置换法制备核壳结构Cu/Al复合粉末

在以明胶为保护剂、氟离子为络合剂的水溶液中, 采用Al粉直接置换还原铜盐的方法, 实现了纳米Cu在Al粉表面的快速化学沉积, 制备出核壳结构的Cu/Al复合粉末. 提出了置换反应的机理和历程, 探讨了反应的影响因素. 利用SEM, XRD, EDS, BET等测试手段对复合粉末进行了微观测试和表征. 结果表明: Al粉表面连续、均匀包覆了由晶粒大小约20 nm的Cu纳米颗粒组成的壳层.     

CO/H2O/O2直接法制过氧化氢的环境友好纳米Cu/Al2O3催化剂

采用液相化学还原法制备了系列用于一氧化碳、水及氧气直接法制过氧化氢的环境友好纳米Cu/Al2O3催化剂,并用TEM,XRD和N2O化学滴定等手段对催化剂中纳米金属铜的结构及性质进行了表征.研究结果表明,Cu/Al2O3催化剂在CO/H2O/O2直接法制H2O2反应中呈现出显著的纳米尺寸效应当金属铜纳米晶粒平均尺寸为15 nm时,有高达0.236 mmol·(g-cat)-1·h-1的H2O2生成速率.     

花生状微/纳米CaMoO_4的表面热力学性质

采用室温反相微乳液法制备了3种不同尺寸的花生状微/纳米CaMoO4.基于纳米CaMoO4与块体CaMoO4热力学性质的本质差异,结合化学热力学基本理论及热动力学原理,推导出纳米CaMoO4摩尔表面热力学函数的关系式.在此基础上,采用原位微量热技术获得了花生状微/纳米CaMoO4的摩尔表面热力学函数.结果表明,花生状微/纳米CaMoO4的表面热力学性质变化具有尺寸效应,即随着尺寸的减小,摩尔表面焓、摩尔表面Gibbs自由能、摩尔表面熵均增加.     

微米/纳米结构对氟硅烷修饰氧化铝表面疏水性能的影响

以多孔氧化铝膜为基板,用NaOH溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件,得到氧化铝微米/纳米表面结构.用氟硅烷分别修饰光滑氧化铝膜、多孔氧化铝膜及其微米/纳米结构表面,进行接触角测试、XPS成分分析和SEM结构表征.结果表明,氟硅烷修饰的微米/纳米结构表面对水的接触角(149°±2°)比光滑表面(101°±1°)和纳米孔洞结构表面(141°±2°)都高.     

Cu2O/Ag纳米复合物的表面增强拉曼光谱

用一种简单的化学还原方法制备了银纳米粒子包覆的氧化亚铜（Cu2O）纳米复合物。扫描电子显微镜显示Cu2O 为八面体型的纳米粒子,表面光滑,结构对称。包覆的Ag部分占据Cu2O粒子表面。通过比较Ag/Cu2O纳米复合物、Ag溶胶及Cu纳米粒子表面吸附的4-巯基吡啶（4-Mpy）分子表面增强拉曼光谱（SERS）发现,利用此方法得到了Cu2O粒子表面吸附分子的拉曼光谱。银纳米粒子所产生的电磁场增强又增强了吸附在Cu2O上的4-Mpy拉曼信号。这种方法为初步研究Cu2O表面吸附分子性质提供了依据,扩宽了SERS的使用范围,使SERS应用在纳米半导体材料上成为可能。     

纳米NaY分子筛的合成及其催化柴油加氢改质性能

在系统考察添加阳离子表面活性剂、凝胶陈化以及晶化温度和晶化时间等因素对NaY分子筛细化影响的基础上,对纳米NaY分子筛的合成规律进行了研究;合成出了n(SiO2)/n(Al2O3)=4.5,BET比表面积为620m2/g,孔容为0.34 cm3/g,微孔集中分布在0.55 nm附近,粒度分布范围在100 nm以内的纳米NaY分子筛.并采用XRD、BET、IR、TTEM和NH3-TPD等手段系统表征了纳米NaY分子筛的微观结构.分别采用合成的纳米NaY分子筛和微米NaY分子筛为原料制备负载型Ni-Mo-P催化剂,并以FCC柴油为原料,考察了催化剂的加氢改质性能,结果表明,与微米NaY分子筛基负载型Ni-Mo-P催化剂相比,纳米NaY分子筛基负载型Ni-Mo-P催化剂,在加氢脱氮率、密度和十六烷值相当的情况下,其加氢脱硫率较高,柴油收率较高.     

