能影响的研究

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作者 王海笑 李腾坤 +6 位作者 夏政辉 陈科蓓 张育民 王鲁华 高晓东 任国强 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第2期229-234,共6页

对GaN单晶力学性能的研究有助于解决其在生长、加工和器件应用中的开裂问题。本文围绕掺杂对GaN单晶力学性能的影响,通过纳米压痕法测试了不同掺杂类型(非掺、Si掺和Fe掺)GaN单晶的弹性模量和硬度,测试结果表明掺杂对GaN单晶的硬度有重... 对GaN单晶力学性能的研究有助于解决其在生长、加工和器件应用中的开裂问题。本文围绕掺杂对GaN单晶力学性能的影响,通过纳米压痕法测试了不同掺杂类型(非掺、Si掺和Fe掺)GaN单晶的弹性模量和硬度,测试结果表明掺杂对GaN单晶的硬度有重要影响。Si掺、Fe掺GaN较非掺样品硬度有所提升,用重掺杂的氨热GaN单晶作为对照,也证明了这一结论。通过高分辨X射线衍射分析和原子力显微镜表征实验发现,晶体结晶质量、接触面积等因素对GaN单晶硬度的影响较小。对GaN表面纳米压痕滑移带长度和晶体晶格常数进行测试,结果表明,掺杂影响GaN单晶硬度的主要原因是缺陷对GaN位错增殖、滑移的阻碍作用和掺杂引起的GaN晶格常数的变化。 展开更多

关键词 GaN单晶 弹性模量 硬度 纳米压痕 氨热法 掺杂

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超细化膨胀型阻燃剂及有机包覆对聚丙烯阻燃影响的研究 被引量：2

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作者 笪鹏 邹炎君 +2 位作者 谢李昭 蒋学鑫 黄妍 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期126-132,共7页

通过球磨膨胀型阻燃剂(IFR)制备了粒径为300 nm左右的超细化膨胀型阻燃剂(nanoIFR),并利用正硅酸四已酯(TEOS)对其进行水解包覆制备(SiO_(2)-nanoIFR),对二者进行粒度分布、傅里叶红外光谱、光学电子显微图像表征。将其用于制备阻燃聚... 通过球磨膨胀型阻燃剂(IFR)制备了粒径为300 nm左右的超细化膨胀型阻燃剂(nanoIFR),并利用正硅酸四已酯(TEOS)对其进行水解包覆制备(SiO_(2)-nanoIFR),对二者进行粒度分布、傅里叶红外光谱、光学电子显微图像表征。将其用于制备阻燃聚丙烯复合材料(IFR/PP、nanoIFR/PP、SiO_(2)-nanoIFR/PP),进行氧指数(LOI)、熔融滴落,炭层扫描等性能测试,实验结果表明,nanoIFR/PP和SiO_(2)-nanoIFR/PP的氧指数均高于IFR/PP,SiO_(2)-nanoIFR/PP炭层更致密,几乎没有熔滴。 展开更多

关键词 聚丙烯 超细化 硅溶胶 膨胀型阻燃剂 熔滴

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木质素-丙烯腈共聚物纤维热稳定化过程中的直径尺寸效应 被引量：1

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作者 刘大鹏 欧阳琴 +3 位作者 江雪峰 皇静 马洪波 陈友汜 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期75-80,共6页

通过酯化反应和自由基共聚反应制备了具有良好可纺性的木质素-丙烯腈(LS-AN)共聚物,采用湿法纺丝工艺制备了3种不同直径的LS-AN共聚物纤维,然后在梯度升温模式下对其进行热稳定化处理,采用差示扫描量热仪、红外光谱仪、密度梯度仪研究了... 通过酯化反应和自由基共聚反应制备了具有良好可纺性的木质素-丙烯腈(LS-AN)共聚物,采用湿法纺丝工艺制备了3种不同直径的LS-AN共聚物纤维,然后在梯度升温模式下对其进行热稳定化处理,采用差示扫描量热仪、红外光谱仪、密度梯度仪研究了LS-AN共聚物纤维热稳定化过程中的直径尺寸效应。结果表明:在空气气氛中,减小直径能够显著促进热稳定化反应的进行;减小纤维直径有利于氧向纤维内部扩散,促进氧化反应的进行,从而获得均质的径向稳定化结构;减小纤维直径可以显著提高碳纤维的力学性能,由直径最小的LS-AN共聚物纤维制得了拉伸强度和拉伸模量分别达到849 MPa和146GPa的碳纤维。 展开更多

关键词 木质素 碳纤维 热稳定化 直径尺寸效应

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TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN铁电电容器的原位生长与表征

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作者 殷宇豪 沈阳 +5 位作者 王虎 陈肖 邵林 华文宇 王娟 崔义 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期89-96,共8页

HfO;基铁电电容器,特别是TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN金属-绝缘体-金属电容器,由于其良好的稳定性、高性能和互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性,在新一代非易失性存储器中有着广阔的应用前景。由于TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN电容器... HfO;基铁电电容器,特别是TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN金属-绝缘体-金属电容器,由于其良好的稳定性、高性能和互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性,在新一代非易失性存储器中有着广阔的应用前景。由于TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN电容器的电性能与Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)铁电薄膜与TiN电极层界面质量相关,因此控制TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN异质结构的制备和表征至关重要。本文报道了一种三明治结构:Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)铁电薄膜夹在两个TiN电极之间的新的制备方法,通过超高真空系统互连的原子层沉积(ALD)和磁控溅射设备实现。原位生长和表征结果表明,ZrO_(2)掺杂浓度和快速热退火温度可以调节TiN/Hf_(x)Zr_(1-x)O_(2)/TiN异质结的铁电性能,并能很好地被互连系统监控。在该体系中,通过在HfO2中掺杂50%(molar fraction,x)ZrO_(2)并且在600℃下快速热退火(RTA),获得了21.5μC·cm^(-2)的高剩余极化率和1.35 V的低矫顽电压。 展开更多

关键词 铁电 表面 界面 HFO 真空互联 原位

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