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利用稻壳灰中的二氧化硅制造透明钠钙玻璃 Chiara Valsecchi 巴西潘帕联邦大学
RH 具有极高的价值，如果处理不当，会被视为高风险环境污染物：它会导致土壤沙漠化、燃烧时空气中的 CO2 含量增加，如果吸入会导致长期健康问题，即矽肺病。据估计，全世界每年从水稻收割中回收 1.4 亿吨 RH，其中 2.5% 产自巴西南部。此外，RH 的二氧化硅含量非常高，几乎占净稻壳重量的 20%。出于这些原因，该项目旨在从 RH 中提取和纯化二氧化硅，以生产透明的钠钙玻璃，从农业废弃物中创造增值产品。由于 RH 中的二氧化硅含有微量的氧化铁和氧化锰，因此用未经处理的 RH 二氧化硅制成的玻璃通常呈红褐色。因此，为了在可见光区域获得最佳透明度，我们研究了几个因素：稻壳化学预处理（酸浸法），使用盐酸（4% 和 10%，A2-A3 样品）和硫酸（4% 和 10%，A4-A5 样品）；稻壳煅烧条件（温度和时间）；以及向玻璃基质中添加过渡金属氧化物以形成透明金属配合物。结果非常令人满意：酸浸法确实几乎完全去除了过渡金属杂质，在可见光区域产生了约 80% 透明的玻璃。此外，添加锑（1%）后，可以产生与砂硅玻璃相当的玻璃透明度。
La3+离子掺杂浓度对晶体的影响...
采用振动磨法将La 3+ 离子掺杂的Y 0.998 Pr 0.002 InGe 2 O 7 荧光粉原料混合,采用固相反应在空气中1200 ℃煅烧10 h。无论La 3+ 离子掺杂浓度如何,La 3+ 离子都不会改变晶体结构,但会改变荧光粉的激发和发射强度等发光性能。当La 3+ 离子掺杂含量为10 mol%时,荧光粉在深紫外光激发下的饱和发射强度有所提高。由于在Y 0.998 Pr 0.002 InGe 2 O 7 体系中引入半径较大的La 3+ 离子替代半径较小的Y 3+ 离子，压应变的增加导致氧空位浓度的降低，从而改变了Pr 3+ 离子4f–4f 跃迁的1 D 2 →3 H 4 和3 P 0 →3 H 4 辐射的发射强度。La 3+ 离子掺杂的Y 0.998 Pr 0.002 InGe 2 O 7 荧光粉的CIE色坐标略有偏移，但在不同的La 3+ 离子掺杂含量下均处于白光区域。这为改善白光LED用Y 0.998 Pr0.002 InGe 2 O 7 单相白光荧光粉的发光性能提供了一种智能方法。此外，1 D 2 → 3 H 4 和 3 P 0 → 3 H 4 辐射的各种发射强度比使荧光粉可应用于氧气传感器。
复合材料
纳米技术定义 纳米技术是在原子、分子或超分子尺度上对材料进行操纵，尺寸范围为 1nm - 100nm，至少在其形状的一个维度上进行操纵。纳米化学是研究 1nm - 100nm 尺寸范围内材料中原子或分子的相互作用。 溶胶凝胶工艺 溶胶凝胶工艺是一种化学溶液沉积技术，可以描述为通过液体中分子前体的水解和缩聚反应形成氧化物网络。在此过程中，化合物溶解在液体中，以便以受控方式将其恢复为固体。溶胶是胶体颗粒或聚合物在溶剂中的稳定分散体。凝胶由三维连续网络组成，它包围着液相。在胶体凝胶中，网络由胶体颗粒聚集而成。溶胶凝胶化学基于烷基金属氧化物 M(OR) z 如 Si(OEt) 4 的水解和缩合，可描述如下 MOR + H 2 O MOH + ROH（水解） MOH + ROM MOM + ROH（缩合）溶胶凝胶过程可通过一系列不同的步骤来表征步骤 1：形成醇盐金属前体（溶胶）的不同稳定溶液步骤 2：由于缩聚形成金属氧化物或金属氢氧化物桥接网络而导致的凝胶化，这会增加溶液的粘度步骤 3：凝胶的老化，在此过程中缩聚反应持续直至凝胶转变为固体。步骤 4：干燥凝胶，将水和其他挥发性液体从凝胶网络中除去（干凝胶）步骤 5：脱水，通过在高达 800 o C 的温度下煅烧整块材料来实现（气凝胶）步骤 6：在高温下使凝胶致密化和分解，即 >800 o C。（凝胶膜）优点低温、廉价技术。避免共沉淀，可提取和生长前体混合物局限性控制颗粒的生长，生产速度非常慢。
