Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO_2的第一性原理研究 被引量：11

1

作者 吴国浩 郑树凯 刘磊 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期852-858,共7页

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法对未掺杂、Fe和S单掺杂及Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行计算,分析Fe、S单掺杂及Fe-S共掺杂对锐钛矿相TiO2的晶体结构、能带、态密度和光吸收性质的影响。结果表明,掺杂后TiO... 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法对未掺杂、Fe和S单掺杂及Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行计算,分析Fe、S单掺杂及Fe-S共掺杂对锐钛矿相TiO2的晶体结构、能带、态密度和光吸收性质的影响。结果表明,掺杂后TiO2的晶格发生畸变,原子间键长的变化使晶格发生膨胀;掺杂后TiO2的禁带宽度减小,并在禁带中引入杂质能级,导致TiO2的吸收带边红移;与Fe和S单掺杂相比,Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO2的吸收带边红移程度更大。 展开更多

关键词 TIO2 fe-S共掺杂 密度泛函理论 晶体结构 红移

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Fe、S共掺杂纳米TiO2的制备及性能研究 被引量：3

2

作者 杨志远 郭俊刚 曹艳艳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期25-27,共3页

采用溶胶-凝胶法,以硫脲和三氯化铁为掺杂剂,制备了Fe-TiO2、S-TiO2和S-Fe-TiO2纳米光催化剂。通过XRD、SEM等方法对掺杂纳米TiO2进行了表征,以甲基橙为模型化合物对纳米TiO2粉体的光催化活性进行了评价。结果表明:纯TiO2、掺Fe-TiO2粉... 采用溶胶-凝胶法,以硫脲和三氯化铁为掺杂剂,制备了Fe-TiO2、S-TiO2和S-Fe-TiO2纳米光催化剂。通过XRD、SEM等方法对掺杂纳米TiO2进行了表征,以甲基橙为模型化合物对纳米TiO2粉体的光催化活性进行了评价。结果表明:纯TiO2、掺Fe-TiO2粉体全部为锐钛矿相,S-TiO2粉体中金红石相占8.1%,S-Fe-TiO2粉体中金红石相占26.9%。S和Fe、S共掺杂引起金红石相变温度的降低。掺Fe的纳米TiO2粉体粒子团聚少,分散要均匀,掺S和Fe、S共掺的TiO2粉体颗粒团聚现象较严重。S-TiO2和Fe-TiO2光催化剂在紫外光和日光灯下光催化活性都较好,而Fe-S-TiO2光催化活性没有提高。 展开更多

关键词 纳米TIO2 fe、S共掺杂 光催化活性

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铋铁共掺纳米TiO_2复合薄膜的制备及光催化性能 被引量：15

3

作者 田琳琳 姚兰芳 +3 位作者 许瑞清 康俊龙 李林 王硕 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期710-715,共6页

本文以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸铁为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了铋铁共掺的纳米TiO2复合薄膜。用XRD、UV-VIS、SEM及降解率等方法对样品进行了表征。以甲基橙为降解物,考察Bi3+和Fe3+掺杂对TiO2复合薄膜催化剂的光催化活性影响及其... 本文以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸铁为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了铋铁共掺的纳米TiO2复合薄膜。用XRD、UV-VIS、SEM及降解率等方法对样品进行了表征。以甲基橙为降解物,考察Bi3+和Fe3+掺杂对TiO2复合薄膜催化剂的光催化活性影响及其机理研究。结果表明Bi3+和Fe3+掺杂后,纳米TiO2复合薄膜光催化活性有了明显的提高。 展开更多

关键词 TiO2 铋铁共掺杂 溶胶-凝胶法 甲基橙 光催化降解

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改性蛭石负载Fe、N共掺杂TiO_2光催化剂的制备及可见光降解苯酚研究 被引量：8

