针状纳米Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的沉淀/凝胶-溶胶法制备及性能

以FeCl2、Zn(NO3)2、Ni(NO3)2和NaOH为原料,借助针状α-FeOOH做为中间体,用共沉淀法和柠檬酸法相结合的方法制得掺有镍和锌的针状纳米α-FeOOH,在其表面包裹镍和锌的柠檬酸配合物后,经热处理制得了针状的纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4,并通过控制共沉淀法过程中镍和锌的掺入量,有效地控制了针状纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4的粒径和长径比。利用XRD、TEM对样品的物相﹑形状和粒径进行表征。结果表明:共沉淀过程中Ni和Zn的掺入量对制备的Ni0.5Zn0.5Fe2O4的形状有重要的影响,随着镍和锌的掺入量的增加,制得的针状纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4的直径逐渐减小,长径比先增加后减小,当nNi∶nZn∶nFe=0.3∶0.3∶2时,样品的长径比达到最大为20左右。利用振荡样品磁强计(VSM)对样品进行磁性能研究,结果表明针状Ni0.5Zn0.5Fe2O4矫顽力主要取决于样品的各向异性,随着样品的长径比增加,各向异性增加,矫顽力增加。随温度的提高,晶体结构趋于完善,样品的矫顽力下降。     

聚苯胺/Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米复合材料的制备及电磁性能

采用高分子凝胶法制备尖晶石型Co0.5Zn0.5Fe2O4,原位聚合法制备纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4纳米复合材料.使用傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征.FTIR和XRD的结果表明样品为纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4.UV-Vis光谱表明聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4苯环上的π-π*和n-π*分别红移了23nm和5nm.TEM照片可知,聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4粒子的平均粒径分别约为50nm和70nm.在8.2～12.4GHz测试频率范围内,聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4的ε″数值在9.2～12.3之间,u″数值在0.15～0.16之间;聚苯胺/Co0.5-Zn0.5Fe2O4介电损耗低于纯聚苯胺,而磁损耗高于纯聚苯胺.     

Fe2Co0.5Ni0.5O4复合氧化物的制备及其电磁学性质

Fe2Co0.5Ni0.5O4复合氧化物的制备及其电磁学性质;纳米铁钴镍复合氧化物;固相反应;网状结构     

层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料的优化合成及电化学性能

采用沉淀法首先得到了Ni0.5Mn0.5(OH)2沉淀物,以其为原料与LiOH反应制备了LiNi0.5Mn0.5O2正极材料。采用XRD、SEM、充放电测试等研究了其结构与电化学性能,同时研究了Li过量时对材料电化学性能和结构的影响。SEM分析表明,Ni0.5Mn0.5(OH)2与LiNi0.5Mn0.5O2产物均为微小晶粒团聚成的颗粒。LiNi0.5Mn0.5O2材料在2.5~4.4V电位区间内,首次放电容量为130mAh/g,0.2C倍率下,50次循环后的容量保持率为87.8%。锂过量有助于形成良好的层状结构材料,并能显著提高材料的比容量和循环性能,Li1.1Ni0.5Mn0.5O2的首次放电容量为149mAh/g,0.2C倍率下,50次循环后的容量保持率为92.6%。     

