一、XPS研究Nd表面氧化物的生长过程(论文文献综述)
付利雯[1](2021)在《超声喷雾热解制备氧化钆和氧化镨钕研究》文中研究表明目前,工业上制备稀土氧化物的方法通常为沉淀-焙烧法。此类方法存在沉淀剂成本高、能耗高、副产品及废水难处理等问题。因此,探索一种绿色高效的稀土氧化物制备方法对稀土产业技术升级具有重要意义。本论文以氯化稀土溶液为原料,开展了柠檬酸辅助超声喷雾热解制备稀土氧化物理论及实验研究。获得了氯根含量满足工业需求的稀土氧化物产品。论文简要工作内容及研究结果如下:(1)对氯化钆和氯化镨钕热解过程中可能存在的相关反应进行了热力学计算研究。基于对热力学数据的分析,开展了柠檬酸辅助超声喷雾热解实验研究。使用纯氯化钆作为原料,探索了柠檬酸辅助超声喷雾热解制备稀土氧化物的可行性,并分析了柠檬酸在超声喷雾热解中的作用。实验结果表明,引入柠檬酸后制备的前驱体为多孔球壳或碎片,形貌疏松,有利于反应气体的进入和生成气体的逸出。前驱体转化为氧化钆产品所需的焙烧温度显着降低,在700℃左右焙烧4 h即可获得氧化钆粉末产物。(2)开展了工业原料酸性氯化钆溶液超声喷雾热解实验,探索了柠檬酸辅助超声喷雾热解对于工业原料的适用性。主要研究了柠檬酸添加量、前驱体焙烧温度等工艺参数改变对于最终产品的物相和氯根含量的影响。获取了制备氧化钆较优的工艺条件:氯化钆换算为氧化钆与一水合柠檬酸的质量比为2:1,焙烧温度为950℃,焙烧时间为4 h。此条件下可制备氯根含量为401 ppm的氧化钆产品。(3)开展了工业原料氯化镨和氯化钕酸性混合溶液超声喷雾热解实验,进一步研究此类超声喷雾热解过程的普适性。深入研究了柠檬酸添加量、前驱体焙烧温度和焙烧时间对混合氧化物复杂产品的物相和氯根含量的影响。获得了制备氧化镨钕较优的工艺条件:氯化镨钕换算为氧化镨钕与一水合柠檬酸的质量比为4:1,焙烧温度为1050℃,焙烧时间为4 h。此条件下可制备氯根含量为136 ppm的氧化镨钕产品,氧化镨钕物相为Pr4O7和A型Nd2O3。实验研究结果表明,柠檬酸辅助超声喷雾热解过程在较低温度下即可有效制备低氯根含量的稀土氧化物。相比于传统的沉淀-焙烧法,大大降低了生产成本和废水的产生。研究成果为推动超声喷雾热解工艺流程广泛应用提供一定的理论及实践基础。
安齐昌[2](2021)在《LaCoOx薄膜的氧空位调控及拓扑结构相变的研究》文中认为氧空位作为复杂过渡金属氧化物中一种常见的缺陷,不仅会改变原胞的体积、键角和键长,而且可以改变过渡金属离子的价态。氧空位不仅可以通过电子掺杂改变d轨道的电子填充,而且可以通过改变晶体场劈裂影响d轨道的退简并,进而改变过渡金属离子的自旋态及费米能级等,从而能够诱导出很多新奇的物理性质。某些可变价过渡金属离子构成的氧化物不仅存在钙钛矿(ABO3)相,还可以形成较低价态的(AnBnO3n-1)相。由于结构和价态的改变,AnBnO3n-1相氧化物的物理性质与ABO3相有着显着差异,如磁性、电学性质、光学性质等。而且由于AnBnO3n-1相可以看作是氧空位空间长程有序分布的钙钛矿ABO3结构,因此精确控制氧化物中氧空位的浓度和晶格占位,就可以诱导这种晶体结构的拓扑相变,从而在单晶材料中实现对多种物性的有效调控。在钴氧化物中,Co离子存在多种价态,以及由不同电子排列引起的高、中、低自旋态,从而呈现出不同的磁性及电学性质,因此可以通过改变Co离子的电子填充及排列,来调控其多种宏观物性。在本论文的工作中,我们主要利用了脉冲激光沉积技术以及特殊设计的薄膜表面加热技术,结合薄膜结构和价态的表征以及输运性质测试,研究了外延生长在Sr Ti O3(STO)衬底上的钙钛矿相的LaCoO3薄膜的拓扑结构相变,包括钙钛矿相LaCoO3、氧空位有序相LaCoO2.5、LaCoO2.67和Ruddlesden-Popper(RP)相La2Co O4的转变,以及相对应的物理性质的变化。受氧空位有序的LaCoOx薄膜的亚稳定性以及生长过程中STO衬底对薄膜的氧离子注入效应的影响,即使在超高真空中外延生长LaCoOx薄膜,也都是钙钛矿相。因此,我们设计了一种用于真空中表面加热的装置,该装置能够在样品中产生自上而下的大温度梯度,可以有效抑制退火过程中STO衬底对薄膜的氧离子注入效应,同时能够诱导钙钛矿相的LaCoO3外延薄膜中的氧离子向真空脱附。通过优化退火时间和温度,我们得到了大范围、单相的氧空位有序LaCoO2.67和LaCoO2.5薄膜,并通过选择合适条件对LaCoO2.5薄膜进行退火,可以诱导其转变为RP相的La2Co O4。此外,我们证明了在不同取向([100]、[110]以及[111])的STO衬底上都可以实现了以上的拓扑结构相变,由此可以得到LaCoO2.67和LaCoO2.5薄膜中不同取向的氧空位通道,这有助于开拓LaCoOx薄膜在与离子导电通道取向相关的催化和电化学等方面的应用潜力。张应变作用下的钙钛矿相LaCoO3薄膜表现出铁磁绝缘性,但其中的氧空位浓度对其铁磁性产生显着的抑制作用。我们通过控制LaCoO3薄膜中氧空位的浓度和分布对其铁磁性进行调控。虽然直接在氧氛围中退火或者利用离子液体外加负栅极电压注入氧离子的方法都很难减少LaCoO3薄膜中的氧空位,但是可以通过控制LaCoOx薄膜钙钛矿相和钙铁石相的可逆相变,实现对LaCoO3薄膜中氧空位的调节,包括定量的氧空位浓度以及精确的氧空位空间分布。第一性原理计算发现在经过一个可逆相变的循环之后,LaCoO3薄膜中有2/3的氧空位可以被消除,并且剩余的氧空位可以被限制在LaCoO3薄膜中的特定位点,同时伴随着LaCoO3薄膜铁磁性的增强。我们还通过构筑离子液体作为顶栅的场效应结构,外加负栅极电压向钙铁石相LaCoO2.5中注入氧离子,从而实现了室温下电压驱动的LaCoOx薄膜由钙铁石相向钙钛矿相的转变。此外,由于缺少直接探测薄膜反铁磁性的手段,体相为反铁磁的LaCoO2.67、LaCoO2.5和La2Co O4在薄膜状态下的磁性还有待研究。我们通过将不同相的钴氧化物薄膜与铁磁性的La0.67Sr0.33Mn O3(LSMO)薄膜制备成异质结,通过表征双层膜的磁性来研究不同相钴氧化物薄膜的磁性。测试结果表明,LaCoO2.67/LSMO双层膜表现出面内方向的交换偏置现象,而La2Co O4/LSMO则表现出面外方向的交换偏置现象,这与体相LaCoO2.67的面内反铁磁构型和体相La2Co O4的面外反铁磁构型体现出一致性。并且,随着LaCoOx结构相变的发生,LaCoO3/LSMO、LaCoO2.67/LSMO、LaCoO2.5/LSMO及La2Co O4/LSMO双层膜异质结的面内矫顽场逐渐变大,而面外矫顽场逐渐变小,这表明LSMO的铁磁易轴在不同反铁磁构型的钴氧化物作用下呈现出由从面内向面外翻转的趋势,这为调控薄膜磁性提供了一种新的思路。综上,我们实现了LaCoO3、LaCoO2.67、LaCoO2.5及La2Co O4四种不同相之间的转变,利用LaCoO3和LaCoO2.5可逆转变对LaCoO3薄膜中的氧空位进行调控,进而实现了对其铁磁性的调控。通过与铁磁薄膜LSMO制备成异质结,我们从实验上直接指认出了LaCoO2.67和La2Co O4薄膜的反铁磁性。这种通过调控氧空位实现材料拓扑结构相变的方法,可以推广到其它氧化物的拓扑结构相变,进而对丰富的过渡金属氧化物家族实现多功能性的调控。
李二虎[3](2021)在《Nd、W掺杂对VO2薄膜制备及性能影响研究》文中进行了进一步梳理VO2薄膜在68℃下发生半导体态到金属态的可逆相变,这种热致相变特性让VO2薄膜可广泛应用于智能窗材料、开关器件等领域,但较高的相变温度(68℃),仍限制着其实际应用。为降低VO2薄膜的相变温度,本文进行了元素掺杂和薄膜复合的研究。通过水热合成结合高温热处理的方法,制备了以玻璃为衬底的纯VO2薄膜,分别考察了Nd、W掺杂浓度和Sn O2复合对VO2薄膜微观结构和相变性能的影响。高压反应釜中水热反应加退火两步法制备了表面分布均匀、晶项单一、纯度较高的VO2薄膜,DSC检测结果表明,VO2(M)的相变温度为68.87℃。FITR结果显示,低于相变温度VO2薄膜相变透过率在50%左右,而高于相变温度则在10%左右,VO2相变前后红外透过率变化为40%。Nd掺杂对VO2薄膜结构和相变性能均有影响。随着Nd掺杂量增加,衍射峰向左边的小角度偏移,表明Nd掺杂进入了VO2晶格中。XPS结果显示,Nd元素呈+3价,表明Nd掺杂进入了VO2薄膜中。DSC结果表明,通过掺杂Nd元素可以有效地降低VO2薄膜的相变温度。掺杂9at%Nd的VO2薄膜相变温度降低至50.38℃。此外,Nd掺杂会降低VO2红外透过率,掺杂4 at%Nd的VO2薄膜相变前后红外透过率变化为35%。W掺杂同样会对VO2薄膜结构和相变性能产生影响。随着W掺杂含量增加,衍射峰也呈向小角度偏移趋势,表明W掺杂进入了VO2晶格中。XPS结果显示,W元素呈+6价,表明W掺杂进入VO2薄膜中。DSC结果表明,W掺杂对VO2薄膜相变温度的影响更大,掺杂3 at%W的VO2薄膜相变温度降低至26.91℃。W掺杂也会降低VO2红外透过率,掺杂4 at%W的VO2薄膜相变前后红外透过率变化为30%。利用水热合成制备出了SnO2与VO2(M)的复合薄膜,SEM结果显示,密集的VO2纳米棒阵列垂直定向的生长在FTO衬底上,通过DSC检测得知所制备的VO2(M)薄膜相变温度为63.23℃,相较于纯VO2(M)薄膜相变温度有所降低。FTO导电玻璃上制备的VO2(M)薄膜红外透过率△T的变化为45%左右,提高了VO2红外透过率。
王玲[4](2021)在《水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化》文中研究说明稀土永磁材料,尤其是Nd2Fe14B磁体由于具有优异的磁性能,已被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电、航天、航空等领域,是支撑现代科技发展和社会进步的一种重要基础功能材料。近年来,制备高性能的Nd2Fe14B磁体已经引起了很多学者的关注,减小Nd2Fe14B的晶粒尺寸是提高磁性能的一种途径,因此,制备具有纳米结构的Nd2Fe14B磁粉成为一个研究热点。传统的Nd2Fe14B磁粉的制备方法是冶金法。冶金法制备流程复杂,能耗高,时间长,且主要以高纯稀土元素为原料,大大提高了成本。所以,寻求一种“自下而上”制备Nd2Fe14B基磁体的化学合成技术引起了许多研究者的兴趣。水热法是一种低成本,操作方便简单且可扩展性好的制备超细粉体的方法。到目前为止,鲜有关于水热合成Nd–Fe–B磁粉的详细研究和报道。因此,本文提出了一种利用水热法合成Nd–Fe–B前驱体,进而制备Nd–Fe–B基磁粉的方法,为化学法制备Nd2Fe14B基磁粉提供一个新的思路。本文采用水热法结合还原-扩散退火制备Nd2Fe14B基磁粉,研究了制备过程中的化学机理。结果表明,水热法制备Nd2Fe14B基磁粉包含四个步骤。首先,制备Nd–Fe–B前驱体,由Nd(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和H3BO3与Na OH反应生成非晶态的Fe(OH)3、Nd(OH)3和Nd(BO2)3。其次,制备Nd–Fe–B氧化物。过程中Fe(OH)3、Nd(OH)3和Nd(BO2)3氧化生成Nd Fe O3、Nd BO3和Fe2O3。然后,通过还原扩散得到Nd2Fe14B磁粉,过程中Fe2O3,Nd Fe O3和Nd BO3被CaH2还原生成Fe,Nd H2和非晶态B,三者随后化合生成Nd2Fe14B相。最终通过清洗去除副产物Ca O,得到Nd2Fe14B基磁粉。合成的Nd2Fe14B颗粒为多晶体,磁粉的矫顽力机制为反向磁畴形核控制型机制。与已报道的其他方法相比,该方法制备Nd–Fe–B前驱体的形成温度较低(<200°C),制备时间短,操作简单,成本低廉,具有较大的应用潜力。在成功合成Nd2Fe14B磁粉的基础上,系统研究了影响Nd2Fe14B基磁粉制备和磁性能的关键因素,通过改变工艺参数得到纯度高,性能好的Nd2Fe14B磁粉。