超声强化合成MgFe2O4纳米颗粒及其机理研究

用超声水解方法制备MgO纳米颗粒,用化学沉淀法制备α-Fe₂O₃纳米颗粒,将MgO/α-Fe₂O₃混合体常温下超声活化2h,400℃固相合成制备出MgFe₂O₄纳米颗粒.通过X射线衍射和透射电子显微镜测试产品的化学成分、晶体结构和形貌尺寸,分析声化学反应机理及其影响因素.研究结果表明:所制备的MgFe₂O₄为尖晶石铁氧体,颗粒尺寸分布在20-30nm之间,粒度分布均匀;超声空化效应提高了化学反应活性、增加反应物的比表面积和反应物之间的接触面积,促进固相合成反应速度,降低反应温度,实现了一般条件下难以完成的化学反应.     

大规模合成具有氧空位的多孔Bi2O3用于有效降解亚甲基蓝

光催化降解有机污染物由于其具有低能耗和绿色环保的特点,已经成为研究的热点. 氧化铋纳米晶体的带隙在2.0∽2.8 eV之间,利用它催化可见光降解有机污染物具有较高的活性,从而引起了越来越多的关注. 尽管近年来已经开发了几种制备Bi₂O₃基半导体材料的方法,但是仍然难以用简单的方法大规模地制备高活性的Bi₂O₃催化剂. 因此,开发简单可行的大规模制备Bi₂O₃纳米晶体的方法对于工业废水处理的潜在应用具有重要意义. 本文通过蚀刻商用BiSn粉末,然后进行热处理,成功地大规模制备了多孔Bi₂O₃. 获得的多孔Bi₂O₃在亚甲基蓝(MB)的光催化降解中表现出优异的活性和稳定性. 对该机理的进一步研究表明,多孔Bi₂O₃合适的能带结构允许生成活性氧物种,例如O₂^-·和·OH,可有效降解MB.     

Ag-Cu纳米颗粒修饰的N掺杂TiO2纳米棒阵列及其高效光催化CO2还原应用

本文采用微纳加工方法制备了负载高密度Ag-Cu纳米颗粒的N掺杂TiO₂纳米棒阵列样品. 通过TiO₂的N掺杂,可将其吸光范围调控至与Ag纳米颗粒的等离激元吸收频率相匹配的波段,从而实现复合材料中肖特基结与共振能量转移过程的协同作用. 与此同时,Cu纳米颗粒可以为CO₂还原提供活性位点. 在全谱光照射下,复合样品光催化CO₂还原的活性显著提高,CH₄生成速率可达720 μmol·g^-1·h^-1.     

B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.     

多孔TiO2/Al/SiO2纳米复合结构的紫外光吸收特性研究

在SiO₂玻璃衬底上用脉冲激光沉积(PLD)技术，分别沉积Ti和Ti/Al膜，经电化学阳极氧化成功制备了多孔TiO₂/SiO₂和TiO₂/Al/SiO₂纳米复合结构. 其中TiO₂薄膜上的微孔阵列高度有序，分布均匀. 实验研究了Al过渡层对多孔TiO₂薄膜光吸收特性的影响. 结果表明：无Al过渡层的多孔TiO₂薄膜其紫外吸收峰在27     

不同粒径纳米Y2Ba4CuBiOy 相掺杂对TSIG法单畴YBCO超导块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔渗方法(TSIG), 研究了不同粒径纳米Y₂Ba₄CuBiO_y粒子对单畴YBCO超导块材的生长形貌、微观结构及其磁悬浮力的影响.实验所用纳米Y₂Ba₄CuBiO_y粉体的平均粒度分别为283.0 nm, 170.4 nm以及82.5 nm, 每种粉体在YBCO超导块材中的含量均为2 wt%. 研究结果表明: 在掺杂量为2 wt%的情况下, Y₂Ba₄CuBiO_y粉体的粒度并不影响样品的宏观形貌, 均可制备出单畴YBCO块材; 并且成功地将纳米Y₂Ba₄CuBiO_y粒子引入单畴YBCO块材中, 且使其均匀分布, 但样品中的Y₂Ba₄CuBiO_y粒子均小于其初始粉体的粒度, 分别减小到270 nm, 150 nm和50 nm; 随着Y₂Ba₄CuBiO_y粉体初始粒度的减小, 样品的磁悬浮力逐渐增大, 分别为10 N, 17 N, 22 N. 该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入方法及提高YBCO超导块材的性能有重大意义.     

从可溶性单源分子前驱体采用溶胶凝胶法制备ZnO/TiO2 纳米复合物

合成了单源分子前驱体Cl₂TiZn(dmae)₄ (dmae为2-二甲基乙醇胺),并以乙醇为溶剂,加入等摩尔量的水对其进行可控水解得ZnO/TiO₂纳米复合凝胶,经pH=9沉淀,在200、400和600 oC 烧结得到不同的产物T₂₀₀、T₄₀₀、T₆₀₀. XRD分析表明未烧结产物为无定形粉末并随着烧结温度升高晶型改善. ZnO呈纤锌矿结构(六方晶系),TiO₂呈板钛矿型结构(正交). BET分析和扫描电镜表明颗粒的大小随着烧结温度的提高而增加. 红外光谱证明Zn-O和Ti-O的特有的振动频率,OH基团烧结后的产物中被去掉. 所有的样品都显示良好的光催化活性, 且T₆₀₀活性最高.     

