静电纺丝法制备纳米氧化铟锡及其导电性能

采用静电纺丝-溶胶凝胶法,以SnCl₂、InCl₃、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等为原料,乙醇胺为水解控制剂,合成了超细氧化铟锡（ITO）纳米纤维及富氧缺陷的ITO纳米颗粒。采用透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）、X射线电子能谱（XPS）、四探针电阻仪,系统研究了超细ITO纤维及颗粒的形貌、晶型、氧缺陷及导电性能。在400℃空气煅烧后,纤维中的PVP高分子骨架发生热分解,获得超细、多孔ITO纳米纤维,晶型为立方相。进一步升高煅烧温度至800℃,ITO纳米纤维转变为富氧缺陷的纳米颗粒,晶格氧空位含量高达38.9%。随着煅烧温度升高,Sn⁴⁺掺入到In₂O₃晶格中,发生晶格膨胀,晶面间距增大。煅烧温度由400℃升高至800℃,未发生立方相向六方相的转变,晶型稳定,晶粒尺寸从32 nm生长到44 nm,晶格应变（ε₀）从1.42×10^-2减小至1.04×10^-2,应变诱导的晶格弛豫逐渐减小。此外,高温煅烧可抑制In₂O₃晶粒（111）晶面的增长,随着In₂O₃的（400）与（222）晶面比值（I_（400）/I_（222））的增加,ITO电导率逐渐升高。在800℃获得的ITO纳米晶粒导电率最高。     

In2O3/ZrO2-TiO2空心球复合材料的制备与光解水制氢性能

以聚苯乙烯(PS)胶球为模板, 通过一步法结合煅烧后处理制备了空心球复合材料In₂O₃/ZrO₂-TiO₂. 采用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和氮气吸附-脱附等测试手段对复合材料的结构、 组成和形貌进行了表征. 结果表明, In₂O₃/ZrO₂-TiO₂复合材料的晶型结构以锐钛矿型TiO₂为主, 同时存在少量含有Ti—O—Zr键的混合氧化物. 该复合材料经聚苯乙烯模板处理后呈现空心球状结构, 球壁由纳米粒子堆积而成. In₂O₃/ZrO₂-TiO₂空心球复合材料的比表面积较大(66.92 m²/g), 且In₂O₃与ZrO₂-TiO₂复合后光吸收发生了红移. 对该复合材料光解水制氢性能的研究结果表明, 空心球状In₂O₃/ZrO₂-TiO₂具有较好的产氢效果(56.7 μmol/g, 8 h), 明显高于P25、 ZrO₂、 空心球状ZrO₂-TiO₂及粉末状In₂O₃/ZrO₂-TiO₂.     

Cr-WO3超细纳米线用于苯乙烯选择性氧化制苯甲醛

本工作在水热法制备WO₃过程中直接引入Cr³⁺作为改性剂,其在非(001)晶面的选择性吸附,实现了WO₃形貌从纳米棒到[001]取向超细纳米线(UNWs)的转变,最终所得Cr-WO₃UNWs催化剂的比表面积可达297m²/g。此外,Cr³⁺的晶格掺杂和减缓结晶作用有效增加了WO₃表面氧空位(L酸位点)浓度。在苯乙烯选择性氧化制苯甲醛反应中,最佳条件下(70℃、r(n₍(H₂O₂)/n_苯乙烯)=2.0、6 h、m=30 mg),Cr-WO₃ UNWs分别将苯乙烯转化率和苯甲醛选择性从单一WO₃纳米棒的19.0%和49.6%提升到72.0%和84.6%,其催化性能的提升归结于以下两点:第一,超大比表面积可提供充足的反应活性位点;第二,L酸位点可将H₂O₂活化为W-O...     

六方纳米氧化铟的制备及其气敏性质和表面酸碱性质研究

以十二胺和油酸为结构导向剂, 利用溶剂热法制备了星状六方结构纳米In₂O₃. 用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热重-差热对产物进行了表面形貌和结构的表征. 气敏测试结果表明, In₂O₃在300 ℃对乙醇气体具有快速敏感的传感性能和良好的选择性. 采用自动电位滴定技术研究了纳米氧化铟的表面酸碱性质, 测定了氧化铟表面羟基浓度. 在pH＝5～7.3范围, In₂O₃表面优势组分为≡InOH.     