结果表明,磁粉性能最佳的工艺参数为:p H=9~11;T=180~200℃;t=6 h;c(表活)=0.3 mol/L;n(氧:还)=1:1.2。最佳的磁性能为:Ms=86.8 emu/g(86.8 Am2/kg),Mr=29.8 emu/g(29.8 Am2/kg),Hc=1.48 k Oe(117.7 k A/m)。还原-扩散反应过程中的保护气氛和样品的状态对Nd2Fe14B相能否合成也起着决定性作用。只有在5%H2/Ar保护气氛中,采用片状样品才能合成Nd2Fe14B相。在优化工艺参数的基础上,通过调整原料成分来提升产物的磁性能。主要研究了不同含量的Nd、B元素对Nd–Fe–B磁粉组成和性能影响,以及Dy含量对Dy掺杂Nd–Fe–B磁粉((Nd,Dy)–Fe–B)的影响。通过对产物磁性能的表征,确定了Nd、B和Dy的最佳含量。结果表明,成分为Nd27Dy8Fe60B5的磁粉矫顽力最大,Hc=6.9 k Oe(548.9 k A/m)。此时Ms=70.3 emu/g(70.3 Am2/kg),Mr=37.5 emu/g(37.5 Am2/kg)。而且,随着Dy的加入,(Nd,Dy)2Fe14B磁粉的自旋重取向温度降低,使(Nd,Dy)2Fe14B磁粉更适合在低温环境中应用。随着Dy含量的增加,磁粉的热稳定性也随之提高。通过采用机械球磨技术,细化了Nd–Fe–B氧化物与还原剂CaH2混合物的粒径,从而得到了具有交换耦合作用的Nd2H5/Nd2Fe14B/α–Fe复合磁粉,进一步提升了产物磁性能。同时,该工艺的改进优化了产物的微观结构,合成的Nd2Fe14B颗粒粒径小且大小均匀,Nd元素更均匀地分布在Nd2Fe14B颗粒周围,形成理想的晶界相,使磁粉具有较高的矫顽力。结果表明,球磨处理后,矫顽力从2.68 k Oe(213.2 k A/m)增加到4.38 k Oe(348.4 k A/m)。磁能积从2.44 MGOe(19.4 k J/m3)增加到5.49 MGOe(43.6 k J/m3)。球磨速度对磁粉的性能也有较大的影响。随着球磨速度的增加,磁粉的饱和磁化强度和矫顽力均先增大后减小。最合适的球磨速度为350 rpm,该条件下得到的磁粉磁性能为:Ms=106.21 emu/g(106.21 Am2/kg),Mr=66.7 emu/g(66.7 Am2/kg),Hc=6.01 k Oe(478.1k A/m)。通过对((Nd,Dy)–Fe–B)氧化物和CaH2进行球磨处理,也得到性能明显提升的(Nd,Dy)2Fe14B磁粉,磁粉的性能指标为:Ms=84.87 emu/g(84.87 Am2/kg),Mr=56.02 emu/g(56.02 Am2/kg),Hc=7.00 k Oe(556.8 k A/m).。磁能积也从2.76 MGOe(21.9 k J/m3)增加至3.56 MGOe(28.2 k J/m3)。
王杨[5](2021)在《硅衬底/铱/外延金刚石的第一性原理计算及实验研究》文中进行了进一步梳理金刚石因其极佳的物理化学性质,可应用于各种高端的科技领域,单晶金刚石,特别是大尺寸、高质量的单晶电子级金刚石,更是由于结构完整、纯度高、缺陷密度低而备受关注。这样的金刚石单晶片需要使用化学气相沉积方法制备,同质外延和异质外延是两种不同的实现途径,其不同点在于生长金刚石所用的衬底。同质外延以高温高压法制备的金刚石单晶片作为衬底,而异质外延则以非金刚石材料作为金刚石生长的衬底材料。选择合适的衬底是金刚石异质外延生长的首要步骤,一般认为在Ir(100)上生长的金刚石具有最高的质量,但是对于该现象的解释,以及对金刚石外延生长过程和机理的描述还不够完整。另外,Ir(100)薄膜仍然要生长于其他底层衬底之上,考虑到衬底面积的扩展、热膨胀系数的匹配等理论与技术因素,需要对衬底的结构进行设计,以及了解衬底各层之间界面的相互作用与结合能力。本文即从这几个方面对金刚石在铱薄膜上异质外延生长的过程和机理进行了研究,总体上分为模拟和实验两大部分。模拟部分主要利用基于密度泛函理论的CASTEP程序(集成于Materials Studio 2017软件)进行,另外对于生长动力学过程的描述使用了分子动力学模块Forcite。实验部分主要包括金刚石异质外延生长衬底的制备和金刚石在Ir(100)上的形核与生长。本文首先给出了设计金刚石生长衬底时需要考虑的因素,包括理论因素与技术因素,从而设计出Si(100)/TiN(100)/MgO(100)/Ir(100)的适合金刚石异质外延生长的衬底结构。本文中对MgO(100)衬底上生长Ir(100)薄膜的过程进行了模拟,从一次形成能和分步形成能两个角度对生长过程的能量进行了计算,结果表明适当提高沉积速率可以提高Ir(100)薄膜的生长质量。为了扩大金刚石异质外延衬底的面积,可以使用Si作为最底层衬底,因此涉及到Si/TiN、Si/TiN/MgO等薄膜之间的相互作用过程,本文同样对这些衬底之间的结合和化学键作用进行了描述,对TiN过渡层所起到的粘接作用机理进行了解释。之后,根据吸附和脱附两个模型,从能量的角度对于C原子在Ir(100)上的溶解-析出过程进行了研究,并与C原子和Ni、Cu等之间的相互作用和能量变化进行对比,进而对Ir功能层的唯一性进行了说明,从可行性和实现性两个维度,对金刚石异质外延衬底进行评价。计算结果表明,自由吸附过程结束后,C原子位于Ir薄膜表面之上的结构是稳定状态,而如果C原子从Ir功能层亚表面析出,则在亚表面接近表面的位置有一个亚稳定的过渡态结构。因此,在C原子浅注入于Ir功能层亚表面的过程中,在C原子浓度较低时,C原子将停留于亚稳定位置;而升高C原子浓度,C原子会最终析出并在Ir表面上方稳定。这样的溶解-析出过程可以持续进行,并有利于最初的金刚石晶核的形成,以及为金刚石初级晶核的位置和取向微调提供能量,使初级晶核可以聚集生长,并达到相近的取向。金刚石生长是生长室内的各种粒子与衬底之间的相互作用,本文对生长的动力学过程进行了模拟,并对Ir(100)/金刚石界面之间的化学键和微观应力进行了分析。形核过程中,可以通过衬底施加负偏压提高金刚石形核密度,本文认为偏压增强形核(BEN)法的主要机理是C原子浅注入于Ir功能层的亚表面,并以此为基础,计算了偏压范围,能够与实验结果很好地符合。当C原子浓度增加时,对C原子析出和初级晶核形成的过程进行了解释。在金刚石生长过程,给出了金刚石在Ir(100)的生长过程中的能量和构型变化,并认为在生长过程中,应控制碳源浓度,使得晶核与晶核间间隙尺寸相当,有利于晶核后续的连接。同时,形成的晶核取向一致性良好,晶粒之间夹角较小(<4°)时,可以形成取向一致生长。本文利用脉冲激光沉积方法制备了Si/TiN/MgO叠层,为衬底尺寸扩大提供了可能,其中提出了薄膜制备过程的技术参数之间的协同作用等理论。在MgO单晶片上利用电子束蒸镀方法外延了高质量、表面原子级平滑的Ir(100)薄膜,并继续利用微波等离子体辅助化学气相沉积系统进行了金刚石的形核和生长。在金刚石生长过程中,可以观察到晶核的形成与聚集、晶界的连接等过程,很好地支持了模拟结果,证明了Ir功能层对金刚石外延生长的有益作用,对金刚石异质外延生长过程进行了完整的描述,指导了外延过程中技术参数的选择。同时,提出了外延可互换性的概念,并在金刚石衬底上外延了Ir(100)薄膜,为后续异质外延辅助同质形核、衬底图形化等应用提供了研究基础。
阮挺婷[6](2021)在《碳化钛/铁氧化物基负极材料的制备与储锂性能研究》文中指出新型的过渡金属碳化物MXene导电性优异、比表面积大、表面结构调节性高,独特的赝电容式储锂行为和长循环稳定性使其成为二次离子电池研究的热点。但应用中仍然存在如下问题:MXene本身容量偏低,且在电化学循环过程中结构易堆叠或坍塌。虽然复合改性可以克服上述缺点,但存在制备工序复杂、性能提升有限、改性机制不清晰等问题。本文以最具代表性的Ti3C2为研究对象,从结构形貌、化学成分出发,并与低成本的铁基负极材料复合,采用一步共沉淀法可控制备出碳化钛/四氧化三铁复合负极;并研究了部分硫化和原位浸渍过程对碳化钛/铁基负极材料电化学性能及储锂机制的影响规律。采用Li F+HCl混合溶液刻蚀、NaOH碱化处理成功制备了三维褶皱结构的Ti3C2材料,比表面积高达29.2 m2 g-1,几乎是未碱化处理的2倍。随后采用共沉淀法成功将20 nm左右的Fe3O4纳米粒子原位生长在三维Ti3C2基体上,独特的三维结构不仅具有优异的电子导电性,也可以改善Fe3O4在脱嵌锂循环期间的体积膨胀,并可以防止Ti3C2材料的再团聚。优化后的Ti3C2/Fe3O4复合材料作为锂离子电池负极,在0.01~3.0 V范围内对其电化学性能进行测试分析,发现该材料具有极佳的高倍率能力,其10 A g-1电流密度下容量达431.2 mAh g-1,并且长循环性能也十分突出,在电流密度1 A g-1下经1000次循环后比容量保持为612.3 mAh g-1,表现出近90.0%的容量保持率。为了充分发挥Ti3C2的储锂能力,并缓解Fe3O4在循环过程中的体积膨胀,设计了一种可控硫化法来制备三维结构的S-Ti3C2/Fe3O4@FeS复合材料。核壳型Fe3O4@FeS纳米颗粒成功地锚定在三维开放结构的S官能团化的Ti3C2中,且复合材料的硫化程度可以通过S的添加量控制。特殊的结构不仅可以促进电子转移和离子扩散,而且可以减轻氧化物/硫化物的体积变化并保持MXene的构架。S添加量为30 wt.%的S-Ti3C2/Fe3O4@FeS复合电极表现出最优的循环性能(在0.01~3.0 V范围内1 A g-1的电流密度下1000次循环后容量仍为913.9mAh g-1)和极佳的倍率性能(在10 A g-1电流密度下表现为490.4 mAh g-1的容量)。第一性原理计算表明,Fe3O4@FeS异质结构具有可调电子性能,可以诱导改善的电化学动力学,基于转换反应提供了较高的克容量;MXene表面通过S官能团进行表面修饰可调节其界面特性,可以更好地吸附锂离子,增加可逆的锂存储容量。原位XRD、EIS结果表明,复合电极在锂化过程中经历了Fe3O4-FeO-Fe和FeS-Fe的逐步转化反应,而随后的去锂化过程发生了相对均匀的再转化反应。为了寻求改善复合材料性能的新途径,采用浸渍法制备了Ti3C2/FeOOH量子点材料,开放的Ti3C2三维框架提供了优异的电子电导率与电解液通道,原位形成的FeOOH量子点起支撑作用,可以抑制二维材料堆叠,因此得到的复合电极具有出色的高倍率性能(在10 A g-1时为286.1 mAh g-1)和长循环稳定性(在0.5 A g-1 500次循环后容量为572.3 mAh g-1)。第一性原理计算表明,碱化后的Ti3C2与β-FeOOH能够形成稳定的界面结构,且界面处存在的强耦合作用有助于增强电荷转移动力学,进一步改善复合材料的电化学储锂可逆性。随后与Fe3O4进一步复合以提升其容量,得到的Ti3C2/FeOOH/Fe3O4材料在0.01~3.0 V范围内在10 A g-1下的容量达510.7 mAh g-1,1 A g-1下循环1000次后的容量达794.3 mAh g-1。
