α-Fe2O3空心球的水热法制备及其对苯酚的吸附性能

以铁氰化钾、磷酸二氢铵等为反应物,采用水热法合成了α-Fe₂O₃空心球,并用XRD,TEM,FESEM(场发射扫描电镜)、UV-Vis和低温氮吸附脱附对其进行了表征。结果表明,α-Fe₂O₃空心球直径在200～560 nm之间,其BET比表面积为80 m²·g^-1,平均孔径为8.5 nm。考察了反应时间、反应物用量和反应温度等对α-Fe₂O₃空心球形貌和大小的影响,提出了其可能的形成机理。研究了室温下α-Fe₂O₃空心球吸附苯酚的性能,吸附达平衡时,其吸附苯酚的量达97 mg·g^-1。     

α-Fe_2O_3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0.15mol/LCl-和0.05mol/LSO42-的存在下,通过Fe3 溶液140℃水热反应12h分别得到α-Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α-Fe2O3纳米棒组装空心微球.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析.结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm.直径为2~4.5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成.研究了Cl-和SO42-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理.在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3Oe(1Oe=79.58A/m)和0.195emu·g-1(1emu·g-1=15.7914×10-9A·m2·kg-1),218.87Oe和0.071emu·g-1.     

微孔树脂镶嵌超细α-Fe2O3催化剂的制备、表征及其在苯酚H2O2羟化制备苯二酚反应中的应用

用离子交换方法制备了α-Fe2O3／微孔树脂催化剂。XRD，TEM和Moessbauer谱测试结果表明，制得的α-Fe2O3粒子尺寸非常细小，其粒径至少在5nm以下，该催化剂在苯酚H2O2羟化制备苯二酚反应中表现出了良好的催化活性，在n(苯酚）／n(H2O2)=3条件下，苯酚的有效转化率可达到22．4％，产物中邻苯二酚和对苯二酚的物质的量比接近1.4:1，反应放大3000倍后羟化活性及产物的选择性基本不变，与化学沉淀法制得的纳米α-Fe2O3羟化活性比较认为，造成二者催化活性不同的主要原因是α-Fe2O3的粒径发生了变化。     

V2O5空心球作为高效硫载体用于锂硫电池（英文）

以V2O5空心球作为锂硫电池的正极材料,将其用于存储硫和限制多硫化物的穿梭效应。V2O5空心球的平均直径约为500 nm,为存储硫提供了更多空间并适应硫电极的体积变化。同时,V2O5对多硫化物具有很强的化学吸附性,可以有效地限制多硫化物的穿梭效应。由于中空结构增加了硫的存储,并通过化学键牢固地吸附多硫化物,使该锂硫电池同时具有高容量和良好的稳定性。V2O5/S作为正极的锂硫电池在0.1C倍率时显示出1439 mAh·g-1的高可逆容量,并在1C的倍率下循环300次后的容量约为600 mAh·g-1。     

水热法制备超细α-Fe_2O_3粉体

以FeCl3·6H2O和氨水为原料,通过水热反应及热处理制得超细球形α-Fe2O3粉体,用IR, XRD和TEM对其结构,物相和形貌进行表征.结果表明,当前驱体FeO2H加热到200 ℃时已经完全分解成α-Fe2O3;FeO2H在300 ℃灼烧3 h可得到粒径约为100 nm和15 nm的两种共存的超细球形α-Fe2O3粉体.     

醋酸钾溶液体系中α-Fe_2O_3纳米微球的离子液体辅助合成及气敏性能研究

以Fe Cl3·6H2O和CH3COOK为反应物,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([Bmim]Cl)为结构导向剂和表面活性剂,采用水热合成法在150℃反应8 h制备出结晶度好、形貌规整,直径为10~30 nm的α-Fe2O3纳米微球.考察了[Bmim]Cl的添加量对氧化铁形貌和气敏性能的影响.气敏性能测试结果表明:当离子液体添加量为12 mmol时,α-Fe2O3纳米微球对乙醇的气敏性能最佳.在工作温度为300℃时,对50μL/L乙醇的灵敏度达到7.56,是不添加离子液体时制备的α-Fe2O3的5.6倍,在10~200μL/L的检测范围内灵敏度与浓度具有良好的线性关系(R=98.8%),并且具有良好的选择性和稳定性.本文还详细探讨了α-Fe2O3纳米微球对乙醇的敏感机理,以及工作温度对其气敏性能的影响.     

