ZnO-SnO2纳米复合氧化物的制备、表征及其气敏性质的研究(英)

本文用可控湿化学共沉淀法研制了ZnO-SnO₂纳米晶体复合气敏材料并考察其对有毒气体CO和NO₂的气敏性质。用TEM、BET和XRD等方法表征了纳米复合物的粒度、形貌、比表面、热稳定性和相稳定性。研究了制备的可控参数，如金属阳离子总浓度、沉淀pH值和老化时间等对复合物气敏性质的影响。研究结果表明，该纳米复合氧化物具有化学均一性，高度热稳定和相稳定性，对CO和NO₂具有高的灵敏度和选择性，其气敏性质依赖于复合物组成、焙烧温度和操作温度。通过2wt％金属Cd的掺杂和10wt% Al2O3氧化物的表面包覆大大提高了气体的灵敏度和选择性。用程序升温吸脱附研究了纳米复合物表面对气体的吸脱附性能，并探讨了气敏机理。     

Al3+掺杂对花状氧化锌微结构形貌和气敏性能的影响

利用Zn(NO3)2.6H2O、Al(NO3)3和(CH2)6N4为反应物,PEG400为表面活性剂,通过共沉淀法制备了Al3+掺杂的花状氧化锌纳米棒结构。Al3+掺杂会调控所得氧化物的微结构,提高材料的气敏性能。在350℃工作温度下,掺杂0.3wt%Al3+的花状氧化锌微结构对0.200mL.L-1乙醇的灵敏度达28,响应时间仅12 s。     

共沉淀法制备的CuGa2O4及其气敏性能

采用共沉淀法制备了CuGa_2O_4粉体,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对CuGa_2O_4粉体进行了表征。研究了热处理温度和pH对CuGa_2O_4粉体气敏性能的影响,实验结果表明热处理温度为800℃,pH=6.00(热处理4h)条件下制备出的CuGa_2O_4粉体,在室温下(18±2)℃对三甲胺(TMA)具有较好的气敏选择性和较高灵敏度,对1 000μL·L~(-1)的TMA的灵敏度达到310.1,响应和恢复时间分别约为590和80 s,对1μL·L~(-1)的TMA的灵敏度可达到1.3。     

溶剂热法制备石墨烯/SnO2及其气敏性

采用溶剂热法制备了石墨烯/SnO_2(G/SnO_2)纳米材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等对G/SnO_2进行了表征,研究了石墨烯的量和溶剂热温度对该纳米材料气敏性能的影响。实验结果表明,石墨烯可以调节SnO_2晶体的生长:当石墨烯上清液的量为1 mL、热处理温度为160℃时,制备的G/SnO_2纳米材料在室温下对氨气具有较好的气敏选择性和较高的灵敏度;且当气体体积浓度为1 000μL·L~(-1)时,对NH3的灵敏度为266.4,检出限达到了0.01μL·L~(-1)。     

热处理温度对溶剂热合成Co3O4纳米片气敏和吸附性能之影响

以Co(Ac)2·4H_2O和六次甲基四胺(HMTA)为起始反应物,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,在乙二醇(EG)和水混合溶剂中用溶剂热法得到中间产物,通过煅烧热处理制备了Co_3O_4纳米片。利用XRD、SEM和N_2吸附-脱附等方法进行了样品表征,研究了不同热处理温度对产物形貌和结晶度的影响,以及所制备纳米片的气敏性能。根据气敏测试和吸附性能结果,分析了气敏机理和吸附动力学。结果表明:热处理温度是影响产物形貌的关键因素,350℃是最佳的热处理温度,此时得到的纳米片最薄也最均匀。由于产物形貌变化改变了材料的比表面积,进而影响到产物的气敏性能和吸附性能。总体而言,纳米片厚度越小,比表面积越大,材料的气敏灵敏度和吸附效率越高。     

热处理温度对溶剂热合成Co3O4纳米片气敏和吸附性能之影响

以Co（Ac）₂·4H₂O和六次甲基四胺（HMTA）为起始反应物,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（P123）为表面活性剂,在乙二醇（EG）和水混合溶剂中用溶剂热法得到中间产物,通过煅烧热处理制备了Co₃O₄纳米片。利用XRD、SEM和N₂吸附-脱附等方法进行了样品表征,研究了不同热处理温度对产物形貌和结晶度的影响,以及所制备纳米片的气敏性能。根据气敏测试和吸附性能结果,分析了气敏机理和吸附动力学。结果表明：热处理温度是影响产物形貌的关键因素,350℃是最佳的热处理温度,此时得到的纳米片最薄也最均匀。由于产物形貌变化改变了材料的比表面积,进而影响到产物的气敏性能和吸附性能。总体而言,纳米片厚度越小,比表面面积越大,材料的气敏灵敏度和吸附效率越高。     

溶胶-凝胶法制备In-Cd纳米复合氧化物及其气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了In20rCdln2O4和CdO-Cdln2O4纳米复合氧化物,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的形貌和结构进行表征,并对其进行了乙醇、丙酮等多种气体的气敏性能测试.结果表明Cdln2O4材料复合h12O3和CdO后显著提高了对丙酮和乙醇气体的灵敏度和选择性.     