柯涛[7](2021)在《MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用》文中进行了进一步梳理有机污染废水种类复杂多样,难以治理,合成新型的高效催化剂用于降解水中的有机污染物被认为是一种有效的水污染治理方法。MXenes是一种新型的二维过渡金属碳化物或氮化物纳米材料,具有类似石墨烯(Graphene)的层状结构,拥有较高的载流子迁移速率,优异的力学、光电学、光热转换和吸附等性能。MXenes家族中的MXene(Ti3C2)主要由钛和碳组成,为二氧化钛和碳基材料复合提供了一个很好的天然平台。将Ti3C2与合适的窄隙半导体复合可获得可见光催化活性,并有助于光生载流子的分离,有效抑制光生电子-空穴的复合,从而提高催化剂的活性。本文以Ti3C2为原材料合成了具有二元、三元和四元异质结结构的MXene基催化剂,分别研究了它们在紫外、可见光催化以及过硫酸盐(PS)活化等高级氧化技术(AOPs)领域的应用,揭示了它们在光催化或活化过硫酸过程中的电荷转移机制以及对有机污染物的催化降解机理,比较了四种材料在两种实际地表水样中对SMZ的降解性能和研究了四种材料在实际废水中的适用性。为水污染治理提供了具有应用前景的新材料与技术。主要研究结果如下:(1)煅烧异丙胺(iPA)改性的Ti3C2原位合成了二元异质结结构的i N-Ti3C2/TiO2复合催化剂,其对水中的亚甲基蓝(MB)具有很好的紫外光催化降解性能。四次循环使用后对MB的光催化降解去除率仍超过90%,主要机理是氮掺杂增强了Ti3C2的导电性能,从而增强了i N-Ti3C2/TiO2的光电化学性能,有利于光生载流子的分离。紫外光催化产生的·OH是降解MB最主要的活性自由基。(2)在水热氧化Ti3C2合成的(001)TiO2/Ti3C2表面原位生长Bi OI,合成了三元异质结结构的Bi OI/(001)TiO2/Ti3C2复合催化剂(BTT)。可见光下,BTT在80 min内可完全降解水中的罗丹明B(RhB),且降解效率在四次循环测试用中基本不变,主要机理是BiOI、(001)TiO2和Ti3C2之间形成的p-n和肖特基双异质结增强了光生电子-空穴的分离效率,促进了·O2-的生成和对Rh B的降解。(3)煅烧Bi(NO3)3·5H2O、尿素和Ti3C2合成了四元异质结结构的Bi2O3/C3N4/TiO2@C复合催化剂(BCTC)。在溶液初始p H为5和可见光下,BCTC在100 min内可完全降解水中的磺胺甲恶唑(SMZ),且降解效率在四次循环测试用中基本不变,主要机理是Bi2O3、C3N4和TiO2之间形成的p-n和type-Ⅱ型双异质结以及Ti3C2煅烧生成的碳层有效提高了光生电子-空穴的分离效率,促进了h+的生成和对SMZ的可见光催化降解作用。(4)原位煅烧Ti3C2、十六烷基三甲基溴化铵(氮源)和硫粉(硫源)合成了氮和硫共掺杂的N/S-TiO2@C催化剂。在溶液初始p H为7和可见光下,N/S-TiO2@C能够高效活化PS并在30 min内完全降解SMZ,主要机理是氮和硫共掺杂TiO2使其具有可见光催化活性并延长了光生电子的寿命;N/S-TiO2@C产生的光生电子可生成·OH和·O2-,同时还可活化PS生成更高活性的SO4·-;此外,氮和硫共掺杂碳层生成的缺陷可与S2O82-反应生成1O2;这些活性自由基共同降解SMZ。(5)本文合成的四种材料与相关文献报道的材料相比,对提升四种体系中TiO2、Bi OI、Bi2O3和PS等活性组分的催化性能具有更强的能力。两种实际水样的水质参数差异较大,与超纯水相比,均降低了四种材料对目标污染物的降解速率,但污染物的去除率仍在58-81%之间,表明本文合成的四种材料对处理实际废水具有适用性。对于四种材料体系,N/S-TiO2@C可见光活化PS对SMZ具有最好的降解性能。
欧雪梅[8](2021)在《不同元素掺杂的磁性铁基催化剂的制备表征及其对CO-SCR性能的影响》文中认为三氧化铁(Fe2O3),从宏观角度来说具有含量丰富且性质稳定、无毒环保又廉价易得的特性;从微观层面剖析,其因具有可调变的理化性质和形貌而具有不同比表面积、良好磁响应性能和生物相容性等,在众多前沿尖端领域表现出优异的性能和价值,且将因具有巨大潜在应用价值而继续被广泛研究而大量应用。本文采用溶剂热法合成了磁性铁基纳米粒子堆积球,经场发射扫描电镜(FESEM),X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman spectra),X射线光电子能谱(XPS),高倍透射电子显微镜(HRTEM),N2物理吸附-脱附(N2adsorption-desorption),H2-程序升温还原(H2-TPR),振动探针式磁强计(VSM)和原位红外(in situ DRIFTS)以及CO-SCR反应等表征手段对磁性Fe2O3基氧化物进行了表征,着重探讨了不同含量及不同元素掺杂的磁性Fe2O3催化剂的性质、组成和结构间的关联及其对(CO-SCR)的催化性能的影响,在分析了催化剂本身理化性质的前提上讨论了一系列铁基催化剂上可能的CO+NO反应机理。(1)通过溶剂热法制备了一系列磁性杨梅状xCo/γ-Fe2O3纳米微球催化剂并测试了其CO-SCR反应的催化性能。具有最大比表面积和最高表面活性氧物种含量的5Co-Fe催化剂具有最佳催化性能,因为Co掺杂提高了催化剂的表面活性氧含量、改善了织构性质和增强了磁性能,且Co-Fe间的协同作用使其还原温度降低。原位红外结果表明,Co的引入促进了易分解的单齿硝酸盐的形成,且磁化处理能促进更多NO的吸附和转化。(2)同样采用溶剂热法制备了不同粒径的5MFe2O3催化剂,对比后发现两种粒径的样品中都是5Cu-Fe的催化效果最好,且小粒径催化剂具有更好的催化性能。这是因为催化剂中Cu的存在显着提高了活性氧含量,Cu-Fe的强协同作用有利于提高催化剂的低温还原性能。Fe3+→Fe2+以及Fe2++Cu2+→Fe3++Cu+产生的氧空位是活性温度点后催化性能剧增的决定性因素。红外结果表明,5Cu-Fe催化剂的磁性增强不利于低温下CO的吸附,对NO吸附影响不大,却增强了CO与Cu+的相互作用。(3)采用同样方法制备了稀土顺磁性元素Nd掺杂的Fe基催化剂,测试了其在200-700℃的宽工作窗口下的催化性能,并探究了不同Nd掺杂量对Fe2O3物化性质和催化性能的影响。结果表明,Nd的掺入明显增加了催化剂的表面活性氧含量和比表面积,并改善了其热稳定性,Nd-Fe之间的协同作用促进了Fe2O3相应的还原温度明显降低,是提高催化活性的主要因素。但是Fe2O3中Nd的掺入使其磁参数明显降低,这是因为Nd的顺磁性抵消了Fe3+的铁磁性,同时也与体积效应和表面自旋效应有关。磁性减弱可能是这一系列催化剂催化活性区分不明显的原因。总结可知,上述一系列磁性铁基催化剂上的CO-SCR反应在高温和低温下分别遵循相应的L-H和E-R反应机制。
易盼[9](2021)在《薄液膜环境下SnAgCu焊料合金电化学迁移行为与耐蚀调控研究》文中进行了进一步梳理随着全球众多国家相继制定了限制焊料合金中使用铅等有害元素的法规,Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)三元合金因其优异的可焊性、润湿性及机械性能逐渐取代了传统含铅焊料,成为了应用最为普遍的焊料合金。然而值得注意的是在海洋或工业污染大气环境中,无铅焊料合金仍面临着严重的环境适应性问题,频繁发生腐蚀失效。其中电化学迁移是焊料合金在服役过程中最为重要的失效形式之一。因此研究SAC305焊料合金电化学迁移失效机制及防护方法对于提高电子装置可靠性,延长服役寿命具有重要意义。本文以SAC305焊料为研究对象,首先研究了其电子结构和微观结构特点,阐述了金属间化合物(IMCs)对SAC305腐蚀行为影响机制。随后搭建了高精度薄液膜厚度控制装置,系统研究了氯离子浓度、偏压等环境因素对SAC305合金电化学迁移过程的影响机理,明确了枝晶成分,确定了电化学迁移过程中发生迁移的元素种类;进一步通过偏压下电极电位表征,明晰了发生电化学迁移过程的临界偏压和相应阴阳极的电极反应。最后本文从涂层防护和合金成分调控两方面探究了电化学迁移防护方法,以期为电子元器件的可靠运行和防护提供保障。结果表明SAC305合金主要是Sn发生点蚀,弥散分布在共晶相中的Cu6Sn5和Ag3Sn未见明显腐蚀,且共晶相区Sn点蚀深度更大,这主要与焊料合金的电子结构和微观结构有关。电子结构方面,Cu6Sn5和Ag3Sn较Sn具有更高的伏打电位,会与Sn形成腐蚀电偶,促进Sn腐蚀;另一方面态密度分布曲线也表明动力学上Sn较IMCs更易发生电荷转移,因此IMCs能够加速Sn的腐蚀。微观结构方面,共晶相的晶粒尺寸较β-Sn相细小,高角晶界含量更高,由于细小晶粒和高角晶界具有更高的表面反应能,更易发生腐蚀,因而共晶相区Sn点蚀深度更大。氯离子浓度较低时,电化学迁移过程形成的枝晶短小;随着氯化钠浓度升高,枝晶变得更长和粗壮,显示出更多侧枝。氯化钠浓度达到200 mM时,枝晶又显示出细长的微观形貌,这主要与两极板间堆积物的阻挡作用有关。30 mM氯化钠环境下,电化学迁移短路时间最长,主要是因为在中等浓度含氯薄液膜环境下,较多的锡氧化物或氢氧化物堆积在极板间,类似“墙”一样,阻挡了金属离子向阴极的迁移过程,因而短路失效时间最长。SAC305合金在氯化钠环境中,元素Ag和Cu未发生电化学迁移现象,Sn是唯一迁移元素。就偏压对电化学迁移过程的影响而言,在含30 mM NaCl薄液膜(300 μm)中,偏压低于0.5 V时,试样表面形成致密钝化膜,无枝晶产生。偏压达到0.75 V时,试样发生轻微腐蚀,仅在两极板间形成腐蚀产物,无枝晶生长现象。偏压大于1V时,试样发生点蚀,极板间堆积有较多的腐蚀产物,伴随明显的枝晶生长。就电极反应而言,偏压小于1.5 V时,阳极板电极电位较低,阳极反应极化阻力大,此时阴极反应主要为氧的还原过程。当偏压达到1.5 V时,阳极电位增加,阳极反应速率加快,阳极过程不再是电化学反应限制步骤。此时阴极电位较负,逐渐发生析氢反应。磁控溅射沉积的Al2O3,TiO2和ZrO2无机涂层具有较为致密的微观结构。三种涂层均能改善SAC305合金的电化学迁移敏感性,延长短路失效时间。其中TiO2薄膜具有最为优异的保护性能,ZrO2次之,这主要与电化学迁移实验过程中阴阳极区的局部微环境(强碱性和强酸性)有关。磁控溅射薄膜沉积法具有操作简便,易于实施,经济和效果好的特点。Nd显着降低了 SAC305凝固过程所需的过冷度,由29.8℃(SAC305)降低至了 1.5℃(SAC305-0.05Nd)。电化学测试结果显示Nd改善了焊料合金的钝化行为以及伪钝化区试样表面氧化膜层的保护性能。其中0.05 wt.%Nd对焊料合金耐腐蚀性能的改善效果最为显着。Nd对焊料合金腐蚀行为的影响主要体现在两个方面:一是添加的稀土元素Nd降低了焊料合金中IMCs与基体Sn之间的电位差,电偶腐蚀敏感性降低。然而值得注意的是,当Nd的添加量达到0.25 wt.%时,合金中析出大量的NdSn3相,其伏打电位远低于Sn基体,电位差达130 mV,因而在电解质溶液中,NdSn3相与基体构成腐蚀电偶,仍会导致严重的局部腐蚀现象。另一方面与SAC305合金相比,加入稀土元素Nd后,焊料合金表面氧化膜层中SnO2含量由67.07%提高到了 80.08%,改善了氧化膜层稳定性,进而提高了氧化膜层对基体的保护性能。