4

作者 王兰 曾琪静 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期107-109,共3页

以改性蛭石为载体,采用水热反应-热处理方法合成了负载型Fe、N共掺杂二氧化钛(TiO_2)纳米光催化材料。利用XRD、UV-Vis DRS、BET和EPR对其结构进行表征。以苯酚溶液为目标降解物,研究所制备样品在可见光下(≥400nm)的光催化活性。结果表... 以改性蛭石为载体,采用水热反应-热处理方法合成了负载型Fe、N共掺杂二氧化钛(TiO_2)纳米光催化材料。利用XRD、UV-Vis DRS、BET和EPR对其结构进行表征。以苯酚溶液为目标降解物,研究所制备样品在可见光下(≥400nm)的光催化活性。结果表明,改性蛭石载体有利于锐钛矿相和大比表面积TiO_2纳米晶的形成;Fe3+和N原子的掺杂及相应产生的氧空位使TiO_2带隙变窄,将光响应范围拓展到了可见光区,同时有利于光生电子-空穴的分离;在可见光照射下,对苯酚具有良好的光催化降解去除效果。 展开更多

关键词 负载 TiO2 fe、N共掺杂 苯酚 可见光

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铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物 被引量：7

5

作者 张帆 宋阳 +1 位作者 胡春 吕来 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2360-2369,共10页

多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和T... 多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和Ti对金属氧化物γ-Al_(2)O_(3)基底进行晶格掺杂制备出新型双反应中心催化剂FT-A-1 DRCs.通过XRD、TEM和XPS等技术对其形貌结构和化学组成进行了表征分析,证明Fe和Ti对于Al的晶格取代,形成表面贫富电子微区(富电子Fe微中心和缺电子Ti微中心).FT-A-1 DRCs被用于催化臭氧化过程,对布洛芬等一系列难降解有机污染物的去除表现出优异的活性和稳定性.利用EPR和电化学技术揭示了界面反应机制.发现在催化臭氧化过程中,O_(3)/H_(2)O在富电子微中心被定向还原产生·OH,而污染物可在缺电子微中心作为电子供体而被氧化,为反应体系持续提供电子.这一反应过程利用污染物自身的能量实现了污染物的双途径降解(·OH攻击和直接电子供体),突破了金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤. 展开更多

关键词 污染物供电子 催化臭氧化 双反应中心 铁钛共掺杂 表面电子转移

原文传递

共掺杂策略开发高效的钙钛矿析氧反应催化剂

6

作者 刘慧敏 韦连伟 +1 位作者 郑辉 唐凯斌 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第6期764-772,I0050-I0054,I0057,共15页

析氧反应的高反应势垒一直是水分解反应的瓶颈,目前迫切需要低成本、高性能且稳定的催化剂.本文采用共掺杂策略设计了一种有效的析氧反应电催化剂BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ).当电流密度在10 mA/cm^(2)时,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_... 析氧反应的高反应势垒一直是水分解反应的瓶颈,目前迫切需要低成本、高性能且稳定的催化剂.本文采用共掺杂策略设计了一种有效的析氧反应电催化剂BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ).当电流密度在10 mA/cm^(2)时,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)的过电位为310 mV,Tafel斜率为50.2 mV/dec.BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)的催化性能比Fe掺杂的BaCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3−δ)(BCF 360 mV)、Ni掺杂的BaCo_(0.8)Ni_(0.2)O_(3−δ)(375 mV)和IrO_(2)(329 mV)要好得多同时,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)也是一种比较稳定的碱性析氧反应催化剂.经过500次循环扫描,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)仍然表现出良好的催化活性,催化性能没有明显下降.电化学实验表明,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)在本文研究的材料中具有最快的反应动力学特征和最低的电荷转移电阻.此外,BaCo_(0.6)Fe_(0.2)Ni_(0.2)O_(3−δ)表面大量的高氧活性物种O_(2)^(2-)/O^(-)和羟基OH^(-)物种有利于析氧反应的发生,从而提高了反应速率.该研究为高性能电催化剂的开发提供了一种通用策略. 展开更多