荧光磁性双功能Fe_3O_4/Alendronate@CdSe/CdS纳米复合物的制备与表征

采用化学共沉淀法制备了磁性Fe3O4纳米颗粒,并用四甲基氢氧化铵(TMAOH)、阿伦磷酸钠、丙烯酸丁酯和无水乙二胺对Fe3O4纳米颗粒表面进行修饰,制备出3代表面胺基化的Fe3O4树状分子.采用油相合成的方法制备CdSe/CdS量子点,再用巯基乙酸进行修饰,使其具有良好的水溶性和较好的稳定性.将制备的Fe3O4树状分子与修饰后的量子点进行连接,制备出双功能树状Fe3O4/Alendronate@CdSe/CdS微球.通过这种方法得到的材料的荧光性能明显增强,但材料的荧光性能并不随代数成线性变化的.     

离子液体中铜纳米粒子膜的电沉积制备及表面增强拉曼光谱

采用恒电位方法研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF₄)中氧化铟锡(ITO)电极表面Cu的沉积过程. 结果表明, Cu²⁺在ITO表面经中间产物Cu⁺还原为Cu. 采用XRD和SEM对不同电位下沉积层的组成和结构进行了考察. 结果表明, 表面组成和结构与沉积电位有关. 在较正电位下沉积所得为Cu/Cu₂O的混合纳米粒子; 在较负电位下为Cu纳米粒子. 随着沉积电位逐渐变负, 其形貌经历了花状、 棒状向球形纳米粒子转变的过程, 且所得沉积膜逐渐变得致密, 其中Cu纳米粒子膜表现出较强的表面增强拉曼散射(SERS)活性, 并且SERS信号均一.     

多尺度柔性结构的防覆冰性能

通过软复型和晶体生长的方法制备了具有柔性微米锯齿和纳米棒结构的微纳米复合表面,其具有低温低黏附的特性,达到了优异的防覆冰效果.柔性微纳米结构表面的形变,可以在低温条件下有效去除液滴.研究结果表明,微米结构的弯曲作用改变了液滴在表面的三相线,凹面增大了气/液/固三相线长度,增加了驱动液滴的难度;凸面减小了气/液/固三相线长度,有利于减少液滴与表面之间黏附力,使液滴在重力作用下快速脱除.     

复合纳米材料Cu2O@Au对水体中罗丹明B的检测应用研究

制备了多面体Cu2 O纳米粒子,利用Cu2 O的还原性,在其表面原位生成了不同密度的Au纳米粒子,制备了Au、Cu共同增强拉曼信号的复合纳米粒子Cu2 O@Au.利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等对制备的Cu2 O和Cu2 O@Au的形貌、粒径、表面性能等进行了表征.研究了Cu2 O表面金纳米粒子的分布密度对水样中目标检测物罗丹明B的拉曼增强效果.结果表明,氯金酸浓度在1 mmol/L时制备的Cu2 O@Au表面均匀覆盖一层金纳米粒子,其表面增强拉曼效果最为显著,对水样中罗丹明B检测范围为1×10-2~5×10-6 mol/L.研究了此探针在PBS(1×)和酸性水溶液(0.01 mol/L HCl)中的稳定性,并将其用于沂河水样中靶标的检测实验,结果表明,其稳定性较好.     

