化学气相沉积法制备CNOs及其磁选纯化研究

以金属镍铁为催化剂,通过化学气相沉积法高选择性地制备了纳米洋葱碳( CNOs)。所制备的CNOs为内嵌金属核心与中空CNOs的混合物,常规的酸洗-煅烧纯化工艺往往会造成外层碳壳的破坏,形成无定型碳。通过对CNOs的铁磁性分析,提出了磁选分离工艺,可以有效地将内嵌金属的CNOs与空心CNOs分离,分离后空心CNOs纯度在95;以上。     

纳米洋葱碳作为润滑油添加剂的摩擦性能研究

采用化学气相沉积法制备纳米洋葱碳(CNOs),外部为石墨层,内部包含Fe-Ni催化剂颗粒,形状类似于球形,在机械润滑中起到"微轴承"作用.运用旋转氧弹法、四球摩擦试验机和润滑油抗磨试验机考察其作为润滑油添加剂的摩擦性能.摩擦实验结果表明:纳米洋葱碳作为润滑油添加剂表现出很好的抗磨减磨性能,CNOs的质量分数为0.05;时,润滑油的抗磨性能明显提升,此时极压值提高64;,磨斑直径减小了78;,氧化安定性更好.     

纳米洋葱碳的制备及其微波吸收特性研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了一种可应用于微波吸收材料的纳米洋葱碳(CNOs),通过酸洗-煅烧-磁选对其进行纯化处理.研究了样品形貌、物相组成、磁性能及其微波吸收特性.带有Fe-Ni核心的CNOs呈现出高度石墨化的碳层包覆金属核心的核壳结构,金属核心的存在提高了材料的复磁导率和阻抗匹配程度.模拟结果表明,微波吸收峰随着匹配厚度的增加逐渐向低频移动;当厚度为5.81 mm,频率为4.08 GHz处的最小反射损耗(RL)达到了-52.5 dB,且厚度在2 mm时,有效吸收带宽(RL<-10 dB)达到了3.36 GHz(11.92～15.28 GHz).这种优异的微波吸收特性表明CNOs有望在轻质高效吸波材料领域得到广泛应用.     

纳米洋葱碳的制备及其微波吸收特性研究FeYO3/Y2O3∶ 1% Eu3 +,1% Tb3 +粉体的制备及其磁性研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了一种可应用于微波吸收材料的纳米洋葱碳(CNOs),通过酸洗-煅烧-磁选对其进行纯化处理。研究了样品形貌、物相组成、磁性能及其微波吸收特性。带有Fe-Ni核心的CNOs呈现出高度石墨化的碳层包覆金属核心的核壳结构,金属核心的存在提高了材料的复磁导率和阻抗匹配程度。模拟结果表明,微波吸收峰随着匹配厚度的增加逐渐向低频移动;当厚度为5. 81 mm,频率为4. 08 GHz处的最小反射损耗(RL)达到了-52. 5 d B,且厚度在2 mm时,有效吸收带宽(RL -10 d B)达到了3. 36 GHz(11. 92～15. 28 GHz)。这种优异的微波吸收特性表明CNOs有望在轻质高效吸波材料领域得到广泛应用。     

聚苯硫醚／石墨基双极板复合材料性能的研究

以聚苯硫醚树脂和人造石墨为原料一次模压成型制备双极板复合材料.研究了模压成型过程中加压时机、冷却方式及人造石墨原料对复合材料电导率和弯曲强度的影响.结果表明,制备聚苯硫醚/石墨基双极板材料宜选用石墨化程度较高且结构密实的石墨粉料;采用保温后加压及空气中冷却方式制备的复合材料的综合性能较优.     

Cu@PtCu催化薄膜的构筑及氧还原催化性能研究

采用喷涂或转印方法制备的质子交换膜燃料电池催化层存在活性不均匀或活性位点易失效的问题。本研究用静电纺丝法制备高导电性的柔性碳纳米纤维薄膜，然后将析氢电位较高的Cu以脉冲电沉积的方式均匀沉积到纤维膜上，制备出Cu纳米晶/碳纳米纤维膜，最后通过原位置换还原，合成Cu@PtCu/碳纳米纤维(Cu@PtCu/CNF)催化薄膜。Cu@PtCu/CNF催化薄膜解决了催化层活性不均的问题，且可以直接作为催化层使用。采用SEM、XRD、XPS等对其形貌、结构进行了表征。电化学测试结果表明，在pH=4、氯铂酸浓度为0.25 mg·mL^-1时获得的Cu@PtCu/CNF催化薄膜，其面积比活性为49 m²·g^-1。在5 000个循环的稳定性测试后，电化学活性比表面积保持74%,半波电位下降了9 mV,均优于商业Pt/C催化剂。     

