一、非晶态材料的制备与应用(论文文献综述)
侯雅慧[1](2021)在《Bi/有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂的制备及其固氮性能的研究》文中研究表明氨(NH3)是现代社会中合成肥料和纤维必不可少的化学物质,近年来由于其具有高氢密度(17.6 wt.%)和低液化压力(~8 atm),它作为潜在的氢载体也受到广泛关注。Haber-Bosch工业合成氨满足了当代社会发展的需要,然而其暴露出的三废污染及能源消耗问题亟待解决。在纯水中以温和方式将N2光催化固定为NH3是取代传统Haber-Bosch工业合成NH3方法最有趣最环保的方法。然而,合成原料N2第一键的热力学强解离能(410 k J·mol-1)和低电子亲和力(-1.9e V),使得断裂N≡N成为N2还原的关键决速步骤,此外在光催化过程中不可避免的载流子复合问题也使得光催化剂活性下降。因此N2的吸附和活化以及光生载流子的重组是光催化固氮过程中的瓶颈所在。针对上述两个瓶颈问题,本论文以Bi2WO6为研究对象,采用有序-无序同质结策略和肖特基结策略,构筑了有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂和Bi/有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂,有效吸附和活化N2并促进光生载流子的分离,为合理设计高效稳定固氮的光催化剂提供了策略,也加深了对无序化调控光催化剂的理解。本论文具体研究内容如下:(1)该部分聚焦非晶态Bi2WO6的无序结构吸附和活化N2以及有序-无序同质结策略促进光生载流子的分离展开研究。利用一步水热法制备一系列有序-无序同质结材料(BWO、OD-1、OD-2和OD-3),并测试了光催化剂的固氮性能和稳定性。结果表明:OD-2的固氮活性最佳,其固氮活性为1149.2μmol·L-1·h-1·g-1,而其晶体对应物BWO没有任何固氮活性。综合一系列表征分析,说明了OD-2中表面无序结构在光催化固氮中起着活化氮气的作用,同时有序-无序界面有效分离光生电子-空穴对,界面电子转移到OD-2的表面无序结构,并与吸附在无序结构上的N2反应,促进固氮反应顺利进行。另一方面,光生空穴则保留在OD-2的有序结构中,参与H2O的氧化反应并将其转化为O2。(2)该部分聚焦金属Bi和无序结构协同作用吸附和活化N2以及肖特基结策略促进光生载流子的分离展开研究。在前述研究的基础上,改变溶剂组成,一步水热法合成了一系列Bi/有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂,并测试了光催化剂的固氮性能和稳定性。实验结果表明,BOD-2的固氮活性在同系列中最佳,为827.9μmol·L-1·h-1·g-1,且能够连续稳定产氨8 h,其催化剂寿命大概是OD-2寿命的2.7倍。当改变溶剂组成,催化剂的形貌发生了显着变化,无序结构增多,而且有明显的Bi单质析出。综合一系列表征分析,对该BOD-2的固氮机理进行了研究,催化剂表面金属Bi与有序-无序同质结Bi2WO6形成肖特基结,使部分电子转移到金属Bi上活化吸附在Bi上的N2。无序结构和金属Bi的协同作用,使光生电子得到了有效利用,从而使BOD-2光催化剂的稳定性和寿命大大提升。另一方面,光生空穴则保留在BOD-2的有序部分中,参与H2O的氧化反应并将其转化为O2。
魏贵林[2](2021)在《低温玻璃固化处理含碘敷银硅胶》文中提出核能,作为一种十分重要的清洁能源,其具有的优点是众多能源无法比拟的。随着核能的迅速发展,其地位也显着提升。但是,核能的应用也不可避免地会产生一定的放射性废物,如何安全且高效地处理这些核废物成为亟待解决的研究热点之一。放射性碘废物,如碘-129,由于其毒性较大,半衰期较长,对人体健康以及环境会造成不可忽视的危害。因此,安全有效处理放射性碘废物对于核能的发展具有重要的意义。本论文以玻璃为固化基材,在低温烧结条件下固化处理一种含碘废物–含碘敷银硅胶,并对所得固化体的理化性能进行了研究1。主要内容如下:(1)探索性开展采用氧化铋主导的Bi2O3-ZnO-B2O3玻璃低温固化处理含碘敷银硅胶的研究。结果显示所得系列固化体物相组成较为复杂。同时密度数据由固化体非晶化程度和原料组成所影响,而后者的影响作用占主导。物相和微观形貌结果表明Ag I是以两种形式存在于固化体中,首先是部分Ag I被固化进入玻璃相中,而另外一部分则被包裹于固化体中。(2)进一步采用氧化硼主导的B2O3-Bi2O3-ZnO玻璃低温固化处理含碘敷银硅胶。结果表明固化体物相趋近于玻璃相,但仍存在少量的Ag I未被固化进入玻璃相中。经低温烧结所得固化体中密度最高可达3.18 g/cm3。同时探究了固化体对于Ag I的固溶极限,结果表明:经550℃烧结所得固化体对Ag I的极限固溶度为1.97 wt.%。此时其表现为单一的玻璃相,碘元素在固化体中是均匀分布的。(3)对非晶态材料在制备B2O3-Bi2O3-ZnO-SiO2玻璃基材中的作用进行了研究。结果表明采用非晶态硅胶替代晶体SiO2能够降低上述基材的玻璃化温度(100℃)。微观结构分析结果表明硅胶的替代也几乎不会影响基材中的玻璃网格类型。进一步将这一理念应用于低温玻璃固化处理碘废物,研究了不同硅胶替代率替代晶体SiO2对于低温固化碘废物的影响。结果表明:在B2O3-Bi2O3-ZnO-SiO2基材中,用非晶态硅胶替代SiO2有利于在较低的烧结温度下形成纯玻璃相。该方法能满足某些放射性废物在高温易挥发的低温玻璃化处理需求。
徐迪[3](2020)在《具有极限非指数动力学特征玻璃形成体的焓弛豫研究》文中认为玻璃态材料的弛豫行为可以用多种方式表征,其中最基本的也是最重要的是借助量热技术进行的焓弛豫研究。借助焓弛豫可以对玻璃形成材料的非简单热激活、非指数性和非线性三大弛豫特征进行探究。非指数性弛豫是弛豫的本征特征,一般用非指数性参数β来表征。过去针对具有一般非指数性弛豫特征的体系建立了很多弛豫参数间的关联如非线性参数x小于β的关联、β和脆性参数m间的Bohmer关联、归一化玻璃转变宽度与m和β的关联等等,但对于具有极限非指数性弛豫特征的体系,已有的弛豫参数间的关联是否仍然适用以及是否存在新的弛豫参数间的关联有待探究。这里我们选取了具有极弱非指数性弛豫特征的体系(非晶态金属有机框架材料ZIF-4)、具有极强非指数性弛豫特征的体系(非晶态脱氧胆酸)和具有指数性弛豫特征的体系(单羟基醇异构体),利用焓弛豫的方法对这类具有极限非指数性特征的体系进行了详细探究。通过对金属有机框架材料ZIF-4的研究,利用焓差的方法建立冷却速率与结构温度的关系并得到其脆性参数m=34,其低的m值可用其低的热压系数来解释。Tool-Narayanaswamy-Moynihan-Hodge(TNMH)方程拟合其归一化热容曲线得到其非指数性参数β=0.71和非线性参数x=0.47,极高的β值对应弱的非指数性弛豫。x=0.47小于其β=0.71,符合以前建立的x<β的关联。将非指数性参数β与脆性参数m的关系与Bohmer关联对比后,发现很好的符合。将利用β与m计算的归一化玻璃转变宽度值与实验值对比后,发现也符合以前建立的关联。这表明上述这些弛豫参数间的关联对于具有极弱非指数性弛豫特征的ZIF-4体系是适用的。选取药物体系脱氧胆酸(Doxycholic acid),利用球磨方法和熔体淬火的方法分别得到其完全非晶态。利用焓弛豫的研究方法测试其热力学特征后发现,对比熔体淬火玻璃,球磨玻璃的热玻璃转变行为显示出缺少overshoot的独特特征,进一步分析发现除了早期提出的高的结构温度Tf会导致低的overshoot,非指数性参数β也是决定overshoot的一个重要参量。基于上述结果,我们首次在球磨玻璃体系中构建了overshoot热容增量ΔCp-os与结构温度Tf和非指数性参数β的线性关系。球磨玻璃低的非指数性参数β(β<0.4)源于其球磨过程中引入了大量的比表面,表面上与块体内分子弛豫速率的差异性导致了其低的非指数性参数β。选取八种单羟基己醇的异构体,利用焓和介电弛豫的研究方法对其指数性的德拜弛豫过程进行了详细表征。我们首次发现玻璃转变处的用beads数归一化的玻璃转变热容增量与α弛豫强度间存在明显的指数性关联,而对德拜弛豫并未发现其与归一化热容增量的关联。我们还发现弛豫时间为100 s时德拜弛豫激活能与α弛豫激活能显着相关,结合其无热信号以及动力学弛豫特征与Rouse模式的相似性,提出了单羟基醇中熵驱动的德拜弛豫过程。综上,我们在具有极弱非指数性弛豫特征的非晶态金属有机框架ZIF-4体系中检验了以前的弛豫参数间的关联:x<β的关联、β和m间的Bohmer关联、归一化玻璃转变宽度与m和β的关联。我们在具有极强非指数性弛豫特征的球磨脱氧胆酸玻璃中首次利用结构温度Tf和非指数性参数β来解释overshoot的高度,建立了新的overshoot高度ΔCp-os与结构温度Tf和非指数性参数β的定量关联。在具有指数性弛豫特征的单羟基己醇异构体中,在玻璃转变处建立了新的归一化玻璃转变热容增量与α弛豫强度间的关联以及德拜弛豫激活能与α弛豫激活能间的关联。上述结果加深了我们对具有极限非指数性弛豫特征体系的认识,为解决玻璃转变和弛豫难题提供帮助。
