陈四国
,
薛云
,
张文贵
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李莉
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丁炜
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齐学强
,
魏子栋
表面技术
目的：制备一种具有高稳定性和高催化活性的Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂。方法利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究PANI增强Pt/C催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。结果电化学测试表明,Pt/C@PANI催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化Pt/C催化剂的1.6和1.8倍。加速寿命实验表明,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有很好的稳定性,经过1500圈CV扫描后,其电化学活性表面积仅下降了30%,而商业化Pt/C催化剂降低了83%。理论计算表明,PANI将电子转移给载体C,导致自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强；PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子；PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。结论 PANI包覆层抑制了Pt纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/再沉积,有效地解决了Pt/C催化剂的Ostwald肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。
关键词:
燃料电池
,
氧还原反应
,
电催化剂
,
稳定性
,
聚苯胺
薛云
,
杨雪
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颜永得
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张密林
,
纪德彬
,
李恩雨
,
韩伟
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00576
研究了753 K时Nd在W和Al电极上LiCl-KCl-AlCl3-Nd2O3体系中的电化学行为, 同时研究了AlCl3对Nd2O3的氯化作用, 并直接以Nd2O3为原料, 在W和Al电极上电解提取Nd, 获得Al-Nd合金. 在W电极上, LiCl-KCl-Nd2O3体系中的循环伏安曲线中并未观察到Nd还原的信号. 加入AlCl3后, 观察到Nd在预先沉积Al基体上欠电位沉积形成3种Al-Nd金属间化合物的电化学信号. 在Al电极上LiCl-KCl-AlCl3-Nd2O3体系中观察到2种Al-Nd金属间化合物的形成信号. 测量结果表明, AlCl3能有效地氯化Nd2O3. 在-2 A下, W电极上恒电流电解提取Nd, 获得了Al-Nd合金, XRD分析结果表明, 形成的合金含Al2Nd相. 而在活性Al阴极上电解提取Nd, 获得的Al-Nd合金含Al3Nd相.
关键词:
LiCl-KCl熔盐
,
电解提取
,
镧系元素
,
Al-Nd合金
颜永得
,
杨晓南
,
张密林
,
李星
,
王丽
,
薛云
,
张志俭
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00026
在773 K时,采用循环伏安法、方波伏安法和计时电位法研究了Gd(Ⅲ)和Al(Ⅲ)在LiCl-KCl-AlCl3-GdCl3熔盐体系中的电化学行为及共电沉积制备Al-Li-Gd合金,并借助XRD,SEM-EDS对所得合金进行表征.结果表明,Gd(ⅢI)在预先沉积的Al上欠电位沉积形成了两种Al-Gd金属间化合物,当电流密度超过-279.5 mA/cm2时,Al,Gd和Li能同时析出.通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al-Li-Gd合金.Al-Li-Gd合金含有Al2Gd和Al2Gd3,Gd在合金中分布不均匀,而Al的分布相对均匀.
关键词:
熔盐
,
电化学行为
,
共电沉积
,
Al-Li-Gd合金
薛云
,
杨雪
,
颜永得
,
张密林
,
纪德彬
,
李恩雨
,
韩伟
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00576
研究了753 K时Nd在w和A1电极上LiCl-KCl-AlCl3-Nd2O3体系中的电化学行为,同时研究了AlCl3对Nd2O3的氯化作用,并直接以Nd2O3为原料,在W和Al电极上电解提取Nd,获得A1-Nd合金.在W电极上,LiCl-KCl-Nd2O3体系中的循环伏安曲线中并未观察到Nd还原的信号.加入AlCl3后,观察到Nd在预先沉积Al基体上欠电位沉积形成3种Al-Nd金属间化合物的电化学信号.在A1电极上LiCl-KCl-AlCl3-Nd2O3体系中观察到2种Al-Nd金属间化合物的形成信号.测量结果表明,A1Cl3能有效地氯化Nd2O3.在-2A下,W电极上恒电流电解提取Nd,获得了Al-Nd合金,XRD分析结果表明,形成的合金含Al2Nd相.而在活性Al阴极上电解提取Nd,获得的A1-Nd合金含Al3Nd相.
关键词:
LiCl-KCl熔盐
,
电解提取
,
镧系元素
,
Al-Nd合金
颜永得
,
杨晓南
,
黄莹
,
薛云
,
张密林
,
韩伟
,
张志俭
稀有金属材料与工程
在773 K的LiCl-KCl-AlCl3-Y2O3熔盐体系中,采用循环伏安、方波伏安、开路计时电位和稳态极化研究了不同相的Al-Y合金的电化学制备过程.电化学研究表明钇在预先沉积的铝上欠电位沉积形成了2种铝钇金属间化合物.X射线衍射研究表明:这2种Al-Y金属间化合物为Al2Y和a-Al3Y.通过金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行了表征,结果显示钇元素主要分布于块状析出物上.通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al-Y合金.