郑博文[10](2020)在《原位自生TiC、TiB/Ti6Al4V复合材料组织调控与摩擦行为》文中提出钛基复合材料(TMCs)因具有高的比强度、大的比刚度、良好的高温力学性能及高温蠕变性能,在航空航天、先进武器系统及汽车制造等领域引起人们广泛的关注。与绝大部分金属材料一致,摩擦磨损性能是影响钛基复合材料使用性能和寿命的重要因素,尤其是在高温及高速重载等恶劣的工况环境下,对钛基复合材料摩擦磨损性能提出了更高的要求。本文采用原位自生熔铸法制备了以Ti6Al4V(TC4)为基体,TiC、TiB为增强相的钛基复合材料,通过添加稀土元素La及热处理进行组织调控,从而改善组织与结构,进而提升力学性能及摩擦性能。本文系统研究了不同条件下钛基复合材料的摩擦磨损行为,深入分析钛基复合材料组织结构、摩擦层及摩擦产物在磨损过程中的形成规律及产生机理,为钛基复合材料在摩擦领域中应用及磨损控制提供了科学依据和理论储备。研究结果表明:对于单一TiC与单一TiB增强钛基复合材料,随着增强相含量增加,TiC相的形貌由颗粒状变为近等轴状,最后变为枝晶状;TiB的长径比增加,形状由短针状变为长针状。对于(TiB+TiC)混合增强钛基复合材料,两增强相相互依附生长,TiB的存在抑制了TiC的生长,均匀分布在基体中并且细化了基体组织。(TiB+TiC)混合增强钛基复合材料具有更好的强度和塑性,这主要归因于增强相的承载强化、基体组织的细晶强化和固溶强化协同作用。TiB、TiC增强相的存在提高了材料的表面及亚表面硬度和强度,能够防止滑动磨损过程中微裂纹的萌生,耐磨性得到大幅提升。摩擦过程形成的致密连续的摩擦层防止接触表面的直接相互作用,从而提高了钛基复合材料的耐磨性。随着增强相含量的增加,磨损机理由严重的粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损转变为轻微的粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。由于受到摩擦剪切力的影响,细晶TiC颗粒比等轴晶TiC颗粒更容易从基体上脱落,细长针状TiB的结合力强于短针状TiB,具有较好的钉扎效果。研究了6vol.%(TiB+TiC)/TC4复合材料在干滑动摩擦系统中,不同摩擦条件下的摩擦行为。比磨损率随载荷增大呈上升趋势,随滑动速度从0.11m/s升至1.10m/s,磨损机理为轻微至严重磨损。高温摩擦条件下,磨损机理转变存在临界点,在临界点温度300℃以下摩擦,比磨损率随温度及载荷的升高而增加,磨损机理主要是严重的粘着磨损和磨粒磨损,而在临界温度以上摩擦,比磨损率保持较低值,并且载荷影响降低,以轻微磨损为主。与三种不同材料组成的干滑动摩擦体系中,其中与Cr12Mo V及GCr15对磨时,不同摩擦条件下均具有较低的磨损率,与Cu对磨时,呈现最低的磨损率。在摩擦过程中,磨面形成致密连续的摩擦层,由增强相、Fe O、Ti O2和Fe2O3的磨损产物组成,阻止了摩擦副之间的直接接触,从而降低了摩擦系数和比磨损率。这种致密稳定的摩擦层降低了摩擦副表面的抗剪强度,限制了接触表面的直接相互作用,从而提高了钛基复合材料的耐磨性。为了进一步提高钛基复合材料的力学、热力学及摩擦性能,制备了La2O3/6vol.%(TiB+TiC)/TC4复合材料。随着La2O3含量的增加,大角度晶界的比例逐渐增加,α晶粒明显细化,晶粒取向分布更加随机。同时,La2O3颗粒、TiB晶须和TiC颗粒的分布更加均匀,TiB晶须和TiC颗粒的尺寸减小,但La2O3颗粒略有长大。添加La2O3后钛基复合材料具有更稳定、更高的导热系数和更低的热膨胀系数。La2O3颗粒的加入显着提高了钛基复合材料的细晶强化、固溶强化和颗粒的改善效果。此外,大量的大角度晶界也能有效地阻止位错运动,提高钛基复合材料的强度,并且由于晶粒细化,钛基复合材料的塑性有所提高。钛基复合材料的比磨损率和摩擦系数降低,并提高了摩擦系数的滑动时间稳定性。耐磨性提高主要是由于两方面的原因:一方面,钛基复合材料的硬度和强度显着提高,从而增强了钛基复合材料的表面耐磨性。另一方面,致密的摩擦层中含有Ti O2、Fe O和Fe2O3氧化物,起着减摩、保护基体的作用。添加La2O3颗粒的钛基复合材料的磨面上存在较少的犁沟,磨损机理为轻微的磨粒磨损和氧化磨损。研究了固溶时效:1050℃/3h(AC)+500℃/4h(AC)(HT1)及两种β三段热处理工艺:1050℃/1h(AC)+950℃/1h(AC)+500℃/4h(AC)(HT2)和1150℃/1h(AC)+950℃/1h(AC)+500℃/4h(AC)(HT3)对钛基复合材料的组织及性能的影响。经过不同的热处理后,基体晶粒有不同程度的细化,大角度晶界所占比例增加。随固溶温度的升高,TiC颗粒逐渐等轴化,TiB及La2O3形态没有明显变化,与基体界面结合良好。经过不同热处理后,硬度有轻微提升,抗压强度均有一定的提升。对于6vol.%(TiB+TiC)/TC4复合材料,经过HT1、HT2、HT3热处理后,平均摩擦系数分别为0.259、0.258、0.262,比磨损率分别为2.45x10-7mm3/N mm、2.48x10-7mm3/N mm、2.46x10-7mm3/N mm。对于0.4vol.%La2O3+6vol.%(TiB+TiC)/TC4复合材料,经过HT1、HT2、HT3热处理后,平均摩擦系数分别为0.262、0.215、0.236,比磨损率分别为2.30x10-7mm3/N mm、2.28x10-7mm3/N mm、2.30x10-7mm3/N mm,均优于铸态耐磨性,磨损机理均为轻微磨损。
二、XPS研究Nd表面氧化物的生长过程(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、XPS研究Nd表面氧化物的生长过程(论文提纲范文)
(1)超声喷雾热解制备氧化钆和氧化镨钕研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 稀土及其应用概况 |
1.1.1 稀土元素简介 |
1.1.2 稀土资源概况 |
1.1.3 稀土应用概况 |
1.2 稀土氧化物制备研究现状 |
1.2.1 沉淀焙烧法 |
1.2.2 水热法 |
1.2.3 溶胶-凝胶法 |
1.2.4 微乳液法 |
1.2.5 其他方法 |
1.3 喷雾热解及其在制备稀土氧化物的应用 |
1.3.1 喷雾热解的特点 |
1.3.2 火焰喷雾热解技术 |
1.3.3 超声喷雾热解技术 |
1.3.4 喷雾热解在制备稀土氧化物的应用 |
1.4 本课题的研究意义和内容 |
1.4.1 本课题的研究意义 |
1.4.2 本课题的研究内容 |
第二章 实验原料、设备及方法 |
2.1 实验原料与试剂 |
2.2 实验主要设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 纯氯化钆超声喷雾热解实验 |
2.3.2 工业氯化钆溶液超声喷雾热解实验 |
2.3.3 工业氯化镨钕溶液超声喷雾热解实验 |
2.4 分析检测方法 |
2.4.1 前驱体和产品物相检测 |
2.4.2 前驱体和产品形貌检测 |
2.4.3 双羟基氯化稀土热分析 |
2.4.4 前驱体和产品元素状态检测 |
2.4.5 产品氯离子含量检测 |
2.4.6 前驱体和产品粒度检测 |
第三章 氯化钆和氯化镨钕溶液热解过程热力学研究 |
3.1 氯化钆溶液热解的热力学 |
3.2 氯化镨钕溶液热解的热力学 |
3.3 本章小结 |
第四章 氯化钆超声喷雾热解制备氧化钆实验研究 |
4.1 纯氯化钆超声喷雾热解实验研究 |
4.1.1 柠檬酸对前驱体物相的影响 |
4.1.2 柠檬酸对产品物相的影响 |
4.1.3 焙烧温度对产品物相的影响 |
4.2 柠檬酸促进GdOCl热解机理研究 |
4.2.1 前驱体和产品形貌分析 |
4.2.2 前驱体成分分析 |
4.2.3 反应机理分析 |
4.3 工业氯化钆溶液超声喷雾热解实验研究 |
4.3.1 实验结果分析 |
4.3.2 氯根含量分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 超声喷雾热解制备复合氧化镨钕实验研究 |
5.1 工业氯化镨钕溶液超声喷雾热解实验研究 |
5.1.1 柠檬酸对前驱体物相的影响 |
5.1.2 低温焙烧对氧化镨钕转变的影响 |
5.1.3 高温焙烧对氧化镨钕转变的影响 |
5.1.4 焙烧时间对产品物相的影响 |
5.1.5 实验条件对产品氯根含量的影响 |
5.1.6 实验条件对前驱体和产品粒度的影响 |
5.2 前驱体和产品组成和形貌分析 |
5.2.1 前驱体的组成和形貌分析 |
5.2.2 产品的组成和形貌分析 |
5.2.3 氧化镨钕组成形式分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录A 产物粒度分布图 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)LaCoOx薄膜的氧空位调控及拓扑结构相变的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 过渡金属氧化物中的氧空位 |
1.1.1 氧空位对材料性质的影响 |
1.1.2 影响氧空位形成的因素 |
1.2 氧空位的表征 |
1.2.1 谱学表征 |
1.2.2 原子尺度的表征 |
1.3 氧空位的调控 |
1.3.1 常压或高压退火 |
1.3.2 电化学方法 |
1.3.3 化学方法 |
1.3.4 离子液体场效应调控 |
1.4 钴氧化物的拓扑结构相变 |
1.4.1 钙钛矿结构钴氧化物 |
1.4.2 拓扑结构相变 |
1.5 本论文的结构 |
第2章 实验技术 |
2.1 脉冲激光沉积 |
2.2 反射式高能电子衍射 |
2.3 扫描探针显微镜 |
2.4 X射线衍射 |
2.5 X射线光电子能谱 |
2.6 振动磁强计 |
第3章 LaCoO_3薄膜的拓扑结构相变 |
3.1 研究背景 |
3.2 实验方法 |
3.3 实验结果与分析 |
3.3.1 LaCoO_3薄膜的生长及表征 |
3.3.2 LaCoO_3(001)薄膜的拓扑转变 |
3.3.3 LaCoO_3(111)和(110)薄膜的拓扑转变 |
3.4 本章小结 |
第4章 通过可逆相变调控LaCoO_3薄膜中氧空位 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验方法 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 离子液体驱动的LaCoO_x相变 |
4.3.2 PV-LCO薄膜中氧空位的原子尺度调控 |
4.4 本章小结 |
第5章 氧空位有序的LaCoO_x及La_2CoO_4薄膜的反铁磁性 |
5.1 研究背景 |
5.2 实验方法 |
5.3 实验结果与分析 |
5.3.1 氧离子迁移诱导的LaCoO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜多相转变 |
5.3.2 LaCoO_x/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜的交换偏置 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 论文展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)Nd、W掺杂对VO2薄膜制备及性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 VO_2的基本性质和结构 |
1.2.1 VO_2的基本性质 |
1.2.2 VO_2的晶体结构和能带结构 |
1.3 VO_2的相变机理和相变诱导方式 |
1.3.1 VO_2的相变机理 |
1.3.2 VO_2的相变诱导方式 |
1.4 VO_2的应用领域和前景 |
1.5 调控VO_2相变特性方法 |
1.6 二氧化钒薄膜的制备方法 |
1.7 水热法制备二氧化钒薄膜研究现状 |
1.8 本论文研究的目的、意义及创新点 |
1.8.1 本论文研究的目的、意义 |
1.8.2 本论文研究的创新点 |
1.9 拟解决的关键科学问题 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验试剂和设备 |
2.2 试样表征方法 |
2.2.1 X-射线衍射分析 |
2.2.2 X-射线光电子能谱仪分析 |
2.2.3 场发射扫描电子显微镜分析 |
2.2.4 差示扫描量热仪分析 |
2.2.5 傅里叶变换红外光谱分析 |
2.3 实验流程 |
3 VO_2(M)薄膜的制备及性能表征 |
3.1 VO_2(M)薄膜的制备 |
3.2 VO_2(M)薄膜的表征 |
3.2.1 VO_2薄膜物相、结构及微观形貌表征 |
3.2.2 VO_2薄膜相变性能表征 |
3.3 本章小结 |
4 Nd掺杂VO_2(M)薄膜的制备及性能表征 |
4.1 Nd元素掺杂VO_2(M)薄膜的制备 |
4.2 Nd元素掺杂VO_2(M)薄膜的表征 |
4.2.1 Nd掺杂对VO_2薄膜物相、结构及微观形貌的影响 |
4.2.2 Nd掺杂对VO_2相变性能的影响 |
4.3 本章小结 |
5 W掺杂VO_2(M)薄膜的制备及性能表征 |
5.1 W元素掺杂VO_2(M)薄膜的制备 |
5.2 W元素掺杂VO_2(M)薄膜的表征 |
5.2.1 W掺杂对VO_2薄膜物相、结构及微观形貌的影响 |
5.2.2 Nd掺杂对VO_2相变性能的影响 |
5.3 本章小结 |
6 SnO_2和VO_2(M)复合薄膜的制备及性能表征 |
