通過球磨改善 La-Ce-Mg-Ni 合金的儲(chǔ)氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)

Improved hydrogen storage thermodynamics and kinetics of La-Ce-Mg-Ni alloy by ball milling

領(lǐng)域：儲(chǔ)氫材料

團(tuán)隊(duì)：鋼鐵研究總院功能材料研究部

期刊：Journal of Physics and Chemistry of Solids (impact factor:7.1) 3 區(qū)

通過球磨減小顆粒尺寸和改變表面狀態(tài)被認(rèn)為是改善鎂基合金吸氫動(dòng)力學(xué)性能的有效方法。為了獲得非晶和納米晶組織，采用球磨工藝對鑄態(tài)La7Ce3Mg80Ni10合金鑄錠進(jìn)行處理。研究了球磨時(shí)間(5～ 30 h)對球磨態(tài)合金結(jié)構(gòu)及吸放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的影響。采用 XRD、SEM 和 TEM 對合金的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用西韋特裝置、DSC 和 TGA 研究了吸放氫的等溫和非等溫性能。采用 Arrhenius 和Kissinger 方法計(jì)算了放氫活化能。結(jié)果表明，球磨10 h 的合金具有最優(yōu)的活化性能和吸放氫動(dòng)力學(xué)性能。延長或縮短球磨時(shí)間會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)氫性能受損。完全活化態(tài)的 10 h 球磨合金在 473 K 和 3 MPa 下，80 s內(nèi)可吸收 4 wt%H2，在 573 K 和 1×10-4MPa 下，191 s 內(nèi)可脫附 3 wt%H2。10 h 球磨合金的放氫焓變(ΔH)為 74.21 kJ/mol。此外，球磨 10 h 的合金具有最小的放氫表觀活化能(62.9 kJ/mol)，這也是其具有最優(yōu)儲(chǔ)氫性能的原因。

對 Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr)的空位形成能、擴(kuò)散系數(shù)和離子電導(dǎo)率進(jìn)行了系統(tǒng)的從頭算研究

A systematic ab initio study of vacancy formation energy,diffusivity,and ionic conductivity of Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr)

領(lǐng)域：儲(chǔ)氫材料

團(tuán)隊(duì)：美國機(jī)械與材料工程，伍斯特理工學(xué)院

期刊：Journal of Power Sources（impact factor:15.4）2 區(qū)

本文采用從頭算方法，科學(xué)系統(tǒng)地研究了Ln2NiO4+δ(Ln=La,Nd,Pr,δ=0.125)化合物的空位形成能、擴(kuò)散系數(shù)和離子電導(dǎo)率。具體來說，考慮熱膨脹對氧傳輸性質(zhì)的影響，采用準(zhǔn)諧近似(QHA)和線性回歸模型相結(jié)合的方法來研究和再現(xiàn)Ln2NiO4+δ的變溫性質(zhì)?？傮w而言，預(yù)測結(jié)果與文獻(xiàn)中的理論研究非常吻合。由于較高的空位形成能，證實(shí)了 Ln2NiO4+δ的離子輸運(yùn)性質(zhì)不是由氧空位擴(kuò)散主導(dǎo)。此外，填隙機(jī)制，即填隙 O2-與巖鹽層平行于 ab 面跳躍，被確定為更有利的擴(kuò)散路徑。同時(shí)，Ln2NiO4+δ的能壘、擴(kuò)散系數(shù)和離子電導(dǎo)率的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，其中Pr2NiO4+δ具有最低的活化能壘(ΔEb=0.722 eV)和最高的熱膨脹系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)和離子電導(dǎo)率?？偟膩碚f，本研究提供了一個(gè)高效和計(jì)算簡便的工具來預(yù)測材料中的離子傳輸特性，其中熱膨脹是溫度依賴特性的主要驅(qū)動(dòng)力。