关键词 电催化 析氧反应 共掺杂 钙钛矿氧化物

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掺Fe^(3+)对载Ag纳米TiO_2光催化性能的改良 被引量：1

7

作者 韩俊 张苏娟 +1 位作者 陆治国 王英杰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期718-723,共6页

为研究掺杂不同mol分数的Ag+,Fe3+对TiO2薄膜光催化性能的影响,采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂不同质量分数的Ag+,Fe3+及其共掺杂的纳米TiO2光催化杀菌膜。以大肠杆菌为光催化抗菌的反应模型,对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。进而采用X... 为研究掺杂不同mol分数的Ag+,Fe3+对TiO2薄膜光催化性能的影响,采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂不同质量分数的Ag+,Fe3+及其共掺杂的纳米TiO2光催化杀菌膜。以大肠杆菌为光催化抗菌的反应模型,对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。进而采用XRD,Uv-Vis对复合掺杂薄膜的特性进行了测试,以分析Ag+,Fe3+对影响TiO2薄膜的光催化杀菌性能的内在机理。结果表明:在荧光灯照射下,以Ag+,Fe3+各自最佳掺杂量Ag/Ti+=0.05%,Fe/Ti=0.1%,共同掺入TiO2中时,共掺杂杀菌率最高,并且共掺杂有良好的光催化分解能力。所得TiO2晶型基本为锐钛矿型,通过Uv-Vis可以看出共掺杂在可见光区具有良好的吸收性能。Fe3+是由于拓展了TiO2的吸收范围,而Ag+是由于正离子有效地抑制光生电子空穴的复合,它们二者共同合作从而提高了TiO2薄膜的光催化性能。共掺杂相对于单掺杂有着更优异的性能,是进一步的研究方向。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶 光催化 杀菌 银、铁共掺杂

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Fe/N共掺杂生物质活性炭提升氧化还原性能 被引量：1

8

作者 王文泉 邢献军 +1 位作者 李珊 宋雨蔷 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期273-279,共7页

以梧桐木屑为原料,采用湿混法与一定量KOH搅拌并干燥,在氮气氛围下高温活化制备生物质活性炭。选取工艺优化后的活性炭掺杂铁氮元素,二次高温煅烧后形成Fe-N-C型非贵重金属催化剂。得出木屑生物质活性炭在活化温度为800℃,碱料比1∶3下... 以梧桐木屑为原料,采用湿混法与一定量KOH搅拌并干燥,在氮气氛围下高温活化制备生物质活性炭。选取工艺优化后的活性炭掺杂铁氮元素,二次高温煅烧后形成Fe-N-C型非贵重金属催化剂。得出木屑生物质活性炭在活化温度为800℃,碱料比1∶3下比表面积为2051.8 m2·g-1,总孔容为1.23 cm3·g-1;通过进一步掺杂铁氮元素获得的催化剂材料拥有良好的ORR(氧还原反应)活性(初始电位-0.03 V、半波电位-0.10 V和极限电流4.2 mA/cm2)、耐甲醇性和稳定性,可以在能源领域中被广泛的应用。 展开更多

关键词 生物质活性碳 fe/N共掺杂 高比表面积 氧还原催化剂 梧桐木屑

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Ba（1-x）LaxTi（1-y）FeyO3陶瓷微观结构与介电性能研究

