简介:基于石墨的六角层片模型,通过分析石墨晶体结构及不同位置碳原子的成键特性,提出石墨晶体中的边缘碳原子和基面碳原子具有不同的电化学特性,建立球形石墨颗粒的紧密堆积模型,推导石墨颗粒中表面碳原子(SCA)及边缘碳原子(ECA)分数与石墨的晶体结构参数和颗粒尺寸之间的计算公式,讨论ECA对首次不可逆容量的影响机理并进行验证。结果表明,边缘碳原子的电化学活性较高,易于发生电解液分解并与其它碳原子或基团形成稳固的联接。对于实际石墨颗粒,通过引入相应的修正因子可以修正计算结果,修正后的计算公式可以适用于多种碳材料,如石墨,乱层碳及改性石墨的SCA及ECA分数的计算。
简介:提出一种从黑泥中回收利用钛的新工艺,该工艺包括NaOH水热转化、水洗和H2SO4浸出制备TiO2。在优化的反应条件下,即NaOH溶液浓度为50%(质量分数)、NaOH/黑泥质量比为4:1、反应温度为240°C、反应时间为1h和氧气分压为0.25MPa,钛转化率可达97.2%,主要含钛产物是Na2TiO3。非目标产物Na2TiSiO5在水洗中保持稳定,在水热反应中提高NaOH浓度可以抑制Na2TiSiO5的生成。水热产物经过水洗后,97.6%的Na^+可以回收。含有NaOH的溶液经过浓缩之后可以回用。在较低温度下,水洗物料中96.7%的钛能被较低浓度的硫酸浸出得到钛液。利用所得钛液进一步制备合格TiO2产品。
简介:以可膨胀石墨为原料制备少层石墨烯,通过初次微波辐照3min、混酸(浓硫酸与浓硝酸的体积比为1:1)浸泡处理24h及二次微波辐照剥离3min的工艺流程,得到了少层石墨烯。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和燃烧法元素分析对实验产物进行表征。结果表明:经过初次微波辐照处理,伴随闪光及爆裂声,可膨胀石墨层片结构被剥离,迅速形成疏松、多孔的蠕虫形貌。通过混酸浸泡、二次微波辐照和超声分散等后续处理,可快速制得厚度约为4.7nm的约十几层的石墨烯,且石墨烯未被严重氧化,纯度高,结晶度高。
简介:耳前,原子氧剥蚀效应研究仍然是空间环境效应研究中最活跃的方向之一。在概括地介绍低地球轨道环境的同时,分析了铝在原子氧环境中的氧化行为、氧化膜的形成机理和氧化铝膜的破裂等情况。基于离子溅射效应已经广泛应用在现代工业和科学研究中,分析当前溅射产额研究状况,采用半经验公式和TRIM程序计算铝被原子氧和离子氧轰击后的溅射产额和腐蚀速度,并与重离子He离子、Ar离子、Fe离子轰击Al的溅射产额比较;分析发现在原子氧环境中,离子对铝材料溅射同样满足溅射产额的变化规律;最后提出铝在原子氧环境中的防护方法。通过上述的分析和研究,得出了相关性的结论、展望和存在的问题。
简介:采用化学方法制备直径约100μm的超大尺寸氧化石墨烯,利用Langmuir-Blodgett自组装法将其逐层沉积于基体表面,制备透明导电薄膜。经过高温还原后,平坦、紧密排列结构的石墨烯薄膜具有高导电性及透明度。在86%的透明度下,获得的表面电阻为605-/sq,此光电性质优于用化学气相沉积法在Ni表面生长的薄膜。该方法具有易操作、成本低、便于工业化大规模生产等优势。
简介:采用分子动力学方法研究氢氧化镁的力学性能和点缺陷能,而对体相和表面所含点缺陷的微观电子结构采用第一性原理进行研究。结果表明,根据缺陷能分析,阳离子间隙和置换缺陷非常容易产生,因此对于氢氧化镁通过引入其他阳离子进行改性相对容易。高的OH键(OHSchottky缺陷)或H键(H的Frenkel缺陷和Schottky缺陷)提高了氢氧化镁脱水过程所获得熵的能垒,从而提高了氢氧化镁的分解温度,这是氢氧化镁能够满足填充型阻燃添加剂的要求本质原因之一。建立了氢氧化镁MD模拟的势能模型,通过模拟计算揭示了氢氧化镁晶体结构与力学性能的关系。为了获得具有较好机械加工性能的添加型阻燃剂,应选薄层状氢氧化镁。确定了含点缺陷氢氧化镁的电子结构。揭示了离子掺杂对氢氧化镁晶体的影响机制,为掺杂离子的选择提供了理论指导。
简介:基于建立的新型三维仿真模型,采用分子动力学方法模拟单晶铜(100)表面纳米加工过程,研究材料的去除机理和纳米加工过程中系统的温度分布与演化规律。仿真结果表明:系统的温度分布呈同心型,切屑温度最高,并且在金刚石刀具中存在较大的温度梯度。采用中心对称参数法区分工件中材料缺陷结构的形成与扩展。位错和点缺陷是纳米加工过程中工件内部的主要缺陷结构。工件中的残余缺陷结构对于工件材料的物理属性和已加工表面质量具有重要影响。位错的成核与扩展、缺陷结构的类型均与纳米加工过程中系统的温度有关。加工区域温度升高有利于位错从工件表面释放,使工件内部位错结构进一步分解为点缺陷。采用相对高的加工速度时,工件中残留缺陷结构较少,有利于获得高质量的加工表面。