Cu掺杂α-Fe2O3纳米粉体的掺杂量分析与X射线衍射研究

采用分析纯FeCl3·6H2O和NH3·H2O为主要原料,控制不同n(Cu2+)/n(Fe3+),利用均匀共沉淀法制备了Cu掺杂的α-Fe2O3纳米粉体.通过原子吸收光谱(AAS)和X射线衍射(XRD)分析了样品中Cu2+的掺杂量,并研究了掺杂对α-Fe2O3晶胞参数、晶粒度等的影响.结果表明,Cu掺杂α-Fe2O3仍为刚玉型结构,但晶胞参数a、b、c表现出增大趋势;Cu掺杂使α-Fe2O3晶体结构产生替位杂质缺陷,增大了α-Fe2O3的晶核生长活化能,使其晶粒度减小;随着Cu掺杂量的增大,α-Fe2O3的晶核生长活化能逐渐增大,晶粒度逐渐减小.该研究为α-Fe2O3半导体材料的性能及应用研究提供了指导.     

三维有序大孔α-Fe2O3的制备及电化学性能研究

通过聚苯乙烯(PS)胶晶模板法合成了三维有序大孔(3DOM) α-Fe2O3, 运用扫描电镜、热重分析、X射线衍射、电化学充放电等多种方法对其结构和性能进行了表征和研究. SEM表明PS 胶晶模板和3DOM α-Fe2O3呈周期性排列. 合成的3DOM α-Fe2O3为三维有序多孔网状结构, 具有球型和六边形的孔隙形貌, 其孔径大小约为(115±10) nm; 孔壁由α-Fe2O3纳米晶粒组成, 壁厚为20～30 nm. XRD图谱表明经过煅烧除去模板后, 形成了纯α-Fe2O3相. 当3DOM α-Fe2O3作为锂离子电池负极材料时, 首次放电充电容量分别高达1880和1130 mAh•g－1, 20次循环后可逆容量依然高达631 mAh•g－1, 库仑效率大于90%.     

α-Fe2O3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0．15mol／L Clˉ和0．05mol／L SO4^2-的存在下,通过Fe^3＋溶液140℃水热反应12h分别得到α—Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α—Fe2O3纳米棒组装空心微球．利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析．结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm．直径为2～4．5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成．研究了Clˉ和SO4^2-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理．在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3 Oe（1 Oe=79．58 A／m）和0．195emu．g^-1（1 emu．g^-1=15．7914×10^-9 A·m^2·kg^-1）,218．87 Oe和0．071 emu．g^-1．     

α-Fe2O3/C复合材料的制备及性能研究

采用高温固相反应法制备α-Fe2O3/C复合材料,运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、电化学阻抗谱对其结构和电化学性能进行了表征.充放电测试结果显示,α-Fe2O3/C复合材料循环50周时可逆充电容量为935.3 mAh?g-1,循环性能较商品化α-Fe2O3有显著改善.电化学阻抗谱测试结果显示,α-Fe2O3/C复合材料电极在首次嵌锂过程中分别出现了锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移、材料的电子电导率、电荷传递过程相关的半圆,并详细分析了它们的变化规律.     

α-磷酸氢锆-六氢吡啶的超分子插层组装及其对废水中酚的吸收研究

采用直接插入法制备了六氢吡啶(HHP)对α-Zr(HPO4)2·H2O(α-ZrP)的超分子插层复合物α-ZrP-HHP。用元素分析、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)和TG-DSC热分析等手段表征其结构,结果表明,六氢吡啶的插入使层间距增大了0·59nm,插入的六氢吡啶客体分子在主体底物中形成双分子层。研究了α-ZrP-HHP对含酚类物质(包括苯酚、4-氯苯酚、2,4-二氯苯酚)废水的吸附,结果表明,α-ZrP-HHP对上述三种酚类物质的吸附量呈如下规律:2,4-二氯苯酚>4-氯苯酚>苯酚。     