潘丽丽[4](2020)在《非晶态钴基金属氧化物OER/ORR催化剂的性能研究》文中研究说明清洁可再生能源(如风能、太阳能等)本身固有的间断、不连续特性使得开发大规模能源储存与转换系统显得非常必要。利用多余的电能电解水从而生产H2被视为21世纪非常有前途的制氢技术。燃料电池和金属-空气电池由于能量密度高而成为非常有前途的储能装置。在这些系统中,都存在析氧反应(OER)或/和氧还原反应(ORR),但这些过程在动力学上比较缓慢,严重制约了器件性能的提升。因此,开发廉价、高性能的OER/ORR性能就显得非常必要。本文以Co-基非晶态金属氧化物催化剂为研究对象,通过调控掺杂元素种类、比例、热处理温度等策略,系统研究了其OER/ORR催化行为。主要研究内容和得到的主要结论如下:采用光化学金属有机沉积(PMOD)法在FTO和泡沫镍(NF)基底上制备了Co-Ce二元金属氧化物(Co1-yCeyOx)薄膜。利用三电极线性扫描伏安法(LSV)研究了元素比例对催化性能的影响,并从几何和电子因素角度对其影响进行系统研究。结果表明,利用PMOD方法可以得到组成可控、元素分布均匀、厚度为~200 nm的非晶态薄膜。当Ce添加量y<60%时,其催化活性明显优于CoOx,其中Co0.9Ce0.1Ox/FTO的活性最高:在1和10 m A cm-2电流密度(1 M KOH溶液中)对应的过电位分别为158(1)和320(2)m V。将Co1-yCeyOx薄膜负载在NF上,OER活性进一步提高,Co0.9Ce0.1Ox/NF在10和100 m A cm-2电流密度下(1M KOH溶液中)下的(?)降低至175(0.1)和230(1)m V。采用扫描电子显微镜和双电层电容测试表明,少量的Ce添加可以提高比表面积。采用循环伏安(CV)、X射线光电子谱(XPS)以及电化学阻抗谱(EIS)等测试表明,Ce的添加可以提高Co3+的含量,降低电荷转移电阻。同时Ce的添加可以提高金属-OH键强度,使得速控步骤从生成吸附态的OH自由基转变为生成物理吸附态的H2O2的步骤。基于比表面积、Co3+含量以及M-OH键强度的协同作用,使得当Ce含量小于60%时,Ce的掺杂可以显着提高CoOx的OER活性。此外,催化剂表现出较好的长期稳定性。以KB为基底,通过一步紫外光解法制备了非晶态Co-Mn二元氧化物混合催化剂,采用旋转圆盘电极(RDE)和旋转环盘电极(RRDE)研究了金属元素比例、KB含量以及热处理温度等对ORR催化活性的影响。结果表明,KB含量低于33.3%时有助于光解完全,Co-Mn元素比例对催化活性影响很大,非晶态CoyMn3-yOx/KB(0<y≤1.5)催化剂的的ORR起始电位(Eonset)、半波电位(E1/2)和电子转移数(n)明显优于MnOx/KB和Co2MnOx/KB。其中,Co1.5Mn1.5Ox/KB表现出最优异的E1/2(0.73 V vs.RHE)和n(3.84,在0.3 V vs.RHE电位处)。高温处理得到的晶态Co Mn2Ox/KB催化剂由于具有较好的结晶性,其极限电流密度(JL)和n均高于相应的非晶态样品,但是Eonset和E1/2变化不大。调变非晶态钴锰催化剂体系中金属元素的比例,可以从Eonset、E1/2和n等方面提高ORR活性,而晶态金属氧化物可以从JL和n等方面提高ORR活性。为具有优异ORR性能的非晶态和晶态金属氧化物催化剂的制备和改性提供了新策略。
周文涛[5](2020)在《晶态和孔结构调控在城市污泥制备多孔保温材料中的应用研究》文中提出城市化进程的加快,每年产生的污水在处理之后产生数百万吨的城市污泥,无害化处置这些城市污泥需要大量的人力物力,而且在全球各地累计量越来越多,给环境保温和社会发展带来了巨大压力。利用城市污泥制备多孔保温砖,可以实现环境保护和废弃物回收利用制备高附加值的绿色建材,这对于研发利用城市污泥制备绿色建材的全新技术,并推动城市污泥固废的大规模资源利用化,支撑绿色建筑及建筑工业化发展具有重要的理论意义和应用价值。本文通过在城市污泥中掺加粉煤灰、硅灰和硼砂制备多孔保温砖,并分别利用Bauer模型和Gibson模型定量化分析了烧结样品的孔结构和连续致密相(实心)对导热和力学性能的影响。最后通过ANSYS Workbench软件将优化设计得到的材料应用于成品多孔砖中,实现了从基础材料到成品的设计应用。具体包括以下五个方面:(1)原材料物相、成分和形貌分析。通过XRF和XRD对城市污泥、渣土、粉煤灰和硅灰主要化学成分及物相进行了表征,通过TG-DSC分析了城市污泥的热稳定性和组分,并确定烧结条件,并通过SEM分析了各原材料的微观形貌。(2)低导热系数高强度多孔保温砖连续致密相晶态及孔隙结构调控。测试了城市污泥及改性样品的导热系数、体积密度、抗压强度、吸水率和耐久性,分析了烧结样品的宏观性能及不同原材料的影响规律。城市污泥掺量的增加会降低导热系数,但强度以及耐久性会降低。通过添加硅灰改性,热导率最低可达0.194W/(m·K),抗压强度可以达到10.2MPa。在较高的机械强度要求下,在砖中加入3%硼砂可使抗压强度提高到18.8MPa,吸水率降低至17.50%。利用SEM和MIP对孔隙结构进行了表征和分析,通过XRD和TEM晶体结构进行了表征和分析。城市污泥的掺入,在烧结样品中引入了大量的孔隙;硅灰的掺入,可以使得平均孔径大小明显降低,孔隙面积增大,增加了传热路径,同时引入了非晶态Si O2,降低连续致密相的导热系数;硼砂的掺入降低了孔隙数量,液相的产生促进了闭口孔和钠长石相的产生。通过ICP-OES对原材料和烧结样品的重金属浸出浓度进行了测定,测试结果显示烧结过程对重金属固化效果明显,达到标准要求。(3)孔结构和连续致密相对热导率和强度贡献的理论模拟计算。通过Bauer模型定量化分析了孔结构和连续致密相对热导率的贡献,城市污泥的掺入主要由于孔隙率的增加降低了烧结样品整体的导热系数;硅灰的掺入主要引起连续致密相导热系数的降低;硼砂的掺入使孔隙率的降低和连续致密相导热系数的提升对整体导热系数的提升贡献明显。通过Gibson模型定量化分析孔结构和连续致密相对抗压强度的影响,城市污泥主要通过引起孔结构的变化从而降低抗压强度;硅灰通过降低平均孔径大小,促进连接部分烧结,降低了孔隙率对强度影响指数,提升了样品整体的抗压强度;硼砂的掺入,降低了孔隙率的影响指数的同时,大幅提升了致密相的强度。(4)低导热系数多孔保温砖的结构设计。通过ANSYS Workbench软件可以快速地将设计得到的最优材料属性代入到模型中,从而预测多孔砖的导热系数。将试验前期得到的最低导热系数0.194 W/(m·K)的烧结材料属性代入多孔砖中,最终得到导热系数为0.108W/(m·K)的多孔砖。实现了利用城市污泥烧结多孔保温材料成品的方法,并且通过对比分析证明了,若实心材料的导热系数越高于空气导热系数,多孔砖导热系数的降幅越大。研究结果对制备高含泥量的高性能城市污泥保温砖、加快污泥处理和回收利用、缓解粘土紧缺的压力具有一定的参考价值。总之,利用城市污泥制备保温砖是一种可持续发展的途径,对环境保护和经济发展具有重要意义。
