PEO基聚合物固体电解质的键合性能

为了促进微机电系统封装技术的发展, 设计了应用聚氧化乙烯 (polyethylene oxide, PEO) 作为主体材料, 通过掺杂不同的锂盐获得聚合物固体电解质用于阳极键合进行封装.阳极键合对材料的要求主要是具有离子导电性, 因此采用X射线小角衍射 (small-angle X-ray scattering, SAXS) 和傅里叶红外光谱 (Fouriex transform infrared radiation spectroscopy, FTIR) 对设计的高分子固体电解质的导电机理进行分析.研究结果表明:LiClO₄的离解能更小;锂离子的迁移数更多;随着其质量分数的增加, 电导率更高;通过键合结果发现, PEO-LiClO₄和金属铝键合界面过渡层的产生是两者得以焊合的关键.     

PEO基聚合物电解质的制备

为采用蒸馏水替代有机溶剂溶解PEO,减轻对空气的污染,改善由于有机溶剂挥发较快使得聚合物膜易裂的缺点,采用溶液浇铸法,首次以蒸馏水为溶剂溶解PEO,以纳米SiO₂为填料,锂盐采用LiClO₄,制备出复合聚氧化乙烯基电解质PEO-LiClO₄-SiO₂,并对纳米SiO₂的作用进行分析．采用SEM、XRD和交流阻抗法等测试方法对PEO基复合电解质的微观形貌、晶体结构和相关电化学性能等进行表征．结果表明:添加纳米填料后,PEO聚合物电解质的结晶度下降,拉伸强度增加．PEO-LiClO₄-SiO₂(6％)聚合物电解质的电化学稳定窗口为4.8 V,离子电导率(25 ℃)为3.95×10-5S·cm-1,离子迁移数为0.29．     

液晶离聚物蒙脱土掺杂PMMA/PEO电解质膜的性能

为了解决聚环氧乙烷作为聚合物电解质基体在室温下电导率低的问题,采用由液晶离聚物插层蒙脱土(LCT)制成的层状硅酸盐纳米复合材料作为功能性掺杂剂,采用自动刮膜技术制备液晶离聚物蒙脱土掺杂PMMA/PEO聚合物电解质膜.结果表明:掺杂0.5%LCT的PMMA/PEO电解质中PEO结晶度最低为25.0%;掺杂1.5%LCT的PMMA/PEO电解质的初始分解温度由157.4℃提高到212.0℃;添加2.5%LCT的电解质膜表面最平整,几乎没有孔洞;添加0.5%LCT后电解质的电导率由1.12×10^-5S/cm提高到3.26×10^-5S/cm,提高了约2倍;添加1.5%LCT后电解质拉伸强度提高到6.43 MPa,添加0.5%LCT后电解质的断裂伸长率提高到883%. LCT的加入有利于PMMA/PEO聚合物电解质膜电性能、热性能和力学性能的提高.     

复合凝胶聚合物电解质的制备及电化学性能

以偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物为基体,通过与聚甲基丙烯酸甲酯共混,加入导电盐LiPFs、增塑剂聚乙烯吡咯烷酮,制备了高电导率的复合凝胶聚合物电解质（CGPE）。用红外光谱测试了聚合物电解质膜的结构,用交流阻抗法测试了CGPE的导电性能,用线性扫描伏安法研究了它的电化学稳定性。测试了以CGPE为电解质制备的锂离子电池的充放电性能。结果表明,当聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）质量分数为20％时,CGPE电导率大于10^-3s／cm,在4．65V电化学窗口以下稳定。以磷酸亚铁锂为正极时,在0．1C和0．2C倍率下放电时,聚合物电解质电池的首次放电容量分别为138mAh／g和98．3mAh／g。     

LiCl/4A分子筛体系固体电解质的制备与性能研究

金属锂作为电池的阳极有许多特殊的优点．利用LiCl在4A分子筛内表面分散制备了一系列导电性较好的LiCl／4A分子筛固体电解质;虽然电导大小随体系不同略有差异,但是电导率都较大．LiCl分子筛体系固体电解质导电率在同样条件下普遍高于β-Al2O3固体电解质1～2个数量级,其中0．64gLiCl／g4A分子筛的电导达最大值,是导电性相当好的固体电解质．     

AMPS对PEO/PMMA固态聚合物电解质电导率的影响

针对固态聚合物电解质室温电导率较低的问题,采用刮膜法制备了PEO/PMMA/LiClO_4/AM PS共混聚合物电解质,考察了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AM PS)的端基磺酸基团对电解质性能的影响.结果表明,添加AMPS后,红外图谱中出现了由C—O的拉伸振动和SO_3~(2-)的络合作用所引起的尖峰.PMMA与PEO共混后,大大降低了PEO的结晶度,且添加AMPS后,电解质形成了完全均相体系.AMPS的添加使得电解质的电导率明显提升了两个数量级.当AMPS的质量分数为1.3%时,电解质的室温电导率达到最大值.添加同样含有端基磺酸基团的液晶离聚物(LCI)后,电解质的电导率无明显提升,因而可以选择磺酸基团质量比更高的AMPS作为添加剂.     