杨梅单宁为模板制备介孔氧化铝及其对水体中氟的吸附特性研究

以杨梅单宁为模板,Al(NO3)3.9H2O为铝源制备了介孔Al2O3吸附材料,研究了介孔Al2O3对水体中氟的吸附特性。X-射线衍射分析表明,所制备的Al2O3的晶形为γ-Al2O3。N2-吸附/脱附分析表明,γ-Al2O3存在明显的介孔结构。吸附实验发现,在酸性条件下介孔γ-Al2O3对氟的吸附量较高;介孔γ-Al2O3对水体中氟的吸附量随温度的升高而增大,当初始氟离子浓度为95mg·L-1、温度为303K时的平衡吸附量达到58.28mg·g-1,而温度为323K时的平衡吸附量达到68.27mg·g-1,而且吸附等温线符合Langmuir方程。介孔γ-Al2O3对氟的吸附在前2h吸附较快,8h基本达平衡,吸附动力学符合拟二级速度方程。介孔γ-Al2O3吸附氟达平衡后经5mmol·L-1的NaOH溶液解吸,能将吸附的氟全部解吸,解吸后的介孔γ-Al2O3对氟的吸附能力基本不变,表现出良好的重复使用性能。     

基于1,1’-二苯乙炔-3,3’,5,5’-四羧酸微孔铜配位聚合物的合成和气体吸附性质

本文报道了配合物[Cu2(EBTC)(H2O)2]·8H2O·DMF.DMSO(1,EBTC=1,1′-二苯乙炔-3,3′,5,5′-四羧酸根;DMF=N,N-二甲基甲酰胺;DMSO=二甲基亚砜)的合成、晶体结构和吸附性质。1拥有内径为0.85 nm和0.85 nm×2.15 nm的两种孔洞,分别被6个和12个四羧酸根桥联的[Cu2(CO2)4]螺旋桨式结构围绕,并被EBTC连接成三维超分子结构,该结构拥有可容纳溶剂分子的一维孔道。1为(3,4)-连接的fof(sqc1575)拓扑结构,具有非常大的孔体积,其值高达单位晶胞体积的72.8%。去除溶剂分子后的1a表现出永久孔性,其Langmuir表面积为2844 m2·g-1,BET表面积为1 852 m2·g-1。它对H2、CO2、CH4和C2H2具有可观的气体吸附量和相对较高的吸附焓。特别是,在迄今所有已报道的孔性金属-有机材料中,1a在273 K、1.0×105Pa下,表现出最高的乙炔吸附量(252 cm3·g-1)和很高的吸附焓(吸附量为1 mmol·g-1时的吸附焓为34.5 kJ·mol-1)。     

普鲁士蓝类配位聚合物KCd[Cr(CN)6]·H2O的合成、结构及多孔性能研究

以Cd2 和[Cr(CN)6]3-为建筑基元通过自组装合成普鲁士蓝类配位聚合物KCd[Cr(CN)6]·H2O(1·H2O),并用红外光谱、元素分析、单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、热重分析和氮气吸附脱附等手段对其进行了表征.配位聚合物1·H2O属于面心立方晶系,空间群Fm-3m,晶胞参数:a=b=c=1.09059mn,α=β=γ=90°.配位聚合物1·H2O是由K ,Cd2 ,[Cr(CN)6]3-离子和一个结晶水分子组成的三维多孔结构.热重分析结果表明失水样品1的骨架结构在120～200℃之间保持稳定.氮气吸附脱附研究表明:失水样品1具有683.6m2·g-1的比表面积,氮气最大吸附量为8.83mmol·g-1.     