纳米晶(CeO2)1-x(BiO1.5)x固溶体的水热合成与离子输运性质研究

在240℃水热体系中首次合成出系列纳米晶固溶体(CeO₂)_1-x(BiO_1.5)_x(x=0.0～0.50).产物采用X射线衍射,扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪进行表征.Bi₂O₃在CeO₂中的固溶限约为50%.所有固溶体结晶属立方萤石结构,粒度范围为10～18nm.当Bi₂O₃掺杂量小于固溶限时,于800℃烧结不会导致结构转变.而对于(CeO₂)_0.5(BiO_1.5)_0.5,于800℃在空气中烧结将导致固溶限降低.Bi₂O₃含量低于固溶限时,固溶体只具有体电导,而(CeO₂)_0.6(BiO_1.5)_0.4的总电导可分为体电导和晶界电导.体电导为氧离子,而晶界为来自电极的银离子.     

一维ZnO表面可控构建Co3Mn1纳米晶及其催化CO氧化性能

利用热分解法制备了结构明确的负载型纳米晶催化剂。在纳米晶成核和生长过程中加入一维Zn O纳米棒作为晶种,调控不同组分的纳米晶在Zn O纳米棒表面均匀生长,从而获得了结构明确的Mn O/Zn O、Co₃O₄/Zn O、Co₃Mn₁/Zn O催化剂。透射电子显微镜(TEM)与X射线粉末衍射(XRD)结果显示,不同组分纳米颗粒都均匀分散在Zn O纳米棒表面。相对于Mn O/Zn O和Co₃O₄/Zn O催化剂,Co₃Mn₁/Zn O催化剂在CO氧化反应中具有最佳的催化性能。在200 L·g^-1_cat·h^-1的气时空速下,Co₃Mn₁/Zn O催化剂起活温度为50℃,其T₁₀₀(CO转化率达到100%时的温度)为200℃;利用X射线光电子能谱(XPS)对不同催化剂进行了分析,结果显示,Co<...     

静电纺丝法制备Mn2O3纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术相结合方法, 以聚丙烯腈和醋酸锰为前驱物, 制得了PAN/Mn(CH₃COO)₂复合纳米纤维. 将该复合纤维高温煅烧, 获得了Mn₂O₃纳米纤维. 采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、差热-热重(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)分析等对样品进行了表征. 结果表明, Mn₂O₃纳米纤维为规则的一维结构, 直径分布均匀, 具有铁磁性-反铁磁性-顺磁性相互转化的特性.     

Fe2O3/Al2O3氧载体制备方法的研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法、低热固相合成法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备铁基氧载体Fe₂O₃/Al₂O₃,并通过物理和化学表征手段来筛选和优化制备方法和制备工艺。对煅烧后的氧载体进行硬度测试,结果表明,溶胶-凝胶法、共沉淀法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备的氧载体硬度较高;载体的X射线衍射(XRD)谱图表明,各种制备方法均能制得物相组成为Fe₂O₃/Al₂O₃的氧载体,且随着煅烧温度的提高、煅烧时间的延长,氧载体的结晶度、晶体粒径逐渐增大,煅烧温度1 200℃的氧载体的机械性能、晶体结构、晶相组成更稳定。借助化学吸附仪的程序升温还原(TPR)实验表征氧载体的反应活性,并计算氧载体活性度。综合物理和化学表征实验结果表明,最优制备方法为溶胶-凝胶法和冷冻成粒法。     

锂锌铁氧体微纳米纤维的电纺制备及吸波性能

采用静电纺丝技术结合后续热处理制备了尖晶石型Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄微纳米纤维. 利用差示扫描量热(DSC)-热重分析(TGA)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段研究了煅烧温度(700, 800, 900, 1000 ℃)对产物物相和形貌的影响; 利用矢量网络分析仪分析了纤维状产物的吸波性能. 研究结果表明, Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄在700 ℃及以上温度煅烧后可生成单一尖晶石结构. 随着煅烧温度的升高, 产物依次呈现出微纳米纤维状、 三维网络状、 竹节状和颗粒状的微观形貌. 随着匹配厚度增加, 微纳米纤维状Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄的最低反射率向低频移动, 在8 GHz以下的最佳匹配厚度为6 mm, 在此厚度下吸波性能优良, 最低反射率为-26 dB, 对应的吸收频率为5.0 GHz, 低于-10 dB的吸收频带为4.0~8.0 GHz, 带宽为4 GHz.     