改性无机微粒掺杂的固体聚合物电解质

为了提高锂离子电池固体聚合物电解质的电导率,用硫酸对纳米SiO₂和TiO₂进行表面改性,并加入到PEO基体中.采用溶液铸膜法制备出无机微粒 LiClO₄PEO全固态聚合物电解质（SPE）.运用数字显微镜、交流阻抗和拉伸测试对电解质膜的性能进行了表征,研究了无机微粒中w（酸）对电解质电导率的影响.结果表明,SiO₂微粒中w（酸）对电导率影响不大;TiO₂微粒中的w（酸）与电导率成正比.当w（酸）=8%时,电解质的室温电导率可达1.83×10^-6 S/cm.改性后的TiO₂ 微粒,可进一步提高固体聚合物电解质的电导率.     

静电纺丝法制备PAN/PEO聚合物电解质膜

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)复合纳米纤维膜.利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PEO、PEO纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)和液滴形状分析仪分析了PEO的加入对复合纤维膜热性能及润湿性能的影响.结果表明:在PAN/PEO比例为5∶5时,纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜.     

聚乙二醇/SiO2固体电解质膜的制备与表征

溶胶-凝胶法制备了有机／无机杂化固体电解质膜。用扫描电镜、热重等测试手段对其进行表征。结果表明，正硅酸乙酯水解速率的快慢会影响膜的微观结构。无机SiO2粒子提高了固体电解质膜的耐热性能。离子电导率随着温度的升高而增加，温度升至403．15K时达到最大值；继续升高温度，离子电导率下降。     

过渡元素掺杂固体电解质的制备及电性能

为了解决固体氧化物电解质在中温范围（500 ℃～800 ℃）工作电导效果不佳的问题,采用燃烧合成方法以氧化镧及过渡离子氧化物为原料,制备了过渡金属元素掺杂的硅酸镧体系电解质材料. 用X-射线衍射图谱、扫描电子显微镜以及红外光谱对所得电解质进行了物相和显微结构分析. 研究表明,掺杂离子对电解质的物相结构及形貌影响很小,但是通过引入适量过渡掺杂离子,能够有效提高电解质的电导率. 当掺杂量摩尔比x=1.0时,锌掺杂后硅酸镧电解质具有最高的离子电导率,在500 ℃时的电导率可达2.106×10-2 S/cm. 相比于未掺杂电解质在500 ℃电导率为1.71×10-3 S/cm有了显著提升. 元素铜的掺入对电解质的致密度有促进作用,压片和二次烧结后电解质的密度达94.1%. 同时通过交流阻抗测试分析证实镍在硅位掺杂会降低电解质的电导率.     

温度刺激多重响应固态材料的制备与性能研究

研究了一种新型的固态温敏性材料,在温度刺激下以内部的微区相变代替传统大体积形变的液相外排类相变。首先在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中加入异丁醇,研究了溶剂含量对体系相容性及相变温度的影响。以场发射电子扫描显微镜和热膨胀仪分别研究了材料的断面形貌及温度对形变的影响,并从溶解度参数和温度关系的角度分析了相变原因。进一步研究发现这类材料还具有记忆响应和自修复功能。其次,通过进一步引入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐制备了多重响应固态材料,其在温度刺激下会出现光和电化学响应。材料在相变过程中透光率由0增至100%,相变后电导率可高达相变前的约10倍。     

Sm,Pr双掺CeO2基固体电解质的合成及性能研究

利用溶胶-凝胶法合成固体电解质Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9 (x=0.02～0.08),通过用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱（Raman）和交流阻抗谱对固溶体的微结构和电性能进行了表征。XRD分析结果表明：经800℃烧结2h后样品均为单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸为35-46nm之间。AFM图像表明,样品晶粒近似球形,分布较均匀,Pr离子掺入后,空洞明显减小,当掺杂量x=0.08时,晶界有小颗粒生成,晶粒尺寸为2～8μm之间。Raman结果表明：Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9是具有氧空位的立方萤石结构,镨离子的掺杂有利于氧空位的形成。交流阻抗测试表明,随着Pr离子的掺杂量的增加Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9的电导率逐渐提高,活化能降低。     