钙循环用于热化学储能与二氧化碳捕获的技术经济评估
摘要：流化床反应器中 CaCO 3 的循环碳化-煅烧不仅提供了捕获 CO 2 的可能性，而且可以同时用于热化学能量存储 (TCES)，这一特性将在未来发挥重要作用，因为不可调度可变发电（例如风能和太阳能）的份额将不断增加。本文对同时进行 TCES 和 CO 2 捕获的工业规模钙循环 (CaL) 工艺进行了技术经济评估。该工艺假定通过出售可调度电力和向某个附近的排放者提供 CO 2 捕获服务来获利（即不考虑 CO 2 的运输和储存）。因此，该工艺与附近的另外两个设施相连：一个可再生的不可调度能源，用于为储存器充电；一个工厂，用于捕获烟气流中的 CO 2，同时释放储存的 CO 2 并产生可调度的电力。该工艺可以在室温下长期储存而不会产生任何显著的能量损失，本文根据特定边界条件下的给定每日能量输入来确定其尺寸，这些边界条件要求充电部分每天稳定运行 12 小时，而放电部分每天 24 小时提供稳定输出。先计算不同工艺要素的相互耦合质量和能量平衡，然后确定主要工艺设备的尺寸，最后通过文献中广泛使用和验证的成本函数计算该工艺的经济性。通过盈亏平衡电价 (BESP)、回收期 (PBP) 和每吨二氧化碳捕获成本来评估该工艺的经济可行性。本研究不包括可再生能源的成本，但评估了其如果纳入系统对工艺成本的潜在影响。还评估了计算成本对主要工艺和经济参数的敏感性。结果表明，根据最现实的经济预测，不同规模的工厂的 BESP 成本在 141 至 -20 美元/MWh 之间，使用寿命为 20 年。当将同一过程评估为碳捕获设施时，其成本在 45 至 -27 美元/吨 CO 2 捕获之间。流化床反应器的投资成本占计算资本支出的大部分，而提高碳酸化器转化率被认为是降低全球成本的一项重要技术目标。
钛引起的化学不均匀性对晶体的影响...
摘要：调整宽带隙 β - Ga 2 O 3 的光学和电子特性对于充分利用该材料在电子、光学和光电子领域现有和新兴技术应用中的潜力至关重要。在本研究中，我们报告了 Ti 掺杂剂不溶性驱动的化学不均匀性对 Ga 2 O 3 多晶化合物的结构、形态、化学键合、电子结构和带隙红移特性的影响。采用传统的高温固相反应路线在可变的煅烧温度（1050 − 1250 ° C）下合成了 Ga 2 − 2 x Ti x O 3（GTO；0 ≤ x ≤ 0.20）化合物，烧结温度为 1350 ° C。GTO 样品的 X 射线衍射分析表明，仅在非常低的 Ti 掺杂浓度（<5 at. %）下才会形成单相化合物，而较高的 Ti 掺杂会导致形成复合材料，其中含有大量未溶解的 TiO 2 金红石相。然而，在烧结样品中，未溶解的金红石相的一部分转化为单斜 TiO 2。 Rietveld 对本征 Ga 2 O 3 和单相 Ti 掺杂化合物（x = 0.05）进行细化，证实样品在具有 C 2/m 空间群的单斜对称性中稳定存在。样品的表面形貌表明，本征 Ga 2 O 3 呈现棒状形貌，而 Ti 掺杂化合物呈现球形形貌。此外，在具有异常晶粒生长的掺杂化合物中，与本征 Ga 2 O 3 相比，可以注意到晶格孪生引起的条纹。Ga 2p 的高分辨率 X 射线光电子能谱分析显示，由于相邻离子的电子云之间的相互作用，与金属 Ga 相比发生了正向偏移。