6.1 SnO_2和VO_2(M)复合薄膜的制备 |
6.2 SnO_2和VO_2(M)复合薄膜的性能表征 |
6.2.1 SnO_2和VO_2(M)复合薄膜物相、结构及微观形貌表征 |
6.2.2 SnO_2和VO_2(M)复合薄膜相变性能表征 |
6.3 本章小结 |
7 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间的研究成果 |
致谢 |
(4)水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 稀土永磁材料的概述 |
1.2.1 永磁材料的理论基础 |
1.2.2 永磁材料的发展历程 |
1.3 Nd–Fe–B基永磁材料 |
1.3.1 Nd–Fe–B基磁体的晶体结构 |
1.3.2 Nd–Fe–B基磁体的磁性能 |
1.4 Nd–Fe–B磁粉制备的研究进展 |
1.4.1 冶金法 |
1.4.2 化学法 |
1.5 论文的选题依据及研究内容 |
1.5.1 论文选题依据 |
1.5.2 论文研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验仪器设备及原料 |
2.1.1 实验仪器设备 |
2.1.2 实验原料 |
2.2 分析测试方法 |
2.2.1 物相分析和Rietveld精修 |
2.2.2 热分析 |
2.2.3 红外光谱分析 |
2.2.4 显微结构分析 |
2.2.5 元素分析 |
2.2.6 磁性能分析 |
第三章 水热法制备Nd_2Fe_(14)B磁粉的工艺探索 |
3.1 引言 |
3.2 实验步骤及流程 |
3.2.1 Nd–Fe–B前驱体的制备 |
3.2.2 Nd–Fe–B氧化物的制备 |
3.2.3 还原-扩散退火合成Nd_2Fe_(14)B磁粉 |
3.2.4 副产物的去除 |
3.3 水热法制备Nd_2Fe_(14)B磁粉及其机理 |
3.3.1 Nd–Fe–B前驱体的物相组成和形成机理 |
3.3.2 Nd–Fe–B氧化物的物相组成和形成机理 |
3.3.3 还原-扩散法生成Nd_2Fe_(14)B磁粉的物相组成和形成机理 |
3.3.4 副产物CaO去除后的物相组成 |
3.4 本章小结 |
第四章 工艺参数对Nd_2Fe_(14)B磁粉的影响及相关机理 |
4.1 引言 |
4.2 实验步骤及流程 |
4.2.1 Nd–Fe–B前驱体的制备 |
4.2.2 Nd–Fe–B氧化物的制备 |
4.2.3 还原-扩散退火合成Nd_2Fe_(14)B磁粉 |
4.2.4 副产物的去除 |
4.3 水热合成条件的优化 |
4.3.1 pH值对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.2 水热温度对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.3 水热时间对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.4 表面活性剂浓度对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4 还原-扩散过程的条件优化 |
4.4.1 保护气氛对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4.2 样品状态对Nd–Fe–B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4.3 还原剂比例对Nd_2Fe_(14)B磁粉的组成结构和性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 成分对Nd–Fe–B及(Nd,Dy)–Fe–B磁粉的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验步骤及流程 |
5.2.1 Nd–Fe–B和(Nd,Dy)-Fe-B前驱体的制备 |
5.2.2 Nd–Fe–B和(Nd,Dy)–Fe–B磁粉的制备 |
5.3 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5(15≤x≤40)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.3.1 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉物相组成的影响 |
5.3.2 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉微观形貌的影响 |
5.3.3 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉磁性能的影响 |
5.4 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y(0.5≤y≤9)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.4.1 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉物相组成的影响 |
5.4.2 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉微观形貌的影响 |
5.4.3 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉磁性能的影响 |
5.5 Dy掺杂对Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.5.1 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的物相组成和微观形貌 |
5.5.2 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的磁性能 |
5.5.3 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的温度稳定性 |
5.6 本章小结 |
第六章 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的制备与磁性能 |
6.1 引言 |
6.2 实验步骤及流程 |
6.3 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的组成结构和磁性能 |
6.3.1 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的物相组成 |
6.3.2 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的微观形貌 |
6.3.3 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的磁性能 |
6.3.4 经球磨后(Nd,Dy)_2Fe_(14)B基磁粉的磁性能 |
6.4 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的组成结构和磁性能的影响. |
6.4.1 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉物相组成的影响 |
6.4.2 球磨速度对Nd–Fe–B氧化物微观形貌的影响 |
6.4.3 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉微观形貌的影响 |
6.4.4 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉磁性能的影响 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(5)硅衬底/铱/外延金刚石的第一性原理计算及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源、研究目的及意义 |
1.2 单晶金刚石的制备、性质与应用 |
1.2.1 单晶金刚石的制备 |
1.2.2 单晶金刚石的性质与应用 |
1.2.3 单晶金刚石的表面微结构加工 |
1.3 金刚石异质外延生长衬底 |
1.3.1 常用的金刚石外延衬底材料 |
1.3.2 基于铱(Ir)的不同衬底结构 |
1.4 金刚石的形核和生长 |
1.4.1 偏压增强形核(BEN)法与初级核的形成 |
1.4.2 次级核的形成与衬底的表面形貌 |
1.4.3 金刚石外延生长的阶段 |
1.4.4 提高金刚石外延质量的衬底图形化生长方法 |
1.4.5 第一性原理计算研究薄膜生长机理 |
1.5 论文的主要研究内容和方法 |
1.5.1 论文的主要研究内容和意义 |
1.5.2 论文的主要研究方法 |
第2章 计算理论与实验方法 |
2.1 分子模拟与第一性原理计算方法 |
2.1.1 分子模拟的概念 |
2.1.2 第一性原理 |
2.2 密度泛函理论 |
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
2.2.2 Kohn-Sham方程 |
2.2.3 交换相关泛函 |
2.3 计算软件与模块 |
2.3.1 Materials Studio软件及其优势 |
2.3.2 模块介绍 |
2.4 实验仪器及制样步骤 |
2.4.1 脉冲激光沉积(PLD)系统 |
2.4.2 电子束蒸镀(e-beam)系统 |
2.4.3 微波等离子体辅助化学气相沉积(MPCVD)系统 |
2.5 测试仪器及方法 |
2.5.1 扫描电子显微镜(SEM) |
2.5.2 X射线衍射仪(XRD) |
2.5.3 原子力显微镜(AFM) |
2.5.4 X射线光电子能谱仪(XPS) |
2.5.5 拉曼光谱仪(Raman) |
第3章 金刚石异质外延底层衬底的生长理论 |
3.1 金刚石异质外延衬底设计 |
3.1.1 衬底设计的理论因素 |
3.1.2 衬底设计的技术因素 |
3.2 Si衬底上生长结构完整的TiN薄膜 |
3.2.1 模型及计算方法 |
3.2.2 TiN(100)的力学性质 |
3.2.3 粘接能与成键特性 |
3.3 TiN薄膜的粘接作用 |
3.3.1 模型及计算方法 |
3.3.2 界面吸附能与构型 |
3.3.3 布居分析 |
3.3.4 界面的电子结构与态密度 |
3.4 本章小结 |
第4章 Ir(100)功能层对金刚石形核的促进 |
4.1 最初生长阶段Ir-C之间的相互作用 |
4.1.1 模型及计算方法 |
4.1.2 C原子在Ir(100)表面的吸附和脱附 |
4.1.3 浅注入C原子的析出 |
4.2 Ir功能层在金刚石形核过程中的作用 |
4.2.1 C原子与Cu、Ni(100)的相互作用 |
4.2.2 不同衬底上金刚石生长的可行性与实现性 |
4.3 MgO(100)上外延的Ir薄膜 |
4.3.1 模型及计算方法 |
4.3.2 粘接能及界面结构 |
4.3.3 Ir(100)薄膜在MgO衬底上的生长 |
4.3.4 衬底温度和沉积速率的作用 |
4.4 本章小结 |
第5章 Ir薄膜上金刚石形核与生长的模拟计算 |
5.1 CVD法生长金刚石的原理与过程 |
5.1.1 CVD法生长金刚石的原理 |
5.1.2 沉积过程的动力学模拟 |
5.2 偏压增强形核(BEN)法与初级晶核的形成 |
5.2.1 BEN过程中偏压范围选取 |
5.2.2 金刚石初级晶核的形成 |
5.3 金刚石晶核的生长与连接 |
5.3.1 模型与计算方法 |
5.3.2 Ir(100)/Dia(100)界面相互作用 |
5.3.3 金刚石晶核的分步生长 |
5.3.4 金刚石晶粒的连接 |
