汽车用La0.79Mg0.21Ni3.95储氢合金的制备与电化学性能研究

为开发出高能量密度镍氢电池负极材料,采用真空感应熔炼的方法制备了La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金,对比分析了铸态和退火态储氢合金的物相组成、显微形貌和电化学性能。结果表明,铸态和800 ℃/24 h退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金中都只含有LaNi₅和（La,Mg）₂Ni₇相;升高温度至900 ℃及以上时,储氢合金中形成了不同含量的（La,Mg）₅Ni₁₉和（La,Mg）₆Ni₂₄相。900 ℃/24 h退火态储氢合金的可逆吸放氢性能要高于950 ℃/48 h退火态储氢合金。铸态和退火态储氢合金都在前3周循环过程中到达了最大放电比容量,950 ℃/48 h退火态储氢合金中主要为（La,Mg）₆Ni₂₄相,其具有较高的循环稳定性。铸态和退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金具有良好的电化学活化性能,高倍率放电性能（HRD₁₅₀₀）从高至低的顺序依次为950 ℃/48 h、950 ℃/24 h、900 ℃/24 h、 800 ℃/24 h、铸态;储氢合金的HRD₁₅₀₀与氢扩散速率（D）和交换电流密度（I₀）的变化趋势相同,950 ℃/48 h退火态储氢合金具有最大的HRD₁₅₀₀,这主要与合金电极中含有61.8%（质量分数）的（La,Mg）₆Ni₂₄相、具有较高的D和I₀有关。     

Ce1-xNixOy氧载体在化学链甲烷重整耦合CO2还原中的应用

化学链甲烷重整耦合CO₂还原技术既能生产合成气还可以还原CO₂生成CO。采用共沉淀法制备不同Ce/Ni摩尔比的系列Ce_1-xNi_xO_{y（x = 0,0.2,0.4,0.6,0.8,1）氧载体。通过XRD、BET、XPS及CH4-TPR等表征对氧载体的理化性质进行了研究。系统考察了Ce1-xNixOy氧载体在化学链甲烷重整耦合CO2还原反应中的反应性能。与单一金属氧化物NiO和CeO2相比,Ce1-xNixOy复合氧载体在该反应中具有更高的活性和热稳定性。在甲烷部分氧化阶段,Ce0.2Ni0.8Oy和Ce0.4Ni0.6Oy氧载体具有较高的CH4转化率。经历了20次redox循环实验,Ce0.2Ni0.8Oy氧载体的CO2转化率几乎保持不变,表明Ce0.2Ni0.8Oy氧载体具有较高的热稳定性。}     

球磨时间对石墨烯复合材料电化学性能的影响

采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学工作站等手段研究了球磨时间（0~60 min）对石墨烯/La₁₅Fe₂Ni₇₁Mn₆B₂Al₂复合材料微观结构和电化学性能的影响。结果表明，球磨时间为0~60 min制备的石墨烯复合储氢合金都主要由La₃Ni₁₃B₂、（Fe，Ni）、LaNi₅相组成，其中LaNi₅相的晶胞体积会随着球磨时间的增加而减小。随着球磨时间从0 min增加至60 min，石墨烯复合储氢合金的电荷转移电阻先减小后增大、交换电流密度先增大后减小、氢扩散系数和荷电保持率先增加后减小，在球磨时间为40 min时取得电荷转移电阻最小值，交换电流密度、氢扩散系数和荷电保持率最大值。此外，在相同循环次数下球磨时间为40 min制备的石墨烯复合储氢合金具有相对较高的放电比容量。适宜的石墨烯/La₁₅Fe₂Ni₇₁Mn₆B₂Al₂复合材料的球磨时间为40 min，此时氢扩散系数和荷电保持率分别为1.259×10^-8 cm²/s和97.62%，具有较好的电化学性能，这主要与此时复合材料粉末颗粒较为细小、均匀且结晶度较高等有关。     

