聚苯胺包覆二氧化钛纳米线的制备及光降解罗丹明B

采用熔盐法制备TiO_2纳米线,在十二烷基硫酸钠的作用下通过原位聚合法将苯胺聚合在TiO_2纳米线表面,制备得到聚苯胺包覆二氧化钛(PAN@TiO_2)纳米线.利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和透射电镜(TEM)等对TiO_2纳米线和PAN@TiO_2复合纳米线的组成、结构、吸光范围和形貌进行表征.结果表明:此复合纳米线是由金红石型TiO_2纳米线为核、PAN为壳的核壳结构.以PAN@TiO_2纳米线为光催化剂对罗丹明B进行光降解研究,光照8 h后罗丹明B的残留量小于1%(初始浓度为10 mg/L).PAN@TiO_2复合纳米线的光降解能力明显高于纯金红石型TiO_2,说明聚苯胺与TiO_2的协同作用有利于光催化效率的提高.     

静电纺丝法制备LaMO3(M=Co,Fe,Mn)纳米纤维及其表征

采用静电纺丝法结合溶胶-凝胶技术制备了钙钛矿型过渡金属氧化物LaMO3(M=Co,Fe,Mn)纳米纤维.并应用热重(TGA)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对所制备的纳米纤维进行了表征.结果表明,焙烧温度对纳米纤维的相结构和形貌有着显著的影响.在600 ℃焙烧2 h后,钙钛矿结...     

TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜光电化学性能

采用电子束热蒸发镀膜技术,制备TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、吸收光谱仪(UV-Vis)和电化学工作站对薄膜相结构、表面形貌以及光电化学性能进行了研究.研究结果表明:相比较于纯TiO_2薄膜以及TiO_2/WO_3复合薄膜,TiO_2/Au/WO_3复合薄膜的光电流密度有所增加.当Au的厚度是2nm时,复合薄膜在全光谱下和紫外光的照射下光电流最大,金属的作用是电子陷阱,并抑制了载流子的复合.当Au薄膜的厚度增加到4nm时,在可见光的作用下TiO_2/4nm-Au/WO_3光电流达到了3.5μA/cm2,这主要是由于Au颗粒的表面等离激元共振效应(LSPR).     

溶剂热法制备ZnO纳米棒及乙醇气敏性研究

采用PEG辅助溶剂热法,通过添加表面活性剂(HMTA、CTAB、PVP)制备不同形貌的ZnO纳米棒.系统研究了ZnO纳米棒对乙醇气体的敏感特性.结果表明,添加表面活性剂调节ZnO纳米棒形貌可有效改善其对乙醇的气敏响应特性,其中添加六亚甲基四胺制得的ZnO纳米棒在340℃对体积分数100×10~(-6)的乙醇气体非常敏感,其灵敏度高达67,较未添加表面活性剂的ZnO(S=35)提高了约91%.     

TiO_2@C纳米纤维作为钠离子电池负极材料的研究

二氧化钛作为钠离子电池负极材料是近几年来的一个研究热点,其中锐钛矿型的TiO_2作为负极材料体现出优异的储钠特性。TiO_2是一种常用的半导体材料,自身电导率较低,晶格排列比较紧密,不利于钠离子在电极材料中传输。本文针对TiO_2负极材料低电导率,单一晶型TiO_2钠离子传输慢的问题,采用静电纺丝的方法制备了TiO_2@C纳米纤维,通过控制前驱体烧结温度制备出了混合晶型的TiO_2@C复合材料,得到了性能较为优异的钠离子电池负极材料。     

纳米TiO_2光催化材料及其在潜艇内空气净化中的应用

潜艇舱室内空气质量的优劣是衡量潜艇正常运行的重要指标之一。纳米TiO_2作为一种新型高效无污染光催化材料,在环境污染处理中具有广泛的应用前景,一直受到国内外研究者的关注。近年来,随着纳米TiO_2的不断改性,光催化性能不断提高,在实际应用中得到了推广和开发,如何有效利用纳米TiO_2光催化材料控制潜艇舱室内的空气质量水平成为一个极其重要的研究和应用领域。通过对潜艇内的有害气体组成与危害进行分析,综述了近几年在纳米TiO_2光催化材料制备、表征、性能和应用等方面的最新研究进展,探讨了纳米TiO_2光催化材料在降解有机污染物、抗菌、除臭等方面应用的可行性。并对纳米TiO_2处理室内挥发性有机化合物(VOC),以及复合空气净化方面的应用进行了探讨。提出了解决空气净化应用中纳米TiO_2固定化、光催化效率低等问题的一系列方法,以期为纳米TiO_2在控制潜艇舱室内空气质量方面的进一步应用提供建议和指导。     