由于 Coster − Kronig 效应，Ti 2p 1/2 光谱显示出异常增宽。采用混合密度泛函理论的第一性原理计算表明，Ti 优先取代八面体 Ga 位点，并在 Ga 2 O 3 中表现为深层施主。从光吸收光谱可以看出，光学带隙发生了红移。Ga 2 O 3 带隙内的吸收归因于未溶解的 TiO 2 的夹杂，因为 TiO 2 在 Ga 2 O 3 带隙内具有 I 型排列。此外，还研究了 GTO 化合物的电催化行为。从电催化研究中可以明显看出，与本征 Ga 2 O 3 相比，掺杂化合物表现出明显的电催化活性。
《纳米材料和生物结构文摘》第 17 卷，第 4 期，2022 年 10 月 - 12 月，第 1431-1440 页增强了介电性能和能量存储
《纳米材料和生物结构文摘》第 17 卷，第 4 期，2022 年 10 月 -12 月，第 134 页。 1431-1440 增强 BaZr 1-x Ti x O 3 无铅陶瓷的介电和储能性能 A. Ahmad a 、S. Uddin b,c 、MF Nasir a 、G. Dad c 、A. Zaman a,* 、V. Tirth d,ea 物理系，里法国际大学，伊斯兰堡 44000，巴基斯坦 b 物理系，政府学院海亚塔巴德，白沙瓦 25000，巴基斯坦 c 物理系，库尔塔巴科学与信息技术大学，白沙瓦 25000，巴基斯坦 d 机械工程系，工程学院，哈立德国王大学，阿卜哈 61421，阿西尔，沙特阿拉伯王国 e 先进材料科学研究中心（RCAMS），哈立德国王大学古拉格，阿卜哈 61413，阿西尔，邮政信箱号 9004，沙特阿拉伯王国 铁电 BaZr 1-x Ti x O 3 (0 ≤ x ≤ 8) 陶瓷组合物采用固相反应法合成。该材料在空气中以 1250 °C 煅烧。在这项工作中，我们研究了室温下 BaZr 1-x Ti x O 3 的铁电、储能和微波介电性能。XRD 谱表明 BaZr 1-x Ti x O 3 组合物具有钙钛矿结构，空间群为 Pm-3m。SEM 形貌表明晶界数量的增加导致极化增加。通过改变电场（范围）和陶瓷材料的成分，从 (PE) 环路计算出储能性能。已经观察到相对介电常数随温度的增加而增加。据报道，存储能量密度 (W rec ) 为 0.043 J/cm 3 ，而效率 (ɳ) 在室温下为 57%，在含量 (x=0.06) 下为 40 kv/cm。钛酸钡锆 (BZT) 将成为储能装置的绝佳候选材料。 (2022 年 9 月 15 日收到；2022 年 12 月 9 日接受) 关键词：BaZr 1-x Ti x O 3 钙钛矿、固态路线、铁电、储能、无铅 1. 简介如今，任何人都面临着任何类型能源的危机，他们对能源资源的需求日益增加。在未来三十年，这些需求在世界范围内应该翻一番 [1]。由于大量使用，自然资源煤炭、石油和天然气将几乎耗尽。这还会造成污染、温室效应、气溶胶、酸雨和全球变暖 [2, 3]？需要寻找可再生能源，并储存这些可再生能源，这是一个问题[4]这些可再生能源本质上都是电能，因此需要储存它[5]在过去的几十年里，双极电容器以及高能量存储密度是目前可用的储能设备中最好的选择，即电池、双极电容器、燃料电池和超级电容器[6-8]。电介质具有高能量存储（ES）材料，因为它们具有相对较大的可释放能量密度（W rec）、高效率（η），以及适当的电场击穿强度（BDS）[9]。介电电容器的能量密度可以通过方程曲线下的面积计算，Wrec = ∫ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑝𝑝 𝑟𝑟 𝑝𝑝 𝑖𝑖 (1)