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功能材料 2007年第A04期杂志 文档列表

功能材料杂志特邀报告

Ti基准晶材料制备和贮氢性能研究进展1291-1295

摘要：Ti基准晶材料具有热力学稳定的正二十面体构造，表现出特殊的传输特性、贮氢特性和力学特性等，相关研究受到广泛关注。近年，作者所在研究组在Ti基准晶的制备和贮氢性能研究方面取得了一些新进展。综合报道了Ti-Zr-Ni-Cu系准晶相及其复合相材料的制备和贮氢性能。

TiO2掺杂Ce0.8Sm0.2O1.9材料的制备与表征1296-1299

摘要：通过凝胶浇注法制备了TiO2掺杂量为0-15％（摩尔分数）的T1O2-Ce0.8Sm0.2O1.9（TixCe0.8xSm0.2O2-y，TSDC）粉体。采用X射线衍射、透射电镜对所得粉体的相组成和颗粒形貌进行了测试分析，考察了粉体的烧结性能。此外，还测定了不同组成TSDC烧结体在空气和氢气气氛中的电导率。研究结果表明：凝胶浇注所得干凝胶在较低温度（500℃）下煅烧后，TiO2和Sm2O3即能完全固溶进CeO2晶格中，形成具有单一立方相结构和纳米粒度的TSDC粉体，且粉体粒径随TiO2掺杂量的增加而增大。上述粉体具有较高的烧结活性，其成形压坯在1400℃烧结后，相对密度可达95％以上。此外，测试气氛对TSDC材料的电导率有明显的影响，在空气中，随着TiO2掺入量的增大，TSDC材料的电导率减小，而在H2气氛中，电导率则明显增大，TiO2的掺入，降低了电导活化能。

磺化聚联苯醚砜／改性蒙脱土复合质子交换膜的研究1300-1303

摘要：对蒙脱土进行了有机磺酸化改性和结构表征，并用于对磺化聚联苯醚砜膜的杂化改性，同时制备了改性蒙脱土（SMMT），磺化聚联苯醚砜（SPSU）复合质子交换膜，对它们进行的物化和燃料电池性能研究结果表明：有机磺酸化改性使蒙脱土层间距有所增大，有利于改善蒙脱土片层间的有机亲和性和质子传导能力；在SMMT／SPSU复合膜中含有较SPSU膜更多的键合水，使膜在升高温度下的含水率提高，改善了膜在高温、低湿度下的质子传导性能，有希望由此开发新的高温质子交换膜。

功能材料杂志学术论文

椰壳炭与MnO2复合电极双电层电容行为研究1304-1307

摘要：采用自行制备的KMnO4热解产物MnO2（M）及其与市售高比表面积椰壳基活性炭（YK）复合分别作电极材料，以1和7mol／L KOH为电解液，分别组装戍双电层电容器，采用恒流充放电法、循环伏安测试法和交流阻抗法考察其电容性能，结果显示，当YK与M以质量比1：1混合均匀作电极材料时，其比容量和功率特性均显示最佳值，尤其在高浓度KOH溶液中性能更好，在电流密度为50mA／g时，比电容量达到309．6F／g，并且功率特性和循环性能良好。

氧化物／活性炭复合电极材料的研究1308-1311

摘要：用醋酸锰和高锰酸钾制备二氧化锰粉末；用氯化钌和氢氧化钠制备水合二氧化钌粉末。以二氧化钌和二氧化锰作为电极材料的活性物质，以活性碳粉末为电极的基础原料制备复合电极，并组装超级电容器单元。用x射线衍射仪和扫描电镜对电极材料进行表征，可得复合电极具有明显的电容特征。在浓度为38％的硫酸电解质溶液中，对复合电极进行电化学性能测试，循环伏安曲线、充放电曲线和交流阻抗特性显示了复合电极材料具有良好的电化学性能。碳，锰复合电极的比容量为128F／g，碳/锰/钌复合电极的比容量为266F/g。当二氧化钌和二氧化锰在电极中质量比各占20％时，更能发挥活性物质的作用，由该电极材料组成的超级电容器具有理想的电容特性。

聚苯胺修饰活性炭电极电化学性能1312-1315

摘要：采用循环伏安法在活性炭电极（AC）表面合成导电聚苯胺，得到聚苯胺修饰活性炭复合电极（PAn／AC），通过循环伏安（CV）、恒流充放电技术研究了电极的电容特性，并计算了其等效串联电阻。结果表明，在硫酸溶液中，复合电极呈现较好的电容特性，复合电极的比电容能达到545F／g，比纯活性炭电极的306F／g提高了78％，不同放电电流密度下求出的比电容比纯活性炭电极平均提高了89％，且复合电极的ESR比AC电极稍小。

