检索结果-内蒙古大学图书馆

中国稀土学报 2023年第1期41卷 152-158页

作者：禹钢赵子丰顾飞丹郑南龙刘志伟卞祖强黄春辉北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

铕卤钙钛矿具有独特的光物理性质。文献报道的铕卤钙钛矿的合成方法有热固相反应、热注入法和真空共蒸镀法,鲜有溶液法报道。本工作采用一步溶液法制备了纯相的甲胺溴化铕MAEuBr_(3)(MA=CH_(3)NH_(3)^(+))钙钛矿薄膜,并表征了其结构及... 详细信息

铕卤钙钛矿具有独特的光物理性质。文献报道的铕卤钙钛矿的合成方法有热固相反应、热注入法和真空共蒸镀法,鲜有溶液法报道。本工作采用一步溶液法制备了纯相的甲胺溴化铕MAEuBr_(3)(MA=CH_(3)NH_(3)^(+))钙钛矿薄膜,并表征了其结构及光物理性质。X射线衍射结果验证了该薄膜为立方钙钛矿相,扫描电镜结果表明该材料在导电玻璃基底表面为分散的亚微米尺度的微晶。该材料展现出主峰位于429 nm,半峰宽仅为24 nm的蓝紫色单峰发射,光致发光量子效率为8%,源于Eu^(2+)中心离子的d-f跃迁发射。通过进一步变温光谱表征可推断出该材料的激子结合能约为12 meV。通过LiBr共掺手段,薄膜的光致发光量子效率可以提升至20%。

关键词：钙钛矿铕发光材料蓝紫光

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风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取实验研究

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 102-111,I0004页

作者：冯凯程福祥吴声廖春生严纯华中稀(北京)稀土研究院有限公司北京100085 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心北京100871

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH_(4))_(2)SO_(4)为浸矿剂,采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程,通过在逐级浸取过程中浸出液组分的... 详细信息

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH_(4))_(2)SO_(4)为浸矿剂,采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程,通过在逐级浸取过程中浸出液组分的变化分析了矿土中稀土离子(RE^(3+))和主要杂质铝离子(Al^(3+))的浸出行为,并基于浸矿剂的消耗规律探讨了浸矿剂离子与RE^(3+)和Al^(3+)的离子交换反应机制以及原矿土的净吸附量。结果表明,在浸矿液逐级浸取新鲜矿土的过程中,浸出液中的RE^(3+)和Al^(3+)浓度逐渐增加,铵根离子(NH_(4)^(+))逐渐消耗,交换进入浸出液中的RE^(3+)和Al^(3+)逐级减少;同时,浸出液中的硫酸根离子(SO_(4)^(2-))逐级损耗,说明新鲜矿土除因发生离子交换反应消耗NH_(4)^(+)外,还存在对浸矿剂的净吸附,经计算,本实验原矿土中吸附稀土、吸附铝及净吸附的位点之比约为20∶41∶39。在两轮逆流浸取实验中,Al^(3+)在浸出液中的浸出规律始终与RE^(3+)类似,未表现出与浸出液p H变化(由4.5降低至4.0)的相关性。另外,分析显示,在浸矿反应的p H条件下,RE^(3+)为稀土的主要存在形态,而Al^(3+),Al OH^(2+),Al(OH)_(2)^(+)为铝的主要存在形态,结合物料关系推知NH_(4)^(+)与稀土发生离子交换反应的化学计量比应接近或等于3∶1,而NH_(4)^(+)与铝发生离子交换反应的化学计量比约为1.8∶1。

关键词：风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取离子交换硫酸铵净吸附

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稀土氧化物负载型纳米催化剂的性能调控及应用研究进展

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中国稀土学报 2023年第1期41卷 54-78页

作者：郭晓玉张亚文北京分子科学国家研究中心北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室化学与分子工程学院北京100871

稀土氧化物由于具有优异的热稳定性、丰富的电子结构、可逆储放氧能力等优势而被广泛应用于催化领域。将稀土氧化物作为催化剂的高效载体负载活性金属,在提高催化性能和降低金属尤其是贵金属用量方面显示出巨大的潜力。首先根据稀土氧... 详细信息