二维介孔超薄Cd0.5Zn0.5S纳米片:形成机制及光催化分解水制氢性能

太阳光驱动的光催化分解水产氢是一种绿色制氢技术,并以氢为载体可实现太阳能向化学能的转化.目前开发高效、稳定的可见光催化剂仍是本领域的研究热点.在各类光催化材料中,Cd0.5Zn0.5S固溶体比TiO2及g-C3N4具有更优异的光催化产氢活性,但它一般为团聚了的纳米颗粒或纳米微球,表面积小,比表面反应迟缓,从而限制了其实际应用.通常,超薄多孔二维结构光催化剂具有高比表面积,能够为反应物分子与催化剂之间提供大量接触界面并促进传质,此外,特定晶面暴露赋予了其大量不饱和配位表面原子,使反应物分子更容易在催化剂表面吸附活化,提升表面催化反应动力学.本文首先采用乙二胺与水的混合溶液制备了无机有机杂化的硫化锌-乙二胺(记为:ZnS(en)0.5).随后,分别以ZnS(en)0.5为硬模板、以乙二醇为反应介质、氯化镉为镉源,通过溶剂热阳离子交换得到了无机有机杂化的Cd0.5Zn0.5S(en)x中间产物.最后,将Cd0.5Zn0.5S(en)x在纯水中进行水热反应脱除晶格内乙二胺分子得到了2D介孔超薄Cd0.5Zn0.5S纳米片.TEM测试发现,纳米片表面存在大量孔洞,其主要源于Cd0.5Zn0.5S(en)x的相变过程及其晶格内乙二胺分子的逃逸导致的晶格畸变.AFM观察结果表明,最终产物Cd0.5Zn0.5S纳米片厚度约为1.5 nm;其比表面积可达63.5 m2/g,几乎是相应纳米颗粒的两倍.以三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂时,Cd0.5Zn0.5S纳米片的产氢速率达到19.1 mmol·h^?1·g^?1,是相应纳米颗粒的两倍多.即使在纯水中,Cd0.5Zn0.5S纳米片产氢速率仍可达到1395μmol·h?^1·g^?1,超过了目前所报道的未加修饰的光催化剂的活性.其优异的活性源于其独特的结构优势,包括载流子迁移距离的缩短、表面不饱合原子及比表面积的增大.但在纯水中其严重的光腐蚀仍然亟待克服.此外,为进一步增强其活性,通过机械复合的方法得到了NiCo2S4/Cd0.5Zn0.5S二元复合光催化剂,其在TEOA为牺牲剂时制氢速率可达62.2 mmol·h^?1·g^?1,在纯水制氢速率达到2436μmol·h^?1·g^?1.电化学、UPS及EPR分析表明,NiCo2S4与Cd0.5Zn0.5S纳米片间形成了肖特基接触,进一步促进了载流子分离能力,提高了复合物的产氢活性.以本工作为基础,还可制备其他高活性的CdZnS-基功能光催化材料用于太阳能转化或其他领域.     

镍钴锌纳米铁氧体的制备及磁热性能

以乙酰丙酮盐为前驱体,三乙二醇为溶剂,采用多元醇法制备了纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4(x=0,0.1,0.2,0.3和0.4)铁氧体.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等对样品的结构、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,所得纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4铁氧体的分散性较好,尺寸均一.在室温下产物的剩磁和矫顽力均较小,表现出亚铁磁性.纳米Ni0.3Co0.2Zn0.5Fe2O4铁氧体的饱和磁化强度达到41.34 A·m2·kg-1,其在交变磁场中升温可达到55℃,表现出较好的磁热性能.     

PAni-Co0.5Zn0.5Nd0.05Fe1.95O4纳米复合材料的制备及电磁损耗

采用原位聚合法制备了平均粒径约为80 nm的聚苯胺(Polyaniline, PAni)-Co0.5Zn0.5Nd0.05Fe1.95O4纳米复合材料. 采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等检测技术对其结构、形貌、电磁及微波吸收性能进行了研究. 结果表明, 在12.4~18.0 GHz测试频率范围内, 复合材料的介电损耗角正切(tanε)在0.22~0.34之间, 磁损耗角正切(tanμ)在0.27~0.35之间. 在频率为9.5 GHz处, 反射损耗达到最大值-7.31×10-29 C·m, 频带宽为4.5 GHz.     