核壳结构Au@Pt十面体纳米晶的调控及甲醇氧化催化性能研究

孪晶结构的Pt纳米晶,在电催化过程有希望获得更优异的催化活性.这是由于孪晶界处的应力对Pt纳米晶的电子结构调控.但受制于Pt的高表面能,孪晶结构Pt纳米晶的制备仍然面临着巨大挑战.文中采用油胺为溶剂,一步法制备获得以{111}晶面为暴露面的Au@Pt十面体纳米晶.胺基团的强吸附降低了Pt的表面能,从而促进了Pt在Au核上的外延生长.甲醇氧化催化测试表明,Au_(62)@Pt_(38)十面体纳米晶的正向电流密度值为0.44 mA/cm~2,显示了较好的催化活性,是商业Pt/C催化剂(0.22mA/cm~2)的2倍.电催化测试中正向电流密度与反向电流密度的比值通常用来衡量催化剂的抗CO中毒能力(If/Ib),Au_(62)@Pt_(38)(1.32) Pt/C(0.91),Au@Pt核壳结构十面体纳米晶具有较高的抗CO中毒能力.     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

硫元素掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备及其性能研究

以三聚氰胺和过硫酸铵为原料,利用简单的一步热聚合法,成功制备出硫元素掺杂的石墨相氮化碳光催化剂(CNS),并以四环素(TC)作为目标降解物,在可见光的照射下,考察所合成的光催化剂的性能.采用XRD、XPS、UV-vis、FT-IR、SEM及PL等一系列表征手段对催化剂的晶相、结构、形貌以及元素组成等进行详细分析.结果表明:S元素掺杂后,体相块状的CN逐渐呈现出分散性良好的二维纳米片状,可提高CN对有机污染物的吸附行为,进而有效地提高其光催化活性.降解实验数据表明,CNS在可见光照射下展现出高效地降解TC的光催化活性,即在120 min后,最优化CNS的光催化降解率可达到80%,其速率常数为0.012 5 min~(-1),约为纯相CN的3倍.CNS光催化活性提升的原因主要归功于S元素的引入不仅促使CN在可见光范围内的吸收强度增强,同时也加快CN光生电子的分离效率.     

Cu-P基非晶钎料及钎焊Cu/CuCrZr的接头组织研究

无氧Cu和CuCrZr合金的连接是聚变装置中偏滤器部件加工的关键技术问题.本研究采用急冷甩带制备了Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)和Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)两种非晶钎料,用于Cu和CuCrZr的钎焊连接.通过X-射线衍射、差示扫描量热和热差分析技术、光学金相和电子探针方法对比研究了两种非晶钎料的晶化与熔化行为、焊缝的元素成分分布、组织形貌和物相组成.结果表明:Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)和Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)非晶的晶化模式不同,但两者的晶化和凝固产物均为(Cu,Ni)_3P与Cu固溶体相的混合组织,它们的液相线温度分别为661°C和645℃;两种非晶在735℃钎焊温度下均可获得由Cu固溶体、(Cu,Ni)_3P和(Ni,Cr,Cu)_2P金属间化合物相组成的无裂纹接头组织.其中,Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)焊缝中的(Ni,Cr,Cu)_2P围绕(Cu,Ni)_3P晶粒呈网状连续析出,而Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)焊缝中的金属间化合物相不呈网状分布.     

激光熔覆FeCoCrCuNiMoVSiB高熵合金涂层的制备和性能研究

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备Fe Co Cr Cu Ni Mo VSi B高熵合金涂层.借助SEM和XRD等分析测试方法研究激光熔覆高熵合金涂层的微观组织形貌、相结构、显微硬度和耐磨性.研究表明:制备的Fe Co Cr Cu Ni Mo VSi B高熵合金涂层显微硬度最高可达740HV;其微观组织主要由树枝晶组成,相结构为FCC+BCC+简单立方结构;涂层具有良好的耐磨性能,主要的磨损机理为剥层磨损.     

纳米Pt/C电催化剂研究

介绍了采用还原法制备纳米电催化剂,探讨了影响反应及粒度的因素,得到了最佳反应条件,并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)进行了表征.得到了粒径为2～5nm左右的Pt晶粒,研究了反应条件对催化剂催化活性的影响.研究表明,随着催化剂中Pt晶粒直径减小,电催化剂活性得到提高;电催化剂的反应条件与其晶相结构具有一定的对应关系.     

海洋平台结构件表面脉冲纳米复合镀层的制备

本实验采用双脉冲电源,在Q235海洋平台结构件表面沉积了纳米复合镀层。通过改变镀液中纳米颗粒浓度、脉冲电源占空比和电镀电源方式,研究了不同条件下制备的复合镀层的微观形貌和组织结构。     

络合沉淀法制备纳米Co3O4的工艺研究

以Co(NO3)2·6H2O等钴盐,NH3·H2O,H2O2和NaOH为原料,采用络合沉淀法在水溶液中直接制备出了纳米Co3O4,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等观测,讨论了不同反应物、反应物之间的摩尔比和反应温度等制备条件对反应产物组成和结构的影响.研究结果表明本制备工艺能够制得纯度高,分散性能好,颗粒分布均匀,结晶度较高的球形纳米Co3O4.纳米Co3O4的最佳制备工艺条件[Co(NH3)6](NO3)3与Co(NO3)2 的摩尔比为2.5～31,NaOH 与Co(NO3) 2的摩尔比为0.9～1.21,反应温度为80℃.     