γ-Fe2O3纳米纤维的丙酮敏感特性

采用静电纺丝法制备了PVP/FeC₆H₅O₇复合纳米纤维, 并将复合纤维在500 ℃高温烧结3 h, X射线衍射分析(XRD)表明, 烧结后的产物为正尖晶石结构的γ-Fe₂O₃晶体. 扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明, 制得了直径均匀、 连续的复合纳米纤维, 其平均直径约为1000 nm; 烧结后的γ-Fe₂O₃纳米纤维保持了其连续性, 但纤维发生了收缩, 直径较烧结前小, 平均约为600 nm. 比表面积分析表明, γ-Fe₂O₃纳米纤维比表面积为57.18 m²/g. 气敏性能测试结果表明, 230 ℃为γ-Fe₂O₃纳米纤维检测丙酮气体的最佳工作温度. 在此温度下, γ-Fe₂O₃纳米纤维对丙酮气体表现出高响应度[S=6.9, c(Acetone)=7.88×10⁴ mg/m³]和线性度(7.88×10²~1.58×10⁵ mg/m³浓度范围内). 同时, γ-Fe₂O₃纳米纤维气体传感器件还表现出良好的长期稳定性.     

同轴静电纺丝法在纳米中空TiO2纤维中填充Ag的应用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶/钛酸四正丁酯和PVP溶胶/银颗粒为前驱体, 以共轴静电纺丝法制备了银填充的TiO2中空纳米纤维. 将双组分纤维在200 ℃下热处理去除乙醇与表面吸附水后, 继而在空气气氛中焙烧至600 ℃, 可以得到在内表面上沉积银颗粒的TiO2纳米管, 银颗粒的直径为5-40 nm, TiO2纳米管的外径150-300 nm, 管臂厚10-20 nm. 用红外吸收光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对超细纤维进行了表征. 中空纤维的直径和管壁可以通过改变电纺参数来调节. 与Ag-TiO2纳米纤维、TiO2纳米中空纤维、TiO2纳米纤维及TiO2纳米粉体相比较, Ag颗粒填充的TiO2纳米中空纤维在光分解亚甲基蓝上表现出了更好的光催化性能.     

晶相可控的ZrO2纳米线的无卤制备及表征

采用无卤法制备晶相可控的ZrO₂纳米线. 通过静电纺丝法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与Zr(NO₃)₄的复合纤维; 再通过煅烧法在除去聚合物模板的同时制备ZrO₂纳米线. 采用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及热重差热联用热分析仪(DSC-TGA)对材料的晶相结构、 形貌及热稳定性进行表征. 通过改变煅烧温度, 可以实现ZrO₂纳米材料形貌及晶相组成的调控.     

同轴静电纺丝法在纳米中空Ti02纤维中填充Ag的应用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶,钛酸四正丁酯和PVP溶胶,银颗粒为前驱体,以共轴静电纺丝法制备了银填充的TiO2中空纳米纤维.将双组分纤维在200℃下热处理去除乙醇与表面吸附水后,继而在空气气氛中焙烧至600℃.可以得到在内表面上沉积银颗粒的TiO2纳米管,银颗粒的直径为5-40 nm,TiO2纳米管的外径150-300 nm.管臂厚10-20 nm.用红外吸收光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对超细纤维进行了表征.中空纤维的直径和管壁可以通过改变电纺参数来调节.与Ag-TiO2纳米纤维、TiO2纳米中空纤维、TiO2纳米纤维及TiO2纳米粉体相比较,Ag颗粒填充的TiO2纳米中空纤维在光分解亚甲基蓝上表现出了更好的光催化性能.     