9

作者 张婷 王艳 +4 位作者 尚蕊 康佳 魏雪 王文婷 冯育英 《化学与粘合》 CAS 2019年第4期285-288,共4页

采用溶胶-凝胶法合成了Fe和La共掺杂BaTiO3基陶瓷,并且用XRD与SEM对所合成的样品进行分析表征.考察了Fe和La掺杂量对BaTiO3基陶瓷的相组成、表面形貌以及介电性能的影响.结果表明:BaTiO3基陶瓷均呈现单一的钙钛矿结构;随着Fe和La的掺杂... 采用溶胶-凝胶法合成了Fe和La共掺杂BaTiO3基陶瓷,并且用XRD与SEM对所合成的样品进行分析表征.考察了Fe和La掺杂量对BaTiO3基陶瓷的相组成、表面形貌以及介电性能的影响.结果表明:BaTiO3基陶瓷均呈现单一的钙钛矿结构;随着Fe和La的掺杂量的增加,BaTiO3基陶瓷从四方相转变为立方相,陶瓷的晶粒尺寸呈现增大的趋势,室温介电常数先增大后减小,而室温介电损耗随着Fe和La的掺杂量的增大几乎没有影响.当Fe和La的掺杂量各为4mol%时,室温介电常数达到最大值6333,介电损耗较小约为0.016. 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 BATIO3 fe和La共掺杂 介电性能

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N,Fe共掺杂TiO_2纳米材料的固相合成及其对喹啉的可见光降解 被引量：17

10

作者 刘少友 唐文华 +2 位作者 冯庆革 李举志 孙建华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期921-927,共7页

采用固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO2)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N-Fe-TiO2)纳米材料.并对材料进行了XRD、SEM、UV-Vis、XPS、AAS及全自动元素分析等技术的物相织构及元素组成表征,同时研究了催化剂对喹啉的可见光降解性能.... 采用固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO2)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N-Fe-TiO2)纳米材料.并对材料进行了XRD、SEM、UV-Vis、XPS、AAS及全自动元素分析等技术的物相织构及元素组成表征,同时研究了催化剂对喹啉的可见光降解性能.结果表明,在球形的N-Fe-TiO2纳米材料中,N以阴离子(N3-)进入二氧化钛晶格,Fe3+以同晶取代方式占据TiO2晶格中Ti的位置,紫外-可见漫反射吸收光谱红移到600nm.N/Fe投料比的增大有助于N-Fe-TiO2催化剂晶型的转化.在25℃、pH=6.5下,所制得的光催化材料对喹啉的可见光降解行为均具有较高的光催化活性,并服从一级反应动力学规律,而纯TiO2对喹啉不降解.N-Fe-TiO2(n(N2H4.H2O):n(FeCl3.6H2O)=1:9)催化剂对喹啉的可见光降解速率常数比Fe-TiO2大. 展开更多

关键词 氮铁共掺杂 二氧化钛 固相反应 喹啉 可见光降解

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S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能 被引量：12

11

作者 魏凤玉 祝童 《应用化工》 CAS CSCD 2007年第5期421-424,431,共5页

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,... 以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。 展开更多

关键词 二氧化钛 s fe共掺杂 光催化 甲基橙 可见光

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微波辅助离子液体中锌-铁共掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性 被引量：7

12

作者 张桂琴 毕先钧 《化学研究》 CAS 2011年第5期55-62,共8页

在[Bmim]PF_6离子液体介质中,用微波于燥的方法制备了锌-铁共掺杂纳米TiO_2(TiO_2-Zn-Fe)光催化剂;并以甲基橙为模拟污染物,紫外灯为光源,考察了离子液体加入量、锌-铁掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间等因素对T... 在[Bmim]PF_6离子液体介质中,用微波于燥的方法制备了锌-铁共掺杂纳米TiO_2(TiO_2-Zn-Fe)光催化剂;并以甲基橙为模拟污染物,紫外灯为光源,考察了离子液体加入量、锌-铁掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间等因素对TiO_2-Zn-Fe光催化活性的影响.结果表明,掺杂物质硝酸锌和硝酸铁与钛酸丁酯的物质的量比分别为n(Zn)/n(Ti)=0.25%和n(Fe)/n(Ti)=0.005%时,在家用微波炉中于210W功率下干燥17.5min,再在高温箱式电阻炉中于540℃下煅烧处理1.5h,得到的TiO_2-Zn-Fe光催化剂的活性明显优于单一掺杂的TiO_2-Zn或TiO_2-Fe以及未掺杂的纯TiO_2,在紫外光照60min及太阳光照3h条件下相应的甲基橙的降解率分别达99.8%和99.6%. 展开更多