水热法制备SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料

用α-Fe2O3纳米粒子作为前驱物,以SnC l4和NaOH作为反应试剂,通过简单的水热法制备了SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料。SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料具有有趣的形貌:直径约为20nm的SnO2纳米棒以α-Fe2O3纳米粒子为中心向四周辐射生长。利用X-ray粉末衍射(XRD),透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等测试手段对样品的成份、结构、形貌和尺寸进行了表征,初步探讨了SnO2/α-Fe2O3纳米复合材料的形成机理。     

形貌可控的氧化铁中空柱的制备

以FeCl3.6H2O,NaH2PO4和Na2SO4为原料,利用水热法合成了氧化铁中空柱。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对所得样品进行表征,样品为α-Fe2O3,呈现中空柱状结构,外径为200~240 nm,内径为90~120 nm,高度为120~150 nm。实验表明改变反应时间可得不同形貌的氧化铁;反应温度和pH值能影响中空柱的内径;改变磷酸根和硫酸根浓度可得不同纵横比的中空柱。为评估其作为点火药的性能,对氧化铁与铝粉的混合物进行热分析,结果表明,77μm球状氧化铁、30nm球状氧化铁和内径90 nm的中空柱状氧化铁的分解温度分别为620℃、561℃、570℃,放热量分别为517 J.g-1、1 090 J.g-1、1 448 J.g-1。     

纳米CexFe1-xO2固溶体的模板法制备及其乙醇水蒸气重整催化性能

以超高比表面炭材料为模板,硝酸盐为氧化物前体,通过改进的模板路线制备了具有较高比表面积的纳米CexFe1-xO2固溶体.采用X射线衍射、拉曼光谱、物理吸附和透射电镜对制备的样品进行了表征.结果表明,α-Fe2O3,CexFe1-xO2固溶体和CeO2的粒子尺寸为5~15nm,CeO2中部分Ce4 离子被Fe3 离子取代,从而形成了CexFe1-xO2固溶体.乙醇水蒸气重整反应结果显示,CexFe1-xO2固溶体比相应的α-Fe2O3和CeO2具有更高的催化活性和对氢气的选择性.     

锂离子电池负极材料ZnMn2O4微米空心球的制备和电化学性能

通过溶剂热方法合成了ZnMn2O4微米空心球,并探讨了其形成机理。采用XRD,SEM,TEM等测试手段对产物的结构、形貌和组成进行了表征。实验结果表明,溶剂热反应条件如反应温度、反应介质对于产物的结构和形貌起着关键作用。在140℃,采用乙醇和水作为反应介质,反应6 h可以制备出直径约3μm的ZnMn2O4微米空心球;当以乙醇为溶剂,反应6 h可以得到团聚的尺寸约250 nm的ZnMn2O4纳米颗粒。将所制备的ZnMn2O4微米空心球/纳米颗粒组装成锂扣式模拟电池,考察其电化学脱嵌锂性能。电化学测试结果显示,与ZnMn2O4纳米颗粒相比,空心结构的ZnMn2O4微米球具有较高的初始放电容量(1335 mAh·g-1)和较好的倍率性能,有望作为锂离子电池的新型负极材料。     

负载型催化剂(CuO/TUD-1,CuO/MCM-41)的制备及其在一步法氧化苯合成苯酚中的应用

以TUD-1和MCM-41为载体,通过等体积浸渍法制备了负载型催化剂CuO/TUD-1(Cat1)和CuO/MCM-41(Cat2),其结构和性能经XRD,SEM和N2吸附-脱附曲线表征。以过氧化氢氧化苯合成苯酚为探针反应,考察了Cat1和Cat2的催化活性。实验结果表明,Cat1的催化活性最佳,在最佳反应条件[Cat140mg,苯20mmol,n(苯)∶n(H2O2)=1∶2,于70℃反应6h]下,苯的转化率54.7%,苯酚的选择性92.8%。Cat1表现出较高催化活性的原因在于较Cat2具有更大的比表面积(273m2·g-1)、比孔容(1.132mL·g-1)、平均孔径(12.6nm)以及更好的热稳定性。     

α-Fe2O3纳米微粒的制备及其M(o)ssbauer谱研究

通过高能球磨的研磨,直接由普通α-Fe2O3粗颗粒制得了粒径约为10nm的α-Fe2O3纳米微粒.发现所得纳米微粒的室温M?ssbauer谱为不对称向内加宽的磁分裂六线峰.分析表明,不对称向内加宽现象主要由集体磁激发效应所引起.球磨所得α-Fe2O3纳米晶具有很高的各向异性常数值(K=8.9×103J·m-3).