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双层锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7单晶的磁性和电性研究

通过浮区炉方法制备钙钛矿双层锰氧化物单晶材料La1.2Sr1.8Mn2O7,利用X射线衍射、劳埃衍射确定单晶的质量;选择高质量的单晶片切割成长方形,用超导量子磁强计测量其磁性;采用四端法测量其输运性质.XRD测量表明,La1.2Sr1.8Mn2O7粉末为单相.磁性测量表明,在高温区域样品的磁化强度很小,表现为顺磁态,在T=110 K附近磁化强度迅速增大,并且随温度的降低逐渐达到饱和,显示出铁磁性的特征.磁电阻的测量显示出单晶样品缺陷比多晶样品少,电阻率非常小.

关键词: 单晶 , 相分离 , 磁电特性

GMCO/TiO2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜的制备及性能研究

娄丽丽 , 张萍波 , 蒋平平 , 范永生 , 唐敏艳

涂料工业

利用马来酸酐和KH560对可再生资源蓖麻油进行改性,将-Si(OCH3)3引入到蓖麻油分子中得到了KH560和马来酸酐共改性蓖麻油(GMCO),利用核磁(1H-NMR)、全反射红外光谱(ATR-FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)对GMCO的结构进行了表征.以KH560作为偶联剂通过溶胶-凝胶法将GMCO和钛溶胶与有机硅苯丙树脂进行复配得到GMCO/TiO2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜,通过全反射红外光谱(ATR-FTIR)对产物结构进行了表征,并进行了热重分析(TG)及涂膜性能测试,结果表明:成功地对有机硅苯丙树脂进行了改性,改性后的涂膜其稳定性得到了提高,钛原子的引入能提高涂膜的附着力,且GMCO的引入及其用量的增加能分别改善涂膜的柔韧性和疏水性.

关键词: 蓖麻油 , 钛溶胶 , 有机硅苯丙树脂 , 涂膜性能

全钒液流电池的质子传导膜研究

陈晓 , 宋士强 , 范永生 , 刘平 , 王保国

膜科学与技术

研究质子传导膜对全钒液流电池性能的影响,包括膜面电阻、阻钒性以及质子传导膜厚度,为研究开发适用于全钒液流电池的质子传导膜提供依据.通过测定钒电池循环充电/放电过程的效率、暂态极化曲线、静态交叉放电曲线,建立选择与优化膜材料的评价方法；在考察膜电导率、膜厚、阻钒性和机械强度的综合性能指标后,认为膜面电阻在0.3～0.5 Ω·cm2范围,具备优良阻钒性能条件下,膜厚约150 μm比较合适.使用符合该性能的聚偏氟乙烯质子传导膜时,钒电池能量效率超过70％,有望满足发展大容量蓄电储能装备的需要.

关键词: 全钒液流电池 , 质子传导膜 , 膜面电阻 , 阻钒性 , 膜厚 , 电池效率

二维超导薄膜中拓扑缺陷数目与冷却速度关系研究

金香 , 吴鸿业 , 刘桂香 , 赵建军 , 鲁毅 , 范永生

低温物理学报

基于含时Ginzburg-Landau（TDGL）方程建立二维超导薄膜经历快速冷却后的拓扑缺陷数目与冷却速度的关系模型.采用差分法对此模型进行了数值模拟,计算出不同冷却速度下拓扑缺陷数目随着时间的变化关系.计算结果发现,在不同冷却速度下,缺陷数目随着时间的变化可以分为两个阶段：第一阶段缺陷数目较多,拓扑缺陷数目随时间急剧减少;在第二阶段,缺陷数目较少,缺陷数目缓慢减少.而且发现,较快的冷却速度有利于形成更多的拓扑缺陷.这种变化趋势与文献[8]报道的实验结果相一致.

关键词: 超导薄膜 , TDGL , KUBB相变 , 拓扑缺陷 , 冷却速度

纳米多孔质子传导膜中钒离子和水分子迁移行为研究

宋士强 , 陈晓 , 郭伟男 , 范永生 , 王保国

膜科学与技术

研究全钒液流电池充电/放电过程,电解液中不同价态水合钒离子、氢离子、水分子在纳米孔径的质子传导膜中的渗透迁移行为,为膜材料性能改进以及电解液系统管理提供依据.通过测定全钒液流电池开路状态下的自放电、恒电流模式下的充电/放电循环过程,分析钒离子渗透和水迁移影响因素,揭示电池运行过程纳米多孔质子传导膜中钒离子渗透及水迁移规律.结果表明:自放电过程主要发生钒离子浓度差作为推动力的传质扩散,水分子的跨膜净迁移量可忽略;在恒流模式下的充电/放电循环过程中,隔膜两侧阴极、阳极电解液中水合离子迁移、浓差扩散、渗透压效应均发生作用,导致阳极侧电解液向阴极侧发生净的水迁移,需要通过电解液管理保持电池系统正常运行.

关键词: 全钒液流电池 , 纳米多孔质子传导膜 , 钒离子渗透 , 水迁移

多层界面聚合法制备质子传导膜研究

郭伟男 , 吴旭冉 , 青格乐图 , 范永生 , 王保国

膜科学与技术

以多乙烯多胺类物质和均苯三甲酰氯为反应单体,采用多层界面聚合方法制备质子传导膜.在聚偏氟乙烯超滤膜表面进行多层界面聚合反应形成离子选择性分离膜,该膜具有质子传导能力和VO2+离子阻隔能力.通过系统研究水相溶液中单体种类对质子传导膜性能的影响,结果表明,以四乙烯五胺为水相单体制得的质子传导膜电化学性能较优,其电导率达到8.0×10-3 S/cm;VO2+离子扩散系数降低了一个量级,达到2.4×10-12m2/s;离子选择性系数60,较改性前提高2.2倍.研究发现,膜的离子选择性和膜致密层高分子链结构电荷密度之间存在相关性.

关键词: 质子传导膜 , 多层界面聚合 , 电导率 , 离子选择性 , 结构电荷密度

基于交流阻抗法的离子交换膜电阻研究

范永生 , 陈晓 , 王保国

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2011.02.003

利用交流阻抗谱测定技术,建立一种离子交换膜导电性能评价方法;使用两极室槽电解池,分别测得电解质溶液,以及膜和电解质溶液之和的电阻值,相减后得到离子交换膜在该电解液中的电阻值.通过并联电阻形成完整的半圆弧形交流阻抗谱,能够有效减小测量误差.利用硫酸水溶液体系、氯化钠水溶液体系,以及全钒液流电池的钒电解液体系验证基于交流阻抗谱的膜电阻测定技术准确性、实用性.在此基础上揭示阳离子交换膜、阴离子交换膜对离子的不同吸附特性,以及膜面电阻对电解质溶液浓度依存特性.研究结果对于发展离子交换膜快速表征技术,以及开发新能源领域的离子交换膜具有重要价值.

关键词: 膜面电阻 , 离子交换膜 , 交流阻抗谱 , 全钒液流电池