关键词 离子液体 微波辅助 锌-铁共掺杂 二氧化钛 光催化剂 光催化活性

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N-Fe共掺杂BiVO_4的制备及其光催化活性的研究 被引量：6

13

作者 陈先托 张冲 +1 位作者 吴江 周瑞兴 《上海电力学院学报》 CAS 2015年第5期456-460,466,共6页

采用溶胶凝胶法制备了N和Fe共掺杂的Bi VO4可见光光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)对其进行了表征.结果显示,N-Fe共掺杂对Bi VO4晶型没有产生影响,掺杂前后均为单斜晶系,但晶粒粒径有所... 采用溶胶凝胶法制备了N和Fe共掺杂的Bi VO4可见光光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)对其进行了表征.结果显示,N-Fe共掺杂对Bi VO4晶型没有产生影响,掺杂前后均为单斜晶系,但晶粒粒径有所减小,BET比表面积相对增大.由UV-Vis可知,N-Fe共掺杂的Bi VO4的吸光强度明显增强,禁带宽度变窄.以可见光降解甲基橙(MO)考察催化剂的光催化活性,N-Fe共掺杂的Bi VO4对MO的降解速率明显高于纯Bi VO4,证明N-Fe共掺杂产生的协同效应提高了Bi VO4在可见光照射下的光催化活性. 展开更多

关键词 钒酸铋 N-fe共掺杂 光催化 可见光

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微波法制备膨润土负载N/Fe共掺杂TiO_2光催化剂 被引量：5

14

作者 杨莹琴 陈慧娟 《信阳师范学院学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第2期276-278,共3页

以膨润土为载体、N2H4.H2O为氮源,用微波法合成了膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征物相特征.讨论了影响亚甲基蓝降解的主要因素.结果表明:当微波功率为600 W、微波反应时间为15 min时,所得... 以膨润土为载体、N2H4.H2O为氮源,用微波法合成了膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征物相特征.讨论了影响亚甲基蓝降解的主要因素.结果表明:当微波功率为600 W、微波反应时间为15 min时,所得光降解催化剂30 min对亚甲基蓝的降解率可达99.6%. 展开更多

关键词 微波 膨润土 N fe共掺杂 TIO2光催化剂 亚甲基蓝

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锰酸锂掺杂Fe和Co的性质的第一性原理计算

15

作者 陆远 王继芬 谢华清 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2023年第1期158-163,共6页

文章基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了LiMn_(2)O_(4)电池材料在掺杂Fe和Co离子时的电子结构和电化学性能.发现Fe\\Co取代Mn^(3+)在热力学上是会更加稳定,提升电化学性能.掺杂Fe后,LiMn_(2)O_(4)电池材料晶格参数减小(约0.3%);掺... 文章基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了LiMn_(2)O_(4)电池材料在掺杂Fe和Co离子时的电子结构和电化学性能.发现Fe\\Co取代Mn^(3+)在热力学上是会更加稳定,提升电化学性能.掺杂Fe后,LiMn_(2)O_(4)电池材料晶格参数减小(约0.3%);掺杂Co后,LiMn_(2)O_(4)电池材料晶格参数减小(约0.5%).这两种掺杂方式让与之相邻的Mn^(3+)被氧化成Mn^(4+),从而降低了Jahn-Teller畸变情况产生可能性.对于掺Fe尖晶石型锰酸锂(Li_(8)Mn_(15)FeO_(32)),Mn环境中的Li离子会更容易被提取,第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.623 V;对于掺Co尖晶石型锰酸锂(Li_(8)Mn_(15)CoO_(32)),第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.101 V.研究为锂电池电容量研究提供理论数据的参考. 展开更多

关键词 LiMn_(2)O_(4)尖晶石氧化物 第一性原理计算 JAHN-TELLER效应 fe/co掺杂 电压

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Ni-Fe共掺LiMn_(2)O_(4)正极材料的合成及电化学性能研究

