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.     

核壳结构Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PANI复合纳米材料的制备及表征

采用微乳液法制备出Ni0.5Zn0.5 Fe2O4纳米颗粒以及Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PANI核壳结构复合纳米材料,借助FT-IR、XRD、SEM、TEM、VSM等分析手段研究了材料的形貌、结构与磁性能.结果表明:得到的Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米颗粒平均粒径为20hm左右,Ni0.5Zn0.5 Fe2O...     

原位聚合法制备聚吡咯-钴铜锌铁氧体复合材料及其电磁性能

采用自蔓延燃烧法和原位聚合法分别制备纳米Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体和聚吡咯(PPy)-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4纳米复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对材料的结构和形貌进行表征,使用波导法和振动样品磁强计(VSM)研究了材料的介电性能、微波吸收性能和磁性能.结果表明,制得了纯相的尖晶石结构Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体,少量Cu2+离子替代了铁氧体八面体位置上的Co2+离子,使得材料的晶格常数减小;2种粉体粒子分散性较好,它们的平均粒径分别约为15 nm和50 nm;在5.0~20.0 GHz频率范围内,PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4复合材料的反射损耗在-16.25dB到-20.27 dB之间,且在18 GHz处出现极大值-20.27 dB,带宽为2.0 GHz(最强峰的半高宽),PPyCo0.7Cu0.1-Zn0.2Fe2O4复合材料的反射损耗明显大于铁氧体;PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4的饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)分别为12.9 A/g和4.29 A/g,小于Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体的相应值,但复合材料的矫顽力大于Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体的,为38.96 kA/m.     

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。     

掺杂Co2+和Sm3+对纳米ZnFe2O4铁氧体的电磁损耗性质的影响

采用NaHCO3与FeCl3?6H2O,ZnSO4?7H2O,Co(NO3)2?6H2O和Sm(NO3)3?6H2O进行室温固相反应制得碱式碳酸盐和氢氧化铁混合前驱物,先微波加热,再热分解分别制得复合氧化物ZnFe2O4,Co0.5Zn0.5Fe2O4和Co0.5Zn0.5Fe1.95-Sm0.05O4.由激光粒度分析仪、XRD和SEM表征:获得了颗粒分布均匀、平均粒度为62nm左右的立方晶系尖晶石结构的纳米铁氧体粉体.并测试样品的相对介电常数和相对磁导率,研究了它们的电磁损耗特性.结果表明:在ZnFe2O4中,掺入Co2 ,Sm3 元素可以在100～1800MHz测试频率范围内不同程度提高材料的电磁损耗特性.     

微波-固相复合加热技术合成LiNi0.5Co0.5O2及其性能研究

用高分子分散及微波-固相复合加热技术合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2. 采用循环伏安、充放电循环、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线粉末衍射(XRD)等测试技术, 研究了煅烧条件对材料微观形貌、相结构以及电化学性能的影响规律. 研究结果表明: 在750 ℃煅烧4 h即可得到形状为类球形的纯相层状LiNi0.5Co0.5O2正极材料, 该材料的最大放电容量达到154 mA·h/g, 循环10周后放电容量仍保持在148 mA·h/g以上.     

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。     

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.     

Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3 (M=Co,Mn, Fe)作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法, 研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co, Mn, Fe; 分别简写为SSCC, SSCM, SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能. 研究表明, 固相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构, 材料的结构参数和性能都与M元素半径及M—O的键能有关. 晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低. 同时由于SSCM较低的氧空位浓度, 使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制, 具有较差的电极催化性能, 而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度, 电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制. 由于SSCF具有较高的氧扩散系数, 使得700 ℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的, 因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.     

结合动力学和热力学研究PtPd修饰Zn0.5Cd0.5S纳米棒体系的高效光催化产氢机理

硫化镉锌(Zn0.5Cd0.5S)纳米棒因其制备方法简单以及具有良好的光催化活性等优点,在光催化领域得到广泛的研究和应用.单一Zn0.5Cd0.5S存在光生电子与空穴易复合以及光腐蚀等问题,采用助催化剂修饰将有助于电荷分离与迁移,从而提高其光催化性能.本文将PtPd合金作为助催化剂修饰Zn0.5Cd0.5S纳米棒光催化材料,以提高可见光照射下的产氢速率,并对合金助催化剂提高催化活性的机理进行了深入研究.通过简单水热法合成Zn0.5Cd0.5S,采用化学还原沉积法制备PtPd/Zn0.5Cd0.5S复合光催化材料.XRD结果表明,成功合成了Zn0.5Cd0.5S催化剂.TEM结果表明,Zn0.5Cd0.5S呈纳米棒状,测量得到PtPd合金的(111)晶面条纹间距为0.23 nm,说明合金成功负载到硫化镉锌上.XPS结果表明,PtPd/Zn0.5Cd0.5S复合样品中Pt和Pd元素的峰值较Pt/Zn0.5Cd0.5S和Pd/Zn0.5Cd0.5S均发生了偏移,Pt和Pd元素化学结合环境发生改变,进一步证实合成了PtPd合金.光催化产氢实验结果表明,当Zn0.5Cd0.5S负载PtPd合金以后,光催化产氢速率大幅提升,其中负载量为1.0 wt％的PtPd/Zn0.5Cd0.5S复合光催化材料的产氢速率最快,达到9.689 mmol·g-1·h-1,分别是纯Zn0.5Cd0.5S,Pt/Zn0.5Cd0.5S和Pd/Zn0.5Cd0.5S的9.5,3.6和1.7倍.为了探究PtPd合金性能优于Pt的原因,本文结合化学反应热力学(DFT理论计算)和动力学(光致发光光谱、光电流响应、电化学阻抗谱和表面光电压谱)手段进行了详细研究.结果 表明,PtPd二元贵金属合金具有与Pt相近的氢活性物种吸附能和d带中心,可以大大加速电荷转移,促进电荷分离,降低H2生成的活化能.虽然Pt在热力学上有利于光催化产氢,但从催化反应动力学结果可知,PtPd合金在动力学上更有利于产氢,这与光催化产氢结果一致,即PtPd/Zn0.5Cd0.5S复合材料催化活性高于Pt/Zn0.5Cd0.5S.综上,本文研究结果可为其他金属合金助催化剂的研究提供新思路.     