表面摻雜 La(Ce)[sbnd]TiO2 光催化部分氧化甲醇制甲酸甲酯的認(rèn)識(shí)：實(shí)驗(yàn)與 DFT 計(jì)算

Understanding of photocatalytic partial oxidation of methanol to methyl formate on surface doped La(Ce)[sbnd]TiO2: Experiment and DFT calculatio

領(lǐng)域：催化材料

團(tuán)隊(duì)：內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院

期刊：Journal of Catalysis (impact factor: 13.0)1 區(qū)

通過實(shí)驗(yàn)和 DFT 計(jì)算研究了表面摻雜 La(Ce)TiO2在可見光照射下甲醇光催化部分氧化為甲酸甲酯(MF)。La 或 Ce 原子可以摻雜在 TiO2的表面晶格中形成La(Ce)OTi 鍵，但不能摻雜在 TiO2的體內(nèi)。由于 La(Ce)與表面氧發(fā)生鍵合而導(dǎo)致表面晶格畸變，使 TiO2晶粒尺寸受到抑制。La 或 Ce 在 TiO2表面的分布可以調(diào)節(jié) TiO2的能帶結(jié)構(gòu)和表面羥基。TiO2表面的稀土可以在價(jià)帶和導(dǎo)帶形成雜質(zhì)能級，降低禁帶寬度，改變表面電子態(tài)，降低表面羥基形成的勢能，降低甲氧基經(jīng)甲醛向 MF 過渡態(tài)的能壘。摻雜催化劑在可見光催化甲醇部分氧化制 MF 過程中表現(xiàn)出優(yōu)越的甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性。表面羥基在反應(yīng)中起重要作用，與甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性呈正相關(guān)。La 摻雜的催化劑比 Ce 摻雜的催化劑具有更好的甲醇轉(zhuǎn)化率和 MF 選擇性，這是因?yàn)?La摻雜的催化劑具有更快的表面羥基可恢復(fù)性和更低的過渡態(tài)能壘。本研究可能有助于設(shè)計(jì)新型可見光響應(yīng)的光催化部分氧化反應(yīng)催化劑，為 MF 合成提供適用的綠色路線。

用于大功率 LED 的高光效藍(lán)綠色發(fā)光 LuASG：Ce 熒光粉陶瓷

Blue-green emitting LuASG:Ce phosphor ceramics with high luminous efficacy for highpower LEDs

領(lǐng)域：光功能材料

團(tuán)隊(duì)：福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院

期刊：Journal of Luminescence (impact factor:6.9)2 區(qū)

磷光轉(zhuǎn)換藍(lán)綠光大功率發(fā)光二極管(hp-LED)對于海洋漁業(yè)和海洋光通信至關(guān)重要。本文基于離子取代工程，采用真空固相燒結(jié)法成功制備了藍(lán)綠光發(fā)射的 Sc3+摻雜 LuAG: Ce(LuASG: Ce)熒光粉陶瓷(PCs)，作為大功率 LED(hp-LEDs)的熒光粉轉(zhuǎn)換器。詳細(xì)研究了 Sc3+摻雜對 LuAG: Ce 結(jié)構(gòu)、光學(xué)和發(fā)光性能的影響。LuASG: CePC 具有從 510 nm 到501 nm 的藍(lán)綠光發(fā)射。在 100 ℃下的發(fā)射強(qiáng)度保持了初始發(fā)射強(qiáng)度的 85%以上，表現(xiàn)出顯著的熱穩(wěn)定性。最終，在 50 W 的驅(qū)動(dòng)功率下，Lu2.998Al4ScO12:Ce3+封裝的 LED 獲得了高達(dá) 127.59 lm/W 的發(fā)光效率和 503 nm 的發(fā)射峰。因此，藍(lán)綠色發(fā)光的 LuASG:CePC 將是 hp-LED 的有前途的熒光粉轉(zhuǎn)換器。

Ce 摻雜的聚苯胺納米對 GSH 的體內(nèi)外吸收和光聲成像響應(yīng)

Ce doped polyaniline nanoparticles for absorption and photoacoustic imaging response to GSH in vitro and in vivo