SnO_2/ZnO及ZnO/SnO_2双层膜的气敏性质

采用动态脉冲法研究了ＳｎＯ２／ＺｎＯ及ＺｎＯ／ＳｎＯ２ 双层膜的气敏性质。结果表明：选择合适的膜厚及膜厚比,可获得灵敏度及选择性良好的气敏元件。讨论了一些影响双层膜气敏性质的因素,结合元素的扩散,初步解释了膜厚与灵敏度的关系。     

表面气氛处理对气敏元件特性的影响

选择适当气体对气敏元件进行处理是气敏元件表面修饰的重要方法，本文利用ＳＯ２对Ｈ２Ｓ气敏元件进行了不同条件的处理，使得气敏元件的灵敏度和选择性得到了明显的改善。     

碳纳米管基气体传感器研究进展

碳纳米管具有灵敏度高、响应快和工作温度低等优异的气敏特性,近年来碳纳米管基气体传感器的研究成为研究热点.概述了碳纳米管基气体传感器的种类、结构特点、气敏性能和未来的发展方向,着重介绍了纯的碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和碳纳米管阵列的气敏特性,以及碳纳米管的修饰或碳纳米管与高分子材料、氧化物等复合对其气敏性能的影响.     

MgFe2O4@(TF-LDHs)磁性纳米复合体的制备与表征

以镁铁尖晶石(MgFe2O4)颗粒为磁性基质, 采用共沉淀法制备了替加氟(TF)插层层状双金属氢氧化物(LDHs)包覆MgFe2O4的核-壳结构磁性纳米复合体[MgFe2O4@(TF-LDHs)], 并对其化学组成、 晶体结构和磁性等进行了表征, 探讨了TF在LDHs层间的存在状态, 考察了TF的释放行为. 实验结果表明, MgFe2O4@(TF-LDHs)纳米复合体具有顺磁性, 其比饱和磁化强度随磁性基质含量的增大而增强; TF分子在LDHs层间以长轴略倾斜于LDHs层板的方式呈双层排布; MgFe2O4@(TF-LDHs)纳米复合体具有明显的药物缓释效果, 其释放动力学过程符合准二级动力学方程, 释放机理为Fick扩散; 增大磁性基质含量或施加外加磁场均可减缓其药物释放过程.     

熔盐法制备Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12陶瓷粉体及其介电性能研究

以CaCO3,CuO,TiO2,La2O3为反应物,NaCl,KCl为熔盐,通过熔盐法分别在700、750、800、850℃条件下合成Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12陶瓷粉体。利用XRD和SEM分别对陶瓷粉体的物相结构和微观形貌进行了分析,并对其介电性能进行了测试。实验结果表明,随着合成温度的升高,陶瓷粉体的钙钛矿相含量逐渐增大,与传统固相法相比,熔盐法制备的粉体无团聚现象,耗时少。Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12粉体制备的陶瓷在1 000℃烧结、测试频率在100 Hz~10 kHz时,获得优良的介电性能:介电常数大大超过104,介电损耗在0.1~0.47之间。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成与晶体结构（英）

Spinel LiMn₂O₄ powders were prepared using two-step synthesis method consisting of solid-state reaction method and citrate modified sol-gel method. The effects of the calcination temperature and the Li/Mn ratio of raw materials were studied on the physicochemical and electrochemical properties of the spinel LiMn₂O₄ powders, such as crystallinity, lattice constant and density. The title compound was characterized by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Polycrystalline LiMn₂O₄ powers calcined at 750 ℃ were found to be composed of very uniformly-sized microcrystal with an average particle size of 300 nm. The improvement in electrochemical properties was mainly attributed to the process of re-grinding by absolute alcohol.     

MgFe2O4纳米粉体的水热合成及其表征(英)

MgFe₂O₄ nanoparticles were hydrothermally synthesized at 150 ℃ using iron nitrate [Fe(NO₃)₃·9H₂O], magnesium nitrate [Mg(NO₃)₂·6H₂O] and sodium hydroxide (NaOH) as starting materials by carefully controlling the reaction conditions. The influences of several factors such as presence or absence of Na⁺, molar ratio of Fe³⁺ / Mg²⁺, concentration of mental ions, temperature and reaction time on resultant products were investigated in the hydrothermal process. The sample was characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), and its magnetic properties were measured using vibrating sample magnetometer (VSM).     