刘童辉[6](2020)在《Ge-Sb-Se-Te四元硫系玻璃制备工艺及性能研究》文中研究说明硫系玻璃最早于上世纪五十年代作为透红外传输介质被开发出来,因其具备声子能量低、折射率高,在较宽的红外波段范围内有优异的透过性能,在红外热成像领域受到广泛关注,被认为是前景光明的红外材料。但是目前可供使用的硫系玻璃大多还是二元或三元硫系玻璃,种类偏少,相变温度低,部分性能不稳定,且许多工艺有待改善。本文将以Ge30-xSb10Se60Tex(x=0、3、6、9、12、15、18、21)和Ge20-xSb10Se70Tex(x=0、1、3、5、7、9)四元硫系玻璃为研究对象,研究各种工艺对所得硫系玻璃试样完整性的影响,分析通过增加Te元素取代贵重的Ge元素,对玻璃密度和硬度的影响。通过X射线衍射和拉曼光谱研究玻璃试样的结构;通过热机械分析仪,研究Te元素对玻璃热膨胀系数的影响;通过差式扫描量热仪,分析玻璃的热力学性能和动力学性能;通过傅立叶变换红外光谱仪、XRD、EDS等表征方法,测定玻璃透红外性能,检验Ti作为除杂剂对除杂效果的影响,研究除杂后Ti丝表面的成分。主要研究结论如下:(1)水冷、空冷、盐浴三种淬冷方式中,由冰水激冷得到的试样布满裂纹,无法使用。由空冷法可得到形貌完整的棒状玻璃试样,但玻璃存在较大内应力,在后续加工过程中易碎。采用熔盐作为冷却介质,在玻璃Tg点以下20~40℃进行盐浴冷却,可改善试样应力分布不均匀问题,试样完整性最佳。随着Te元素逐渐取代Ge元素,Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的密度逐渐增大,硬度逐渐减小,在波长为3μm与10μm处的近似折射率依次增大。(2)空冷法和盐浴冷却均能得到非晶态玻璃试样,其拉曼光谱显示,随着Te元素逐渐取代Ge元素,共顶点Ge Se4/2四面体结构与Ge-Ge键减少,而GeTe4-nGen(n=1,2)共顶点结构、GeTe4共顶点结构、Te-Te键、GeTe4共边结构以及Sb2Te3三角锥结构含量可能在逐渐增多。Ge30-xSb10Se60Tex(x=9、12、15、18)硫系玻璃的热膨胀系数随Te元素含量增加,由1.90×10-5K-1增至2.38×10-5K-1。(3)随着Te元素含量的增加,Ge30-xSb10Se60Tex与Ge20-xSb10Se70Tex硫系玻璃的特征温度减小。Ge30-xSb10Se60Tex硫系玻璃的动力学理想玻璃化转变温度T0依次减小;玻璃化转变活化能Eg由185.574 KJ/mol增至358.723 KJ/mol;析晶活化能Ec随Te元素含量的增加,整体变化趋势增大,热稳定性提升;脆性参数m随Te元素含量增加由17.667增至46.279,其中Ge30-xSb10Se60Tex(x=3、6、9、12)硫系玻璃属于刚性液体,Ge30-xSb10Se60Tex(x=15、18、21)硫系玻璃属于中强度过冷液体。(4)Ge30-xSb10Se60Tex硫系玻璃的短波截止波长随Te元素含量的增加整体变化趋势向长波方向移动,2~16μm波长范围内平均红外透过率在37%~60%之间;Ge20-xSb10Se70Tex硫系玻璃的短波截止波长随Te元素含量增加逐渐向长波方向迁移,2~16μm波长范围内平均红外透过率在50%~70%之间,红外截止波长最远达到17.85μm,Te元素的引入使得红外截止边整体变化趋势向长波方向移动,使其在远红外区域的性能得到提升。(5)H(氢)元素和O(氧)元素是Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃中的主要杂质元素,采用Ti丝作为除杂剂,能有效消除O元素和部分H元素,熔炼后Ti丝表面附着物的成分主要为挥发的原料Se以及TiO2、Ti2O3、Ti4O7和Ti7O13。
刘雪慧[7](2020)在《界面耦合及掺杂型镍基催化剂的设计及其电催化析氧性能研究》文中提出水解制氢被认为是能够满足未来能源需求的有效方法之一。其中在电催化水分解过程中,析氧反应(OER)是多步电子转移的过程,需要高效的电催化剂来提高反应的动力。廉价、高效和地球含量丰富的镍基化合物材料作为催化剂用于OER展现出良好的催化活性。构造异质界面是常用提高催化剂催化活性的有效方法之一。通常,具有丰富界面作为活性位点的异质结构催化剂将促进反应过程中的电荷分离和电子转移,这对改善电催化活性具有重要作用。此外,可以利用掺杂杂原子改变活性金属物种周围的化学环境来调节催化剂的电子结构和表面的电子状态来促进催化活性。而且多元素原子共同掺杂一般比单原子掺杂会有更好的OER催化性能。目前已有研究表明,一些非晶态或部分非晶态的催化剂的催化活性要优于晶态的催化剂。所以制备非晶多元掺杂材料作为催化剂是一种提高催化剂催化活性的方法。本论文以镍基催化材料为对象,通过构筑异质界面结构和非晶多元掺杂策略,实现电催化析氧性能的高效调控。具体的研究方法和内容如下:(1)通过两步合成法合成了负载在三氧化二铬(Cr2O3)纳米片上的氧化镍(NiO)纳米团簇形成了一种新型的NiO-Cr2O3异质结构,可以作为OER的有效的催化剂。与纯NiO和Cr2O3相比,NiO-Cr2O3具有较高的OER催化活性,较小的过电位为270 mV,较低的塔菲尔(Tafel)斜率以及在碱性条件下的稳定性。通过X射线光电子能谱,原位拉曼光谱和理论计算揭示了NiO-Cr2O3的高催化活性的原因。结果表明,NiO-Cr2O3活性位点在Cr-Ni界面上。由于界面上Cr和Ni原子之间电荷转移,Cr和Ni电子结构的变化降低了氧的吸附能并增加了其催化活性。这项工作通过NiO-Cr2O3异质结构构建了一种新的Cr-Ni界面耦合方法,为设计新型高效而廉价的OER催化剂提供了新的策略。(2)通过制备三元B,P和O掺杂的非晶镍纳米合金(BPO-Ni)用于OER催化性能研究。与二元硼氧掺杂的镍(BO-Ni)和磷氧掺杂的镍(PO-Ni)相比,三元BPO-Ni在碱性条件下具有更高的OER催化活性和更好的稳定性。结果表明,B、P和O掺杂的Ni纳米合金的高催化活性源自三元杂原子和Ni原子之间的协同效应。这项工作合成了一种新的非金属掺杂的非晶态镍纳米合金结构,并提供了一种研究新型廉价高效的OER催化剂的方法。
付长乐[8](2020)在《析氧和氧还原反应电催化剂的制备及其性能研究》文中研究指明电催化在几种可再生能源转化过程中起着关键作用,可减轻我们对化石燃料的过度开发。但是,对于氧还原反应(ORR)、氧气析出反应(OER)能源转化过程而言,都存在动力学缓慢问题。最好的电催化剂通常包含稀有且昂贵的贵金属,从而大大限制了这些电催化技术的广泛应用。而廉价的非晶态纳米材料和层状双羟基氧化物结构组成具有可调控性,对电化学反应具有很高的活性,引起人们的广泛关注。本文利用溶剂控制沉淀法在石墨烯(GO)基底上成功负载了超薄的非晶态氢氧化铜纳米簇(A-Cu(OH)2/GO),对ORR产过氧化氢表现出95.4%的高选择性;结合原位、非原位X射线吸收近边缘结构(XANES)以及密度函数理论(DFT)计算结果,证明了高催化活性来源于3-OH配位的Cu位点,在氧还原过程中3-OH配位的Cu位点价态变化具有可逆性。同时,证实了溶剂控制沉淀法具有普适性,可用于合成具有不同铜含量的A-Cu(OH)2/GO,以及石墨烯负载的其他非晶态氢氧化物A-M(OH)X/GO(M=Co,Mn)。此外,制备了碳纳米管负载的铁钴镍钨四元层状双羟基氧化物纳米片(Fe Co Ni W-LDH/CNT),其具有良好的导电性以及快速的电子转移速率,可应用于OER电催化性能的研究。本论文的具体研究内容如下:1.在可再生能源转换技术的应用中,迫切需要开发出具有较高ORR活性的非晶态电催化剂。非晶态催化剂由于其具有大量的缺陷位点,通常比晶体催化剂表现出更高的催化活性和选择性。但非晶态材料在催化方面的应用仍是科学研究的前沿领域,各种非晶态纳米材料合成方法的发展仍然是一个巨大的挑战。在此,我们在室温下利用溶剂控制沉淀方法合成了氧化石墨烯(GO)负载的非晶态氢氧化铜(A-Cu(OH)2/GO)。在电化学氧还原过程中,表现出对过氧化氢的高选择性(95.4%)、高质量活性(17.4 A g-1)。优异的电催化性能也在锌空电池中得到证实,其过氧化氢产率高达3401.5 mmol h-1 g-1。通过将系统的XAFS测试与DFT计算相结合,表明A-Cu(OH)2/GO氧还原反应的活性和选择性高度依赖于3-OH配位的Cu位点,其氧化态具有可逆性变化。2.在第一个工作基础上,对非晶样品的合成方法进行深入研究,证实了溶剂控制沉淀法具有普适性。绘制的结构-活性火山曲线为无定形材料的催化作用提供了深刻而直观的图解,表明具有大量三个氧配位缺陷位点的A-Cu(OH)2/GO可显着增强过氧化氢产品的质量活性和选择性。另外,成功制备了其他非晶态2e-ORR电催化剂,如氧化石墨烯(GO)负载的非晶态金属氢氧化物(A-M(OH)X/GO,M=Co,Mn)。相比于相应的晶体样品,A-Co(OH)X/GO和A-Mn(OH)X/GO表现出更高的过氧化氢选择性,分别为~74.9%和~70.6%。3.在可再生能源转换技术的应用中,迫切需要开发出具有较高OER活性的层状双羟基氧化物(LDH)类电催化剂。LDH材料电子传输能力的提高是目前亟需解决的问题,且具有巨大的挑战性。本文中,我们通过一步水热法合成了碳纳米管负载的四元Fe Co Ni W-LDH超薄纳米片,其厚度为1 nm。在碱性OER条件下,Fe Co Ni W-LDH/CNT具有比贵金属Ru O2更卓越的电化学性能,表现出更小的Tafel斜率41 m V decade-1。当电流密度达到10 m A cm-2时,Fe Co Ni W-LDH/CNT的过电势低至258 m V。Fe Co Ni W-LDH/CNT对OER较高的催化活性可归因于负载的碳纳米管以及掺杂的W6+的协同作用。高导电性的碳纳米管可以直接提高样品的电导率。LDH中W6+的掺杂可以改变材料的电子结构,进一步增强电子传输速率。