Superacid Catalyst SO42-/ZrO2-La2O3 Prepared by Ultrasonic Co-precipitation and Low Temperature Aging

低温陈化超声波共沉淀法制得SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃前驱体, 经H₂SO₄处理, 在不同温度下焙烧得到纳米晶催化剂SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃;用Hammett指示剂法测定其酸性. 用XRD、BET、TEM、IR和XPS对样品进行表征,其催化活性用醋酸和甘油的酯化反应进行了评价. 结果表明经超声波搅拌和低温(-15 ºC)陈化,650 ºC焙烧4 h得到的固体超强酸表现出较高催化活性.     

聚对苯撑/LiNi0.5Fe2O4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100---300nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe²⁺和Fe³⁺之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

Sb2Te3 纳米结构的制备与表征

以室温热电性能优异的传统热电材料Sb₂Te₃为研究对象,利用化学气相沉积法制备Sb₂Te₃单晶纳米结构,并研究其生长机理.实验结果表明,不加催化剂时Sb₂Te₃易生长成六方纳米盘,在金催化剂条件下定向生长成纳米线.Sb₂Te₃的形貌与其晶体结构和生长机理有关.Sb₂Te₃为三角结构,Sb和     

超声波对合成介孔材料Al-MCM-41的有序度的影响

在超声频率为20 kHz,电功率为500 W的超声波作用下,分别以Al（NO₃）₃和Al₂ （SO₄）₃做铝源合成了具有不同Si/Al比的Al-MCM-41。XRD结果显示,尽管超声波作用下,掺杂杂原子Al也要降低介孔材料的有序度,但其有序度降低的程度比普通水热法要小,超声波的辅助可以在同样反应时间内得到比普通水热法具有更高有序度的Al-MCM-41,即在掺杂过程中,超声波要比普通搅拌有利于介孔材料保持其骨架稳定性。此外考察了超声波作用时间对产品有序度和粒度的影响。     

钡铁氧体前驱体高能球磨过程的红外拟合光谱分析

高能球磨法是材料制备过程中常用的方法,通过物料在高速运转的过程中进行磨合而产生晶体空位缺陷,实现元素的掺杂,进而发生化学吸附或化学反应,合成产生新的物相,对于后续合成材料的性能有很大影响.钡铁氧体具有良好的磁性能,被用于功能材料制备的诸多领域.采用高能球磨法制备钡铁氧体前驱体,利用XRD,SEM和FTIR检测方法考察不...     

OH,OCl,HOCl(~1A′)的从头算与势能曲线

采用Gassian09程序包中的多种方法对OH,OCl,HOCl分子的基态结构进行优化计算,优选出QCISD/6-311G（2df）,B3P86/6-31 1+G（2df）方法分别对OH（X²∏）,OCl（X²∏）分子进行计算,得到平衡核间距R_OH=0.09696nm,R_OCl=0.1569 nm,谐振频率w（OH）=3745.37 cm^-1,e（OCl）=892.046 cm^-1,与实验结果非常符合.用Murrell-Sorbie势能函数对OH和OCl分子的扫描势能点进行拟合,其扫描点都与四参数Murrell-Sorbie函数拟合曲线符合得很好.优选出QCISD（T）/D95（df,pd）方法对HOCl分子进行计算,得到基态为X¹A’,键长R_OH=0.0966 nm,键角∠HOCl=102.3°,谐振频率w₁（a₁）=738.69 cm^-1,w₂（b2）=1260.25 cm^-1,离解能D_e=2.24 eV.通过比较发现这些结果与实验值符合得很好,并优于文献报道的结果.随后计算出了力常数,在此基础上,推导出HOCl分子的多体展式势能函数.报道了HOCl分子对称伸缩振动势能图中在H+OCl→HOCl反应通道上有一鞍点,H原子需要越过1.74 eV的能垒才能生成HOCl的稳定结构,在Cl+OH→HOCl通道上不存在明显势垒,容易形成稳定的HOCl分子.     

Cu掺杂纳米TiO2光催化还原CO2实验研究

利用溶胶凝胶法制备不同掺杂量的CuO-TiO₂纳米粉体,采用热重差热分析仪（TG-DTA）,X射线衍射仪（XRD）,场发射扫描电镜（FSEM-EDX）等手段对其进行表征;在波长为253.7nm的紫外灯照射下,进行CO₂光催化还原实验研究,探究CO₂光催化资源化利用可行性,。结果表明,溶胶凝胶法制备所得CuO掺杂TiO₂纳米粉体,粒径大小在20～30 nm之间;CO₂光催化还原主要产物为甲醇,掺杂量为5%（质量分数）CnO-TiO₂纳米粉体催化效果最好,反应10 h后得到甲醇产量为27mg·（g-cata）^-1;随着反应时间的增加,产物中甲醇含量也逐渐增加。     