草酸盐共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2及其电化学性能

使用草酸盐共沉淀法合成了LiNi0.5Mn0.5O2, 并研究了共沉淀时的pH条件对终产物的结构、形貌及电化学性能的影响. 采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了在pH值为4.0、5.5、7.0和8.5时得到的共沉淀和终产物LiNi0.5Mn0.5O2的结构和形貌. 使用充放电实验研究了不同pH条件下得到的LiNi0.5Mn0.5O2的电化学性能. 结果表明, pH为7.0时, 合成的材料颗粒更小、分布最均匀, 材料具有良好的层状特征, 且材料中锂镍的混排程度最小. 电化学测试结果印证了pH为7.0时合成的材料具有更好的电化学性能, 在0.1C的倍率下, 材料的首次放电比容量达到了185 mAh·g-1, 在循环20周后, 放电比容量仍然保持在160 mAh·g-1. X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明, pH为7.0时合成的LiNi0.5Mn0.5O2中Ni为+2价, Mn为+4价.     

超薄Ni(OH)2纳米片修饰Zn0.5Cd0.5S纳米颗粒作为二维/零维异质结构光催化剂可见光下光催化制氢

设计与制备高效的光解水催化剂是解决能源问题和环境问题的策略之一.硫化镉因其可在可见光引发下分解水制氢而受到广泛关注,然而光腐蚀严重,过电势高,载流子复合快速以及表面反应动力学缓慢等缺点极大地限制了其在光解水反应中的实际应用.本文采用简单液相法将均匀的Zn_0.5Cd_0.5S纳米颗粒锚定在超薄Ni(OH)₂纳米薄片上,构建紧密的二维/零维异质结构.通过调控Ni(OH)₂纳米片的含量,制备出不同Ni(OH)₂质量比(3%,5%,7%,9%,11%)的二维/零维Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S复合材料,并考察其可见光激发的光催化分解水制氢性能.在可见光照射下,Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S复合材料的光催化性能要大幅度地优于未修饰的Zn_0.5Cd_0.5S纳米颗粒,甚至远高于贵金属Pt修饰的Zn_0.5Cd_0.5S.在不同Ni(OH)₂含量的纳米复合材料中,7%Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S具有最高效的产氢性能,产氢速率可达6.87 mmol·h^–1·g^–1,且在波长为420 nm的表观量子产率为16.8%.在同等条件下,二维/零维7%Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S复合光催化剂的光催化分解水产氢速率分别约为纯Zn_0.5Cd_0.5S纳米颗粒和Pt/Zn_0.5Cd_0.5S光催化剂的43倍和8倍,甚至要高于零维/零维7%Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S纳米复合材料.7%Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S复合光催化剂具有优异的光催化产氢循环性能,通过循环反应后样品的X射线衍射,X射线光电子能谱和透射电子显微镜等表征,结果表明Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S在经过20 h的使用后,其晶体结构、表面化学成分和形貌结构未发生明显改变.通过研究样品的时间分辨荧光光谱,线性扫描伏安响应,光电流性能及电化学交流阻抗等,发现二维Ni(OH)₂纳米片的修饰能一定程度降低Zn_0.5Cd_0.5S的过电势,还能有效促进Zn_0.5Cd_0.5S的光生电子-空穴的分离和光生电子的转移.本文认为二维/零维Ni(OH)₂/Zn_0.5Cd_0.5S光催化活性的大幅提升主要由于Zn_0.5Cd_0.5S与Ni(OH)₂之间独特且牢固的纳米结构,在该过程中超薄Ni(OH)₂纳米片不仅能为Zn_0.5Cd_0.5S纳米颗粒的负载提供平台,而且作为一种高效的助催化剂,促进光生电子的转移以及为制氢反应提供更多的活性位点.本文可为多功能,高效及低成本的二维-零维异质结构光催化剂的制备及在太阳能转化方面的应用提供一定借鉴.     