Fe/Co alloys for the catalytic chemical vapor deposition synthesis of single- and double-walled carbon nanotubes (CNTs). 1. The CNT-Fe/Co-MgO system

Mg(0.90)Fe(x)Co(y)O (x + y = 0.1) solid solutions were synthesized by the ureic combustion route. Upon reduction at 1000 degrees C in H2-CH4 of these powders, Fe/Co alloy nanoparticles are formed, which are involved in the formation of carbon nanotubes, which are mostly single and double walled, with an average diameter close to 2.5 nm. Characterizations of the materials are performed using 57Fe M?ssbauer spectroscopy and electron microscopy, and a well-established macroscopic method, based on specific-surface-area measurements, was applied to quantify the carbon quality and the nanotubes quantity. A detailed investigation of the Fe/Co alloys' formation and composition is reported. An increasing fraction of Co2+ ions hinders the dissolution of iron in the MgO lattice and favors the formation of MgFe2O4-like particles in the oxide powders. Upon reduction, these particles form alpha-Fe/Co particles with a size and composition (close to Fe(0.50)Co(0.50)) adequate for the increased production of carbon nanotubes. However, larger particles are also produced resulting in the formation of undesirable carbon species. The highest CNT quantity and carbon quality are eventually obtained upon reduction of the iron-free Mg(0.90)Co(0.10)O solid solution, in the absence of clusters of metal ions in the starting material.     

溶剂热法合成In2S3/CuSe核壳结构粉体

本文以氯化铜、氯化铟、硫脲、亚硒酸以及硒粉为原料,乙二醇及乙二胺为溶剂,采用常压溶剂热法制备了硫化铟为核硒化铜为壳(In2S3/CuSe)的核壳结构复合粉体。主要探讨了反应温度、不同反应原料以及不同表面活性剂对产物物相以及形貌的影响。通过采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对产物的物相、形貌以及组成进行了表征。实验结果表明:常压溶剂热条件下可以制备得In2S3/CuSe复合粉体,其最佳反应工艺参数是:于160℃下合成In2S3粉体为核,于100℃下合成包裹在In2S3表面的CuSe粉体从而获得In2S3/CuSe核壳结构复合粉。在该工艺参数下合成产物的形貌主要由圆球状颗粒组成,粉体的粒径分布在1~2μm。此外,本文也通过添加不同种类表面活性剂对产物的形貌进行了控制。     

尖晶石型NiCr2O4的燃烧法合成及表征

通过溶胶-凝胶燃烧法制备了具有立方相的尖晶石型NiCr2O4颜料,并采用TG/DSC、XRD、FTIR和SEM等手段对其进行表征和研究。结果表明:将燃烧后的粉末于900℃下煅烧2 h可以得到单一相的NiCr2O4,温度达不到900℃时所得粉末(包括燃烧后粉末和500和700℃煅烧得到的粉末)为NiO和Cr2O3组成的混合物。利用紫外/可见/近红外分光光度计仔细研究了燃烧后粉末和煅烧后粉末的颜色参数。尽管具有相同的成分,500和700℃下煅烧得到的粉末与燃烧后粉末却具有明显不同的颜色,这可从一氧化镍为非整比化合物的角度加以解释。此外,900和1 000℃下煅烧得到的NiCr2O4粉末呈现出随温度变化的绿色。     

铁酸镁超微粒子的制备及结构特征

采用两种方法制得了尖晶石结构纯相MgFe2O4样品．Moessbauer分析发现，一种样品表现出了完全的超顺磁性，另一种表现出了部分超顺磁性．这揭示出了样品具有很小的粒子尺度．首次在实验上发现了MgFe2O4IR-V2谱带的劈裂现象，报导了拉曼光谱，通过ESR分析，进一步揭示了两样品的结构特征，并讨论了性质之间的相关性。     

铁酸镁超微粒子的制备及结构特征

采用两种方法制得了尖晶石结构纯相MgFe2O4样品．Moessbauer分析发现,一种样品表现出了完全的超顺磁性,另一种表现出了部分超顺磁性．这揭示出了样品具有很小的粒子尺度．首次在实验上发现了MgFe2O4IR-V2谱带的劈裂现象,报导了拉曼光谱,通过ESR分析,进一步揭示了两样品的结构特征,并讨论了性质之间的相关性。     

Li2CO3、NiO和电解MnO2合成高容量LiNi0.5Mn1.5O4及其表征

Well-developed crystalline LiNi_0.5Mn_1.5O₄ was prepared by solid-state reaction using Li₂CO₃, NiO and electrolytic MnO₂ at high heating and cooling rate. X-ray diffraction (XRD) patterns and scanning electron microscopic (SEM) images showed that LiNi_0.5Mn_1.5O₄ synthesized at 900 ℃ and 950 ℃ had cubic spinel structure with clearly defined shape. LiNi_0.5Mn_1.5O₄ spinel phase decomposed at 1 000 ℃ accompanying with structural and morphological degradation. TG measurement revealed that the weight loss during heating process could be mostly gained in cooling process, and the upward tendency of weight loss during heating process decreased, while that of irreversible weight loss rapidly increased with the increase of temperature. LiNi_0.5Mn_1.5O₄ powders prepared at 900 ℃ for 12 h delivered the maximum discharge capacity of 134 mAh·g^-1 with good cyclic performance at 2/7 C. In addition, by adjusting the calcination time at 900 ℃, the capacity and cycling performance of LiNi_0.5Mn_1.5O₄ were further enhanced.