MCNOs/CdS双效光催化剂的制备及其性能研究

水热合成法制备了不同磁性纳米洋葱碳(MCNOs)负载量(0%、1%、3%、5%)的MCNOs/CdS光催化剂。并通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见光光谱(UV-Vis)、磁滞回线测定仪(VSM)对其进行表征,探究了MCNOs负载比例对催化剂在可见光下降解RhB性能及机理的影响。结果表明,MCNOs能有效提高CdS的光催化效果,复合3%MCNOs后降解率为96%,与纯CdS相比降解率提高了30%,磁性分析表明,其具有良好的顺磁性并能实现催化剂的有效回收。MCNOs/CdS在可见光下催化降解RhB的一级反应动力学直线有较好的拟合度,表明制备的催化剂有较好的催化活性。     

高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究

近年来，通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而，普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此，获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源，采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现，NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性，且作为双功能电催化剂时，在10 mA/cm²电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源，PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率，对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。     

甲烷流量对类富勒烯碳基薄膜结构与摩擦学性能的影响

以甲烷为前驱体,采用等离子体增强化学气相沉积( PECVD)技术沉积类富勒烯碳基( FL-C∶H)薄膜于单晶硅基底材料表面。利用高分辨透射电镜( HRTEM)和拉曼光谱仪( Ramman)对薄膜的结构形貌进行表征;通过原位纳米力学测试系统和摩擦磨损试验机分析比较薄膜在不同甲烷流量的情况下的力学特征及摩擦学特性。实验结果表明：所制备的碳基薄膜具有类富勒烯纳米结构特征,甲烷流量对类富勒烯碳基薄膜( FL-C∶H)的结构和性能具有较大的影响;薄膜的弹性模量、硬度以及薄膜中的类富勒烯结构随着甲烷流量的增加而减小,但是摩擦系数对甲烷流量的变化不敏感。     

硒化钨花状纳米晶的可控合成及电催化产氢性能研究

采用胶体化学法,以氧化钨(W18O49)为钨源制备出花状硒化钨纳米晶.采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)手段对硒化钨纳米晶进行表征.本文对硒化钨花状纳米晶体的可控合成进行了初步探索,同时对烧结后的硒化钨纳米晶进行了电催化产氢测试.结果表明,硒化钨花状纳米晶具有良好的电催化性能.     

配体辅助机械化学法制备CsPbBr3-Cs4PbBr6复合NCs及其发光强度和稳定性研究

在室温下使用机械化学法,通过引入微量甲醇与油胺作为配体辅助合成,成功制备了CsPbBr₃-Cs₄PbBr₆ 钙钛矿复合纳米晶(NCs)。对该纳米晶进行粉末X射线衍射(XRD)、元素含量分析(EDS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光(PL)光谱及透射电子显微镜(TEM)等测试。与未添加甲醇的样品相比,添加0.85 mL甲醇的样品发光强度提高了58%,量子产率(PLQY)从11%提高到55%,并且复合NCs中Cs₄PbBr₆的存在使得样品的室温稳定性得到改善。本实验证实了机械化学法制备过程中甲醇的引入可以调整复合物纳米晶的成分,从而显著提高产物的发光强度和稳定性,为室温合成发光纳米晶提供了新思路。     

纳米石墨和纳米碳管薄膜在低电场下的稳定场发射

采用微波等离子体化学气相沉积法(MPECVD)制备出了纳米石墨和纳米碳管混合薄膜材料.通过扫描电镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)对薄膜材料的结构和形貌进行了分析.研究了薄膜材料的场发射性能.场发射结果显示:其开启电场为0.7 V/μm1,在较低电场下(3.7 V/μm1)即可获得5.2 mA/cm2的电流密度,此电场下发射点密度可达1.6×107 cm-2,发射点均匀,亮度稳定.迭代法计算结果表明制备的纳米石墨和纳米碳管混合薄膜材料的功函数仅为3.2 eV.这些表明该薄膜材料为优良的场发射冷阴极材料.     

大连化物所新源动力燃料电池技术取得新突破

日前,新一代燃料电池电堆模块样机完成性能测试。该样机由中科院大连化学物理研究所产业化投资公司——新源动力股份有限公司自主研制开发,模块额定输出功率45kW,额定工作点0.66V@1A/cm2,实     

TiO2/P3HT纳米复合材料光催化降解甲基橙的动力学研究

用化学氧化聚合法制备了导电聚合物聚3-己基噻吩(P3HT).用聚3-己基噻吩改性纳米二氧化钛,合成TiO2/P3HT纳米复合微粒.对其光催化降解甲基橙的反应动力学进行了分析,测定了反应的表观活化能.结果表明,纯纳米TiO2和TiO2/P3HT纳米复合微粒光催化降解甲基橙的反应均为一级反应;纳米TiO2经聚3-己基噻吩(P3HT)修饰后在可见光下的光催化活性得到提高,且提高降解温度有利于提高甲基橙的降解率,纳米TiO2经P3HT修饰后降解甲基橙的表观活化能由23.44 KJ/mol下降到19.36 kJ/mol.     