稀土氧化物由于具有优异的热稳定性、丰富的电子结构、可逆储放氧能力等优势而被广泛应用于催化领域。将稀土氧化物作为催化剂的高效载体负载活性金属,在提高催化性能和降低金属尤其是贵金属用量方面显示出巨大的潜力。首先根据稀土氧化物负载型催化剂的组成,从活性金属、载体和助剂三个方面阐述了催化剂的常用优化策略。接着介绍了稀土氧化物负载型催化剂在CO氧化、水煤气变换反应、CO_(2)加氢、CO_(2)还原和氨分解制氢等小分子转化反应中的应用进展。最后对稀土氧化物负载型催化剂的发展前景和现存挑战进行了分析和展望。

关键词：负载型催化剂稀土氧化物活性金属催化性能

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稀土尖晶石型电催化剂性能研究进展

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中国稀土学报 2025年第2期43卷 215-234页

作者：朱佳敏要亚雄李姝惠吴姗姗安丽席聘贤严纯华兰州大学化学化工学院稀有同位素前沿科学中心甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室兰州730000 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871

尖晶石型催化剂(AB_(2)X_(4))具有位点多变、组分多样、价格低廉、性能优异等特点,在催化领域具有广泛的应用。稀土具有独特的4f轨道、强亲氧性等物理化学性质,能够通过4f轨道的耦合效应、氧缺陷调控等方式改变尖晶石型催化剂的晶体结... 详细信息

尖晶石型催化剂(AB_(2)X_(4))具有位点多变、组分多样、价格低廉、性能优异等特点,在催化领域具有广泛的应用。稀土具有独特的4f轨道、强亲氧性等物理化学性质,能够通过4f轨道的耦合效应、氧缺陷调控等方式改变尖晶石型催化剂的晶体结构、表面状态以及电子结构,从而进一步提升其催化性能。本文从尖晶石型催化剂的催化特性出发,总结了稀土对尖晶石型催化剂的调控策略,概述了稀土修饰尖晶石型催化剂近些年来在能源催化领域的主要研究进展,并对相关催化材料在能源转化与储存领域的应用进行了展望。

关键词：稀土尖晶石型催化剂催化性能活性金属修饰策略

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PECVD法原位渗氮表面改性钛双极板的性能

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工程科学学报 2023年第4期45卷 602-610页

作者：冯利利侯玉星汤思遥李栓郑捷李星国中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家实验室北京100871

为了提升钛双极板的导电性和耐腐蚀性,利用氮气等离子体原位渗氮法对钛片(TA2)进行表面改性,制备了系列氮化钛涂层,系统研究了反应温度和渗氮时间对涂层表面形貌、疏水性、界面导电性和耐腐蚀性的影响.结果表明,温度过高会导致氮化钛生... 详细信息

为了提升钛双极板的导电性和耐腐蚀性,利用氮气等离子体原位渗氮法对钛片(TA2)进行表面改性,制备了系列氮化钛涂层,系统研究了反应温度和渗氮时间对涂层表面形貌、疏水性、界面导电性和耐腐蚀性的影响.结果表明,温度过高会导致氮化钛生长过快,颗粒尺寸较大;温度较低不利于表面反应,涂层不能完全覆盖钛基底;渗氮时间较短,表面生成不规则的纳米生长核,致使涂层不平整、钛基底裸露;渗氮时间过长,涂层呈阶梯堆垛状,平整度降低.650℃下渗氮90 min制备的氮化钛涂层(TiN-650-90)均匀平整,组成为TiN0.26;TiN-650-90的水接触角提升至105.4°,表面疏水性有利于改善燃料电池的水管理性能;界面接触电阻(ICR)随加载压力增大而降低,2.75 MPa时TiN-650-90的ICR稳定至6.5 mΩ·cm^(2),满足美国能源部(DOE)要求(≤10 mΩ·cm^(2));TiN-650-90的腐蚀电流密度为0.56μA·cm^(–2),–0.1 V恒电位下的电流密度为0.67μA·cm^(–2),耐腐性和稳定性较钛的明显提升.该方法制备氮化钛涂层表面改性钛双极板,具有沉积温度低、速度快,疏水性、导电性和耐腐蚀性优良等优点,可为金属双极板表面改性提供方法借鉴和工艺参考.

