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镁热反应制备介孔非均质SiO_(2)@SiC@C微球的吸波性能研究
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作者 高博文 张晓卫 +3 位作者 刘渊 李琦旺 陈柳玲 张卫珂 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第12期4542-4551,共10页
以改良Stober法合成的介孔SiO_(2)为前驱体,通过自组装技术在SiO_(2)表面包覆酚醛树脂,碳化后形成SiO_(2)@C,再经800℃镁热反应得到形貌均匀的介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球,并利用XRD、XPS、Raman、BET、SEM和TEM对SiO_(2)@SiC@C进行表... 以改良Stober法合成的介孔SiO_(2)为前驱体,通过自组装技术在SiO_(2)表面包覆酚醛树脂,碳化后形成SiO_(2)@C,再经800℃镁热反应得到形貌均匀的介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球,并利用XRD、XPS、Raman、BET、SEM和TEM对SiO_(2)@SiC@C进行表征/分析。结果表明,SiO_(2)@SiC@C微球由SiC、非晶SiO_(2)、非晶C和SiO_(x)C_(y)相组成,且表面存在大量介孔结构。介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球展现出优异的吸波性能,当模拟匹配厚度为2 mm时,最小反射损耗在17.74 GHz处达到-36.83 dB,当模拟匹配厚度为2.5 mm时,最大吸收带宽达到了6.63 GHz,完全覆盖了Ku段,表现出强吸收、宽频段的性能,这是介孔结构优化阻抗匹配和非均质界面增强界面极化协同作用的结果。本文制备的介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球可满足电磁波吸收防护领域的应用需求。 展开更多
关键词 介孔结构 界面极化 电磁波吸收 镁热反应 SIC SiO_(2)
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基于镁热还原硅藻土的硅基复合材料在电子器件中的应用 被引量:1
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作者 张育新 葛广谞 +3 位作者 席乾 刘川燕 饶劲松 姚克欣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期1-12,共12页
硅藻土凭借其天然的三维介孔及仿生结构、低合成成本等优势,逐渐成为了多学科交叉的研究热点之一。然而,其主要成分非晶态二氧化硅导致的高电阻率极大地限制了其在电子器件中的应用,通过改质处理的方法,硅藻土可以在保持原有结构的条件... 硅藻土凭借其天然的三维介孔及仿生结构、低合成成本等优势,逐渐成为了多学科交叉的研究热点之一。然而,其主要成分非晶态二氧化硅导致的高电阻率极大地限制了其在电子器件中的应用,通过改质处理的方法,硅藻土可以在保持原有结构的条件下转化为高电导率的硅藻硅,进而拓展其在电子器件中的应用。镁热还原法因操作简单、成本低且无污染而受到广泛关注。为了提高硅藻硅的产率与性能,减少Mg_(2)SiO_(4)、Mg_(2)Si等中间产物的生成,研究者们在反应温度、反应时间、硅源与镁源的混合方式、原料物质的量比、慢化剂、原料种类等方面不断进行尝试和调控,最终确定了反应温度及反应时间等参数的最佳范围,促进了硅藻硅的高效规模化制备。通过镁热还原制备的硅藻硅具有良好的结构稳定性、大的比表面积、天然的高孔隙率等优势,因此在锂电池、超级电容器、太阳能电池等电子器件中得到了极大的发展与应用。将镁热还原的硅藻硅作为锂离子电池的负极可有效解决电池在充放电过程中体积膨胀的问题。与其他的纳米结构相比,硅藻硅易于制备,在进一步负载电化学活性材料后拥有更高的电容量和循环稳定性。同时,硅藻硅的高孔隙率也促进了电化学活性材料的吸附和沉积,使其在超级电容器和太阳能电池的应用上展示出显著的优势。此外,硅藻硅良好的生物兼容性和发光特性使其在生物医药方面也有独特的应用。本文综述了镁热还原硅藻土方法的发展和改进研究,各种电子器件(锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、生物传感器等)应用硅藻硅的研究现状,最后展望了硅藻土镁热还原制备多孔硅的发展趋势。 展开更多
关键词 硅藻土 镁热反应 复合材料 锂电池 电子器件
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镁热还原SiO材料及其电化学性能 被引量:1
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作者 胥鑫 杨时峰 +3 位作者 曹新龙 曹国林 张长安 薛孟尧 《陕西煤炭》 2020年第S01期134-137,92,共5页
硅基负极材料以其高容量、来源丰富、绿色环保等优点,成为理想的下一代锂离子电池负极材料。但纯硅的体积膨胀过大,限制了硅负极的应用。氧化亚硅(SiO)作为一种含硅负极,具有比纯硅更小的体积效应和更好的循环性能。目前氧化亚硅主要的... 硅基负极材料以其高容量、来源丰富、绿色环保等优点,成为理想的下一代锂离子电池负极材料。但纯硅的体积膨胀过大,限制了硅负极的应用。氧化亚硅(SiO)作为一种含硅负极,具有比纯硅更小的体积效应和更好的循环性能。目前氧化亚硅主要的问题之一是其首次库仑效率低,对此利用镁热还原反应,使氧化亚硅部分还原,同时控制产物中硅晶粒大小,用金属Al代替部分Mg,得到了硅晶粒粒径约为25 nm的复合材料,再通过沥青包覆得到最终碳包覆材料MgAl-SiO/C。通过对比镁热反应前后材料电性能,发现镁热反应后材料首效提高,但容量降低,循环性能变差;最终复合材料首次效率可达83.7%,可逆容量1471.3 mAh/g。 展开更多
关键词 氧化亚硅 镁热反应 负极材料 首次库仑效率
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燃烧还原化合法制备氮化钛粉末(Ⅰ)——理论分析 被引量:2
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作者 林立 《材料开发与应用》 CAS 2000年第5期1-5,共5页
对燃烧还原化合法制备氮化钛粉末的过程进行了理论分析。热力学计算结果表明 ,与只用镁还原的方案相比 ,在氮气环境中采用镁加碳联合还原的方案可获得含氧量很低的合成产物。氮化钛还原化合的最佳理论反应温度为 15 6 3~ 1893K。动力... 对燃烧还原化合法制备氮化钛粉末的过程进行了理论分析。热力学计算结果表明 ,与只用镁还原的方案相比 ,在氮气环境中采用镁加碳联合还原的方案可获得含氧量很低的合成产物。氮化钛还原化合的最佳理论反应温度为 15 6 3~ 1893K。动力学分析结果表明 ,制备氮化钛时存在高氮压临界条件 ,原因在于需要克服压坯渗透能垒 。 展开更多
关键词 氮化钛 燃烧还原合成 镁热反应 粉末材料 理论分析 陶瓷粉末材料
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锂硅电池负极材料G-Si的制备及电化学性能 被引量:1
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作者 刘力 韩志松 +3 位作者 李刚 王冬霞 王刚 马彦青 《石河子大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第3期299-304,共6页