5.4 纳米晶到单晶:单晶金刚石形核生长过程 |
5.5 本章小结 |
第6章 金刚石异质外延生长衬底制备 |
6.1 MgO(100)衬底上生长的Ir(100)薄膜 |
6.1.1 生长Ir(100)薄膜的实验参数 |
6.1.2 Ir(100)薄膜的表面形貌与粗糙度 |
6.1.3 Ir(100)薄膜的生长质量 |
6.2 Si(100)衬底上生长的结构完整TiN(100)薄膜 |
6.2.1 TiN(100)薄膜的制备参数 |
6.2.2 TiN(100)薄膜的形貌与粗糙度 |
6.2.3 TiN(100)薄膜的结构和价态 |
6.2.4 TiN(100)薄膜的力学性质 |
6.2.5 实验参数的协同补偿作用 |
6.3 Si衬底上生长的TiN(100)/MgO(100)叠层 |
6.3.1 TiN(100)/MgO(100)叠层的制备参数 |
6.3.2 TiN(100)/MgO(100)叠层的形貌与结构 |
6.3.3 TiN(100)/MgO(100)叠层的界面化学键 |
6.3.4 TiN(100)过渡层的作用 |
6.4 本章小结 |
第7章 Ir薄膜上金刚石的形核生长过程 |
7.1 Ir(100)上金刚石的形核 |
7.1.1 金刚石异质外延实验参数 |
7.1.2 施加偏压前Ir-C间的相互作用 |
7.1.3 偏压增强形核(BEN)过程的形核 |
7.2 Ir(100)上金刚石的生长 |
7.2.1 外延金刚石晶核的连接 |
7.2.2 取向不一致的金刚石晶核 |
7.2.3 晶界湮没 |
7.2.4 外延金刚石薄膜的形成 |
7.3 外延可互换性 |
7.3.1 外延可互换性的概念 |
7.3.2 金刚石上外延的Ir(100)薄膜 |
7.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)碳化钛/铁氧化物基负极材料的制备与储锂性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 锂离子电池概述 |
1.3 锂离子电池负极材料概述 |
1.3.1 嵌入型负极材料 |
1.3.2 合金型负极材料 |
1.3.3 转换型负极材料 |
1.3.4 新型负极材料 |
1.4 碳化钛基负极材料的研究进展 |
1.4.1 碳化钛的结构与特性 |
1.4.2 碳化钛的制备方法 |
1.4.3 碳化钛材料在锂离子电池中的应用 |
1.4.4 碳化钛基复合负极材料的改性研究 |
1.5 铁基负极材料的研究进展 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与分析测试方法 |
2.1 实验试剂与设备 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 仪器和设备 |
2.2 材料合成方法 |
2.2.1 二维与三维碳化钛材料的制备 |
2.2.2 碳化钛/四氧化三铁复合材料的合成 |
2.2.3 碳化钛/四氧化三铁@硫化亚铁复合材料的合成 |
2.2.4 碳化钛/铁氧化物量子点复合材料的合成 |
2.3 物理性能表征 |
2.3.1 X射线衍射测试及其Rietveld精修 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 透射电子显微镜 |
2.3.4 电感耦合等离子体原子发射光谱 |
2.3.5 X射线光电子能谱分析 |
2.3.6 比表面积及孔径分布分析 |
2.4 电化学性能测试 |
2.4.1 极片制作与电池组装 |
2.4.2 恒流充放电测试 |
2.4.3 循环伏安测试 |
2.4.4 电化学阻抗测试 |
2.4.5 恒电流间歇电位滴定测试 |
2.5 密度泛函理论计算方法 |
2.5.1 碳化钛吸附锂行为 |
2.5.2 Fe_3O_4@FeS异质结构的电子结构 |
2.5.3 Ti_3C_2/FeOOH结构的电子结构 |
第3章 碳化钛/四氧化三铁复合材料的制备及储锂性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 三维Ti_3C_2的制备与储锂性能 |
3.2.1 三维Ti_3C_2的制备与表征 |
3.2.2 三维Ti_3C_2的储锂性能 |
3.3 Ti_3C_2/Fe_3O_4复合材料的制备与储锂性能 |
3.3.1 Ti_3C_2/Fe_3O_4复合材料的形貌分析 |
3.3.2 Ti_3C_2/Fe_3O_4复合材料的储锂性能 |
3.4 Ti_3C_2/Fe_3O_4//LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_4全电池性能 |
3.5 本章小结 |
第4章 碳化钛/铁氧化物的硫化改性与储锂性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 S-Ti_3C_2/Fe_3O_4@FeS材料的结构与储锂性能 |
4.2.1 S-Ti_3C_2/Fe_3O_4@FeS材料的物理表征 |
4.2.2 S-Ti_3C_2/Fe_3O_4@FeS材料的储锂性能 |
4.3 S-Ti_3C_2/Fe_3O_4@FeS脱嵌锂行为的原位分析 |
4.3.1 硫化材料的原位XRD研究 |
4.3.2 硫化材料的GITT研究 |
4.3.3 硫化材料的原位阻抗谱研究 |
4.4 S-Ti_3C_2/Fe_3O_4@FeS材料的储锂机制研究 |
4.4.1 Fe_3O_4@FeS异质结构的电子结构 |
4.4.2 硫化Ti_3C_2的储锂行为研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 碳化钛/铁氧化物量子点复合材料的制备及储锂行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 Ti_3C_2/FeOOH量子点的制备与储锂性能 |
5.2.1 Ti_3C_2/FeOOH量子点的物理表征 |
5.2.2 Ti_3C_2/FeOOH量子点的储锂性能 |
5.2.3 Ti_3C_2/FeOOH量子点的改性机理研究 |
5.3 Ti_3C_2/FeOOH/Fe_3O_4复合材料的制备与储锂性能 |
5.3.1 Ti_3C_2/FeOOH/Fe_3O_4复合材料的制备及物理表征 |
5.3.2 Ti_3C_2/FeOOH/Fe_3O_4复合材料的储锂性能 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(7)MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 MXenes概述 |
1.1.1 MXenes的结构 |
1.1.2 MXenes的合成 |
1.1.3 MXenes的性质 |
1.1.4 MXenes的应用 |
1.2 MXenes的改性 |
1.2.1 碱土金属阳离子对MXenes的改性 |
1.2.2 溶剂对MXenes的改性 |
1.2.3 其它材料对MXenes的改性 |
1.3 具有紫外光催化活性MXenes基催化剂的合成与应用 |
1.3.1 煅烧合成的TiO_2/MXene和 TiO_2/C用于紫外光催化应用 |
1.3.2 水热和物理搅拌合成的TiO_2/MXene用于紫外光催化应用 |
1.3.3 MXene与其它材料复合并用于紫外光催化应用 |
1.4 具有可见光催化活性MXene基催化剂的合成与应用 |
1.4.1 TiO_2/MXene和 TiO_2/C的改性以及光催化应用 |
1.4.2 MXene基二元催化剂的合成与应用 |
1.4.3 MXene基三元催化剂的合成与应用 |
1.5 MXene基催化剂在光催化之外的应用 |
1.5.1 MXene基催化剂在电/光电催化领域的应用 |
1.5.2 MXene基催化剂在类Fenton反应中的应用 |
1.5.3 MXene基催化剂在增强单金属催化剂活性和活化过一硫酸盐中的应用 |
1.6 论文选题与研究方案 |
1.6.1 论文选题 |
1.6.2 研究方案 |
2 iN-Ti_3C_2/TiO_2的原位合成及其光催化降解水中亚甲基蓝 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 材料与化学试剂 |
2.1.2 iN-Ti_3C_2/TiO2 的合成 |
2.1.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表征 |
2.1.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2对MB的光催化降解实验 |
2.1.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的DFT模拟计算 |
2.1.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2的自由基淬灭实验和光化学稳定性测试 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的结构特征 |
2.2.2 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表面组成 |
2.2.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的光学性能 |
2.2.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2的光催化活性和产生的自由基 |
2.2.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的电荷转移机制 |
2.2.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2光催化降解MB的机理 |
2.3 小结 |
3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的合成及其可见光催化降解水中罗丹明B |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 材料与化学试剂 |
3.1.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的合成 |
3.1.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的表征 |
3.1.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2对RhB的光催化降解实验 |
3.1.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光化学稳定性和自由基淬灭实验 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的结构特征 |
3.2.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的表面组成 |
3.2.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光电化学性能 |
3.2.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可见光催化降解Rh B |
3.2.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可见光催化降解Rh B中的自由基和中间产物 |
3.2.6 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2光催化降解RhB的机理 |
3.3 小结 |