Fe-TiO_2-沸石复合材料对甲醛气体的吸附及光催化降解性能研究

甲醛是室内空气污染的主要成分,对其进行环境友好型处理具有重要意义.采用溶胶-凝胶法制备了Fe-TiO_2-沸石复合光催化材料,通过XRD(X-射线衍射)和SEM(扫描电镜)等测试手段对其形态和结构组成进行表征;研究自然光条件下复合材料对甲醛气体的吸附及光催化综合降解性能;同时考察焙烧温度、投加量等因素的影响.结果表明:使用溶胶-凝胶法成功制备了Fe-TiO_2-沸石光催化材料,其TiO_2主要以锐钛矿相形态存在;自然光条件下该材料对0. 5 mg/L甲醛气体的去除率高达80%,比单一纯沸石的吸附去除效果提高了20%.该复合材料具有光催化和物理吸附的协同效果,对高浓度甲醛气体具有良好的降解性.     

金纳米复合丝素膜的制备及其表面增强拉曼散射效应的研究

金纳米颗粒所具有的表面拉曼增强(SERS)效应使其在生物医学检测方面有很多潜在的应用.文中分别采用原位合成、物理混合两种方法制备了金纳米复合丝素膜,并通过在丝素蛋白溶液中添加甘油的方法对丝素膜进行韧性、强度及不溶性的改进.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光度计(UV)对其形貌和结构进行表征.丝素膜表面生成的金纳米颗粒平均粒径约为30 nm,紫外-可见特征吸收峰出现在535 nm处.以4-巯基苯甲酸(4-MBA)进行了拉曼测试.结果表明,采用原位合成方法中两步合成法合成的金纳米复合丝素膜具有良好的SERS效应,可应用于痕量分析检测.     

钙钛矿型La（0.3）Ca（0.7）FeO3的制备及其电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备了钙钛矿型复合氧化物La0.3Ca0.7FeO3,并用X-射线衍射分析,扫描电镜,X-射线能谱仪对纳米晶体的晶型、晶粒大小、形貌及组成进行表征.用乙炔黑为载体制备功能氧电极,采用三电极体系,测试循环伏安曲线.结果表明：800℃焙烧2 h得到完整的晶体,晶体粒子大小均匀,粒径为17.9 nm,为菱形晶系;同时该氧电极具有明显的电催化特性.     

Zn(acac)2·H2O化学气相沉积产物的表征

以Zn(acac)2.H2O为前驱体,以硅片为基底,采用化学气相沉积法,在不同的催化剂条件下,分别制备了ZnO纳米棒、ZnO纳米钵以及C纳米管,并分别用SEM、TEM、EDS和XRD对各产物进行了表征。当催化剂为水溶性金纳米粒子时,制得ZnO纳米棒;当催化剂为Fe-Pt合金时,制得C纳米管;当不用催化剂时,制得ZnO纳米钵。     

溶剂热法合成碳掺杂石墨相氮化碳微球及其光催化性能研究

以二聚氰胺和三聚氰氯为原料,CTAB为碳源,采用低温溶剂热法合成出石墨相氮化碳纳米微球.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)对材料的晶相、形貌、元素结构以及光吸收性质进行详细分析.以氙灯为光源,考察了催化剂对有机污染物的光催化分解性能.结果表明:可采用CTAB对溶剂热合成氮化碳的过程进行调控,合成出碳掺杂的氮化碳微球,聚合度随碳掺杂量的升高而下降.含碳量的增加未改变氮化碳的半导体结构,同时促进了对可见光的吸收.适量碳掺杂量的氮化碳能够加速对有机染料(玫瑰红B和甲基橙)的光催化分解速率.机理研究表明,此类催化剂对有机染料的分解过程中起主要作用的活性物种是超氧自由基.     

静电纺丝法制备聚乙烯醇纳米纤维

纳米纤维的制备和应用是纳米材料研究中极为活跃的领域和发展前沿。静电纺丝法作为一种能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法,受到广泛关注。本文利用电纺技术制备了聚乙烯醇(polyvinyl alconhol,PVA)纳米纤维,考察了PVA溶液静电纺丝中PVA浓度,纺丝电压和接收距离等电纺参数对PVA纤维形成及其微观形貌的影响。实验结果表明,PVA浓度对PVA纤维形成和形貌起决定作用,随PVA浓度的提高,块体转变为均匀纤维,纤维直径逐渐增加;当接收距离和溶液流速恒定时,随纺丝电压的提高,纤维平均直径有缓慢提高的趋势;接收距离几乎不影响PVA纳米纤维的微观形貌。通过实验确定了制备PVA纳米纤维最佳条件为:电纺溶液组成为10%PVA水溶液,纺丝电压:15kV,流速:0.5mL/h,接收距离:15cm。