16

作者 王紫林 刘红雷 +4 位作者 郭昱娇 吉颖 向明武 刘晓芳 郭俊明 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期126-132,共7页

采用固相燃烧法快速合成了LiNi_(0.08)Fe_(x)Mn_(1.92-x)O_(4)(x≤0.08)正极材料,并探究了正极材料样品的结构、形貌、电化学性能及动力学性能。结果表明,Ni-Fe共掺没有改变LiMn_(2)O_(4)的立方尖晶石结构,促进了其晶体发育和{111}、{1... 采用固相燃烧法快速合成了LiNi_(0.08)Fe_(x)Mn_(1.92-x)O_(4)(x≤0.08)正极材料,并探究了正极材料样品的结构、形貌、电化学性能及动力学性能。结果表明,Ni-Fe共掺没有改变LiMn_(2)O_(4)的立方尖晶石结构,促进了其晶体发育和{111}、{110}、{100}晶面的择优生长,部分颗粒形成了以高暴露{111}晶面为主和少量{110}、{100}晶面的截断八面体形貌。LiNi_(0.08)Fe_(0.05)Mn_(1.87)O_(4)样品在较低倍率(≤5 C)时,其倍率性能和长循环寿命得到显著提高,在25℃下,1 C的首次放电比容量为106.1 mAh/g, 1 000次循环后容量保持率为82.0%;5 C的首次放电比容量为100.1 mAh/g, 2 000次循环后容量保持率为72.8%。LiNi_(0.08)Fe_(0.05)Mn_(1.87)O_(4)材料的锂离子扩散系数和表观活化能分别为1.75×10^(-15)cm^(2)/s和26.52 kJ/mol,表明其有较好的Li+迁移动力学性能。 展开更多

关键词 LiMn_(2)O_(4) Ni-fe共掺杂 截断八面体 固相燃烧法 JAHN-TELLER畸变 Mn溶解 正极材料

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N、Fe共掺杂纳米TiO_2的制备和性能 被引量：4

17

作者 孙涛 樊君 +4 位作者 胡晓云 刘恩周 何奇 侯文倩 吴丰 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期155-161,共7页

以钛酸丁酯为钛源,用醇热法制备了N、Fe单掺杂及共掺杂纳米TiO_2。对样品的晶型结构、表面形貌、比表面积、紫外可见吸收、光致发光和分解水制氢催化性能分别进行了表征。结果表明,在500℃退火的N、Fe共掺杂TiO_2样品均为锐钛矿相棱形... 以钛酸丁酯为钛源,用醇热法制备了N、Fe单掺杂及共掺杂纳米TiO_2。对样品的晶型结构、表面形貌、比表面积、紫外可见吸收、光致发光和分解水制氢催化性能分别进行了表征。结果表明,在500℃退火的N、Fe共掺杂TiO_2样品均为锐钛矿相棱形纳米颗粒,分散性较好,平均粒径约20 nm;N、Fe共掺杂的摩尔分数分别为5.0%和2.0%时,样品具有良好的可见光吸收活性,对光的吸收从387 nm(未掺杂锐钛矿相TiO_2)红移至510 nm处。主要原因可能是,N和Fe共掺杂在其禁带中产生杂质能级,导致其禁带宽度减小;N、Fe单掺杂及共掺杂改性,有效抑制了电子-空穴的复合,提高了光生载流子的分离效率;在可见光下(λ>400 nm)N、Fe共掺杂TiO_2具有较高的光催化分解水制氢活性,氢气生成速率为299.2μmol·g^(-1)·h^-1。 展开更多

关键词 无机非金属材料 纳米TIO2 N fe共掺杂 醇热法 可见光吸收 制氢

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N、Fe双掺杂的纳米TiO_2制备及其性能研究 被引量：3

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作者 陶金建 张宇飞 +2 位作者 张廉奉 姚皓 刘艳华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期823-826,共4页

