【摘 要】
：
镧系钙钛矿型材料由于其本身独特的空间结构,可以通过与大比表面积特性的碳材料进一步复合或者掺杂取代不同阳离子来获得优异的电化学性能。本文通过水热法和煅烧法制备了镧系钙钛矿型材料,并分别采取了与具有优异导电性能的还原氧化石墨烯（RGO）复合,以及采取不同阳离子掺杂取代方式来提高电化学性能。在实验中通过改变添加表面活性剂种类等实验参数变量、二者的成分比例及阳离子掺杂比例来研究对合成复合材料的形貌、导电率
【基金项目】
：
河北省自然科学基金（E2018202242）；
论文部分内容阅读
镧系钙钛矿型材料由于其本身独特的空间结构,可以通过与大比表面积特性的碳材料进一步复合或者掺杂取代不同阳离子来获得优异的电化学性能。本文通过水热法和煅烧法制备了镧系钙钛矿型材料,并分别采取了与具有优异导电性能的还原氧化石墨烯（RGO）复合,以及采取不同阳离子掺杂取代方式来提高电化学性能。在实验中通过改变添加表面活性剂种类等实验参数变量、二者的成分比例及阳离子掺杂比例来研究对合成复合材料的形貌、导电率等电化学性能的影响。本文工作制备并研究了LaFeO3和RGO不同比例的LaFeO3/RGO复合材料;成功合成Ni元素掺杂改性的La Mn O3并与RGO成功复合,具体结果如下:（1）以异丙醇+丙三醇为水热反应溶剂,加入尿素（CO（NH2）2）或HMTA作为表面活性剂制备出球形LaFeO3材料。将LaFeO3与RGO以不同比例进行复合,在一系列LaFeO3/RGO复合材料中,RGO附着在多孔球形的LaFeO3材料上,RGO的含量对复合材料性能有很大影响。当LaFeO3∶RGO比为1∶2时,LaFeO3/RGO样品的电化学性能最好,此时二者具有出色的协同效应有效地增加了电子在充放电过程中的传输速率,并且独特的球状结构扩大了材料的比表面积增大了离子反应发生所需的活性位点。在1 A·g-1的电流密度时LaFeO3/RGO样品比电容为367.4 F·g-1,远大于LaFeO3(117.8 F·g-1)和RGO(42.5 F·g-1)的比电容,且3000次循环后电容稳定性达到89.2%,相对于LaFeO3（84%）其稳定性得到较大提升。（2）在水热合成La Mn O3的基础上,通过Ni元素掺杂制备LaNixMn1-xO3系列材料。随着Ni元素含量的增加,材料由La Mn O3原始成分的层片状逐渐向LaNi O3原始成分的球状过渡。其中LaNi0.5Mn0.5O3材料表现出独特的花状结构,该结构大的比表面积提供了大量的活性位点,还有效地提高电子迁移率使材料性能得到大幅度改善。当电流密度1 A·g-1时比电容为183 F·g-1,该材料远大于LaNi O3(45 F·g-1)与La Mn O3(49.6 F·g-1)。除此之外,在10 A·g-1的电流密度下,2000次循环后具有83.5%的电容保持率,相对比于LaNi O3（67.2%）、La Mn O3（81%）材料其循环稳定性得到提高。随后将LaNi0.5Mn0.5O3与RGO等材料分别进行水热复合,在该过程中通过调节工艺参数制备一系列复合材料,其中综合性能最好的为三维网状结构的LaNi0.5Mn0.5O3/RGO复合材料,其在1 A·g-1的电流密度下比电容可以达到220 F·g-1,2000次循环测试后电容保持率由之前的83.5%增加到85%。
其他文献
目前80Mn Cr钢是国外Φ140 mm磨球广泛使用的磨球钢,为了提高高硬度磨球的冲击韧性,将Nb微合金化技术应用到磨球生产中。然而在实际生产中发现,Nb微合金化80Mn Cr钢在相同工艺下生产的磨球出现内部硬度显著降低的问题。另外,用以生产大规格磨球的70Si Mn Cr钢,在生产Φ140 mm磨球时出现内部硬度随碳含量提高而显著下降的问题。对此,本文通过金相组织分析、硬度测定和相变特征分析等手