金属基复合材料的界面分析

用透射电镜、扫描电镜、Ｘ射线能谱仪和电子探针研究了碳化硅颗粒（ＳｉＣｐ）增强Ａｌ２０１４复合材料的微观结构和界面。鉴定了界面上和基体中三种主要的沉淀相：ＣｕＡｌ２、Ｃｕ２Ｍｇ８Ｓｉ６Ａｌ５、（Ｍｎ，Ｆｅ）３ＳｉＡｌ１２和高温下形成的条状Ａｌ４Ｃ３。试验指出，碳化硅和基体间的界面上没有Ｓｉ和Ａｌ的相互扩散，并观察分析了ＳｉＣｐ／Ａｌ２０１４界面周围的无析出带和高密度位错     

Cu-Ni-Al尖晶石催化甲醇水蒸气重整制氢性能的研究

以氢氧化铜、醋酸镍和拟薄水铝石为原料,通过固相法合成了Cu-Ni-Al尖晶石催化剂。采用N2物理吸附、XRD、H2-TPR和XPS等表征方法,研究Cu/Ni/Al的物质的量比和焙烧温度对催化剂的比表面积、物相、还原性能以及表面性质的影响,并以甲醇水蒸气重整制氢为探针反应,考察催化剂的缓释催化性能。结果表明,随着焙烧温度的升高,Cu-Ni-Al催化剂的尖晶石含量增加,但尖晶石晶粒增大,且比表面积下降。不同的焙烧温度和Cu/Ni/Al物质的量比,所得催化剂的比表面积、还原性能和表面性质不同,从而表现出不同的缓释催化性能。与计量比Cu/Al=1∶2的合成比较,Cu/Al=1∶3形成了非计量比的富Al尖晶石固溶体,生成的晶体粒子小、比表面积和孔容大、难还原的尖晶石部分增多,呈现出更好的缓释催化性能。甲醇制氢反应性能评价结果显示,Cu-Ni-Al尖晶石在反应条件下逐渐释放活性铜而催化反应的进行,其中,CNA3-1000催化剂表现中最高的催化活性和稳定性。     

Preparation of Al(OH)3/PMMA nanocomposites by emulsion polymerization

Al(OH)₃/PMMA nanocomposites were prepared by the emulsion polymerization of methyl methacrylate (MMA) in the presence of surface‐functionalized Al(OH)₃ particles. Nanosized Al(OH)₃ particles were previously functionalized with a silane coupling agent, 3‐(trimethoxysilyl) propyl methacrylate (γ‐MPS), which was confirmed by FT‐IR and XRF analysis. The average size of seed particles was around 70 nm, and the density of the coupling agent on the particles was calculated to be 8.9 µmol m^?2. The emulsion polymerization was attempted at relatively high solid content of 40–46 wt%. The ratio of the seed particles to MMA had a strong influence on the stability of latex as well as the morphology of composites. Nanocomposites where several PMMA nodules were attached on the surface of Al(OH)₃ core were produced with stable latex emulsion when the weight percents of Al(OH)₃ to MMA were below 20. In the case of higher ratio of 30%, however, the latexes became unstable with an aggregation, and the product morphology was in the shape of large composite. Thermogravimetric analysis showed an improved thermal stability of PMMA composites with the incorporation of Al(OH)₃ nanoparticles. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

新型WO3/HMS催化剂的制备及其对环戊烯选择氧化反应的催化性能

 采用草酸络合方法将WO3固载到六方介孔全硅分子筛HMS上,制得新型WO3/HMS非均相催化剂. 利用SEM,TEM,N2吸附,XRD及激光拉曼光谱等手段对催化剂进行了表征,研究了催化剂在环戊烯选择性氧化合成戊二醛反应中的催化性能. 结果表明,在WO3/HMS催化下环戊烯和H2O2的转化率均可达100%,戊二醛的选择性可达72%. WO3以高分散状态存在于催化剂表面. 单次反应后钨的溶脱量(5.5 μg/ml)很小,对反应几乎没有影响. 催化剂具有较高的稳定性,可以重复套用6次. 失活后的催化剂可通过简单焙烧的方式再生.     