成分对汽车用（La0.7Mg0.3）Nix合金储氢特性的影响

为开发出具有高循环寿命和高储氢性能的新能源汽车用稀土镁基储氢合金,考察了铸态和退火态的铸锭/快淬（La_0.7Mg_0.3）Ni_x（x=2.0、2.5、3.0）储氢合金的微观结构、物相组成和储氢特性。结果表明,当x=2.5时快淬法储氢合金具有较好的吸放氢平台压力,PCT曲线中体现出完全脱氢特征,吸氢容量约为1.44%（质量分数）。经过850~950 ℃退火处理,铸锭法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金相较（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.0储氢合金具有更高的吸放氢平台压和更宽的吸放氢平台,表明前者具有相对更好的吸放氢性能;不同退火温度下（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的吸放氢平台压较为接近,吸氢和放氢容量可达到1.6%（质量分数）。铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_x储氢合金中的LaNi₅和（LaMg）Ni₃相会随着退火温度的升高而逐渐转变为（LaMg）₂Ni₇相;铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的表面粉末颗粒分别在退火温度为950 ℃和900 ℃时最为细小。     

优筋布置矩形箱体应力及变形分析

针对工业生产中矩形箱体笨重、加筋结构布置设计欠佳的问题,采用ANSYS APDL语言对矩形箱体进行静压工况下应力及变形分析。选取6因素5水平正交试验方案,以矩形箱体最大一次应力S_1max、最大等效应力S_2max以及最大变形量Δ_max作为试验指标,侧壁加强铁间距A、宽度B及厚度C,端壁加强铁间距D、宽度E及厚度F作为试验因素,结合矩阵分析法获得加强筋的优筋布置方案A₄B₅C₅D₂E₅F₂,并用ANSYS一阶优化算法对箱壁以及箱壁加强铁壁厚进行优化。结果表明:矩形箱体采用优筋布置后,箱体质量减少了27%。最后采用极限载荷分析法通过P_T=0.1 MPa试验工况验证。     

储氢提纯和氢网络的耦合优化

基于氢网络的集成以及AB₅型储氢材料LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15的特性，对储氢提纯在氢网络中的应用进行研究。综合考虑LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15储氢/放氢动力学，建立了储氢提纯氢网络的优化方法，根据单位质量储氢材料提纯的节氢能力和公用工程节省量与提纯参数的关系，确定最优提纯氢源浓度、最大公用工程节省量、储氢材料量和吸氢时间。用该方法对某炼厂氢网络和储氢提纯单元进行优化，结果表明，最优提纯氢源浓度为70%，提纯后公用工程可节省23.72%； LaNi_4.85Al_0.15作为储氢提纯材料优于LaNi_4.75Fe_0.25，其消耗量为991.26 kg。     

汽车电池负极材料的制备与电化学性能研究

采用中频感应熔炼的方法制备了La_0.8-xCe_xMg_0.2Ni₃Co_0.6储氢合金,研究了不同Ce摩尔分数的退火态La_0.8-xCe_xMg_0.2Ni₃Co_0.6储氢合金的物相组成、微观结构和电化学性能。结果表明,La_0.8-xCe_xMg_0.2Ni₃Co_0.6储氢合金的主要物相都为（La, Mg）Ni₃、（La, Mg）₂Ni₇和LaNi₅相,随着x值从0增加至0.20,La_0.8-xCe_xMg_0.2Ni₃Co_0.6储氢合金的最大放电容量C_max和...     

电动汽车用La-Fe-B储氢合金的制备与电化学性能研究

研究了石墨烯含量对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,不同石墨烯含量储氢合金都主要由La₃Ni₁₃B₂、LaNi₅和（Fe,Ni）相组成,La₃Ni₁₃B₂和（Fe,Ni）相晶胞体积会随着石墨烯含量增加而增大,LaNi₅相晶胞体积会随着石墨烯含量增加而减小。当石墨烯质量分数从0%增加至6%时,储氢合金的最大放电容量先增加后减小,在石墨烯质量分数为4%时取得储氢合金放电容量最大值（288.5 mA·h/g）,且当循环周期为100次时,石墨烯质量分数为4%和6%的储氢合金的放电容量仍然高于未添加石墨烯的储氢合金。相同温度下,添加石墨烯的储氢合金的放电容量都高于未添加石墨烯的储氢合金,且石墨烯质量分数为4%的储氢合金具有最大放电容量。随着石墨烯质量分数从0%增加至6%,储氢合金的电荷转移电阻先减小后增大、电流密度和扩散系数先增大后减小,在石墨烯质量分数为4%时取得电荷转移电阻最小值、电流密度和扩散系数最大值,适宜的石墨烯添加量为4%。     