聚苯胺纳米纤维在电化学电容器中的应用研究1316-1318

摘要：电化学电容器具有高功率、高容量的性能，引起了人们的广泛关注。本研究采用电化学法，在不锈钢电极上沉积聚苯胺纳米纤维。通过扫描电镜（SEM）观测了电极表面聚苯胺的形态。研究了修饰电极的循环伏安特性，并考察了聚合物膜厚度和循环伏安扫描电位范围对修饰电极比电容的影响．

微波法核-壳结构聚苯胺／多壁碳纳米管复合材料的电化学性能1319-1322

摘要：通过微波法快速合成了核．壳结构聚苯胺／多壁碳纳米管复合物。利用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射显微镜（TEM）等测试方法，对复合物的分子结构和形貌进行了表征。TEM结果显示，掺杂态的聚苯胺近乎均匀的沉积在多壁碳纳米管上，沉积厚度约为10-15nm。循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试均表明所合成的复合物在1mol／L H2SO4电解质中具有良好的电化学电容性能，单电极比电容可达到200F／g，较之于纯多壁碳纳米管电极（18Fig）有显著提高。

均匀沉淀法制备Co（OH）2及其超电容特性1323-1325

摘要：以氯化钴为原料、氨水（28％（质量分数））为沉淀剂采用均匀沉淀法合成了纯α-Co（OH）2．采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、循环伏安、恒电流放电测试对样品形貌及电化学性能进行了表征和测试,研究结果表明，表面活性剂Tween-80加入不但对样品的形貌有很大的改善；而且电化学性能也得到提高，其单电极比电容达到370F/g。

Bi／聚苯乙烯壳-核结构纳米复合物的制备及光学性质研究1326-1328

摘要：利用磺化处理后的聚苯乙烯空心球（S-SPS）作硬模板，采用简单的还原方法，大量制备了具有核,壳结构的Bi／S．SPS纳米复合物。产物采用XRD，SEM，TEM，HRTEM和荧光发射谱（PL）等进行了系统的表征．其中核为空心的有机物S-PS球，壳为无机Bi层，包覆在S-Ps表面上的Bi层厚度为50nm左右,纳米复合物的荧光发射谱相对于聚苯乙烯原料而言，具有明显增强且红移的紫外发射。结果表明半导体Bi粉体在有机物表面的包覆，可以明显增强有机物的荧光发射效率，提出了此核-壳纳米复合物的生长机理。

直流磁控溅射制备PbTe薄膜1329-1331

摘要：采用直流磁控溅射的方式，用PbTe靶材溅射沉积在玻璃基底上得到了PbTe薄膜，薄膜生长速率约为100nm／min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米的不同厚度的薄膜。PbTe薄膜是面心立方结构的纤维状生长的薄膜，溅射沉积时间对薄膜的晶粒大小和结构有较大影响，溅射时间越长薄膜的晶粒越大，薄膜结构越致密，具有片层状结构。得到的PbTe薄膜是富Te的P型半导体薄膜，其电阻率随着薄膜厚度的增大而减小。

超声波-水热法合成Bi2Te3纳米管1332-1334

摘要：以水为反应介质，NaBH4为还原剂，合成了BizTe3纳米管及纳米微粒。溶液首先在超声波发生器中预处理1h，然后置于150℃，水热反应釜中继续反应48h。XRD分析表明：合成产物主要物相为Bi2Te3；SEM观察可见产物中有纳米管生成，纳米管直径约为50-100nm，管壁厚约8-10nm，长度在500nm以上。EDS分析表明：纳米管成份为Bi2Te3。Bi2Te3纳米管可能的生长机制为纳米薄片-卷曲-闭合-纳米管。

Pb对Bi-Sb基纳米热电材料低温性能影响1335-1337

摘要：采用机械合金化法获得Bi0.85Sb0.15-xPbx（其中X=0、0．01、0．03、0．05）纳米晶粉末材料，在常温下用1GPa压制成型，然后在473K温度下烧结2h制成块材，并对其热电性能进行了研究。在80-300K温区测量了样品的Seebeck系数和电导率，并计算出材料在80-300K温区的功率因子变化情况。结果表明：掺入Pb后材料由n型变为P型，在205KBi0.85Sb0.14Pb0.01样品的Seebeck系数为101μV／K，在80-180K掺入少量Pb样品的电导率和功率因子比没掺Pb样品要高，表明掺入Pb可以明显改变Bi0.85Sb0.15纳米晶粉末材料在低温下的热电性能。