顾健[9](2020)在《钛酸钡在Si基板上的制备及其作为MOS和磁电耦合单元应用的探索》文中研究说明钛酸钡材料(BaTiO3,BTO)沉积到Si基板之后形成的BTO/Si异质结构在MOS晶体管、太阳能电池等领域表现出了巨大的应用潜力。对于这种氧化物/Si结构来说,界面处形成可控的且强度够高的内建电场至关重要。然而,对于传统的晶态氧化物,受到材料固溶度的限制,通过掺杂的方法难以在不改变材料性能的同时获得满足器件要求的载流子浓度。因而探索一种新的方法来控制材料中产生足量且可控的可参与形成内建电场的有效载流子对拓展相关半导体器件的应用有重大意义。本文以p-Si(111)为基板,利用RF磁控溅射在室温下先沉积而后再进行后续热处理的方法制备出了具有某种特定网络结构的非晶态BTO薄膜。结果发现,非晶态BTO薄膜的网络结构状态可以通过退火进行调整:退火温度从沉积态升高到420℃时,Ti与O之间不断地通过共价键进行键合,Ti-O网络逐渐完整,这将使O 1s与Ti 2p的结合能差从71.53eV升高到71.67eV;当退火温度继续升高时,Ti-O网络畸变程度下降,O 1s与Ti 2p的结合能差开始下降。Ti-O网络的这种不同的形成状态决定了BTO/p-Si界面处内建电场的大小:当退火温度低于340℃时,BTO/p-Si异质结的平带电压仅约为-3V;而当退火温度达到370℃及以上时,平带电压剧烈改变,达到了约-13V;而当退火温度继续升高到500℃时,平带电压恢复为约-3V;对于700℃退火的晶态BTO薄膜,其平带电压仅为-1V左右。另一方面,针对目前难以在Si基板上获得具有1-3型结构复相多铁薄膜的难点,本文利用RF磁控溅射在p-Si(111)基板上制备了BTO与Ni0.5Zn0.5Fe2O4(NZFO)复合形成的BTO-NZFO复相薄膜。结果表明,800~1000℃的退火处理将使薄膜中的NZFO呈独立颗粒状分布,颗粒尺寸约为1μm,使薄膜表现出类似1-3型的结构,并且这些NZFO相具有(100)的晶体学择优取向。
杜清[10](2020)在《Pd-Ni-P非晶合金的局域原子结构及其多形性转变》文中指出多形性转变是晶体材料中普遍存在的一类相变,也是调控材料性能的有效途径之一。非晶态材料,尤其是非晶合金,尽管在原子排列上缺乏晶体材料的长程有序特征,但也存在类似的非晶态多形性相变。目前报道的非晶合金多形性转变均为可逆转变,相变产物无法截留,严重阻碍了对非晶态多形性转变本质的深入理解。针对上述问题,本论文围绕Pd-Ni-P非晶合金这一典型非晶合金体系,通过先进实验技术与计算模拟相结合,系统研究了压力诱导的多形性异常转变行为及其物理机制、温度诱导的多形性玻璃转变行为及其原子机制、以及成分对该非晶合金多形性转变及晶化行为的影响。论文的主要研究内容和结论包括以下几个方面:(1)在Pd41.5Ni41.5P17非晶合金中发现独特的压力诱导多形性转变。原位高压同步辐射实验结果表明,Pd41.5Ni41.5P17非晶合金在6 GPa左右发生玻璃-玻璃多形性相变,而且相变后非晶合金的模量减小,可压缩性随着压力的增大反常性地增大。第一性原理计算表明,压力导致了非晶合金中的一些P-Ni(Pd)共价键在高压下转变为金属键,从而诱发了这种异常的多形性转变,提高了非晶合金的可压缩性。(2)首次在Pd42.5Ni42.5P15非晶合金中发现重入型玻璃转变并揭示其原子机制。转变过程中局域结构的演变结果表明Pd42.5Ni42.5P15非晶合金在升温过程中首先由玻璃态Ⅰ进入到过冷液态作为过渡,而后经过结构有序化转变形成新的玻璃态Ⅱ。在此过程中,从短程至中程尺度的局域原子结构的有序度显着增加,并造成非晶合金的体积、电阻和比热急剧下降。原子尺度的模拟分析表明,重入型玻璃转变的微观机理主要是热激活促使合金中部分P-P键发生分解,分解出来的P原子与Ni和Pd原子发生重组形成新的(Ni,Pd)-P键,进而导致能量更低的Ni(Pd)2P和Ni(Pd)3P型团簇的增加。这些具有类晶体结构的原子团簇互相连接形成更大的中程序团簇,使得体系的有序度显着提高,自由能减低,最终获得热力学和动力学上更加稳定的超稳非晶合金。(3)系统研究了 P含量对Pd-Ni-P非晶合金中重入型玻璃行为的影响规律。研究发现,在Pd50-xNi50-xP2x非晶合金中,当P含量在13 at.%至19 at.%之间时,合金在加热过程中可以发生重入型玻璃转变。EXAFS结果分析表明,Pd-Ni-P非晶合金的重入型玻璃转变行为与系统中P原子和Ni/Pd原子之间发生重组形成新的(Ni,Pd)-P键的能力息息相关。当P含量偏低时(小于13 at.%),P-P键的含量过低而难以发生分解,因而合金中没有过剩的P原子可以与Ni/Pd原子发生重组;当P含量偏高时(大于19at.%),Ni/Pd原子均已与P形成(Ni,Pd)-P键。因此,当P含量偏低或者偏高时,重入型玻璃转变都会由于P原子与Ni/Pd原子的重组过程受到抑制而难以发生。(4)研究了 Pd合金化对Ni80P20和Pd40Ni40P20非晶合金的玻璃转变和晶化行为的影响。Ni80P20的晶化初生相为亚稳态超晶格相,而Pd40Ni40P20非晶合金的晶化初生相为五种不同的化合物。Pd合金化会抑制二元体系中亚稳态超晶格相的形成,将非晶合金的晶化方式从初晶模式转变为共晶模式,提高了晶化温度和晶化激活能,从而提高了三元体系非晶合金的热稳定性,促进了玻璃转变的发生。综上所述,本论文系统研究了 Pd-Ni-P非晶合金中压力诱导的多形性转变和热致重入型转变,为研究非晶态多形性转变产物的结构和性能奠定了基础。重入型玻璃转变后的超稳非晶合金,为深入理解非晶态多形性转变本质和破解玻璃转变这一基本物理问题提供了关键模型材料,而且也为调控非晶合金的性能提供了一条新思路。
二、非晶态材料的制备与应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非晶态材料的制备与应用(论文提纲范文)
(1)Bi/有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂的制备及其固氮性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 光催化固氮 |
1.2.1 氨的用途 |
1.2.2 氨合成的类型及优劣势分析 |
1.2.3 光催化技术及优势 |
1.2.4 光催化固氮原理 |
1.2.5 光催化固氮面临的主要挑战 |
1.2.6 光催化固氮研究进展 |
1.3 非晶态材料 |
1.3.1 非晶态材料 |
1.3.2 非晶态材料的合成 |
1.3.3 非晶态材料的光催化原理 |
1.3.4 非晶态材料在固氮领域的研究进展 |
1.4 Bi_2WO_6光催化剂 |
1.5 本论文的选题依据及研究内容 |
1.5.1 选题依据 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验试剂与仪器 |
2.2 光催化剂的制备 |
2.2.1 Bi_2WO_6的制备 |
2.2.2 有序-无序同质结Bi_2WO_6的制备 |
2.2.3 Bi/有序-无序同质结Bi_2WO_6的制备 |
2.3 光催化剂的表征 |
2.3.1 X射线衍射光谱(XRD) |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
2.3.5 傅立叶变换红外光谱(FTIR) |
2.3.6 拉曼光谱(Raman) |
2.3.7 光致发光光谱(PL) |
2.3.8 电化学阻抗谱(EIS) |
2.3.9 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS) |
2.4 光催化固氮活性测试 |
2.5 Nessler试剂法 |
2.6 催化剂表面吸附态原位追踪测试 |
第3章 有序-无序同质结Bi_2WO_6催化剂制备及其固氮性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 光催化剂的制备 |
3.2.2 光催化固氮活性评价 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 催化剂的XRD分析 |
3.3.2 催化剂的微观形貌分析 |
3.3.3 催化剂表面微观结构的XPS分析 |
