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功能材料 2017年第05期杂志 文档列表

功能材料杂志热点·关注

LiCoPO4包覆的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2锂离子电池正极材料：增强的库伦效率和循环性能5001-5006

摘要：LiCoPO_4包覆的Li_（1.2）Mn_（0.54）Ni_（0.13）Co_（0.13）O_2富锂正极材料是通过沉淀法制备的。包覆后的样品的首次库伦效率达到84.14%,在0.1C（1C=300mA/g）电流下放电比容量高达305.95mAh/g。特别是包覆后样品的循环性能得到极大的提升,1C倍率下100次循环后容量保持率为88.2%,远远高于未包覆样品的72.3%。这些电化学性能的提高主要归功于包覆层,包覆层不但增强了材料的结构稳定性,同时也有效保护了电极材料不受电解液的侵蚀并且提高了材料的锂离子迁移率。

TiH2和V0.6Ti0.23Cr0.05Fe0.12H2复合金属氢化物锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究5007-5010

摘要：通过氢化和高能球磨的方法制备出TiH_2和V_（0.6）Ti_（0.23）Cr_（0.05）Fe_（0.12）H_2复合金属氢化物,并利用XRD、SEM、BET、拉曼和充放电测试等技术对其结构、形貌、比表面积、导电剂电导率和电化学性能进行了研究。结果表明,金属氢化物经高能球磨未改变其初始的FCC结构;在电流密度为10mA/g条件下,添加导电剂乙炔黑和石墨烯时复合金属氢化物的首次放电比容量分别为248.2和580.6mAh/g。

半固态锂电池电极浆料导电性能的评价方法研究5011-5016

摘要：半固态锂电池是一种新型电化学储能技术,以电极浆料作为电化学反应的主体材料。电极浆料是将电极活性材料和导电剂分散于电解液中形成的固液混合体系,导电性能的优劣决定其是否能够实现良好的电化学性能。本论文以不同导电添加剂配比的磷酸铁锂电极浆料为研究对象,分别采用直流电导率仪、电化学阻抗谱测试以及固定频率交流电测试的方法进行电导率的测定,并与半电池在不同电流密度下的充放电性能进行了比较。研究认为对电极浆料进行电化学阻抗谱测试是有效的导电性能评价方法,但模型建立和数值模拟的过程较为复杂;通过电化学工作站对样品施加固定频率的交流电亦可得到相应的阻抗,测试结果稳定,操作简单高效,可用于对电极浆料导电性能的初步评价和比较。

水热组装法制备碳纳米管网状支撑氮掺杂多孔碳材料及其储能特性研究5017-5022

摘要：采用水热组装法制备了碳纳米管/氮掺杂多孔碳复合电极材料。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、N2吸附-脱附（BET）和X射线光电子能谱（XPS）表征了复合材料的微观形貌和结构;并采用循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗谱测试了复合材料的储能特性。结果表明,水热组装法成功地合成了具有高比表面积（1 039m~2/g）的碳纳米管/氮掺杂多孔碳复合材料。并且该复合材料表现出优异的储能特性,在1A/g下,其比电容高达261F/g,远远高于氮掺杂多孔碳（214F/g）和碳纳米管（109F/g）的比电容;在功率密度为10 500 W/kg下其能量密度仍为53.75 Wh/kg。

间歇式As中断生长InGaAs/GaAs量子点5023-5027

摘要：采用间歇式As中断方法利用分子束外延（MBE）生长了不同厚度的InGaAs量子点,并通过反射式高能电子衍射仪（RHEED）以及扫描隧道显微镜（STM）对其表面进行形貌表征与分析。研究发现间歇式As中断方法有利于改善量子点的均匀性,同时量子点的表面形貌特征由生长温度和沉积厚度决定;量子点沉积厚度越大,量子点面密度越高;在一定生长温度范围内,生长温度越高量子点分布均匀性越强,反之则越弱;研究还发现InGaAs量子点的生长过程中存在3个截然不同的阶段和两种明显的生长模式转变点,3个阶段分别是层状生长阶段、量子点形成阶段和量子点自合并成熟阶段,两种生长模式转变点分别是SK转变和量子点自合并熟化转变。

功能材料杂志综述·进展

稀土掺杂上转换发光纳米材料及其在生物分析化学的应用5028-5036

摘要：稀土掺杂上转换发光纳米材料（RE-UCNPs）由于其生物体毒性低、背景荧光弱、灵敏度高、化学稳定性高、光稳定性好、光穿透能力强、Stokes位移大等优点,成为了新一代荧光纳米材料。通过对上转换发光中几种能量交换形式的介绍,来阐述其发光机理;通过研究国内外RE-UCNPs的报道,介绍了其几种常见的制备方法和在生物分析化学领域的应用。着重介绍了荧光共振能量转移（FRET）在上转换发光纳米材料（UCNPs）检测生物分子、危险品化学和金属离子中的作用及应用。对各种被检测物的检测范围和检出限作了说明与归纳。FRET在UCNPs应用中有着重要意义,对其进行更多的基础性研究十分重要。