含钛复合载体的制备与表征

采用浸渍法、沉淀法和共沉淀法制备了含钛复合载体,并采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM和Py-IR对所制得样品的孔结构和表面酸性能进行了表征。结果表明,制备方法对含钛复合载体的存在形态有一定的影响;共沉淀法生成的含钛复合载体与γ-Al₂O₃的纤维状结构不同,呈均匀的球状微粒;共沉淀法制备的含钛复合载体的比表面积和孔容较小;含钛复合载体表面只有L酸位,且共沉淀法制备的含钛复合载体的酸性最弱。     

高性能粘结超磁致伸缩复合材料的制备与性能表征

采用自行设计的简易压缩成型装置,以粉末粘结工艺,制备环氧树脂粘结超磁致伸缩材料.对设计制造的成型模具及粘结超磁致伸缩材料的制备工艺及性能进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)、排水测密度法、动态阻抗分析仪、电子万能试验机以及电阻应变片技术,表征粘结超磁致伸缩材料的显微组织结构、密度、高频响应、力学性能、磁致伸缩及压应力特性.结果表明,所制备的粘结超磁致伸缩材料,组织均匀致密,气孔率低,性能重复性好,在420 MPa的高压成型过程中无漏料现象发生,特别是材料的致伸缩性能高,无预压应力情况下其饱和磁致伸缩系数达820×10-6,在1 MPa压应力下其饱和磁致伸缩系数高达1006×10-6,同时该材料具有较高的截止使用频率.该制备方法具有成本低、成型设备及工艺简单、容易操作及产品性能高等优点,适合于工业生产.对复合材料性能改进的机理进行了阐述.     

Preparation and Characterization Analysis of Hydroxyapatite/ Gelatin Composite

1Introduction Scaffoldmaterialsplayaveryimportantroleintissue engineering,whichisaimedtoprovidereplacementsfor damagedorlosttissuesandorgans.Naturalbone,which formsinapre organizedbiopolymericmatrixthroughthe processofbiomineralization,exhibitsanexcellent…     

Preparation and Characterization Analysis of Hydroxyapatite/Gelatin Composite

The hydroxyapatite （ HAp ）/gelatin composite was prepared by self-assembly method. X-ray diffraction confirmed that the inorganic phase in the composite was HAp. The Fourier transform infra-red spectrum （FT-IR） indicated the presence of amide and hydroxyl groups in the composite. The organic-inorganic ratio of the composite is similar to that of the human bone, which was determined by differential thermal analysis （ DTA ） and thermogravimetric analysis （ TGA ）. Transmission Electron Microscopy （TEM） showed that the composite is composed by spindly grains and the rmdtilayer nanostructure can also be seen. Gelatin in the composite assembled orderly and orderly and directionally ; and the HAp crystals grew along the gelatin molecule at nearly the same direction. A model was established to explain the process of the interaction between gelatin and HAp.     

单层二硫化钼的制备及其晶界的原位光学表征

近年来,新兴的二维过渡金属硫族化合物(TMDs)材料一直是研究的热点。其中,二硫化钼(MoS2)的优异性能引起了人们的广泛关注。TMDs材料制备方法多样,然而所制备的材料都不可避免地存在着晶界缺陷。晶界的存在会对材料的性能产生很大影响,人们通过各种方法来研究它。传统的研究方法存在很多局限性如操作复杂、耗时、引入人为缺陷等。这里报道了一种通过光学显微镜直接观察MoS2晶界的方法:通过化学气相沉积法(CVD)成功制备了大面积单层MoS2,将铜沉积在MoS2的表面在光学显微镜下可以直接观察到MoS2的晶界,实现了对其晶界的原位光学显微观测。同时,借助扫描电子显微镜(SEM)等进一步证实了该方法的简便可靠性。     

以共沉法制备Ce0.8M0.2O1.9固态电解质特性研究

以共沉法制备Ce0.8M0.2O1.9(M=La,Sm,Gd和Y)纳米粉末对于其结晶结构、显微特性及离子导电率进行探讨。粉末利用单轴压力机压制一丸形块材,所有试片以1 500℃持温5 h进行烧结,其密度皆高于90%理论密度。掺杂不同三价稀土元素到氧化铈基的固态电解质由XRD分析可知为立方萤石结构,因离子半径大小不同其主要绕射峰会有所偏移。在500—850℃之间进行Ce0.8M0.2O1.9(M=La,Sm,Gd和Y)离子导电率的量测,可发现掺杂Ce0.8Sm0.2O1.9有最大导电率(σ700℃=3.97×10-2S/cm)且有最小活化能Ea=0.637 eV,显示出掺杂的Sm3 与Ce4 的离子半径相近,其氧空缺具有最小的缔合焓。4种掺杂的三价稀土元素中,以Ce0.8La0.2O1.9的破裂韧性值最高(KIC=6.73 MPa.m1/2),代表掺杂三价镧可有效改善电解质的机械性质,当组装电池组件后,较能抵抗微裂缝(Mircocrack)的产生。