【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240098
利用水热法合成了一种宽带近红外Na3CrF6荧光粉,研究了其结构、微观形貌和光致发光性能。结果表明,在435 nm激发光的照射下,Na3CrF6荧光粉可发出650~850 nm宽带近红外光,其峰值位于738 nm处,半高宽为95 nm;通过分析光谱数据,发现Cr3+在Na3CrF6荧光粉中的晶体场强度为1.72,处于弱晶体场环境中;298~473 K温度范围内,随着加热温度的升高,Na3CrF6荧光粉的发光强度缓慢下降。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240045
Two alkali-metal sulfamates nonlinear optical (NLO) crystals, Li(NH2SO3) and Na(NH2SO3), have been obtained through the facile evaporation method. Li(NH2SO3) crystallizes in the polar space group Pca21 (No.29). The structure of Li(NH2SO3) can be described as a 3D network formed by [LiO4]7- polyhedral connecting with NH2SO3- tetrahedra through corner-sharing. Na(NH2SO3) crystallizes in the polar space group P212121 (No.19). The structure of Na(NH2SO3) can be described as a 3D network formed by distorted [NaO6]11- octahedral connecting with NH2SO3- tetrahedra through corner-sharing. The UV-Vis-near-infrared spectra demonstrate that Li(NH2SO3) and Na(NH2SO3) possessed large optical band gaps of 5.25 and 4.81 eV, respectively. Powder second-harmonic generation (SHG) measurements demonstrate that the SHG intensity of Li(NH2SO3) and Na(NH2SO3) were 0.32 times and 0.31 times that of KH2PO4, respectively. First-principles calculations confirm the nonlinear optical performance mainly derived from the synergistic effect of amino sulfonate anions and alkali metal oxide anionic polyhedra.
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240418
采用溶剂热法合成了一系列Cs2NaBiCl6: Mn2+与Cs2Na1-xKxBiCl6: Mn2+荧光粉,并通过理论计算与实验表征相结合的方式系统研究了其晶体结构和发光性能。结果表明,Cs2NaBiCl6: Mn2+体系表现出以[BiCl6]3-八面体为中心的局域激发吸收近紫外光,随着Mn2+掺杂浓度的增加,[BiCl6]3-向Mn2+发生能量转移,从而促进了Mn2+的d轨道之间的电子跃迁并产生橙黄色发光。进一步引入K+后,Cs2NaBiCl6: Mn2+发光强度和颜色纯度得到提升。实验证实K+的引入有效调谐了Cs2NaBiCl6: Mn2+的态密度组成,促进了[BiCl6]3-的 1S0→3P1, 2电子跃迁,增强了Cs2NaBiCl6: Mn2+的发光强度,并利用CIE软件计算得到其色纯度为93.58%。最终结果表明,Cs2Na1-xKxBiCl6: Mn2+具有较强的橙黄色发光特性。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202303041
水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na0.44MnO2正极、活性炭(AC)负极、6 mol∙L−1 NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na0.44MnO2正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na0.44MnO2正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC||Na0.44MnO2可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W∙kg−1时,能量密度达26.6 Wh∙kg−1,循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50 ℃的高温和−20 ℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC||Na0.44MnO2可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202407023
钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na3.5−xMn0.5V1.5−xZrx(PO4)3/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr,提出一种激活V4+/V5+氧化还原反应新的策略,从而提升能量密度。此外,Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位,显著促进钠离子迁移,增强电极反应动力学和整体性能。结果表明,Na3.4Mn0.5V1.4Zr0.1(PO4)3/C材料表现出优异的循环稳定性,在800次循环后保持90%的容量,并具备高倍率性能(20C时,放电比容量为84 mAh∙g−1),显著优于原始的Na3.5Mn0.5V1.5(PO4)3/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250137
制备了一系列Tb3+-Eu3+掺杂含Na8.12Y1.293Si6O18晶相的玻璃陶瓷,通过多种表征技术系统研究了热处理条件对其微观结构和发光性能的影响,最终确定最佳热处理条件为670 ℃、90 min。Tb3+的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.5%,超过此浓度时会出现四极-四极相互作用主导的浓度猝灭。双掺玻璃陶瓷中存在Tb3+向Eu3+的能量传递。在293~493 K温度范围内,双掺玻璃陶瓷表现出良好的热稳定性,热猝灭活化能为0.24 eV,色度偏移为2.1×10-2。此外,该材料具有一定的温度传感性能,最大温度灵敏度为5.7×10-3 K-1,热重复性比为96.6%。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100180
Na3V2(PO4)3 (NVP)因其NASICON型框架结构可实现高效可逆的钠离子脱嵌,因此被认为是一种极具前景的钠离子电池正极材料。然而,其实际性能受限于高倍率下的缓慢电荷转移和循环稳定性不足。本研究采用简易浸渍法在NVP颗粒表面沉积Nb2O5,旨在提升材料的高倍率性能和长循环稳定性。结构与光谱分析(XRD、电子显微镜、拉曼光谱、XPS和X射线荧光光谱)证实包覆后NVP仍保持良好的结晶性,且Nb2O5均匀分布于颗粒表面而不影响钠离子的可逆脱嵌。电化学测试表明,与未包覆样品相比,Nb2O5包覆样品中Na+扩散系数显著提高,从而提升了高倍率性能和循环稳定性,其中3% Nb2O5包覆样品表现出最高的扩散系数和最优异的循环稳定性。循环伏安和阻抗测试结果表明,包覆样品的表面电容增强,从而促进了钠离子的快速存储。XPS结果显示Nb2O5可清除电解液中的痕量HF,避免了其对NVP电极结构的破坏。长循环测试验证了包覆电极结构的长期稳定性。这些结果表明,Nb2O5包覆是解决NVP电极本征缺陷的有效策略,为开发高性能钠离子电池提供了可行途径。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100143
异质结构建已被证明是实现高效电荷分离和提高光催化性能的有效策略。在本研究中,基于元素掺杂和异质结构建的协同优化策略,通过简单的浸渍法构建了钛基金属有机框架(NH2-MIL-125,简称NMT)与钠掺杂氮化碳(Na-CN)复合的S型异质结光催化剂(x% NMT/Na-CN)。通过Na的层内掺杂调节了催化剂的能带结构,引入氮缺陷提高了光生电荷的分离效率。此外,Na-CN与NMT的复合形成了S型异质结,进一步提高了光生电荷的分离效率,同时保留了复合催化剂的强氧化还原能力。得益于Na掺杂和NMT复合的协同效应,15% NMT/Na-CN在异丙醇溶液中的光催化H2O2产率高达2474.6 μmol g−1 h−1,未改性块状氮化碳的38倍。这项工作为基于掺杂-异质结协同优化策略实现氮化碳基光催化剂高效生产H2O2提供了一种新方法。