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3的制备及光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Na OH、Ti(OC4H9)4为原料,采用水热法制备Bi0.5Na0.5Ti O3纳米光催化剂。用XRD、TEM表征了Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂的结构和形貌。以亚甲基蓝为模型污染物,考察了不同浓度的Na OH对Bi0.5Na0.5Ti O3晶体在紫外光和可见光照射下光催化活性的影响。通过荧光技术研究了Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂表面羟基自由基的生成,探究了清除剂对光催化降解污染物活性的影响。结果表明:Na OH的浓度对Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂的紫外光和可见光活性有很大的影响,当Na OH浓度为8mol·L-1时制备的Bi0.5Na0.5Ti O3晶体光催化活性最高,光照1h,亚甲基蓝的紫外及可见光催化降解率分别达到69.8%、53.4%,在光催化降解过程中·O2ˉ和·OH起主要作用,尤其是·O2-起了重要作用。     

Fe3O4/Polypyrrole/Au nanocomposites with core/shell/shell structure: synthesis, characterization, and their electrochemical properties

Uniform Fe3O4 nanospheres with a diameter of 100 nm were rapidly prepared using a microwave solvothermal method. Then Fe304/polypyrrole (PPy) composite nanospheres with well-defined core/shell structures were obtained through chemical oxidative polymerization of pyrrole in the presence of Fe3O4; the average thickness of the coating shell was about 25 nm. Furthermore, by means of electrostatic interactions, plentiful gold nanoparticles with a diameter of 15 nm were assembled on the surface of Fe3O4/PPy to get Fe3O4/PPy/Au core/shell/shell structure. The morphology, structure, and composition of the products were characterized by transmission electronic microscopy (TEM), scanning electronic microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. The resultant nanocomposites not only have the magnetism of Fe3O4 nanoparticles that make the nanocomposites easily controlled by an external magnetic field but also have the good conductivity and excellent electrochemical and catalytic properties of PPy and Au nanoparticles. Furthermore, the nanocomposites showed excellent electrocatalytic activities to biospecies such as ascorbic acid (AA).     

磁性聚苯胺纳米微球的合成与表征

报道了具有核壳结构的Fe3O4-聚苯胺磁性纳米微球的合成方法和表征结果.微球同时具有导电性和磁性能.在优化的实验条件下,可得到饱和磁化强度Ms为55.4 emu/g,矫顽力Hc为62 Oe的磁性微球.微球的导电性随着微球中Fe含量的增加而下降.微球的磁性能则随着Fe含量的增加而增大.Fe3O4磁流体的粒径和磁性聚苯胺微球的粒径均在纳米量级.纳米Fe3O4粒子能够提高复合物的热性能.实验表明,磁流体和聚苯胺之间可能存在着一定的相互作用,但这种相互作用较为复杂,难于研究     

聚苯胺/聚丙烯酰胺/镍锌铜铁氧体复合物的制备及电磁性能

采用溶液聚合法制备了聚苯胺/聚丙烯酰胺/镍锌铜铁氧体(PANI/PAM/Zn0.4Ni0.5Cu0.1Fe2O4)三元复合物. 利用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计分别表征了样品的结构、形貌和磁性能, 用阻抗/材料分析仪测定了复合物在1 MHz～1 GHz的频率范围内的磁损耗和介电损耗, 并研究了聚苯胺和引发剂的相对含量对复合物的磁损耗和介电损耗的影响. 结果表明复合物中磁性粒子和聚合物之间具有一定的相互作用, 复合物在1 MHz～1 GHz的频率范围内具有较大电磁损耗能力.     

Radar Absorption Properties of Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PANI/epoxy Nanocomposites

A nitrate? citrate gel was prepared from metallic nitrates and citric acid by sol? gel process and was further used to synthesize Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ nanocrystalline powder by auto‐combustion. Then, two novel 15 and 35% (w/w) magnetic Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ containing polyaniline nanocomposites, named as PANI‐Ni15 and PANI‐Ni35, respectively, were prepared via in‐situ polymerization of aniline in an aqueous solution containing proper amount of Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ magnetic powder. The incorporation of the nanopowders to PANI matrix was confirmed by X‐ray diffraction (XRD), IR and SEM. Synthesized PANI‐NiZn ferrite composite particles were subsequently added to an epoxy resin matrix to produce related nanocomposites. The morphological properties of these nanocomposite materials were investigated by SEM and TEM. The electromagnetic‐absorbing properties were studied by measuring the reflection loss in the frequency range of 8.0 to 12.0 GHz. Results showed the reflection loss of the PANI‐Ni35 composite is higher than pure polyaniline and PANI‐Ni15. The good reflection loss of the nanocomposites suggests their potential applicability as radar absorber.     