关键词:
氯化物熔盐
,
电沉积
,
Al-Y合金
,
Y2O3
张萌
,
李云娜
,
韩伟
,
张密林
,
薛云
,
王艳力
,
高杨
稀有金属
在843 K LiCl-KCl-CeCl3熔盐中活性铝电极上,研究了Ce(Ⅲ)离子的电化学行为和欠电位沉积Al-Ce合金.对比循环伏安曲线发现,在Al电极上Ce(Ⅲ)/Ce反应的氧化还原电势比在Mo惰性电极上更正;开路计时电位在金属铝和铈的沉积平台之间出现2个平台,这表明Ce(Ⅲ)在Al活性电极上可以生成两种金属间化合物.以上结果在电化学机理上说明Ce(Ⅲ)离子可以在Al电极上欠电位沉积形成金属间化合物.在该实验条件下通过恒电位电解,在Al电极上得到了Al-Ce合金,验证了电化学分析的结果.经XRD表征,证实形成了AlCe和AlCe3两种合金,结合Al-Ce合金相图分析了只产生这两种合金的原因;结合开路电位计算了生成这两种合金的标准吉布斯自由能变值.经SEM和EDS表征,证明了铈在Al电极表面分布,并形成厚度均一约28 μ.m的Al-Ce合金镀层.
关键词:
LiCl-KCl熔盐
,
欠电位沉积
,
铝电极
,
Al-Ce合金
薛云
机械工程材料
利用环-盘式摩擦磨损试验机研究了铜碲硒铁合金的干摩擦磨损行为,分析了载荷和摩擦速度等参数对该合金摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜对磨损形貌进行了观察.结果表明:铜碲硒铁合金的摩擦因数随载荷的增加变化不大,但随摩擦速度的增加而明显增大;合金的磨损率随载荷和摩擦速度的增加均增大;在轻载低速条件下,合金的磨损机制以犁削磨损和粘着磨损为主;在重载高速条件下,磨粒磨损和粘着磨损加剧.
关键词:
铜碲硒铁合金
,
摩擦磨损
,
载荷
,
摩擦速度
薛云
机械工程材料
分别对未变质和经稀土变质处理的低合金耐磨铸铁进行了热疲劳循环试验,研究了稀土变质处理对低合金耐磨铸铁热疲劳性能的影响.结果表明:该耐磨铸铁经稀土变质处理后,其共晶碳化物由未变质的网状分布变成断续网状和孤立块状分布,热疲劳裂纹扩展激活能由变质前的26.52 kJ·mol-1增大到变质后的30.15 kJ·mol-1,热疲劳裂纹扩展速度降低,变质处理提高了该耐磨铸铁的热疲劳性能.
关键词:
低合金耐磨铸铁
,
热疲劳性能
,
稀土变质
薛云
,
陈野
,
张密林
功能材料
制备了不同比例的活性炭复合LiMn2O4电极材料,研究其在1mol/L Li2SO4溶液中的电化学性能.循环伏安结果表明复合后电极材料的电容包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的法拉第电容,复合后响应电流在0～0.6V范围内有所增加,且含80%活性炭时响应电流达到最大;恒流充放电结果表明含80%活性炭时的放电曲线也基本呈直线,表现出较好的电容特性,仅复合了20%的LiMn2O4,其容量却增加了25%;交流阻抗结果表明含80%活性炭的复合电极的溶液欧姆电阻仅为0.1Ω,呈现出更理想的电容行为.
关键词:
LiMn2O4
,
活性炭
,
超级电容器
,
复合材料
薛云
,
陈野
,
张密林
材料热处理学报
采用高温固相法制备尖晶石型LiMn2O4电极材料.XRD结果表明经700℃煅烧即可得到尖晶石型LiMn2O4样品.利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法研究了合成过程中温度和时间对尖晶石型LiMn2O4电极材料在2mol·L-1.(NH4)2SO4溶液中电容性能的影响.结果表明LiMn2O4电极材料具有较好的电容性能.恒流充放电和循环伏安结果表明,当煅烧温度700℃,恒温时间4-2Ah时,其容量并没有明显的变化,电流密度为10mA·cm-2时,其放电比容量保持在127F·g-1.交流阻抗结果也表明,LiMn2O4电极在2mol·L"(-1H4)2SO4溶液中具有较好的电化学电容行为,700℃下煅烧的样品的溶液欧姆电阻仅为05Ω.
关键词:
LiMn2O4
,
超级电容器
,
高温固相法