关键词：钛双极板表面改性等离子体增强化学气相沉积原位渗氮氮化钛涂层

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高性能双金属氧化物负极的理性设计及储锂特性

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物理化学学报 2025年第3期41卷 20-32页

作者：林学宇王瑞琦董武杰黄富强北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心稀土材料化学与应用国家重点实验室北京100871 中国科学院大学化学工程学院北京101408 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

高能量密度、高功率密度的“双高”锂离子电池(LIBs)的实现依赖于创新突破高容量、高倍率及长循环寿命电极材料。插入型负极,以d0过渡金属氧化物为代表,含有强金属-氧键,表现出高循环稳定性和高倍率性能。然而,由于金属离子变价较少,其... 详细信息

高能量密度、高功率密度的“双高”锂离子电池(LIBs)的实现依赖于创新突破高容量、高倍率及长循环寿命电极材料。插入型负极,以d0过渡金属氧化物为代表,含有强金属-氧键,表现出高循环稳定性和高倍率性能。然而,由于金属离子变价较少,其比容量相对较低。转化-合金型负极,以p区金属氧化物为代表,具备高理论比容量,但嵌锂过程中的相团聚和体积膨胀易导致容量快速衰减和倍率性能不佳。通过引入插入型或转化型功能基元构建双金属氧化物负极,可以优化电极中的电子/离子传导,从而改善循环性能和倍率性能,有望实现负极材料高容量、高倍率及长循环的统一。本文通过对各类金属氧化物中的化学键及电子结构特征进行分析,并提出一种新的图示表达方式,将负极锂离子插脱嵌的电化学反应储能过程表达为态密度(DOS)图示。文章阐述了双金属氧化物负极的多步储锂机制,并结合近期相关研究进展,为发展高容量、高倍率及高稳定的双金属化合物负极提供理论参考和实践依据。

关键词：锂离子电池负极材料双金属化合物储锂机制

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机器学习辅助高分子合成研究进展

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科学通报 2025年第4期70卷 471-480页

作者：张泽熙蔡展翔张文彬吕华陈茂聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系上海200433 北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院北京100871

聚合物为人类社会生活发展提供了不可或缺的物质基础.在研发聚合物材料的过程中,庞大的结构空间、复杂的聚合机制为建立聚合物材料的构效关系带来重大挑战.机器学习有望突破高分子合成研究的传统范式,推进新型聚合物材料的化学创制,近... 详细信息

聚合物为人类社会生活发展提供了不可或缺的物质基础.在研发聚合物材料的过程中,庞大的结构空间、复杂的聚合机制为建立聚合物材料的构效关系带来重大挑战.机器学习有望突破高分子合成研究的传统范式,推进新型聚合物材料的化学创制,近年来成为了高分子化学家关注的前沿领域.机器学习技术实现了反应条件、化学结构、材料性能之间潜在关联的发掘,提高了对聚合反应空间的研究效率,为反应条件优化、链结构设计提供了系统性指导.数据驱动的生物大分子结构解析是多领域关注的焦点,机器学习助力实现了蛋白质结构预测的跨越式进步,迈入了生物大分子研究的新阶段.在此基础上,结合自动化技术,发展数智化合成,进一步降低试错成本,加速聚合物材料研发,推动理论知识发展.本文对机器学习在预测聚合物性能、设计聚合物结构与合成条件、生物大分子研究中取得的重要进展进行简要介绍与讨论.目前,机器学习辅助的高分子合成研究仍面临聚合物结构表示方法有限、高质量数据稀缺、自动化技术落地合成生产困难等挑战,亟须加大研究投入,深入开展跨学科研究,发展人工智能赋能的高分子合成,推动高端材料创新.