石油、煤炭等化石资源的大量消耗和日益严重的环境问题促使着人们要寻找合适的替代能源和开发高效的能源转换技术。然而,廉价、高效催化剂的匮乏严重制约了能源转换装置的整体效率和大规模应用,是实现能源供给方式转变的主要瓶颈。石墨烯凭借其独特的几何结构和电子性质,被认为是优良的催化剂载体,其简单明确的结构也为深入揭示催化机理,从原子水平上阐明结构-性质关系提供了理想的模型。基于此,本论文构建了一系列氮杂石墨烯
亚共晶Al-Si-Mg合金因具有良好的铸造性能和力学性能,在航空航天、汽车和电子通信等领域得到了广泛应用。随着5G通讯技术的快速发展,通讯基站大型薄壁类零件对亚共晶Al-Si-Mg合金的充型能力和力学性能提出了更高要求。通常,细化变质处理是改善亚共晶Al-Si-Mg合金综合性能的有效方法。目前,对亚共晶Al-Si-Mg合金细化变质等级的评价多采用标准图谱对照法,主观性较大且精度不够高,不利于对合金
在低维全无机钙钛矿体系中,二维CsPbX3（X=Br,Cl,I）纳米晶具有大的激子结合能、低的介电屏蔽效应、高的发光纯度和各向异性发光的独特优势,在偏振光的探测及发光领域的应用上具有极大的潜力。实现二维全无机钙钛矿纳米晶的可控合成以及发光性能调控,对于促进钙钛矿材料的实际应用具有重要意义。针对目前高质量CsPbCl3纳米片的可控合成存在困难、荧光量子效率（PLQY）和稳定性还需要进一步提高的现状,
锌空气电池由于具备能量密度高、安全和无污染等优点,在能量转换和存储方面有着广阔的应用前景。然而正极较缓慢的氧还原反应（ORR）动力学使得电池技术难以进一步发展。以金属有机框架（MOFs）为前驱体制备的氮掺杂碳负载过渡金属催化剂（M-N-C）具有丰富的多孔结构、大的比表面积及可控的金属活性位,并因此成为了一种极具潜力的氧还原催化剂。但是,该类催化剂的金属活性位点对ORR中间体的吸附能不够理想,导致其
拓扑电子材料蕴含着多种类型非平庸费米子,具有丰富的物理特性包括高电子迁移率、手性反常、非平庸表面态、特殊磁、光响应等,在量子计算等领域具有重要应用前景。当前已被开发的拓扑材料中,大多在费米能级附近只具有一类拓扑费米子,缺失了多种非平庸费米子共存于同一材料中可实现的拓扑物性多样性与潜在的费米子间关联效应。在此背景下,本论文基于第一性原理计算方法,设计与开发具有多重拓扑费米子共存的拓扑电子材料,并对它
燃料电池和金属空气电池等能源存储和转换装置的应用受到阴极上缓慢的氧还原反应动力学的阻碍。因此,需要探索有效的电催化剂来降低反应的活化能,提高反应速率。目前商用活性较高的Pt/C催化剂受限于高成本和资源稀缺。近年来,单原子催化剂因具有较高的原子利用率及高催化活性等优势成为了非贵金属氧还原反应（ORR）电催化剂的研究热点,特别是氮掺杂碳负载的过渡金属催化剂（M-N-C）。鉴于镍的储量丰富,成本低且稳定
化石资源的日益枯竭及其带来的有害气体排放,使人们更加关注清洁能源的发展。然而,这类能源地域分布不均且无法进行稳定的输出,限制了它们的大规模应用。因此,这类能源的存储与转化研究受到了广泛关注。超级电容器是一种典型的能源存储装置,是当前能源材料与器件研究领域的热点之一。过渡金属氮化物（TMNs）具有优异的物理与化学性能,是一种潜在的超级电容器电极材料。本文通过多种实验方式制备了过渡族金属氮化物及其复合
我们正处于一个科技信息飞速发展的时代,使用的通信设备越发精密,对电子元器件的要求越来越高。声表面波（SAW）器件在移动通信方面发挥了不可替代的作用,为了迎接时代潮流,需要不断改进SAW器件的性能。AlN作为第三代宽禁带半导体,因其拥有优异的特性而受到广泛的关注。AlN薄膜声波传播速度快,是制作SAW器件优选材料,但制备工艺极为复杂。因此,高质量AlN薄膜的生长制备十分重要。本论文着重研究了磁控溅射
低地球轨道环境恶劣,多种环境因素共同作用会导致航天器表面聚酰亚胺Kapton薄膜材料性能退化。空间环境中瞬时效应微小碎片（Micro Debris,MD）撞击和长时效应原子氧（Atomic Oxygen,AO）侵蚀的协同作用会加速Kapton薄膜材料的损伤,但其协同作用机理仍需深入研究。本文利用激光驱动飞片技术模拟微小碎片的超高速撞击效应,利用微波等离子体原子氧源设备模拟原子氧效应,从质量损失、微