3.3.4 催化剂表面微观结构的FTIR分析 |
3.3.5 催化剂表面微观结构的Raman分析 |
3.3.6 催化剂的固氮活性测试 |
3.3.7 催化剂的载流子分离和转移测试 |
3.3.8 催化剂的能带结构表征 |
3.3.9 催化剂的N_2-TPD测试 |
3.3.10 催化剂的表面吸附态原位追踪测试 |
3.3.11 催化剂有序-无序同质结Bi_2WO_6的固氮机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 Bi/有序-无序同质结Bi_2WO_6催化剂制备及其固氮性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 光催化剂的制备 |
4.2.2 光催化固氮活性评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 催化剂的XRD分析 |
4.3.2 催化剂的微观形貌分析 |
4.3.3 催化剂表面微观结构的XPS分析 |
4.3.4 催化剂表面微观结构的FTIR分析 |
4.3.5 催化剂的固氮活性测试 |
4.3.6 催化剂的UV-Vis DRS表征 |
4.3.7 催化剂的载流子分离和转移测试 |
4.3.8 催化剂的TG和DSC测试 |
4.3.9 催化剂的N_2-TPD测试 |
4.3.10 催化剂的表面吸附态原位追踪测试 |
4.3.11 催化剂Bi/有序-无序同质结Bi_2WO_6的固氮机理分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)低温玻璃固化处理含碘敷银硅胶(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 放射性碘废物的产生及其危害 |
1.2.1 放射性碘废物的产生 |
1.2.2 放射性碘的危害 |
1.3 放射性碘废物的处置处理方法 |
1.3.1 海洋处置法 |
1.3.2 湿式洗涤法 |
1.3.3 吸附剂吸附法 |
1.4 放射性碘废物的固化处理研究 |
1.5 本论文的研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3基材低温固化处理碘废物 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验设计与开展 |
2.1.2 样品表征 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 物相分析 |
2.2.2 密度分析 |
2.2.3 微观形貌及元素分布分析 |
2.3 本章小结 |
第三章 B_2O_3-Bi_2O_3-ZnO基材低温固化处理碘废物 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验设计与开展 |
3.1.2 样品表征 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 物相分析 |
3.2.2 密度分析 |
3.2.3 微观形貌及元素分布分析 |
3.2.4 物相分析 |
3.2.5 微观结构分析 |
3.2.6 孔隙率分析 |
3.2.7 微观形貌及元素分布分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 非晶态硅胶在制备低温玻璃基材中的影响 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验设计与开展 |
4.1.2 样品表征 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 物相分析 |
4.2.2 微观结构分析 |
4.2.3 微观形貌及元素分布分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 非晶态硅胶在B_2O_3-Bi_2O_3-ZnO-SiO_2低温固化碘废物中的作用 |
5.1 实验部分 |
5.1.1 实验设计与开展 |
5.1.2 样品表征 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 物相分析 |
5.2.2 微观结构分析 |
5.2.3 微观形貌及元素分布分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 后续研究方向 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
(3)具有极限非指数动力学特征玻璃形成体的焓弛豫研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 玻璃转变与弛豫 |
1.3 过冷液体弛豫特征 |
1.4 弛豫的非指数性 |
1.5 焓弛豫的研究方法 |
1.6 介电弛豫的研究方法 |
1.7 研究内容 |
第2章 实验材料与测试方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验测试方法 |
2.2.1 差示扫描量热技术 |
2.2.2 宽频介电技术 |
2.2.3 X射线衍射技术 |
2.2.4 扫描电子显微镜技术 |
2.2.5 透射电子显微镜技术 |
2.2.6 粒度分析技术 |
第3章 金属有机框架材料ZIF-4的焓弛豫研究 |
3.1 引言 |
3.2 金属有机框架材料ZIF-4的X射线衍射图 |
3.3 非晶态ZIF-4的玻璃转变热容图 |
3.4 非晶态ZIF-4低m值的物理起源 |
3.5 非晶态ZIF-4的结构温度曲线 |
3.6 非晶态ZIF-4的焓弛豫对称谱 |
3.7 非晶态ZIF-4的非指数性参数和非线性参数 |
3.8 非晶态ZIF-4的弛豫参数是否符合以前建立的关联 |
3.8.1 β大于x的关联 |
3.8.2 B?hmer关联 |
3.8.3 归一化玻璃转变宽度与m和β的关联 |
3.9 本章小结 |
第4章 药物分子脱氧胆酸的焓弛豫研究 |
4.1 引言 |
4.2 球磨和熔体淬火脱氧胆酸玻璃X射线粉末衍射和热容曲线 |
4.3 过冷液相区球磨玻璃的形态 |
4.4 球磨玻璃的弛豫焓和结构温度 |
4.5 退火效应对球磨玻璃的玻璃转变热容曲线的影响 |
4.6 鉴别球磨玻璃的完全非晶态形式 |
4.7 球磨玻璃和熔体淬火玻璃的焓关联 |
4.8 球磨玻璃独特的焓行为 |
4.9 结构温度Tf与玻璃转变overs hoot高度的关联 |
4.10 非指数性参数β和玻璃转变overs hoot高度的关联 |
4.11 球磨脱氧胆酸玻璃极强非指数性弛豫特征的起源 |
4.12 本章小结 |
第5章 单羟基醇同分异构体焓和介电弛豫研究 |
5.1 引言 |
5.2 单羟基己醇异构体的焓弛豫研究 |
5.3 单羟基己醇异构体的介电非指数与指数性弛豫研究 |
5.4 单羟基己醇异构体的弛豫峰拟合与弛豫强度外推 |
5.5 单羟基己醇异构体的介电α弛豫的参量与焓弛豫参量间关联 |
5.6 单羟基己醇异构体德拜和α弛豫时间对温度关系 |
5.7 醇类液体中结构α弛豫强度与归一化热容增量间关系 |
5.8 单羟基醇中德拜弛豫和α弛豫的激活能关联 |
5.9 单羟基醇中熵驱动的指数性德拜弛豫过程 |
5.10 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(4)非晶态钴基金属氧化物OER/ORR催化剂的性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 OER和 ORR简介 |
1.2.1 OER简介 |
1.2.2 ORR简介 |
1.3 OER和 ORR催化剂 |
1.3.1 贵金属基催化剂 |
1.3.2 过渡金属基催化剂 |
1.3.3 非金属基催化剂 |
1.4 优化催化剂的策略 |
1.5 本文的研究内容 |
第2章 非晶态钴铈氧化物的合成及电化学OER性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 催化剂的制备和测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 钴铈金属氧化物的物理性能表征 |
2.3.2 钴铈金属氧化物的电化学性能表征 |
2.4 小结 |