Zr/Mn元素替代及退火处理对汽车电池用储氢合金电化学性能的影响

采用真空感应熔炼的方法制备了(La,Mg)_1-xZr_x Ni_3.3-2xMn_2x(x=0、0.1、0.2)储氢合金，研究了Zr/Mn元素替代和退火处理对储氢合金相结构、显微形貌和电化学性能的影响。结果表明：Zr/Mn元素替代后储氢合金中出现了新相La Mg Ni₄相，退火处理后储氢合金中La Ni₅相和La Mg Ni₄相含量减小，(La,Mg)₂Ni₇相和(La,Mg)₅Ni₁₉相含量增加；当储氢合金中x值从0增加至0.2时，储氢合金电极的活化次数N_a逐渐减小、最大放电容量C_max逐渐降低，且相同x值时退火态储氢合金电极的C_max要高于铸态储氢合金电极。Zr/Mn元素替代会提高储氢合金电极的24 h荷电保持率、降低循环100次后的容量保持率，且退火后二者都会相对提高；铸态储氢合金电...     

离子对(Nb5+-Cr3+)掺杂对0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07BaTiO3陶瓷微观结构和电学性能的影响

采用固相烧结法制备(Bi_0.5Na_0.5)_0.93Ba_0.07Ti_1-x(Nb_0.5Cr_0.5)_xO₃(摩尔分数x=0%、0.5%、1%、2%、2.5%、5%)(简称BNBT-xNC)无铅压电陶瓷,研究离子对(Nb⁵⁺-Cr³⁺)对0.93Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.07BaTiO₃(简称BNT-7BT)陶瓷微观结构、介电、铁电和应变性能的影响。结果表明,所有组分为伪立方相。随着离子对(Nb⁵⁺-Cr³⁺)含量增加,BNBT-xNC陶瓷的铁电弛豫特性明显改变,在较低掺杂浓度下(0%≤x≤1%)为非遍历弛豫态,随含量增加(1%≤x≤2%),出现非遍历-遍历弛豫态共存,最后转变为遍历弛豫态(2.5%≤x≤5%);陶瓷从铁电态向弛豫态转变,应变性能先增加后降低,最大应变S_max和逆压电常数d^*₃₃在x=2%时达到最大,分别为0.22%和431 pm/V。     

Effect of Ca on the microstructural and electrochemical properties of La2.3−xCaxMg0.7Ni9 hydrogen storage alloys

The microstructural and electrochemical properties of La_2.3−xCa_xMg_0.7Ni₉ hydrogen storage alloys have been studied systematically. The microstructure examined by XRD, SEM and EDX shows that the alloys consist of multi-phases, which are (La, Mg)₂Ni₇ phase, LaMgNi₄ phase, (La, Mg)Ni₃ phase and LaNi₅ phase. It is can be found that Ca does not appear to segregate. This phenomenon is different from Mg. With increasing Ca content, the main phase varies from (La, Mg)₂Ni₇ phase (x = 0) to (La, Mg)Ni₃ phase (x = 0.3), LaNi₅ phase (x = 0.6, 0.8) and (La, Mg)Ni₃ phase (x = 1.0, 1.3). The maximum discharge capacities of the alloy electrodes increase from 244.6 mAh/g (x = 0) to 380 mAh/g (x = 1.0), and then decrease to 353.6 mAh/g (x = 1.3). The discharge capacities of the alloys are related to phase content. Cell volumes of LaNi₅ phase, (La, Mg)₂Ni₇ phase and (La, Mg)Ni₃ phase all decrease and the high rate dischargeability (HRD) is improved by adding Ca. The alloy electrodes also show relative good cycling stability up to 100 cycles.     