硅是一种具有应用前景的负极材料。为了解决在电化学循环过程中由于硅电极体积变化较大、导电性比较差而造成负极材料比容量迅速衰减及其循环性能不稳定的问题,本研究利用溶胶-凝胶法,经过镁热反应制得具有三明治结构的负极材料石墨烯-... 硅是一种具有应用前景的负极材料。为了解决在电化学循环过程中由于硅电极体积变化较大、导电性比较差而造成负极材料比容量迅速衰减及其循环性能不稳定的问题,本研究利用溶胶-凝胶法,经过镁热反应制得具有三明治结构的负极材料石墨烯-硅-石墨烯;通过实验研究发现负极材料G-Si-1:1具有较好的电化学性能,在电流密度为0.1 A/g时首次放电比容量为1150 m A·h·g^(-1),循环100周时放电比容量为534.2 m A·h·g^(-1)。负极材料石墨烯纳米片负载硅纳米颗粒的合成路线较为简单,并且具有较高的放电比容量和较好的循环性能,在未来具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 石墨烯 硅纳米颗粒 溶胶-凝胶法 镁热反应 锂硅电池
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Preparation of high purity vanadium nitride by magnesiothermic reduction of V2O3 followed by nitriding in N2 atmosphere 被引量:2
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作者 Rui XU Yue-dong WU Guo-hua ZHANG 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第8期1776-1783,共8页
High purity vanadium nitride(VN)powders were prepared via a two-step process using vanadium trioxide(V2 O3)as the raw material.The V2 O3 was firstly reduced at 873 K in Ar atmosphere via magnesiothermic reduction reac... High purity vanadium nitride(VN)powders were prepared via a two-step process using vanadium trioxide(V2 O3)as the raw material.The V2 O3 was firstly reduced at 873 K in Ar atmosphere via magnesiothermic reduction reaction to get the mixture of V and MgO,and then the products were further nitrided at 1473 K in N2 atmosphere.Finally,the as-prepared samples were acid-leached to obtain pure VN powders.X-ray diffractometry and field-emission scanning electron microscopy were used to analyze the phase transition and morphological evolution of the samples.The results reveal that the overall morphology of the obtained VN powder retains the morphology of the initial V2 O3 powders.After removing MgO by acidic leaching,the porous VN particles can be obtained,with the oxygen content of 0.178 wt.%.Compared with the traditional methods,high purity VN powders with a small amount of oxygen and no carbon can be obtained. 展开更多
关键词 magnesiothermic reduction reaction nitridation reaction vanadium nitride powder PREPARATION
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Theoretical Studies on Dehydrogenation Reactions in Mg2(BH4)2(NH2)2 Compounds 被引量:1
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作者 Zheng Chen Zhe-ning Chen +4 位作者 An-an Wu Guo-tao Wu Zhi-tao Xiong Ping Chen Xin Xu 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2012年第6期676-680,I0003,共6页
Borohydrides have been recently hightlighted as prospective new materials due to their high gravimetric capacities for hydrogen storage. It is, therefore, important to under- stand the underlying dehydrogenation mecha... Borohydrides have been recently hightlighted as prospective new materials due to their high gravimetric capacities for hydrogen storage. It is, therefore, important to under- stand the underlying dehydrogenation mechanisms for further development of these ma- terials. We present a systematic theoretical investigation on the dehydrogenation mecha- nisms of the Mg2(BH4)2(NH2)2 compounds. We found that dehydrogenation takes place most likely via the intermolecular process, which is favorable both kinetically and thermo- dynamically in comparison with that of the intramolecular process. The dehydrogenation of Mg2(BH4)2(NH2)2 initially takes place via the direct combination of the hydridie H in BH4 and the protie H in NH2-, followed by the formation of Mg-H and subsequent ionic recombination of Mg-Hδ-…Hδ+-N. 展开更多
关键词 Hydrogen storage Density functional theory Metal borohydride
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