关键词：高分子合成机器学习人工智能聚合物生物大分子

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稀土纳米晶的上转换发光调控研究进展

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发光学报 2023年第7期44卷 1149-1166页

作者：张格杨向飞王晓勇董浩孙聆东严纯华北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料与生物无机化学联合实验室北京分子科学中心北京100871 兰州大学化学化工学院甘肃兰州730000

近年来,将近红外光转换为短波长的可见或近红外光的稀土纳米晶上转换发光研究吸引了生物成像、纳米温度传感、太阳能电池等领域研究者的广泛关注。面向多领域的应用需求,稀土纳米晶上转换发光需提高其发光强度、发光波长以及激发波长的... 详细信息

近年来,将近红外光转换为短波长的可见或近红外光的稀土纳米晶上转换发光研究吸引了生物成像、纳米温度传感、太阳能电池等领域研究者的广泛关注。面向多领域的应用需求,稀土纳米晶上转换发光需提高其发光强度、发光波长以及激发波长的选择性。本文综述了纳米尺度上,通过组成、结构以及核壳结构的设计,在理解上转换发光过程的能量传递路径和上转换发光过程的基础上,提高对上转换发光的颜色、各跃迁的比例以及发光强度、发光寿命等调控的研究进展。此外,还关注了纳米晶与贵金属表面电场、表面有机分子以及环境温度的耦合在提高辐射跃迁几率、减少无辐射能量损失等方面提高其上转换发光强度的研究发展趋势。

关键词：稀土纳米晶上转换发光核壳结构

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氢气制备和储运的状况与发展

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科学通报 2022年第4期67卷 425-436页

作者：李星国北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及其应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871

随着全球碳达峰和碳减排的推进,氢能作为一种重要的清洁可再生能源受到越来越多的关注,开发利用氢能已成为中国能源技术发展的重要战略方向.以往主要是大专院校、中国科学院等机构的科研人员从事氢能相关的研究,大多获得国家自然科学基... 详细信息

随着全球碳达峰和碳减排的推进,氢能作为一种重要的清洁可再生能源受到越来越多的关注,开发利用氢能已成为中国能源技术发展的重要战略方向.以往主要是大专院校、中国科学院等机构的科研人员从事氢能相关的研究,大多获得国家自然科学基金委员会、科技部等的基金支持.目前许多企业也参与进来,既有国企也有民企,这与以往有很大不同,对于氢能产业的发展有巨大的推动作用.氢能发展不仅需要技术成熟,同时还要满足成本、市场和安全等多方面的要求.氢能产业包含制氢、氢分离、储运、应用等多个环节.通过近几年的努力,这些环节已经有了很大的变化,有的领域发展快,有的领域仍面临很多困难.为此,本文对氢能产业链上这些环节的状况、问题和今后的发展进行系统的分析和归纳.

关键词：氢能氢气制备氢气储运加氢站

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风化壳淋积型稀土矿浸取过程的模拟计算研究IV：考虑净吸附的液-固萃取模型

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中国稀土学报 2024年

作者：程福祥吴声廖春生孙聆东严纯华中稀(北京)稀土研究院有限公司北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学中心

风化壳淋积型稀土矿山粘土中常具有对浸矿剂离子或稀土离子的净吸附能力。假定净吸附形式为对浸矿剂NH4+的物理吸附和专性吸附以及对RE3+的离子交换吸附，建立了考虑净吸附的风化壳淋积型稀土矿液-固萃取浸取模型，并计算讨论了不同净... 详细信息

风化壳淋积型稀土矿山粘土中常具有对浸矿剂离子或稀土离子的净吸附能力。假定净吸附形式为对浸矿剂NH4+的物理吸附和专性吸附以及对RE3+的离子交换吸附，建立了考虑净吸附的风化壳淋积型稀土矿液-固萃取浸取模型，并计算讨论了不同净吸附类型对于稀土浸取过程和浸取效果的影响。结果显示，矿土中存在对NH4+的物理吸附和专性吸附均可导致浸出液中稀土峰值浓度降低；矿土对NH4+的净吸附能力增加还将导致浸矿剂消耗增加。通常半风化矿可净吸附离子相稀土，对于相同稀土品位的半风化原矿，净吸附RE3+能力越强，母液中稀土穿透越为滞后，稀土穿透曲线拖尾现象也越严重，同时因净吸附稀土的矿土相当于提升了稀土品位而使硫酸铵投入/稀土产出比增大；半风化层中存在的稀土净吸附位点因可吸附前锋浸矿液中的RE3+离子，理论上与已吸附了RE3+离子的位点等效消耗浸矿剂。

关键词：风化壳淋积型稀土矿柱浸液-固萃取模型离子交换机理净吸附

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