領(lǐng)域：光功能材料

團(tuán)隊(duì)：南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院胸外科

期刊：Bioactive Materials(impact factor:14.3)1 區(qū)

谷胱甘肽(GSH)是細(xì)胞內(nèi)重要的生物巰基，參與生物體內(nèi)許多生理過程，調(diào)節(jié)細(xì)胞的病理過程。在調(diào)查重要生化事件時(shí)，相當(dāng)需要對 GSH 進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的體內(nèi)外監(jiān)測。本工作采用 Fe (Ⅲ)誘導(dǎo)氧化聚合法制備了新型鈰(Ce)摻雜聚苯胺(Ce-Fe@PANI NPs)。加入 GSH 后，Ce-Fe@PANI NPs 的吸收由可見光區(qū)紅移至近紅外區(qū)，證實(shí)了對 GSH 的優(yōu)異吸收響應(yīng)。此外，Ce-Fe@PANI NPs 在管內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的光聲(PA)成像增強(qiáng)，加入 GSH 后 PA強(qiáng)度峰由 680 nm 移至 820 nm。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Ce-Fe@PANI NPs 可以通過 PA 成像技術(shù)監(jiān)測深部組織中的 GSH。綜上所述，本研究提供了 Ce-Fe@PANI NPs 將作為一種強(qiáng)大的納米平臺(tái)，實(shí)現(xiàn) GSH的 PA 成像檢測。

中 熵(Me,Ti)0.1(Zr,Hf,Ce)0.9O2(Me=Y 和Ta)：有望用于高溫?zé)彷椛淦帘魏?CMAS 阻塞的熱障材料

Medium-entropy (Me,Ti)0.1(Zr,Hf,Ce)0.9O2(Me=Y and Ta): Promising thermal barrier materials for high-temperature thermal radiation shielding and CMAS blocking

領(lǐng)域：光功能材料

團(tuán)隊(duì)：航天材料與加工技術(shù)研究院高級功能復(fù)合材料科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

期 刊：Journal of Materials Science &Technology(impact factor:11.7)1 區(qū)

隨著燃?xì)廨啓C(jī)入口溫度的不斷提高和輻射傳熱的快速增加，具有低導(dǎo)熱率和良好高溫?zé)彷椛淦帘涡阅艿臒嵴贤繉硬牧显诖_保金屬葉片的耐久性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ）作為最先進(jìn)的 TBC 和當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于其對高溫?zé)彷椛鋷缀跏前胪该鞯?，因此無法滿足這些要求。此外，YSZ對熔融鈣鎂鋁硅酸鹽（CMAS）的耐腐蝕性差也阻礙了其在沙子、灰塵或火山灰環(huán)境中的應(yīng)用。為了提高 YSZ 的高溫?zé)彷椛淦帘涡阅芎涂?CMAS 性能，進(jìn)一步降低其熱導(dǎo)率，設(shè)計(jì)并制備了兩種中熵（ME）氧化物陶瓷，即 ME（Y，Ti）0.1（Zr，Hf，Ce）0.9O2和 ME（Ta，Ti）0.1Zr，Hf，Ce。

添加劑(Zr)和摻雜劑(Pd &Sb)對輕鑭系元素(Nd、Ce)從含 U 金屬合金向 T91 鋼中遷移深度的影響

Effect of additive (Zr) and dopants (Pd &Sb) on the depth of migration of lighter lanthanides (Nd &Ce)from U-bearing metal alloys into T91 steel

領(lǐng)域：合金材料

團(tuán)隊(duì)：印度卡爾帕克姆霍米·巴巴國家研究所英迪拉·甘地原子研究中心

期刊：Journal of Nuclear Materials (impact factor:5.7)2 區(qū)