电纺丝-气相沉积法制备碳包覆TiO_2纳米纤维及其光催化行为的研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶/钛酸正丁酯为前躯体,以静电纺丝法制备了PVP/Ti(OC4H9)4纤维。550℃下,空气氛中焙烧双组分纤维,得到直径60～300nm的TiO2纳米纤维。继而以气相沉积法制得碳包覆TiO2纳米纤维。用红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对纳米纤维进行了表征。与TiO2纳米纤维、TiO2纳米粉体相比,气相沉积法制备的碳包覆TiO2纳米纤维在光分解亚甲基蓝上表现出更好的催化性能。     

静电纺丝法制备铁酸锌中空纤维及其磁学性能

以锌盐、铁盐和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,通过静电纺丝法先制备PVP/硝酸盐复合纤维,这些复合纤维以5℃·min-1的升温速率加热到500℃并保温3h,最终得到铁酸锌(ZnFe2O4)中空纤维.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等分析手段对中空纤维的晶体结构、形貌和磁学性能进行了研究.结果显示,ZnFe2O4中空纤维属于尖晶石结构,高温处理后仍能保持一维结构,纤维直径在200-400nm之间,纤维壁由大小为25nm的颗粒堆积而成.室温磁化结果显示制备的ZnFe2O4中空纤维具有超顺磁性,在10kOe的磁化强度为2.03emu·g-1.     

Nanofibers of barium strontium titanate (BST) by sol-gel processing and electrospinning

This paper describes the fabrication of barium strontium titanate (Ba0.6Sr0.4TiO3 or BST) nanofibers by electrospinning method using a solution that contained poly(vinylpyrrolidone) and a sol-gel solution of BST. The as-spun and calcined BST/PVP composite nanofibers were characterized by TG-DTA, X-ray diffraction, FT-IR, SEM and TEM, respectively. After calcination of the as-spun BST/PVP composite nanofibers at above 700 degrees C in air for 2 h, BST nanofibers of 188+/-25 nm in diameter having well-developed cubic-perovskite structure were successfully obtained. The crystal structure and morphology of the nanofibers were influenced by the calcination temperature. Calcination at below 700 degrees C resulted in amorphous phase whereas BST with second phase such as barium titanate were formed at above 700 degrees C. Diameters of the nanofibers decreased from 208+/-35 to 161+/-18 nm with increasing calcination temperature between 600 and 800 degrees C.     

纳米碳纤维固载TiO_2

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶通过静电纺丝法制备了PVP纳米纤维。将PVP纳米纤维直接固载在碳棒上,在250℃预氧化,850℃炭化,得到碳纳米纤维。将碳纤维渍取钛酸丁酯,200℃下热处理后在550℃空气中焙烧,制得负载型纳米TiO2。利用扫描电子显微镜、红外吸收光谱、X射线衍射等测试技术对纳米纤维进行了表征。并把负载型TiO2分散在亚甲基蓝溶液中,分析了TiO2固载纳米碳纤维的光催化活性。结果表明,在100mL20mg/L亚甲基蓝溶液中加入1.0mgTiO2固载碳纳米纤维,光催化降解40min后,亚甲基蓝的分解率接近75%。     

聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝方法制备了聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维, 并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)和振动磁力分析进行了表征, 探讨了复合物的结构及其性能.     

高稳定性化学交联聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮碱性固体电解质膜

碱性固体电解质膜的稳定性是影响其在电化学领域应用的一个重要因素.本文在前期研究工作的基础上,通过直接共混和化学交联修饰制备出了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)碱性聚合物电解质膜.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和交流阻抗等方法详细考察了复合膜的分子结构、热稳定性、化学稳定性、氧化稳定性和尺寸稳定性.红外光谱结果表明,PVP成功地混入聚合物基体中,在1672cm-1处表现出来自于PVP第I带C襒O的强吸收峰.TGA结果表明,提高掺杂的KOH溶液浓度对PVA/PVP碱性膜的热稳定性没有明显影响.SEM分析结果表明,复合膜经高温、高浓度碱(80℃,10mol·L-1)处理后,其断面结构仍致密均匀,未出现类似小孔等膜降解情况,此时膜电导率(1.58×10-3S·cm-1)相比室温相同碱液时提高91.5%,表明PVA/PVP膜具有很好的耐碱化学稳定性.同时,PVA/PVP碱性膜表现出良好的抗氧化性,在60℃的3%和10%H2O2溶液中处理均没有观察到明显的质量损失,150h后仍能保持原膜质量的89%和85%.此外,由于膜内形成致密的内互交联网络结构,复合膜在水中800h之后也表现出很好的同向性和电导率稳定性.