碳包覆Zn2SnO4锂电池负极材料的制备及电化学性能研究

利用Zn2SnO4纳米颗粒和葡萄糖为反应物,通过简单的水热法制备了碳包覆的Zn2SnO4纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和拉曼光谱对样品的结构、形貌和性质进行了表征.XRD和SEM结果表明制备了立方尖晶石型Zn2SnO4纳米颗粒.TEM、TG和Raman结果表明制备了碳包覆的Zn2SnO4.电化学性能测试结果表明在200 mA/g的较大电流密度下,碳包覆Zn2SnO4纳米颗粒首次充放电容量分别为1429.2 mAh/g和737.7 mAh/g,库伦效率为51.6;.经过50次循环后放电容量保持374.8mAh/g,表现出良好的循环性能,优于纯Zn2SnO4纳米颗粒.碳材料的引入抑制电极材料体积膨胀同时提高了其导电性能.     

兰州化物所纳米复合结构非晶碳薄膜研究取得进展

中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室空间润滑材料组在纳米复合非晶碳薄膜(Nanostructural Amorphous Carbon Films)的结构及其性能研究领域取得了重要进展。近年来,尽管碳基薄膜材料一直受到国内外学者的关注,其结构和性能得到广泛研究。但是,复合非晶碳膜的双纳米结构及其与超润滑性能(超低摩擦性能)的相关性国内外鲜有报道。     

PbS/CdS纳米晶共敏化ZnO纳米线太阳能电池的性能研究

以Zn (Ac)2·2H2O为原料在强碱性条件下合成一维结构的ZnO纳米线,SEM结果表明合成的纳米线尺寸、形貌、长径比均一;并以油胺为单一溶剂采用热注射法制备了形貌、尺寸均匀的PbS纳米晶;构建PbS纳米晶敏化ZnO纳米线基太阳能电池,同时为了改善电池的光电转换效率并构建了PbS/CdS纳米晶共敏化电池,并测试了电池的光电流密度-光电压(J-v)曲线以及Nyquist曲线图,结果表明PbS/CdS纳米晶共敏化电池性能明显优于单纯的PbS纳米晶敏化ZnO纳米线太阳能电池.     

中国科学院福建物构所锂离子电池电极材料研究获新进展

中科院福建物质结构研究所官轮辉研究员领导的课题组利用各种碳纳米基材料作为载体,显著提高了电极材料的稳定性。该研究小组发展了一种基于温和的湿化学反应合成方法,将各种金属氧化物纳米颗粒     

Al2O3／（W，Ti）C纳米复合陶瓷材料的显微结构

使用纳米、亚微米级的α-Al2O3粉体和微米级的(W,Ti)C粉体为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.对热压后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析,利用透射电镜、扫描电镜及X衍射仪对Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的微观组织和结构进行了研究.结果表明,增强相(W,Ti)C与基体Al2O3互相穿插、包裹,界面结合良好,形成了典型的骨架结构;球磨后的(W,Ti)C颗粒粒度分布广泛,热压烧结后与基体材料形成了内晶/晶间型结构;断裂模式的改变、内部残余应力场、位错机制、裂纹分叉和偏转等促进了材料强度和韧性的提高.     

硅修饰膨胀石墨对铝碳耐火材料显微结构与力学性能的影响

首先在埋碳气氛1100～1300℃下热处理单质硅和膨胀石墨的混合物,制备硅修饰膨胀石墨,后将其引入到铝碳耐火材料中,研究了添加硅修饰膨胀石墨对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明,当热处理温度由1100℃升高至1200℃,膨胀石墨表面原位生成β-SiC晶须数量逐渐增多,长径比增加;当热处理温度为1300℃时,膨胀石墨自身发生结构蚀变形成碳化硅晶须,同时其表面生成了长径比更大的β-SiC晶须和少量的方石英、β-Si3N4及Si2N2O等陶瓷相.在铝碳材料中引入硅修饰膨胀石墨时,其对材料力学性能产生显著的影响.对于800～1000℃处理的铝碳材料,引入低温处理(1100 ～ 1200℃)的硅修饰膨胀石墨能够显著提高材料的力学性能;而对于1200～ 1400℃处理的铝碳材料,引入硅修饰膨胀石墨,不利于改善铝碳耐火材料的力学性能.