山西芮城永乐宫元代天花、藻井研究*

采用不同方法制备了一系列Ni/Al_2O_3催化剂,在无NH_3、无碱条件下对其己二腈催化加氢制1,6-己二胺的反应性能进行研究.通过XRD、 BET、 TEM、 XPS及程序升温实验等结果表明,采用沉淀剂有利于细小Ni纳米颗粒在催化剂介孔内的分散。然而较强的Ni与载体间相互作用不利于氢气的吸附活化,还原处理后催化剂中仍存在较高含量的氧化态Ni物种.采用浸渍法制备的Ni/Al_2O_3-I催化剂中颗粒的平均尺寸为18.5 nm, Ni颗粒暴露在载体表面,生成较高含量的还原态Ni0物种及有利于反应物吸附的中等强度酸性位点.该Ni/Al_2O_3-I催化剂表现出优良的低温活性,在60℃时,己二腈转化频率(TOF)可达39.7 h~(-1);80℃时转化率为100%, 1,6-己二胺收率可达73.0%.然而,由于Ni/Al_2O_3-I催化剂中Ni与Al_2O_3间相互作用较弱,经过3次循环性能测试,催化剂活性明显下降.进一步以少量Cu元素修饰低含量Ni/Al_2O_3-I催化剂, Cu助剂的引入有效改善了Ni纳米颗粒的分散性,并与部分Ni组分形成双金属纳米颗粒.Ni_(15)Cu_3/Al_2O_3催化剂经5次循环反应后无明显失活现象,催化剂的形貌及化学结构亦无明显变化, Cu的引入在保持Ni基催化剂低温活性的同时有效提升了催化剂的循环稳定性,催化剂的TOF为52.1 h~(-1).     

亚微米级Cu0/Fe3O4复合物多相催化过一硫酸盐降解有机污染物

过一硫酸盐催化活化技术因其可产生强氧化性活性氧化物种,可快速氧化降解并矿化有机污染物的优异性能而备受关注.本文成功制备了亚微米级Cu0/Fe3O4复合物,发现其能多相催化过一硫酸盐产生单线态氧降解有机污染物.首先,以CuCl2·2H2O,FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O为铜源和铁源,水合肼为还原剂,采用水热法在180oC反应24 h制备了亚微米级磁性Cu0/Fe3O4复合物.表征结果显示,所制材料为Cu0和Fe3O4的复合物,颗粒大小约为220 nm;单一相Cu0和Fe3O4晶体粒径分别为33.8和106.2 nm,而Cu0/Fe3O4复合物中Cu0和Fe3O4晶体粒径分别减为20.8和31.9 nm.这表明Cu0和Fe3O4复合降低了Cu0和Fe3O4晶体粒径,有利于Cu0和Fe3O4的分散.BET测试结果表明,Cu0/Fe3O4复合物比表面积为4.6 m2/g,与Cu0颗粒的(4.2 m2/g)相当,但远小于Fe3O4的(15.6 m2/g).制备的Cu0/Fe3O4复合物可有效催化过一硫酸盐产生单线态氧降解罗丹明B、亚甲基蓝、金橙II、苯酚和对氯酚.当Cu0/Fe3O4复合物的用量为0.1 g/L,过一硫酸盐浓度为0.5 mmol/L和初始pH为7时,Cu0/Fe3O4复合物可在30 min内完全降解20μmol/L的罗丹明B、亚甲基蓝、金橙II以及0.1 mmol/L的苯酚和对氯酚.对比试验显示,在相同条件下,Cu0和Fe3O4颗粒分别可以降解28%和20%的罗丹明B.这表明Cu0/Fe3O4复合物中的Cu0和Fe3O4晶体在催化过一硫酸盐降解污染物的反应中具有协同作用,这主要来源于Cu0/Fe3O4复合物中Cu0和Fe3O4的晶体粒径变小和更好的分散.采用分光光度法测定了降解反应液中铜和铁离子的溶出量.当Cu0/Fe3O4复合物的用量为0.1 g/L,过一硫酸盐浓度为0.5 mmol/L和初始pH为7时,反应60 min后,降解液中铜和铁离子的浓度分别为0.22和0.1 mg/L,仅占复合物中总铜和总铁量的1.1%和0.2%,表明Cu0/Fe3O4复合物具有较强的化学稳定性.所制Cu0/Fe3O4复合物具有超顺磁性,借助磁场实现快速分离回收,可循环利用五次,表明其优越的催化稳定性.通过加入乙醇和叠氮化钠,考察了Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐体系中的活性氧化物种.发现100 mmol/L乙醇的加入对污染物的降解无明显影响,而加入同等量的叠氮化钠可完全抑制污染物的降解,表明Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐产生的主要活性氧物种为单线态氧.采用电子顺磁共振谱进一步证实了单线态氧的生成.基于以上研究,Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐的机理为Cu0/Fe3O4作为一个电子媒介加速过一硫酸盐和污染物之间的电子转移,从而导致污染物被快速降解.该反应机理不同于常见的金属催化过一硫酸盐产生硫酸根和羟自由基的反应机理.我们推测,电导性优良的Cu0在此催化反应中起着关键性作用.本催化方法可作为一种绿色的氧化技术用于环境污染物的氧化降解处理.     