功能材料杂志研究·开发

二维点缺陷等离子体光子晶体缺陷模特性研究5037-5041

摘要：利用基于有限元法的COMSOL软件仿真研究了在微波波段下二维点缺陷光子晶体缺陷模的特性。主要讨论了在TM模式下,点缺陷对透射系数的影响以及等离子体密度对二维点缺陷等离子体光子晶体透射系数的影响。重点研究了缺陷模与等离子体密度之间的关系,以及光子晶体的层数对缺陷模特性的影响。研究结果对微波段的多通道滤波器、波分复用器的设计和制作提供了理论参考。

壳聚糖/单宁酸复合胶体粒子的制备及功能涂层研究5042-5047

摘要：以壳聚糖（Chitosan,CS）和单宁酸（Tannic acid,TA）为组装基元,在水溶液中通过pH诱导组装制备壳聚糖/单宁酸（CS/TA）复合胶体粒子,用透射电子显微镜（TEM）对复合胶体粒子的尺寸及形貌进行了表征。再将复合胶体粒子水分散液为电泳沉积液,通过电泳沉积技术诱导复合胶体粒子在316L不锈钢表面二次组装制备纳米功能涂层;利用接触角测试对涂层表面的亲疏水性进行了研究;并通过体外细胞实验探究了涂层的细胞相容性,抗菌实验测试了涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性。研究结果表明,通过电诱导胶体粒子可以在316L不锈钢表面形成了致密的纳米涂层材料,涂层具有良好的细胞相容性和抗菌作用,在生物涂层领域有着潜在应用前景。

挖补复合材料层合板拉伸性能的参数影响研究5048-5053

摘要：建立了挖补复合材料层合板的有限元模型,并通过渐进损伤分析方法计算了拉伸载荷下挖补结构的极限强度,计算结果与实验结果吻合良好,验证了模型的有效性。分析了该结构的失效过程,得出结构的失效模式为胶层失效。对挖补复合材料层合板的修理参数进行研究,分析了挖补斜度和挖补深度对挖补结构极限强度的影响。结果表明减小挖补斜度以及减小挖补深度都能提高挖补结构的极限强度。

圆筒状超磁致伸缩致动器磁场研究与仿真5054-5060

摘要：为设计圆筒状超磁致伸缩致动器（GMA）,采用基于磁路的方法对圆筒状超磁致伸缩材料（GMM）内的磁场强度进行计算,基于Maxwell软件建立了圆筒状GMA的3D模型并对磁路结构中各部件尺寸及GMA筒内构件的磁导率对磁场的影响进行了仿真研究。结果表明：在闭合的磁路结构中,对于给定的线圈匝数和激励电流,GMM筒中磁场强度大小受GMM筒轴向长度影响较大且为负相关。磁场均匀性方面,影响较大的是穿过圆筒状GMA构件的磁导率和导磁环轴向长度,二者均与磁场不均匀度正相关。

中间层碳纤维方向的微波无损检测实验研究5061-5064

摘要：在研究多层媒介中的微波信号传播与反射机理的基础上,利用微波网络分析仪对3层复合材料中间层的纤维方向进行了检测研究。首先,根据N5225A网络分析仪记录的反射系数相位计算出反射系数相位差;然后,建立反射系数相位差与表示中间层纤维方向的β建立对应关系;最后,利用反射系数相位差表征纤维方向的变化。实验结果表明,矩形波导相对于复合材料纤维方向的角度（α）会对检测结果有一定的影响,反射系数相位差随工作频率的变化规律不同,并且对中间层的纤维方向的变化敏感范围也不同,波导口长边平行于第一层的纤维时,即α为0°时,对β为15~45°较敏感,波导口长边垂直于第一层的纤维时,即α为90°时,对β为45~75°较敏感;复合材料末端加一反射板可以增强检测效果,检测工作频率为33GHz,中间层纤维方向变化30°时,有反射板的反射系数相位差变化10°,而没有反射板的变化5°。

稀土掺杂改性镍锌铁氧体磁学性能研究5065-5069

摘要：以黄钠铁矾为原料,稀土掺杂改性制备镍锌铁氧体。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外光谱分析（FT-IR）和振动样品磁强计（VSM）等对镍锌铁氧体进行表征,探究稀土掺杂对镍锌铁氧体磁学性能的影响。结果表明：稀土掺杂后镍锌铁氧体的晶格产生畸变,但是尖晶石型的形貌没有变化,软磁性能提高。并且镝掺杂量与软磁性能提高呈现正相关。掺杂3%镝的镍锌铁氧体软磁性能最好,矫顽力为2.082kA/m,剩余磁化强度1.73A·m~2/kg,饱和磁感应强度为42.59A·m~2/kg。