第3章 Co_yMn_(3-y)O_x/KB复合催化剂的合成及其ORR性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的制备和测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 混合材料的物理性能表征 |
3.3.2 混合材料的电化学性能表征 |
3.4 小结 |
第4章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 创新点 |
4.3 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(5)晶态和孔结构调控在城市污泥制备多孔保温材料中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 城市污泥制备多孔保温材料研究 |
1.2.2 粉煤灰在制备多孔保温材料研究 |
1.2.3 高细度非晶态材料在制备多孔保温材料研究 |
1.2.4 液相发泡在制备多孔保温材料研究 |
1.2.5 多孔材料计算模型 |
1.2.6 ANSYS模拟预测多孔保温砖导热系数 |
1.3 本课题的研究意义和内容 |
第二章 城市污泥及原材料性质分析 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料与设备 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 仪器设备 |
2.3 样品制备与测试方法 |
2.3.1 样品制备 |
2.3.2 化学成分分析 |
2.3.3 物相分析 |
2.3.4 热重-差热分析仪 |
2.3.5 原材料微观形貌分析 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 城市污泥性质 |
2.4.2 渣土、粉煤灰和硅灰性质 |
2.5 本章小结 |
第三章 低导热系数高强度多孔材料连续致密相晶态及孔隙结构调控的研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料与设备 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 仪器设备 |
3.3 样品制备与测试方法 |
3.3.1 样品的制备 |
3.3.2 导热系数测试 |
3.3.3 体积密度测试 |
3.3.4 抗压强度测试 |
3.3.5 吸水率测试 |
3.3.6 冻融循环测试 |
3.3.7 孔结构微观形貌表征 |
3.3.8 晶体结构表征 |
3.3.9 重金属浸出浓度测试 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 城市污泥对烧结多孔保温材料性能影响 |
3.4.2 高细度非晶态材料对烧结多孔保温材料性能影响 |
3.4.3 液相发泡对烧结多孔保温材料性能影响 |
3.4.4 城市污泥烧结制备多孔保温材料孔结构调控 |
3.4.5 城市污泥烧结制备多孔保温材料连续相晶态调控 |
3.4.6 城市污泥烧结制备多孔保温材料重金属浸出浓度测试 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于Bauer模型和Gibson模型分析连续致密相与孔结构对烧结材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 理论基础 |
4.2.1 Bauer多孔材料导热模型 |
4.2.2 Gibson多孔材料强度模型 |
4.3 理论应用 |
4.3.1 Bauer多孔材料导热模型改进 |
4.3.2 Gibson多孔材料强度模型改进 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 定量化连续致密相和孔隙率对导热系数的影响 |
4.4.2 定量化连续致密相和孔结构对抗压强度的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于ANSYS Workbench对多孔砖保温性能的模拟 |
5.1 引言 |
5.2 理论基础 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 论文内容总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术专利和论文 |
(6)Ge-Sb-Se-Te四元硫系玻璃制备工艺及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 硫系玻璃研究背景 |
1.2.1 红外技术的发展与应用 |
1.2.2 硫系玻璃的发展概述 |
1.2.3 Ge-Sb-Se硫系玻璃 |
1.2.4 含Te硫系玻璃 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 硫系玻璃的结构及其性能 |
1.4.1 硫系玻璃的结构 |
1.4.2 平均配位数与玻璃结构的关系 |
1.4.3 硫系玻璃的光学性能 |
1.4.4 硫系玻璃的热力学与动力学 |
1.5 硫系玻璃的制备及加工 |
1.5.1 块体制备 |
1.5.2 光纤加工 |
1.5.3 薄膜制备 |
1.6 研究目的及主要研究内容 |
1.6.1 存在问题 |
1.6.2 本课题主要研究内容 |
2 硫系玻璃的制备及性能表征方法 |
2.1 硫系玻璃的制备 |
2.1.1 硫系玻璃的组分设计 |
2.1.2 原料与石英安瓿瓶的预处理 |
2.1.3 石英安瓿瓶的熔封与硫系玻璃的烧制 |
2.1.4 玻璃样品的切割、抛光、研磨 |
2.2 硫系玻璃的性能测试 |
2.2.1 密度测试 |
2.2.2 硬度测试 |
2.2.3 X射线衍射测试 |
2.2.4 拉曼光谱分析 |
2.2.5 热机械分析测试 |
2.2.6 比热计算分析 |
2.2.7 差示扫描量热(DSC)测试 |
2.2.8 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试 |
2.2.9 X射线能谱(EDS)分析 |
3 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃结构及物理性能研究 |
3.1 Ge-Sb-Se-Te系列硫系玻璃制备工艺的研究 |
3.1.1 熔融-淬冷法制备Ge-Sb-Se-Te系列硫系玻璃 |
3.1.2 盐浴法制备Ge-Sb-Se-Te系列硫系玻璃 |
3.1.3 盐浴法与空冷法对玻璃化转变温度的影响 |
3.2 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的密度与Te含量的关系 |
3.3 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的硬度与Te含量的关系 |
3.4 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的XRD图谱 |
3.5 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的拉曼图谱 |
3.6 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的热膨胀性能研究 |
3.7 Ge_(25)Sb_(10)Se_(45)Te_(20)硫系玻璃的比热分析 |
3.8 小结 |
4 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的特征温度和转变动力学研究 |
4.1 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的差示扫描量热分析 |
4.1.1 Ge_(30-x)Sb_(10)Se_(60)Te_x硫系玻璃的特征温度 |
4.1.2 Ge_(20-x)Sb_(10)Se_(70)Te_x硫系玻璃的玻璃化转变温度 |
4.2 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的玻璃化转变活化能 |
4.3 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的动力学理想玻璃化转变温度T_0 |
4.4 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的脆性 |
4.5 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的析晶活化能 |