金屬合金燃料作為先進(jìn)的核燃料，有其自身的局限性：即，較低的液相線溫度、較高的溶脹，并且由于燃料-包殼化學(xué)相互作用（FCCI）而極易破壞包殼。流動(dòng)性和不溶性裂變產(chǎn)物，特別是鑭系裂變產(chǎn)物是 FCCI 的主要來源。在本研究中，研究了添加劑（Zr）和摻雜劑（Pd 和 Sb）對 Nd 和 Ce 兩種鑭系 FP 從不同的含鈾金屬合金遷移到 T91（鐵素體-馬氏體鋼）覆層材料中的深度的影響。采用電弧熔煉技術(shù)制備了七種金屬合金，即 U-Nd、U-Nd-Pd、U-Ce、U-Ce-Pd、U-Zr-Nd、U-Zr-Nd-Pd 和 U-Zr-Nd-Sb。在上述合金中采用的鑭系元素 FP 的量對應(yīng)于典型的快增殖反應(yīng)堆（FBR）燃料的約 10at.%的燃耗。采用脈沖激光沉積（PLD）方法在 T91 包層上獲得了薄膜形式的合金，同時(shí)進(jìn)行原位退火。隨后，使用二次離子質(zhì)譜（SIMS）對這些膜進(jìn)行元素深度分析?；?SIMS 數(shù)據(jù)確定了 Nd 和 Ce 從七種金屬合金體系遷移到 T91 包層中的深度。確定了添加劑和摻雜劑對遷移深度的單獨(dú)和同時(shí)影響的程度。兩種摻雜劑（Pd 和 Sb）通過形成穩(wěn)定的金屬間化合物，分別有效地將 Nd 和Ce 結(jié)合在燃料基質(zhì)內(nèi)（在 U 基質(zhì)中）。在摻雜劑存在的情況下，Zr 對鑭系 FP 遷移的影響可以忽略不計(jì)。確定了負(fù)責(zé)結(jié)合鑭系元素FP 的穩(wěn)定金屬間相。還討論了兩種摻雜劑（Pd 和Sb）的效率的比較研究。首次采用 PLD 和 SIMS 相結(jié)合的新技術(shù)，在摻雜劑（Sb/Pd）存在下，測量了 Nd和 Ce 從 U 金屬合金向 T91 包層的遷移深度。這些研究對理解 FCCI 非常有用。

對 Mn 誘導(dǎo)的 Cu/Ce 催化劑在富 H2/CO2 氣氛下對CO 優(yōu)先氧化性能的提高

Mn-induced Cu/Ce catalysts with improved performance for CO preferential oxidation in H2/CO2-rich streams

領(lǐng)域：催化材料

團(tuán)隊(duì)：遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院

期刊：International Journal of Hydrogen Energy（impact factor:12.1）2 區(qū)

采用簡單浸漬法制備了一系列 Cu 負(fù)載量恒定為 1 wt %的 x Mn Cu/Ce 催化劑。采用 XRD、BET、H2-TPR 和 XPS 等手段對催化劑進(jìn)行了表征，并在富CO2/H2氣氛下評價(jià)了催化劑的 CO 優(yōu)先氧化性能。結(jié)果表明，部分 Mn 和 Cu 可以摻入氧化鈰晶格中，形成表面三元 Cu-Mn-Ce 氧化物固溶體。當(dāng) Mn/Cu=0.6時(shí)，催化劑中 Cu、Mn 和 Ce 之間存在較強(qiáng)的相互作用，表面 Ce3+和 Mn4+含量較多，表現(xiàn)出最佳的催化性能，在 90℃時(shí) CO 轉(zhuǎn)化率比 Cu/Ce 催化劑提高了23.57 %。對于 CO-Prox，在 125 ℃時(shí)，最高 CO 轉(zhuǎn)化率為 94.7 %，氧化選擇性為 78.9 %。在此溫度下，催化劑表現(xiàn)出穩(wěn)定的催化性能，總 TOS 為 205 h。此外，以 CO/Ar 為原料氣時(shí)，CO 轉(zhuǎn)化率為 100 %，證實(shí)了 CO2/H2的負(fù)效應(yīng)。