基于京尼平交联的壳聚糖膜的制备及性能研究5070-5076

摘要：利用广泛使用且具有良好生物相容性的壳聚糖为基材,采用生物交联剂京尼平交联壳聚糖,制备具有不同力学性能的壳聚糖材料。探讨不同实验条件对于材料性能的影响及材料力学性能与细胞行为之间的关系。结果表明,投料比、反应温度、反应时间均能在不同程度上影响材料的交联程度及各项性能,其中投料比对于膜材料的性能影响最为明显。通过在不同力学性能的二维材料上培养前成骨细胞MC3T3-E1发现,随着材料力学强度的增高,材料上的细胞增殖率不断增大,但到了一定限度,增殖率开始减小;而细胞的成骨分化能力则一直增大。

磷酸锆碟片粒径对提高二氧化钛悬浮液分散稳定性的影响5077-5083

摘要：制备纳米二氧化钛（TiO_2）分别和729.6,1 004.5,1 168.5nm 3种粒径的磷酸锆碟片（ZrP）混合纳米悬浮液,研究了混合悬浮液的分散稳定性。运用稳定性性分析仪,沉降实验和紫外-可见分光光度计综合分析了纳米悬浮液的分散稳定性,并测量了混合悬浮液的粘度。结果表明,加入ZrP碟片后,TiO_2悬浮液的粘度增大,稳定性提高;3种混合纳米悬浮液的粘度相近,但ZrP粒径最小的混合悬浮液,其分散稳定性最好。通过分析发现,3种混合纳米悬浮液中,ZrP粒径越小,颗粒团聚粒径和团聚速度越小,其原因可能是ZrP碟片的粒径越小,相同质量浓度条件下碟片数目浓度越大,对TiO_2的空间位阻作用越强。

银纳米粒比色传感器对水中Cd2＋的检测5084-5088

摘要：采用硼氢化钠还原法制备粒径10nm的银纳米粒比色传感器,用于检测水中Cd~（2＋）。将脱氢胆酸修饰于银纳米粒表面,通过脱氢胆酸与Cd~（2＋）之间的特异性络合作用,诱导银纳米粒团聚,溶液由黄色变为酒红色,实现水中Cd~（2＋）的比色识别。该方法检测Cd~（2＋）的线性范围为0.9~50μmol/L,检出限可达129nmol/L。在实际水样中裸眼可观察的检测下限低至1μmol/L,有望应用于水体中Cd~（2＋）的原位现场快速检测。

Ag-Ag2O/Bi2WO6光催化剂的合成及其光催化性能5089-5093

摘要：水热法合成了Bi_2WO_6催化剂后,将Ag-Ag_2O负载在Bi_2WO_6上,制备出新型Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6异质结光催化剂,通过XRD,SEM,TEM,UV-Vis DRS等一系列测试手段对光催化剂进行了形貌、结构、吸光性能等性质的表征,并以罗丹明B（Rh B）为目标污染物研究催化剂的光催化活性。结果表明制备的Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6异质结光催化剂主体为立体花球状结构,直径约2μm,具有较大的比表面积,且对可见光的吸收范围有明显增加（从442红移至594nm）,催化活性亦高于未负载的Bi_2WO_6,反应120min后,Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6对罗丹明B（Rh B）的降解率可达96.20%,在重复4次降解实验之后,其光催化活性虽然有一定损失,但光催化性能仍优于其余两组催化剂。

纳米纸/聚合物基复合材料热传导性能模拟研究5094-5098

摘要：为了研究纳米纸加热片的形状控制、厚度及弯曲周期等因素对纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态时温度分布的影响规律,采用FLUENT有限元软件分别模拟研究了不同工况条件下矩形弯曲及平板形纳米纸/聚合物基复合材料的热传导性能。计算结果表明：加热过程中矩形弯曲纳米纸/聚合物基复合材料的平均温度略低,加热速率略慢,达到稳态所需的时间稍短,温度分布更为均匀。纳米纸加热片厚度越小、弯曲周期越小,纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态时的平均温度水平越高,达到稳态所需的时间越长。分析认为,纳米纸加热片的厚度和弯曲周期对纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态所需时间及温度分布规律的影响主要通过纳米纸加热片的单位体积热源起作用;对流散热速率低于产热量的增大导致纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态所需时间增长。

多孔Ag/ZnO的生物模板法合成及气敏性能研究5099-5103

摘要：摘要：以油菜花粉为模板合成了Ag/ZnO纳米颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对样品进行了结构形貌表征,并测试了其气敏性能.结果表明,所得产物为直径30？50nm左右的六方纤锌矿结构Ag/ZnO纳米粒子在相对低的工作温度（270℃）下,对100XKT6的丙酮气体的灵敏度达到了38.2（约为ZnO的10倍）,其响应和恢复时间分别为3和36s.