4.6 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的特征温度与升温速率的关系 |
4.7 小结 |
5 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的光学透过性能研究 |
5.1 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的可见-近红外波段光谱 |
5.1.1 Ge_(30-x)Sb_(10)Se_(60)Te_x硫系玻璃的可见-近红外波段光谱 |
5.1.2 Ge_(20-x)Sb_(10)Se_(70)Te_x硫系玻璃的可见-近红外波段光谱 |
5.2 Ge-Sb-Se-Te硫系玻璃的红外透射光谱 |
5.2.1 未进行除杂工艺试样的红外透射光谱 |
5.2.2 除杂后试样的红外透射光谱 |
5.3 除杂产物的研究分析 |
5.3.1 除杂产物的X射线衍射分析 |
5.3.2 除杂产物的X射线能谱分析 |
5.4 小结 |
6 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)界面耦合及掺杂型镍基催化剂的设计及其电催化析氧性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 析氧反应机理简介 |
1.3 镍基析氧反应催化剂的研究进展简介 |
1.3.1 镍基氧化物析氧反应催化剂 |
1.3.2 镍基氢/羟基氧化物析氧反应催化剂 |
1.3.3 镍基磷化物析氧反应催化剂 |
1.3.4 镍基硼化物析氧反应催化剂 |
1.4 提高催化剂催化性能方法 |
1.4.1 催化剂表界面优化 |
1.4.2 杂原子掺杂 |
1.4.3 非晶调控 |
1.5 论文的选题意义和研究内容 |
第2章 实验研究方法 |
2.1 实验试剂和化学药品 |
2.2 实验仪器设备 |
2.3 表征方法 |
2.3.1 X射线衍射仪(XRD) |
2.3.2 透射电子显微镜 |
2.3.3 场发射扫描电镜(SEM) |
2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS) |
2.3.5 比表面积分析(BET) |
2.3.6 拉曼及原位拉曼 |
2.4 电化学OER性能测试 |
2.4.1 电化学三电极测试装置 |
2.4.2 电催化剂分散液的制备 |
2.4.3 线性扫描伏安法(LSV)测试 |
2.4.4 塔菲尔(Tafel)斜率 |
2.4.5 电化学阻抗(EIS) |
2.4.6 稳定性测试 |
2.4.7 电化学活性表面积(ECSA) |
2.4.8 质量活性和比表面活性 |
2.5 理论计算 |
第3章 NiO-Cr_2O_3异质结构的耦合界面构筑及其高效电催化析氧性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 NiO-Cr_2O_3催化剂的制备 |
3.2.2 Cr_2O_3催化剂的制备 |
3.2.3 NiO催化剂的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 NiO-Cr_2O_3催化剂的表征 |
3.3.2 电化学OER性能测试 |
3.3.3 理论计算 |
3.4 小结 |
第4章 硼、磷和氧掺杂非晶镍纳米合金的制备及其高效电催化析氧性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 BO-Ni催化剂的制备 |
4.2.2 PO-Ni催化剂的制备 |
4.2.3 BPO-Ni催化剂的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 催化剂的表征 |
4.3.2 电化学OER性能测试 |
4.4 小结 |
第5章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况 |
(8)析氧和氧还原反应电催化剂的制备及其性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
绪论 |
0.1 引言 |
0.2 电催化反应基础理论 |
0.2.1 电催化氧还原反应机理 |
0.2.2 电催化析氧反应机理 |
0.3 氧电极催化剂研究进展 |
0.3.1 2e~- ORR 催化剂的研究进展 |
0.3.2 非晶态电催化剂的合成方法概述 |
0.3.3 LDH 基氧气析出反应电催化剂的研究进展 |
0.4 本论文的选题依据和研究内容 |
第一章 非晶态氢氧化铜负载的石墨烯用于二电子氧还原反应 |
1.1 引言 |
1.2 设备及仪器 |
1.2.1 实验仪器 |
1.2.2 测试仪器 |
1.3 实验步骤 |
1.3.1 非晶氢氧化铜负载的石墨烯的制备方法 |
1.3.2 晶体氢氧化铜负载的石墨烯的制备方法 |
1.3.3 电化学性能测试 |
1.3.4 光谱法过氧化氢测试 |
1.3.5 XAFS测试和分析 |
1.3.6 计算细节 |
1.4 结果与讨论 |
1.4.1 原位XAFS和 DFT计算结果 |
1.4.2 材料的结构表征 |
1.4.3 2e~-ORR电化学性能表征 |
1.5 本章小结 |
第二章 其他非晶态样品的合成及其性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 设备及仪器 |
2.2.1 实验仪器 |
2.2.2 测试仪器 |
2.3 实验步骤 |
2.3.1 其他非晶态材料的制备 |
2.3.2 电化学性能测试 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 A-x%Cu(OH)_2/GO样品的结构表征 |
2.4.2 A-x%Cu(OH)_2/GO结构与活性的构效关系 |
2.4.3 钴、锰基非晶态样品的结构表征与电化学研究 |
2.5 本章小结 |
第三章 四元层状双羟基氧化物和碳纳米管的复合物用于电解水析氧性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 设备及仪器 |
3.2.1 实验仪器 |
3.2.2 测试仪器 |
3.3 实验步骤 |
3.3.1 LDH样品的制备 |
3.3.2 电化学性能测试 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 材料的结构表征 |
3.4.2 FeCoNiW-LDH/CNT电催化析氧性能表征 |
3.5 本章小结 |
第四章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
个人简历 |
(9)钛酸钡在Si基板上的制备及其作为MOS和磁电耦合单元应用的探索(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
绪论 |
第一章 文献综述 |
1.1 氧化物在Si基板上的沉积及其应用 |
1.1.1 Si基板上常见的氧化物材料及相关应用 |
1.1.2 半导体的表面电场效应 |
1.1.3 氧化物/Si异质结处的内建电场及应用 |
1.2 晶态BaTiO_3材料在Si基板上的沉积及其应用 |
1.3 非晶态BaTiO_3材料在Si基板上的沉积及其应用 |
1.3.1 非晶态BaTiO_3的短程有序结构 |
1.3.2 非晶BaTiO_3的能带结构 |
1.3.3 非晶态BTiO_3在Si基板上的应用 |
1.4 复相多铁材料简介 |
1.4.1 多铁性及复相多铁薄膜材料简介 |
1.4.2 Si基板上沉积复相多铁薄膜材料的磁电耦合应用 |
1.5 本课题的研究意义和内容 |
第二章 实验方法与测试过程 |
2.1 实验原料与仪器 |
2.1.1 药品与试剂 |
2.1.2 实验设备 |
2.1.3 测试仪器 |
2.2 样品制备过程 |
2.2.1 BTO溶胶先驱体的制备 |
2.2.2 NZFO溶胶先驱体的制备 |
2.2.3 BTO粉体的制备 |
2.2.4 NZFO粉体的制备 |
2.2.5 BTO靶材以及BTO-NZFO复相靶材的制备 |
2.2.6 基板的处理 |
2.2.7 射频磁控溅射法制备BTO以及BTO-NZFO薄膜 |
2.3 材料表征方法 |
2.3.1 XRD测试 |
2.3.2 TEM测试 |
2.3.3 SEM形貌测试 |
2.3.4 薄膜厚度测试 |