4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的合成及其可见光催化降解水中磺胺甲恶唑 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 材料与化学试剂 |
4.1.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的合成 |
4.1.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的表征 |
4.1.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C对 SMZ的可见光催化降解实验 |
4.1.5 SMZ及其降解中间产物的检测分析方法 |
4.1.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的可见光催化稳定性测试和自由基淬灭实验 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的结构特征 |
4.2.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的表面组成 |
4.2.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的光电化学性能 |
4.2.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可见光催化降解SMZ |
4.2.5 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C产生的自由基和光催化稳定性 |
4.2.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可见光催化降解SMZ的机理 |
4.2.7 SMZ降解过程中产生的中间产物 |
4.3 小结 |
5 N-S/TiO_2@C的合成及其可见光活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 材料与化学试剂 |
5.1.2 N/S-TiO_2@C的合成 |
5.1.3 N/S-TiO_2@C的表征 |
5.1.4 N/S-TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ实验 |
5.1.5 N/S-TiO_2@C活化PS降解SMZ的稳定性测试和自由基淬灭实验 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 N/S-TiO_2@C的结构特征 |
5.2.2 N/S-TiO_2@C的表面组成 |
5.2.3 N/S-TiO_2@C的光电化学性能 |
5.2.4 N-S/TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ |
5.2.5 N/S-TiO_2@C的稳定性和活化PS产生的自由基 |
5.2.6 N/S-TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ的机理 |
5.2.7 SMZ降解过程中产生的中间产物 |
5.3 小结 |
6 四种材料的性能比较及在实际水样中的适用性 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 实际水样的采集和表征 |
6.1.2 材料对水样中目标污染物的降解实验 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 材料性能的文献比较 |
6.2.2 材料在实际水样中的适用性 |
6.2.3 四种材料之间的性能比较 |
6.3 小结 |
7 研究结论、创新点与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
个人简历及攻读博士学位期间论文和获奖情况 |
(8)不同元素掺杂的磁性铁基催化剂的制备表征及其对CO-SCR性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 NO_x和CO的来源及危害 |
1.3 一氧化氮(NO)选择性催化还原技术(SCR) |
1.3.1 H_2,NH_3和C_xH_y的选择性催化还原(SCR)消除NO |
1.3.2 CO选择性还原NO反应(CO-SCR)及其机理 |
1.4 (CO-SCR)的研究现状 |
1.5 磁性材料的现状 |
1.6 论文的研究意义、内容和创新点 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验药品试剂 |
2.2 测试及分析仪器 |
2.3 CO-SCR反应的催化活性测试 |
2.4 催化剂的磁化 |
2.5 催化剂的相关表征 |
2.5.1 场发射扫描电镜(FESEM)和高倍透射电镜(HRTEM) |
2.5.2 X射线粉末衍射(XRD) |
2.5.3 全自动比表面和孔隙分析(BET) |
2.5.4 X射线光电子能谱(XPS) |
2.5.5 拉曼光谱(Raman spectra) |
2.5.6 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
2.5.7 程序升温还原测试(H_2-TPR) |
2.5.8 振动探针式磁强计(VSM) |
2.5.9 原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In situ DRIFTs) |
第三章 Co掺杂对γ-Fe_2O_3磁性和CO-SCR性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂xCo/γ-Fe_2O_3的合成 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 催化性能 |
3.3.2 xCo/γ-Fe_2O_3催化剂的相结构 |
3.3.3 xCo/γ-Fe_2O_3的形态结构分析 |
3.3.4 xCo/γ-Fe_2O_3催化剂的比表面积和多孔结构 |
3.3.5 XPS数据分析 |
3.3.6 催化剂xCo/γ-Fe_2O_3的还原性能测试 |
3.3.7 磁滞曲线 |
3.3.8 Fe_2O_3和5Co-Fe-BM/AM催化剂的FT-IR结果 |
3.4 小结 |
第四章 过渡金属掺杂Fe_2O_3的磁性变化及其对CO-SCR性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 活性测试 |
4.3.2 催化剂的物相结构表征 |
4.3.3 微纳米结构5MFe_2O_3催化剂的织构性质表征 |
4.3.4 L-5MFe_2O_3的XPS分析 |
4.3.5 L-5MFe_2O_3催化剂的还原性能测试 |
4.3.6 L-5MFe_2O_3催化剂的VSM分析 |
4.3.7 L-5CuFe_2O_3催化剂的FT-IR结果及反应机理 |
4.4 小结 |
第五章 Nd掺杂对Fe_2O_3微纳米粒子的磁性、结构及其CO-SCR催化性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 催化剂的制备 |
5.3 催化剂的性能测试与结果分析 |
5.3.1 活性测试 |
5.3.2 xNd-Fe催化剂的形态和结构 |
5.3.3 催化剂的物相结构 |
5.3.4 xNd-γ-Fe_2O_3的XPS分析 |
5.3.5 H_2-TPR测试还原性能 |
5.3.6 催化剂的VSM结果 |
5.3.7 催化剂的原位红外结果 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(9)薄液膜环境下SnAgCu焊料合金电化学迁移行为与耐蚀调控研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 焊料合金的研究进展 |
2.1.1 焊料合金的发展趋势 |
2.1.2 焊料合金的腐蚀研究现状 |
2.2 电化学迁移 |
2.2.1 电化学迁移的概念及分类 |
2.2.2 电化学迁移国内外研究现状 |
2.2.3 电化学迁移研究方法 |
2.2.4 电化学迁移机制 |
2.3 电化学迁移的防护方法 |
2.3.1 线路板基板的影响 |
2.3.2 合金元素的影响 |
2.3.3 缓蚀剂的影响 |
2.4 本文研究思路 |
3 SAC305焊料合金中β-Sn和金属间化合物腐蚀行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验和计算方法 |
3.2.1 微观形貌和成分分析 |
3.2.2 AFM分析 |
3.2.3 EBSD实验 |
3.2.4 计算部分 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 微观形貌和成分分析 |
3.3.2 原位EC-AFM实验结果 |
3.3.3 EBSD实验结果 |
3.4 分析与讨论 |
3.4.1 功函数的影响 |
3.4.2 电子结构的影响 |
3.4.3 微观结构的影响 |
3.4.4 SAC305合金的腐蚀失效机制 |
3.5 本章小结 |
4 薄液膜装置搭建及SAC305合金在含氯薄液膜中的电化学迁移失效机制 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验装置搭建 |
4.2.3 电化学迁移实验 |
4.2.4 枝晶形貌和成分分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 枝晶形貌观察 |
4.3.2 枝晶成分及微观结构分析 |
4.3.3 氯离子对电化学迁移过程的影响 |
4.4 本章小结 |
5 偏压与电场强度对SAC305合金电化学迁移过程的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 电化学迁移实验 |
5.2.3 枝晶形貌和成分分析 |
5.2.4 电极电位测试 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 枝晶形貌观察 |
5.3.2 电化学迁移过程中电流和短路时间 |
5.3.3 枝晶微观形貌 |
5.3.4 枝晶成分分析 |
5.4 分析与讨论 |
5.4.1 电化学迁移过程中的电极反应 |
5.4.2 偏压对电化学迁移过程的影响 |
5.4.3 电场强度对电化学迁移过程的影响 |
5.4.4 SAC305焊料合金电化学迁移失效机制 |
5.5 本章小结 |
6 无机涂层对SAC305合金电化学迁移防护研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验和计算方法 |
6.2.1 实验材料和磁控溅射沉积薄膜 |
6.2.2 涂层表征 |
6.2.3 电化学迁移实验 |
6.2.4 吸附能计算 |
6.3 实验结果 |
6.3.1 涂层形貌和成分表征 |
6.3.2 表面Kelvin测试结果 |
6.3.3 电化学迁移腐蚀失效时间 |
6.4 分析与讨论 |
6.5 本章小结 |
7 稀土Nd对SAC305合金电化学腐蚀行为的影响 |
7.1 前言 |
7.2 实验材料和方法 |
7.2.1 焊料合金制备 |
7.2.2 焊料合金成分及熔点温度测试 |
7.2.3 微观组织结构分析 |
7.2.4 焊料合金腐蚀行为表征 |
7.2.5 表面伏打电位测试 |
7.3 实验结果 |
7.3.1 焊料合金成分及DSC测试结果 |
7.3.2 SAC305-xNd焊料合金微观结构 |
7.3.3 极化曲线测试结果 |
7.3.4 EIS测试结果 |
7.4 分析与讨论 |