Ba2+、MoO42-掺杂对NaCaPO4：Eu3+荧光粉发光性能的影响研究

为提高红色荧光粉的发光强度和色纯度,以硝酸钙、硝酸钠、硝酸铕、磷酸二氢铵、钼酸铵、硝酸钡为原料,采用高温固相法合成了NaCa_1-xPO₄：xEu³⁺、NaCa_1-x（PO₄）_1-y（MoO₄）_y：xEu³⁺、NaCa_1-x-zPO₄：xEu³⁺,zBa²⁺系列红色荧光粉。探讨了Eu³⁺单掺杂和Eu³⁺/MoO₄^2-、Eu³⁺/Ba²⁺共掺杂对荧光粉发光性能的影响。用X射线衍射（XRD）、荧光分光光度计、色坐标等对荧光粉的结构进行表征。研究结果表明：掺杂Eu³⁺、MoO₄^2-、Ba²⁺后NaCaPO₄晶系没有发生变化,但是晶胞参数发生了变化,说明Eu³⁺、MoO₄^2-、Ba²⁺进入NaCaPO₄晶格中。在393 nm紫外光激发下,荧光粉发射光谱图出现两个Eu³⁺比较强的特征发射峰,分别属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁和⁵D₀→⁷F₂跃迁。与单掺杂16%Eu³⁺荧光粉相比,共掺杂16%Eu³⁺/3%MoO₄^2-或16%Eu³⁺/6%Ba²⁺荧光粉的发射光谱中⁵D₀→⁷F₂跃迁产生的发射峰强度均高于单掺杂16%Eu³⁺荧光粉的发射峰强度,其⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁发射光强度之比（R）分别为1.76（R_Mo）和1.28（R_Ba）,都大于单掺杂16%Eu³⁺荧光粉的R_Eu（0.99）,共掺杂Eu³⁺/MoO₄^2-荧光粉的色纯度比单掺杂Eu³⁺和共掺杂Eu³⁺/Ba²⁺荧光粉的色纯度更好。     

Electrochemical and crystallographic characterization of Co-free hydrogen storage alloys for use in nickel–metal hydride batteries

Electrochemical and crystallographic characterization of Co-free hydrogen storage alloys containing Si and/or Fe was carried out. In the charge–discharge cycle test, the maximum discharge capacity of a Co-free MmNi_4.3Mn_0.4Al_0.3 (Mm=misch metal) alloy electrode was decreased by the partial substitution of Si and/or Fe for Ni, but the cycle performance was improved. The MmNi_3.6Mn_0.4Al_0.3Si_0.1Fe_0.6 electrode showed the most excellent cycle durability in this study. It was found by SEM, EPMA and XRD that Fe and Si contained in these alloys more or less suppressed the dissolution of Al and the lattice expansion with hydrogen absorption, leading to the long cycle life. This effect was strengthened by the simultaneous partial substitution of Si and Fe for Ni in the Co-free alloy.     

火焰喷雾合成法制备La0.8Sr0.2Mn1-xCuxO3催化氧化CO性能研究

采用火焰喷雾合成法制备了Sr²⁺、Cu²⁺分别取代A、B位的La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ （x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）钙钛矿催化剂,并用于CO催化氧化实验,研究了水蒸气和CO₂对催化剂CO氧化活性的影响。对不同取代量La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ 催化剂进行了XRD、SEM、EDS、BET、XPS、H₂-TPR和O₂-TPD等表征测试。结果表明,火焰喷雾合成法制备的钙钛矿催化剂具有良好的钙钛矿相、疏松多孔结构和催化氧化活性。其中,La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃分别在119.4℃和133.3℃实现50%和90%的CO转化率。掺杂水蒸气和CO₂会与CO在催化剂表面形成竞争吸附,导致5种催化剂性能衰减,但La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃仍能在150.2℃实现90%的CO催化转化,在连续稳定性催化氧化测试中,5种催化剂性能衰减不超过10%。结合上述CO催化氧化实验,火焰喷雾合成法制备的催化剂具有良好的稳定性和催化活性,适合制备高CO催化氧化活性的钙钛矿催化剂。