2.3.5 X射线光电子能谱 |
2.3.6 傅里叶红外光谱测试 |
2.3.7 紫外-可见漫反射吸收光谱测试 |
2.3.8 介电性能测试 |
第三章 BTO薄膜在Si基板上的沉积与非晶网络结构的形成 |
3.1 引言 |
3.2 Si基板上BTO薄膜的去反溅射沉积 |
3.3 BTO薄膜无序非晶态结构的形成 |
3.4 BTO非晶薄膜的钛氧键合近程序分析 |
3.5 非晶BTO薄膜Ti-O网络的形成与控制 |
3.6 本章小结 |
第四章 非晶BTO薄膜特定网络结构与氧空位含量的调控研究 |
4.1 引言 |
4.2 非晶BTO薄膜的Ti-O网络结构氧氛围控制 |
4.3 非晶BTO薄膜Ti-O网络结构和氧空位含量的温度调控 |
4.4 非晶BTO薄膜Ti-O网络结构和氧空位含量的溅射时长影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 非晶BTO薄膜的电容-电压特性 |
5.1 引言 |
5.2 非晶BTO/p-Si异质结处内建电场的形成与调控 |
5.3 BTO/p-Si界面结构对异质结内建电场的影响 |
5.4 非晶BTO中氧空位含量对BTO/p-Si异质结处内建电场的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 复相BTO-NZFO薄膜在Si基板上的沉积以及在MOS和磁电耦合上的应用初探 |
6.1 引言 |
6.2 溅射粒子轰击对复相BTO-NZFO薄膜形貌的影响 |
6.3 Si(111)基板对BTO-NZFO薄膜中NZFO(400)取向生长的诱导作用 |
6.4 复相BTO-NZFO/p-Si异质结处内建电场的形成 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 研究总结 |
7.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
(10)Pd-Ni-P非晶合金的局域原子结构及其多形性转变(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 非晶合金的开发 |
2.2 非晶合金的研究前沿 |
2.2.1 结构不均匀性与弛豫行为 |
2.2.2 变形机理与强韧化 |
2.2.3 非晶合金的功能开发和应用 |
2.2.4 非晶合金制备新工艺 |
2.3 非晶合金的结构模型 |
2.4 多形性转变 |
2.4.1 传统非晶材料的多形性转变 |
2.4.2 重入型玻璃转变 |
2.4.3 非晶合金的多形性转变 |
2.5 非晶合金的晶化转变 |
2.5.1 非晶合金纳米晶化的特点 |
2.5.2 非晶合金纳米晶化的机制 |
2.6 本研究的研究意义及主要研究内容 |
2.6.1 研究背景 |
2.6.2 研究意义 |
2.6.3 主要研究内容 |
3 实验研究方法 |
3.1 非晶合金样品的制备 |
3.1.1 母合金的制备 |
3.1.2 单辊熔体快淬法制备非晶合金薄带 |
3.1.3 水冷铜模吸铸法制备非晶棒材 |
3.2 非晶合金结构表征技术 |
3.2.1 X射线衍射 |
3.2.2 小角X射线散射 |
3.2.3 三维原子探针显微技术 |
3.2.4 高分辨透射电子显微术 |
3.2.5 差示扫描量热分析 |
3.2.6 常压升温电阻测量 |
3.2.7 纳米压痕 |
3.3 同步辐射技术 |
3.3.1 同步辐射X射线衍射 |
3.3.2 同步辐射扩展X射线吸收精细结构 |
3.4 非晶合金结构模拟方法 |
3.4.1 逆蒙特卡洛模拟 |
3.4.2 分子动力学模拟 |
3.5 原子结构分析方法 |
3.5.1 径向分布函数 |
3.5.2 Voronoi多面体 |
3.5.3 键角分布函数 |
3.6 电子结构分析方法 |
3.6.1 态密度 |
3.6.2 差分电荷密度分布 |
3.6.3 电子局域化函数 |
4 压力诱导Pd-Ni-P非晶合金的异常多形性转变及其机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 非晶合金样品的制备和表征 |
4.2.2 原位高压同步辐射X射线散射 |
4.2.3 同步辐射X射线扩展精细吸收谱 |
4.2.4 从头计算分子动力学模拟 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 Pd_(41.5)Ni_(41.5)P_(17)非晶合金中高压诱导的异常多形性转变行为 |
4.3.2 Pd_(41.5)Ni_(41.5)P_(17)非晶合金异常多形性转变的机理研究 |
4.3.3 压力诱导非晶合金多形性转变的机制对比分析 |
4.4 本章结论 |
5 Pd-Ni-P非晶合金的重入型玻璃转变行为及其原子机制 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法和模拟过程 |
5.2.1 非晶样品的制备 |
5.2.2 显微成分分析 |
5.2.3 结构表征 |
5.2.4 RMC建模与结构分析 |
5.2.5 热分析、电阻检测与力学性能检测 |
5.3 实验与模拟分析结果 |
5.3.1 Pd_(42.5)Ni_(42.5)P_(15)非晶合金过冷液相区内的异常放热相转变 |
5.3.2 Pd_(42.5)Ni_(42.5)P_(15)非晶合金异常放热转变的原子结构演化 |
5.3.3 Pd_(42.5)Ni_(42.5)P_(15)非晶合金重入型玻璃转变的相转变规律 |
5.3.4 重入型玻璃转变的原子机制 |
5.4 分析讨论 |
5.4.1 重入型玻璃转变导致超稳非晶合金 |
5.4.2 重入型玻璃转变的原子有序化机制模型 |
5.5 本章结论 |
6 P含量对Pd-Ni-P非晶合金的重入型玻璃转变行为的影响及其机理研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.2.1 非晶样品制备与表征 |
6.2.2 结构分析 |
6.2.3 热分析、电阻检测与力学性能检测 |
6.3 实验结果 |
6.3.1 P含量对Pd-Ni-P非晶合金重入型玻璃转变行为的影响 |
6.3.2 P含量导致的重入型玻璃转变的结构转变差异 |
6.4 分析讨论 |
6.4.1 P含量影响重入型玻璃转变的机理 |
6.4.2 重入型玻璃转变的独特性 |
6.4.3 重入型玻璃转变的热力学 |
6.5 本章结论 |
7 Pd合金化对Ni-P非晶合金形成能力和热稳定性的影响及机理研究 |
7.1 引言 |
7.2 实验方法 |
7.3 实验结果 |
7.3.1 Pd合金化对Ni-(Pd)-P合金相形成的影响 |
7.3.2 Pd合金化对Ni-(Pd)-P非晶合金晶化行为的影响 |
7.3.3 Pd合金化对Ni-(Pd)-P非晶合金晶化热力学与动力学的影响 |
7.4 分析讨论 |
7.5 本章结论 |
8 结论 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
8.3 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、非晶态材料的制备与应用(论文参考文献)
- [1]Bi/有序-无序同质结Bi2WO6光催化剂的制备及其固氮性能的研究[D]. 侯雅慧. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]低温玻璃固化处理含碘敷银硅胶[D]. 魏贵林. 西南科技大学, 2021
- [3]具有极限非指数动力学特征玻璃形成体的焓弛豫研究[D]. 徐迪. 燕山大学, 2020(07)
- [4]非晶态钴基金属氧化物OER/ORR催化剂的性能研究[D]. 潘丽丽. 天津大学, 2020(02)
- [5]晶态和孔结构调控在城市污泥制备多孔保温材料中的应用研究[D]. 周文涛. 东南大学, 2020(01)
- [6]Ge-Sb-Se-Te四元硫系玻璃制备工艺及性能研究[D]. 刘童辉. 西安工业大学, 2020
- [7]界面耦合及掺杂型镍基催化剂的设计及其电催化析氧性能研究[D]. 刘雪慧. 辽宁大学, 2020(01)
- [8]析氧和氧还原反应电催化剂的制备及其性能研究[D]. 付长乐. 福建师范大学, 2020(12)
- [9]钛酸钡在Si基板上的制备及其作为MOS和磁电耦合单元应用的探索[D]. 顾健. 浙江大学, 2020(08)
- [10]Pd-Ni-P非晶合金的局域原子结构及其多形性转变[D]. 杜清. 北京科技大学, 2020(06)