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。     

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.     

导电聚苯胺与磁性CoFe2O4纳米复合物的合成及其电磁性能

在利用HNO3处理CoFe2O4磁性纳米粒子使其表面离子化、分散性得到改善的基础上, 采用苯胺在其表面原位聚合, 制备了具有电磁功能的聚苯胺(PANI)/CoFe2O4纳米复合物. 借助TEM、XRD、FT-IR、四探针电导率仪和VSM(振动样品磁强计)等分析手段研究了复合物的形貌、结构及其电磁性能. 结果表明, CoFe2O4以25 nm左右的粒子分散于聚苯胺基体中, 被其完全包覆, CoFe2O4与PANI之间存在化学键合作用; 复合物同时具有电性能和磁性能, 其导电率随CoFe2O4含量增加而降低, 饱和磁化强度随之升高, 而矫顽力在所研究的范围内则先增大而后又减小, 且均高于CoFe2O4的矫顽力.     

Ce0.5Zr0.5O2修饰的Ni/SiC、Fe/SiC和Co/SiC催化燃烧甲烷性能

以铈锆固溶体（Ce_0.5Zr_0.5O₂）修饰的高比表面积SiC为载体,采用两步浸渍法制备了Ni、Fe和Co基催化剂,研究了其在煤层气催化燃烧脱氧中的催化活性和稳定性. 利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、比表面积（BET）、热重分析（TGA）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）对催化剂进行了表征. 分析结果表明,Ni、Fe和Co部分进入Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体晶格内部,导致催化剂体相形成更多的缺陷;同时Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体有助于加速金属氧化物和金属之间氧化还原过程的进行,促进了氧吸附、传输和对甲烷的活化. 另外,SiC和Ce_0.5Zr_0.5O₂固熔体良好的抗积碳性能,有效避免了催化剂在富甲烷反应气氛中因积碳而失活,从而使三种催化剂均具有优良的催化燃烧脱氧活性和稳定性. 其中,Co/Ce_0.5Zr_0.5O₂/SiC活性最高,可在320 ℃活化催化甲烷,并在410 ℃实现完全脱氧.     

Eu0.5RE0.5Fe0.5Mn0.5O3的57Fe Msosbauer谱研究

利用固相反应合成了Eu0.5RE0.5Fe0.5Mn0.5O3(RE=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Y)等化合物。测量了其XRD谱及57FeMssbauer谱。实验发现,随着RE原子序数的增加,样品的晶胞体积减小,Fe在化合物中处于Fe3+的高自旋状态,57Fe的四极裂矩与样品的畸变参数D成线性关系。     

Ce0.5Zr0.5O2修饰的Ni/SiC、Fe/SiC和Co/SiC催化燃烧甲烷性能

以铈锆固溶体(Ce0.5Zr0.5O2)修饰的高比表面积SiC为载体,采用两步浸渍法制备了Ni、Fe和Co基催化剂,研究了其在煤层气催化燃烧脱氧中的催化活性和稳定性.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、比表面积(BET)、热重分析(TGA)和H2程序升温还原(H2-TPR)对催化剂进行了表征.分析结果表明,Ni、Fe和Co部分进入Ce0.5Zr0.5O2固溶体晶格内部,导致催化剂体相形成更多的缺陷;同时Ce0.5Zr0.5O2固溶体有助于加速金属氧化物和金属之间氧化还原过程的进行,促进了氧吸附、传输和对甲烷的活化.另外,SiC和Ce0.5Zr0.5O2固熔体良好的抗积碳性能,有效避免了催化剂在富甲烷反应气氛中因积碳而失活,从而使三种催化剂均具有优良的催化燃烧脱氧活性和稳定性.其中,Co/Ce0.5Zr0.5O2/SiC活性最高,可在320℃活化催化甲烷,并在410℃实现完全脱氧.     

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.