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稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体制备及其氧吸附/脱附性能
1
作者
余四豪
陈铃
+2 位作者
王娇
郝好山
刘少辉
《功能材料》
北大核心
2025年第4期4136-4141,共6页
工作温度低、性能良好且稳定的氧吸附/脱附材料在氧气分离技术、燃料电池电极等领域具有重要的应用价值。为了提升材料的氧吸附/脱附性能,采用溶胶-凝胶法成功合成了不同浓度稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附纳米材料。通过...
工作温度低、性能良好且稳定的氧吸附/脱附材料在氧气分离技术、燃料电池电极等领域具有重要的应用价值。为了提升材料的氧吸附/脱附性能,采用溶胶-凝胶法成功合成了不同浓度稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附纳米材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及热重分析等手段,系统地探究了稀土元素Gd^(3+)掺杂浓度对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形态、晶体结构及其氧吸附/脱附特性的影响。实验测试结果发现,在较低掺杂浓度水平下,稀土元素Gd^(3+)掺杂对Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形貌影响较小,掺杂前后纳米粉体的形貌均为球形,粉体尺寸介于200~350 nm。稀土元素Gd^(3+)可以进入YBaCo_(4)O_(7+δ)晶格,掺杂前后Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)均保持为单相114结构。在氧吸附/脱附性能方面,与YBaCo_(4)O_(7+δ)相比,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附变化率从1.73%显著提高到了4.22%。这表明Gd^(3+)的加入能有效增强YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料的氧吸附能力。此外,在N2/O_(2)气体环境的循环变换下,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)展现出良好的循环稳定性。Gd^(3+)掺杂对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料氧吸附性能的提升,可归结为其优化了材料内部的氧气存储空间,从而促进了氧离子的吸附与释放过程。
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关键词
YBaCo_(4)O_(7+δ)
氧吸附/脱附性能
稀土元素掺杂
纳米粉体
微观机理
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职称材料
氧化铝包覆SrTiO_(3)纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能
被引量：
2
2
作者
刘少辉
王娇
+1 位作者
王菲菲
王远
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期346-354,共9页
目的通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出...
目的通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合材料。系统地研究了SrTiO_(3)纳米纤维填料表面包覆Al_(2)O_(3)对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构,其中芯层为SrTiO_(3),壳层为Al_(2)O_(3),Al_(2)O_(3)包覆厚度为6 nm。低填充量下,一维核壳结构SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。在相同的体积分数填料填充下,SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9 J/cm^(3)。结论Al_(2)O_(3)包覆层可以阻止SrTiO_(3)纳米纤维填料在复合材料中的接触,减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化,降低漏电流,进而提高复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。
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关键词
钛酸锶
储能性能
纳米纤维
核壳结构
界面改性
介电性能
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职称材料
题名
稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体制备及其氧吸附/脱附性能
1
作者
余四豪
陈铃
王娇
郝好山
刘少辉
机构
河南工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室
河南
工程
学院
河南省
稀土复合
材料
国际联合
实验室
出处
《功能材料》
北大核心
2025年第4期4136-4141,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51902088)
河南省高校科技创新人才项目(21HASTIT014)
+1 种基金
河南省优秀青年基金项目(212300410031)
河南省科技攻关项目(232102231041,252102231014)。
文摘
工作温度低、性能良好且稳定的氧吸附/脱附材料在氧气分离技术、燃料电池电极等领域具有重要的应用价值。为了提升材料的氧吸附/脱附性能,采用溶胶-凝胶法成功合成了不同浓度稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附纳米材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及热重分析等手段,系统地探究了稀土元素Gd^(3+)掺杂浓度对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形态、晶体结构及其氧吸附/脱附特性的影响。实验测试结果发现,在较低掺杂浓度水平下,稀土元素Gd^(3+)掺杂对Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形貌影响较小,掺杂前后纳米粉体的形貌均为球形,粉体尺寸介于200~350 nm。稀土元素Gd^(3+)可以进入YBaCo_(4)O_(7+δ)晶格,掺杂前后Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)均保持为单相114结构。在氧吸附/脱附性能方面,与YBaCo_(4)O_(7+δ)相比,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附变化率从1.73%显著提高到了4.22%。这表明Gd^(3+)的加入能有效增强YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料的氧吸附能力。此外,在N2/O_(2)气体环境的循环变换下,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)展现出良好的循环稳定性。Gd^(3+)掺杂对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料氧吸附性能的提升,可归结为其优化了材料内部的氧气存储空间,从而促进了氧离子的吸附与释放过程。
关键词
YBaCo_(4)O_(7+δ)
氧吸附/脱附性能
稀土元素掺杂
纳米粉体
微观机理
Keywords
YBaCo_(4)O_(7+δ)
oxygen adsorption/desorption performance
rare earth element doping
nano powders
micro-mechanism
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
氧化铝包覆SrTiO_(3)纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能
被引量：
2
2
作者
刘少辉
王娇
王菲菲
王远
机构
河南
工程
学院
、
河南省
电子陶瓷
材料与
应用
重点
实验室
河南
工程
学院
、
河南省
稀土复合
材料
国际联合
实验室
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期346-354,共9页
基金
国家自然科学基金(51902088)
河南省高校科技创新人才项目(21HASTIT014)
+2 种基金
河南省优秀青年基金(212300410031)
河南省科技攻关计划(222102240004
232102230022)。
文摘
目的通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合材料。系统地研究了SrTiO_(3)纳米纤维填料表面包覆Al_(2)O_(3)对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构,其中芯层为SrTiO_(3),壳层为Al_(2)O_(3),Al_(2)O_(3)包覆厚度为6 nm。低填充量下,一维核壳结构SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。在相同的体积分数填料填充下,SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9 J/cm^(3)。结论Al_(2)O_(3)包覆层可以阻止SrTiO_(3)纳米纤维填料在复合材料中的接触,减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化,降低漏电流,进而提高复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。
关键词
钛酸锶
储能性能
纳米纤维
核壳结构
界面改性
介电性能
Keywords
strontium titanate
energy storage property
nanofiber
core shell structure
interface modification
dielectric property
分类号
TB331 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体制备及其氧吸附/脱附性能
余四豪
陈铃
王娇
郝好山
刘少辉
《功能材料》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
氧化铝包覆SrTiO_(3)纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能
刘少辉
王娇
王菲菲
王远
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
已选择
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