采用溶胶-凝胶法制备了N、Fe双掺杂的纳米TiO2光催化材料。借助XRD、XPS对制备的光催化材料进行表征,并通过晶粒尺寸、晶粒比表面积和晶格畸变率等的分析,研究了N、Fe双掺杂对TiO2性能的影响。研究结果表明,N、Fe双掺杂抑制了TiO2由锐... 采用溶胶-凝胶法制备了N、Fe双掺杂的纳米TiO2光催化材料。借助XRD、XPS对制备的光催化材料进行表征,并通过晶粒尺寸、晶粒比表面积和晶格畸变率等的分析,研究了N、Fe双掺杂对TiO2性能的影响。研究结果表明,N、Fe双掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,明显延缓了TiO2相的转移;N、Fe双掺杂可明显减小晶粒尺寸,增大催化剂的比表面积;无论掺杂与否,随着煅烧温度的升高,TiO2晶粒的尺寸变大,比表面积减小,但不掺杂的TiO2表现出较大的晶粒尺寸和较小的比表面积;掺杂后,温度的影响减弱;在N、Fe双掺杂的纳米TiO2晶体中,N元素以Ti—N和N—O两种结合键的方式存在,Fe元素则以Fe2O3形式存在;随着煅烧温度的升高,制备的纳米粉末样品晶粒尺寸逐渐增大,晶粒比表面积和晶格畸变率则逐渐减小,掺杂效果变差。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 N、fe双掺杂 TiO2光催化材料

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固相合成N/Fe共掺杂TiO_2及可见光降解葛根素 被引量：2

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作者 刘玉林 杨红芸 刘少友 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期53-57,共5页

采用简单固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO2)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N/Fe-TiO2)光催化粉体材料,并对材料进行了X射线衍射(XRD)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等物相结构及元素组成表征,同时研究了材料对... 采用简单固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO2)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N/Fe-TiO2)光催化粉体材料,并对材料进行了X射线衍射(XRD)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等物相结构及元素组成表征,同时研究了材料对葛根素的可见光降解性能。结果表明,N和Fe进入了TiO2晶格,紫外-可见漫反射吸收光谱红移到600nm。在20℃、pH=6.5条件下,所制得的光催化材料对葛根素的可见光降解行为均具有较高的光催化活性,并服从一级反应动力学规律。催化剂对葛根素的可见光降解速率常数N/Fe-TiO2>TiO2>Fe-TiO2。 展开更多

关键词 氮铁共掺杂 二氧化钛 固相反应 可见光降解 葛根素

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锰基亚铁氰化物的制备及储钠性能 被引量：1

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作者 涂健 徐雄文 +1 位作者 许峥 谢健 《电池》 CAS 北大核心 2022年第1期43-47,共5页

使用高浓度前驱体,采用共沉淀法制备Ni、Fe共掺杂的锰基普鲁士蓝材料(FeNi-MnHCF)。产物呈单斜相,颗粒尺寸为亚微米级,比容量较高、倍率性能较好且循环寿命较长。以0.1 C的电流在2.0~4.0 V循环,首次充放电比容量分别为125.2 mAh/g和117.... 使用高浓度前驱体,采用共沉淀法制备Ni、Fe共掺杂的锰基普鲁士蓝材料(FeNi-MnHCF)。产物呈单斜相,颗粒尺寸为亚微米级,比容量较高、倍率性能较好且循环寿命较长。以0.1 C的电流在2.0~4.0 V循环,首次充放电比容量分别为125.2 mAh/g和117.8 mAh/g,首次库仑效率为94.1%;以20.0 C的大电流放电3 min,比容量仍有104.0 mAh/g;以5.0 C循环370次,容量保持率可达96.9%。用100 L反应釜一次合成制备公斤级FeNi-MnHCF样品,并以商业硬碳为负极,制作百毫安时级的软包装电池。该电池以0.5 C充电、1.0 C放电在1.5~3.7 V循环100次,容量保持率为81.6%。 展开更多

关键词 钠离子电池 锰基普鲁士蓝 镍铁共掺杂 正极材料 宏量制备

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