球磨时间对P型Bi2Te3基热电材料性能的影响1338-1340

摘要：采用区熔法和机械球磨（MM）与放电等离子烧结（SPS）技术相结合制备P型Bi2Te3基热电材料。在300-423K的温度范围内测试了样品的电导率、Seebeck系数和热导率。系统研究了球磨时间对合金化与热电性能的影响。球磨10h的样品在室温时具有最低的热导率，因此其热电优值高于其它样品，在室温时达到最大值0．995。

放电等离子烧结制备的Bi2Te3／Sb2Te3复合材料的热电性能1341-1344

摘要：研究了用低温湿化学法和水热法制备纳米级的Bi2Te3和sb挪e3颗粒，并通过透射电镜观察其微观形貌。Bi2Te3粉末的微观形貌为直径在30-50n之间的片状小颗粒，而sb2Te3颗粒的微观形貌为薄带状，直径约为70nm，长度则为从150-300nm不等，并对其晶体的形核和长大机理进行了讨论。认为，纳米小颗粒状的Bi2Te3晶体可能是通过“表面形核和侧向生长”形成的产物，而薄带状的sb2Te3晶体可能是在Te块解体形成的条带状碎屑基础上形成的。用放电等离子烧结法（spark plasma sintering）制备不同比例的Bi2Te3／Sb2Te3块状复合材料，测量并比较了其热电性能。通过改变Bi2Te3的量，可以提高复合材料的电性能。成分不同的层片间的散射，能更有效地降低块体材料的热导率。在500K的温度下，Bi2Te3和sb2Te3以摩尔比为1：1复合烧结的试样的热导率低达0．7W／（m·K）。进一步优化Bi2Te3和sb2Te3的复合比例，其热电性能可能会有进一步的提高。

熔体旋甩法制备Zn4Sb3热电材料微结构的研究1345-1347

摘要：采用真空熔融-熔体旋甩-退火-放电等离子烧结（SPS）工艺制备了单相β-Zn4Sb3块体热电材料。对退火前后的薄带和SPS烧结后块体材料的相组成和微结构进行了分析和表征。结果表明：熔体旋甩后分相的薄带在退火后转变成主相为Zn4Sb3的薄带，退火薄带SPS烧结后得到了致密的β-Zn4Sb3块体材料；冷却速率和退火工艺对薄带自由面和与Cu辊接触面的物相和形貌变化影响较大；该工艺制备的β-Zn4Sb3块体热电材料致密，晶粒尺寸细小，约为50-80nm。

Ga掺杂Zn4Sb3体系热电性能的研究1348-1351

摘要：首先在5-310K温度范围内，研究了Ga替代对化合物（Zn1-xGax）4Sb3的低温热电性能的影响。研究发现相对于无掺杂的Zn4Sb3，（Zn1-xGAx）4Sb3（x≠0）的低温热导率明显减小，而且随着Ga替代量的增加而不断减小。另外，轻掺杂条件下（X≤0．15），掺杂后的电阻率和热电势都减小．而随后对β-Zn4Sb3和β-（Zn0.85Ga0.15）4Sb3的高温（300-670K）热电性能进行了测量，结果充分表明合适量的Ga替代Zn（比如x=0．15），可以优化β-Zn4Sb3的高温热电性能。

Cu／β-Zn4Sb3纳米复合热电材料的制备和电输运特性1352-1355

摘要：采用真空熔融结合放电等离子体烧结（SPS）制备了一系列纳米cu第二相的13-Zn4Sb，基复合材料，XRD和SEM分析表明，该复合材料均是由Cu和β-Zn4Sb3组成的，SPS烧结过程中β—Zn4Sb3并没有发生相变反应，Cu纳米粒子主要沿β-Zn4Sb3微粒周围随机分布，亦见少数cu纳米粒子进入β-Zn4Sb3微粒内现象。电榆运特性测量表明，随着纳米Cu含量增加，复合材料的电导率逐渐增加，Seebeck系数先降低后增加；当纳米Cu掺量增大至摩尔比为0．08时，材料的电导率与纳米Cu掺量为0．04时非常接近，但Seebeck系数明显偏高，700K时的功率因子达到11．6mW·cm^-1K^-2，是纳米Cu掺量为0．04时的1．23倍。这种电导率与Seebeck系数的反常变化现象可能与纳米Cu对低能电子的能量过滤有关。