7.4.1 Nd对焊料合金组织结构的影响 |
7.4.2 Nd对焊料合金伏打电位的影响 |
7.4.3 Nd对焊料合金表面腐蚀产物成分的影响 |
7.5 本章小结 |
8 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)原位自生TiC、TiB/Ti6Al4V复合材料组织调控与摩擦行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 钛基复合材料基体和增强相的选择 |
1.2.1 基体选择 |
1.2.2 增强相的选择 |
1.3 钛基复合材料研究现状 |
1.3.1 钛基复合材料研究进展 |
1.3.2 钛基复合材料热处理研究现状 |
1.3.3 稀土元素对钛基复合材料组织及性能的影响 |
1.4 钛基复合材料摩擦行为研究 |
1.4.1 钛基复合材料的干滑动磨损影响因素 |
1.4.2 钛基复合材料的摩擦磨损研究现状 |
1.5 课题研究目的、意义及内容 |
1.5.1 课题研究目的及意义 |
1.5.2 课题研究内容 |
第2章 材料的制备及实验方法 |
2.1 样品制备及热处理工艺 |
2.1.1 样品制备 |
2.1.2 热处理工艺 |
2.2 成分和结构表征 |
2.2.1 X射线衍射分析 |
2.2.2 扫描电子显微镜 |
2.2.3 电子探针 |
2.2.4 电子背散射衍射 |
2.2.5 透射电子显微镜 |
2.3 力学性能与热物性能检测 |
2.3.1 硬度测试 |
2.3.2 室温压缩性能测试 |
2.3.3 热导率测试 |
2.3.4 热膨胀性能测试 |
2.4 摩擦磨损实验 |
2.4.1 样品制备与实验参数 |
2.4.2 摩擦系数和比磨损率 |
2.4.3 磨面三维形貌和粗糙度检测 |
2.4.4 磨面亚表层纳米压痕测试 |
2.4.5 磨面产物检测 |
第3章 铸态TiB、TiC/TC4 复合材料组织与摩擦磨损性能 |
3.1 引言 |
3.2 TiB、TiC/TC4 复合材料相组成及显微组织 |
3.2.1 原位反应体系的热力学分析 |
3.2.2 钛基复合材料的相组成 |
3.2.3 钛基复合材料的显微组织 |
3.3 TiB、TiC增强相含量对TC4 复合材料力学性能的影响 |
3.3.1 TiB、TiC增强相含量对TC4 复合材料硬度的影响 |
3.3.2 TiB、TiC增强相含量对TC4 复合材料室温压缩性能的影响 |
3.4 TiB、TiC增强相含量对TC4 复合材料摩擦磨损性能的影响 |
3.4.1 不同含量TiB、TiC增强TC4 复合材料的比磨损率 |
3.4.2 不同含量TiB、TiC增强TC4 复合材料的摩擦系数 |
3.4.3 不同含量TiB、TiC增强TC4 复合材料的磨损表面形貌 |
3.4.4 (TiB+TiC)混合增强TC4 复合材料剖面形貌和EPMA分析 |
3.4.5 (TiB+TiC)混合增强TC4 复合材料的磨损面XRD及 XPS分析 |
3.4.6 (TiB+TiC)混合增强TC4 复合材料的磨损剖面纳米压痕行为 |
3.5 本章小结 |
第4章 铸态6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的摩擦行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 压力和速度对6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料摩擦行为的影响 |
4.2.1 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料及对磨盘的比磨损率 |
4.2.2 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的摩擦系数 |
4.2.3 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面粗糙度及三维形貌 |
4.2.4 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨面形貌和EDS分析 |
4.2.5 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面XRD和 XPS分析 |
4.2.6 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损剖面形貌和EDS分析 |
4.2.7 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损剖面纳米压痕行为 |
4.2.8 对磨盘的磨损形貌 |
4.3 压力和温度对6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料摩擦行为的影响 |
4.3.1 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料及对磨盘的比磨损率 |
4.3.2 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的摩擦系数 |
4.3.3 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面粗糙度及三维形貌 |
4.3.4 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面形貌和EDS分析 |
4.3.5 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面XRD和 XPS分析 |
4.3.6 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损剖面形貌和EDS分析 |
4.3.7 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损剖面纳米压痕行为 |
4.3.8 对磨盘的磨损形貌 |
4.4 对磨材料对6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的摩擦行为的影响 |
4.4.1 与不同材料对磨的比磨损率 |
4.4.2 与不同材料对磨的摩擦系数 |
4.4.3 与Cr12Mo V对磨的磨面形貌和EDS分析 |
4.4.4 与GCr15 对磨的磨面形貌和EDS分析 |
4.4.5 与Cu对磨的磨面形貌和EDS分析 |
4.4.6 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损剖面形貌和EDS分析 |
4.4.7 6vol.%(TiB+TiC)/TC4 复合材料的磨损表面XRD分析 |
4.4.8 对磨盘的磨损形貌 |
4.5 本章小结 |
第5章 La_2O_3含量对钛基复合材料组织及性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 La_2O_3含量对钛基复合材料相组成及组织影响 |
5.2.1 原位反应体系的热力学分析 |
5.2.2 不同La_2O_3含量钛基复合材料的相组成 |
5.2.3 不同La_2O_3含量钛基复合材料的显微组织 |
5.3 La_2O_3含量对钛基复合材料热物性与力学性能的影响 |
5.3.1 不同La_2O_3含量钛基复合材料的热膨胀性能 |
5.3.2 不同La_2O_3含量钛基复合材料的热导率 |
5.3.3 不同La_2O_3含量钛基复合材料的硬度 |
5.3.4 不同La_2O_3含量钛基复合材料的压缩性能 |
5.4 La_2O_3含量对钛基复合材料摩擦行为的影响 |
5.4.1 不同La_2O_3含量钛基复合材料的摩擦系数 |
5.4.2 不同La_2O_3含量钛基复合材料的比磨损率 |
5.4.3 不同La_2O_3含量钛基复合材料的磨损形貌和EDS分析 |
5.4.4 不同La_2O_3含量钛基复合材料的磨损表面粗糙度及三维形貌 |
5.4.5 不同La_2O_3含量钛基复合材料的磨损剖面形貌和EDS分析 |
5.4.6 不同La_2O_3含量钛基复合材料的磨损表面XRD和 XPS分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 热处理对钛基复合材料组织及摩擦性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 热处理对钛基复合材料组织的影响 |
6.2.1 热处理工艺制定 |
6.2.2 不同热处理后钛基复合材料的相组成 |
6.2.3 不同热处理后钛基复合材料的组织 |
6.3 热处理对钛基复合材料力学性能的影响 |
6.3.1 不同热处理后钛基复合材料的硬度 |
6.3.2 不同热处理后钛基复合材料的压缩性能 |
6.4 热处理对钛基复合材料摩擦磨损性能的影响 |
6.4.1 不同热处理后钛基复合材料的摩擦系数 |
6.4.2 不同热处理后钛基复合材料的比磨损率 |
6.4.3 不同热处理后钛基复合材料的磨损表面形貌 |
6.4.4 不同热处理后钛基复合材料的磨损剖面形貌和EDS分析 |
6.4.5 不同热处理后钛基复合材料的磨面形貌XRD分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 钛基复合材料摩擦磨损机理 |
7.1 引言 |
7.2 钛基复合材料微观组织对耐磨性的影响 |
7.3 钛基复合材料亚表面结构对耐磨性的影响 |
7.4 室温环境下钛基复合材料磨损机理 |
7.4.1 摩擦层和摩擦氧化物的形成及作用 |
7.4.2 不同速度、压力下钛基复合材料磨损机理 |
7.5 高温环境下钛基复合材料磨损机理 |
7.5.1 摩擦层和摩擦氧化物的形成及作用 |
7.5.2 高温条件下钛基复合材料磨损机理 |
7.6 本章小结 |
第8章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
四、XPS研究Nd表面氧化物的生长过程(论文参考文献)
- [1]超声喷雾热解制备氧化钆和氧化镨钕研究[D]. 付利雯. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]LaCoOx薄膜的氧空位调控及拓扑结构相变的研究[D]. 安齐昌. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(01)
- [3]Nd、W掺杂对VO2薄膜制备及性能影响研究[D]. 李二虎. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [4]水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化[D]. 王玲. 太原科技大学, 2021
- [5]硅衬底/铱/外延金刚石的第一性原理计算及实验研究[D]. 王杨. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]碳化钛/铁氧化物基负极材料的制备与储锂性能研究[D]. 阮挺婷. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [7]MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用[D]. 柯涛. 浙江大学, 2021
- [8]不同元素掺杂的磁性铁基催化剂的制备表征及其对CO-SCR性能的影响[D]. 欧雪梅. 广西大学, 2021(12)
- [9]薄液膜环境下SnAgCu焊料合金电化学迁移行为与耐蚀调控研究[D]. 易盼. 北京科技大学, 2021(02)
- [10]原位自生TiC、TiB/Ti6Al4V复合材料组织调控与摩擦行为[D]. 郑博文. 沈阳工业大学, 2020(02)