Eu,Dy共掺杂SrAl2O4长余辉材料制备新工艺

活化Al-Sr合金粉末水解制备SrAl₂O₄长余辉材料的前驱体,并采用高温固相反应法制备出Eu,Dy共掺杂的SrAl₂O₄长余辉材料,对其微观结构和发光特性进行了研究。实验结果表明:前驱体中Al、Sr元素在微观状态下分布均匀,所制成的长余辉发光材料的发射主峰位于520nm附近,为典型的Eu²⁺离子4f5d-4f的特征发射,初始亮度达到18cd/m²,余辉时间长达46h。     

One-step fastest method of nanocrystalline CuAlS<Subscript>2</Subscript> chalcopyrite synthesis,and its nanostructure characterization

Nanocrystalline CuAlS₂ chalcopyrite has been mechanosynthesized at room temperature for the first time by ball milling the stoichiometric mixture of elemental of Cu, Al, and S powders under argon atmosphere. Initially, the CuAlS₂ phase is formed by solid state reaction of elemental powders within 15 min of milling and in the course of milling crystallite size decreases slowly to ~5 nm within 10 h of milling. Microstructure characterization and phase transformation kinetics of the elemental powders toward the chalcopyrite phase formation has been made by employing the Rietveld analysis using X-ray diffraction data of unmilled and ball-milled samples.     

Nanocrystalline Pr0.5Sm0.5Co5 alloy obtained by mechanical milling

Starting from arc-melted alloys, nanostructured Pr_0.5Sm_0.5Co₅ powders were synthesized by mechanical milling and subsequent vacuum annealing during short times to develop an optimal microstructure with high hard magnetic properties. The best magnetic properties were obtained for the stoichiometric Pr_0.5Sm_0.5Co₅ powders milled for 4 h and annealed at 800 °C for 1 min with a high coercitivity of 13.5 kOe, a high M_r/M_max ratio of 0.72 and a maximum energy product of 11 MGOe. From X-ray diffraction and transmission electron microscopy, CaCu₅-type phase and an average grain size of about 12 nm were determined in the annealed powders, and we calculated that 59% of the volume of the grains/crystallites are exchange-coupled. The observed magnetic hardening is associated to the high magnetic anisotropy field of the PrCo₅ and SmCo₅ phases and also to the microstructure developed by the processing used.     

模拟核素固化体Gd2Zr2-xCexO7(0≤ x≤ 2.0)的物相及化学稳定性研究

为研究钆锆烧绿石固化Pu(Ⅳ)的相变化情况及化学稳定性, 以Gd₂O₃, ZrO₂为原料, Ce(Ⅳ)作为Pu(Ⅳ)的模拟替代物质, 采用冷压热烧结的方法制备出Gd₂Zr_2-xCe_xO₇(0≤ x≤ 2.0)系列样品. 分别在40 °C和70 °C的合成海水中, 对固化体的长期浸出性能进行研究. 借助粉末X射线衍射仪对所制备样品的物相信息进行收集, 利用等离子体质谱仪对固化体的浸出浓度数据进行分析. 研究结果表明: 当x ≤0.08时, 固化体保持为烧绿石相; 当x>0.08时, 固化体转变为具有缺陷的萤石型结构相. 固化体中Gd³⁺, Zr⁴⁺和Ce⁴⁺在合成海水中, 随着浸泡时间的延长浸出浓度逐渐上升, 70 °C下的浸出浓度高于40 °C下的浸出浓度. 在42 d时, 固化体中Gd³⁺的最大浸出浓度在0.032 μg·ml^-1以下, Zr⁴⁺的最大浸出浓度在0.003 μg·ml^-1以下; Ce⁴⁺的最大浸出浓度在0.032 μg·ml^-1以下.     

(InAs)1/(GaSb)1超晶格原子链的第一原理研究

利用第一原理平面波赝势法, 对(InAs)₁/(GaSb)₁超晶格原子链的原子结构、力学特性、电子能带结构、 声子结构和光学特性进行研究, 并结合密度泛函理论数值原子轨道赝势法和非平衡格林函数法计算量子输运特性. 与二维层结构的(InAs)₁/(GaSb)₁超晶格相比, (InAs)₁/(GaSb)₁超晶格原子链的能带结构有明显不同, 在某些情况下表现为金属能带特性. 对理想条件下(InAs)₁/(GaSb)₁ 超晶格原子链的力学强度计算表明, 该结构可承受的应变高达 ε=0.19. 通过对声子结构的完整布里渊区分析, 研究了(InAs)₁/(GaSb)₁超晶格原子链的结构稳定性. 对两端接触电极为Al纳米线的InAs/GaSb超晶格原子链的电子输运特性计算表明, 电导随链长和应变的改变而发生非单调变化.光吸收谱的计算结果表现出在红外波段具有陡峭吸收边, 截止波长随超晶格原子链的结构而变化.预计InAs/GaSb超晶格原子链可应用于红外光电子纳米器件, 通过改变超晶格原子链的结构来调节光电响应波段.