聚天冬氨酸和钨酸钠复配对3%NaCl溶液中白铜B10的缓蚀作用

应用交流阻抗法和极化曲线法,研究了两种环境友好型水处理药剂,即聚冬天氨酸(PASP)和钨酸钠的单一配方及其复配对白铜(B10)在3%NaC l溶液中的缓蚀效果.研究表明:单一聚冬天氨酸或钨酸钠配方对B10均具有一定的缓蚀效果,其中聚冬天氨酸以浓度为40 mg/L,钨酸钠以浓度为60 mg/L时的缓蚀效果最佳.总浓度为40 mg/L的两者复配具有更加明显的缓蚀效果并显示出协同效应,其中以聚冬天氨酸与钨酸钠配比为3∶1的缓蚀效果最佳.     

Mechanical properties and frictional resistance of Al composites reinforced with Ti_3C_2T_x MXene

Two-dimensional(2D) Ti_3C_2T_x MXene is an attractive additive not only used in base oil due to its low friction coefficient,but also used in composites due to its high aspect ratio and rich surface functional groups.So far there has been intense research into polymer matrix composites reinforced with Ti_3C_2T_x,Here we report on the use of 2D Ti_3C_2T_x to enhance the mechanical and frictional properties of Al matrix composites.Ti_3C_2T_x/Al composites were designed and prepared by pre s sureless sintering followed by hot extrusion technique.The prepared composites exhibit a homogeneous distribution of Ti_3C_2T_x.The Vickers hardness and the tensile strength continuously increase with increasing Ti_3C_2T_x content.A hardness of 0.52 GPa and a tensile strength of 148 MPa were achieved in the 3 wt% Ti_3C_2T_x/Al composite.The frictional properties of pure Al and the Ti_3C_2T_x/Al composite were comparably studied under dry sliding.A low friction coefficient of 0.2,twice lower than that of pure Al,was achieved in the 3 wt%Ti_3C_2T_x/Al composite.Ti_3C_2T_x acting as a solid lubricant reduces the abrasive wear in the composite,improving the frictional properties of Al matrix composites.     

Preparation and characterization of ultrafine Fe-Cu-based catalysts for CO hydrogenation

The ultrafine particles of a new style Fe-Cu-based catalysts for CO hydrogenation were prepared by impregnating the organic sol of Fe（OH）3 and Cu（OH）2 onto the activated Al2O3, in which the organic sol of Fe（OH）3 and Cu（OH）2 were prepared in the microemulsion of dodecylbenzenesulfonic acid sodium（S）/n-butanol（A）/toluene（O）/water with V（A）/V（O） = 0.25 and W（A）/W（S） = 1.50. This catalyst was characterized by particle size analysis, XRD and TG. The results of particle size analysis showed that Fe（OH）3 particles with a mean size of 17.1 nm and Cu（OH）2 particles with an average size of 6.65 um were obtained. TG analysis and XRD patterns suggested that 673 K is the optimal calcination temperature. CO hydrogenation produced C＋OH with a high selectivity above 58 wt% by using the ultrafine particles as catalyst, and the total alcohol yield of 0.250 g·ml^-1 ·h^-1 was obtained when the contents of Al2O3 and K were 88.61 wt% and 1.60 wt%, respectively.