Cesium carbonate supported on hydroxyapatite coated Ni0.5Zn0.5Fe2O4 magnetic nanoparticles as an effi cient and green catalyst for the synthesis of pyrano[2,3-c]pyrazoles

Cesium carbonate supported on hydroxyapatite coated Ni0.5Zn0.5Fe2O4 magnetic nanoparticles (Ni0.5Zn0.5Fe2O4@Hap-Cs2CO3) was found to be magnetically separable, highly efficient, green and recyclable heterogeneous catalyst. The synthesized nanocatalyst has been characterized with several methods (FT-IR, SEM, TEM, XRD and XRF) and these analyzes confirmed which the cesium carbonate is well supported to catalyst surface. After full characterization, its catalytic activity was investigated in the synthesis of pyranopyrazole derivatives and the reactions were carried out at room temperature in 50:50 water/ethanol with excellent yields (88-95%). More importantly, the Ni0.5Zn0.5Fe2O4@Hap-Cs2CO3 was easily separated from the reaction mixture by external magnetic field and efficiently reused at least six runs without any loss of its catalytic activity. Thus, the developed nanomagnetic base catalyst is potentially useful for the green and economic production of organic compounds.     

多核超顺磁性Ni0.5Zn0.5Fe2O4/SiO2催化载体的制备与表征

采用化学共沉淀法与溶胶-凝胶法相结合, 在制备过程中改变磁性纳米粒子和TEOS的引入方式, 成功地制备了多核超顺磁性Ni0.5Zn0.5Fe2O4/SiO2催化剂载体. 采用透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附、X射线衍射(XRD)及物理性质综合测试系统(PPMS)对样品进行了表征, 利用永磁铁对载体的分离效果进行了验证. 研究结果表明, 改进制备方法后, 制备的载体比表面积明显增大, 这有利于催化剂在载体上的分散与固载; 样品的饱和磁化强度明显增加, 表明样品具有很好的磁响应能力, 有利于催化剂的分离, 同时, 载体的超顺磁特性也有利于液相催化体系中催化剂的分散.     

纳米结晶体Ni0.5Zn0.5Fe2O4对高氯酸铵热行为及分解反应动力学的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、热重和微分热重(TG-DTG)及固相原位反应池/快速扫描傅立叶变换红外联用技术(hyphenated in situ thermolysis/RSFTIR)研究了纳米结晶体Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄与高氯酸铵(AP)组成的混合物的热行为和分解反应动力学。结果表明：Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的低、高温分解放热峰温分别提前17.44 K和27.74 K,并使得对应的分解热分别增加3.7 J·g^-1和193.7 J·g^-1。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄并不影响AP的晶转温度和晶转热。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的TG曲线出现3个阶段,并使得后2个失重阶段的初始和终止温度都有所提前。凝聚相分解产物分析表明Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄加速了凝聚相AP的分解及氨气的释放。含Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄的AP的高温分解反应的动力学参数E_a=238.88 kJ·mol^-1,A=1018.59 s^-1,动力学方程可表示为dα/dt=10^18.99(1-α)[-ln(1-α)]^3/5e^-2.87×104T。始点温度(T_e)和峰顶温度(T_p)计算得出AP的热爆炸临界温度值分别为:574.83 K和595.41 K。分解反应的活化熵(ΔS^≠)、活化焓(ΔH^≠)和活化能(ΔG^≠)分别为:109.61 J·mol^-1·K^-1、236.49 kJ·mol^-1及172.58 kJ·mol^-1。