固态氧化物阴极过程的离子扩散模型及其Ta2O5熔盐电解验证

固态氧化物阴极在氯化钙熔盐电解质中的脱氧速率可依据氧离子的稳态扩散模型（PRS模型）由固态氧化物阴极孔隙率P,还原后金属与还原前氧化物之间的摩尔体积比R,还原后阴极的体积收缩率S等参数直接计算. PRS模型重要意义还在于可提供极简单的公式以预测不同金属氧化物还原时固态阴极的优化孔隙率,而固态阴极孔隙率对其脱氧速率有显著影响. 对于Ta₂O₅电解,其固态阴极孔隙率不易大于50%. 相关理论预测结果得到了固态Ta₂O₅在氯化钙熔盐中电解实验的良好验证,表明PRS模型对固态化合物阴极的快速、高效电解具有重要的指导意义.     

静电纺丝制备图案化无机纳米纤维

静电纺丝技术近几年在制备纳米纤维领域得到了广泛的应用,被认为是批量制备纳米纤维材料最简单有效的方法。本文综述了近几年高压静电纺丝技术制备图案化无机物纳米纤维的纺丝装置和过程,特别详细综述了纺丝过程中纤维直径的变化,利用带电流体动力学(EHD)理论推导出纤维直径变化的运动方程,并对方程进行一定程度的修订,以符合电纺无机物纳米纤维直径的变化;并综述了取向纳米纤维、中空纳米纤维、壳-核结构纳米纤维、纳米线、纳米带、纳米管及多层次结构纳米纤维的构建及其基本性能。最后对电纺制备图案化无机纳米纤维未来发展方向,特别是功能化多层次结构电纺无机纳米纤维制备进行了展望。     

基于离子交换和表面引发接枝聚合制备阴离子表面印迹材料及其识别特性研究

建立了一种新的离子表面印迹(IIP)方法. 使用偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)对微米级硅胶微粒进行表面改性, 制得表面含有氨基的改性硅胶AMPS-SiO₂. 凭借离子交换作用, 阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)结合在模板离子磷酸根周围; 改性硅胶AMPS-SiO₂表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化还原引发体系, 使DMC及交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)在硅胶微粒表面发生接枝交联聚合, 从而实现了磷酸根离子的表面印迹, 制得了阴离子表面印迹材料IIP-PDMC/SiO₂. 采用静态与动态两种方法, 考察研究了IIP-PDMC/SiO₂对PO₄^3-离子的识别特性与结合性能. 研究结果表明, 离子表面印迹材料IIP-PDMC/SiO₂对PO₄^3-离子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性, 相对于对比离子高锰酸根离子, IIP-PDMC/SiO₂对PO₄^3-离子的识别选择性系数为9.58.     

新型含紫罗兰酮基查尔酮的合成与表征

在碳酸钠和氢氧化钠催化下,β-紫罗兰酮和5,6-环氧-β-紫罗兰酮与芳香醛于室温下研磨1～15 min,制备了8种新型含紫罗兰酮基查尔酮,其结构经1H NMR、MS、IR和元素分析表征。 结果表明,β-紫罗兰酮、苯甲醛、Na2CO3与NaOH的物质的量比为20∶20∶5∶15时,收率可达87.1%～94.8%,苯甲醛环上吸电子基团可促进反应进行。     

GO/Tb4 O7复合材料的光催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)和氧化铽(Tb4 O7)为原材料,采用水热法制备了GO/Tb4 O7复合粉体.通过SEM、XRD和分光光度计等手段对复合材料粉体进行了分析.用罗丹明B溶液作为模拟污染物,在光催化反应仪中采用紫外光照射不同时间后,利用分光光度计测试其光催化性能.实验结果表明:复合材料粉体中,氧化铽颗粒基本可以均匀的分布在GO表面;随着GO含量(6;,8;,10;)的增加,复合材料粉体和罗丹明B的反应速率逐渐加快;在60 min时三种复合材料粉体的降解率分别为98.40;、98.64;、98.94;.     

提高电容性电化学储能装置能量容量的一些尝试

本文从作者所在的课题组在超级电容器和超级电容电池方向的研究内容为基础,在电极材料和装置层面综述了电容性电化学储能装置的发展. 导电聚合物和过渡金属氧化物分别与碳纳米管复合后的复合物能显著提高前两者作为电容性法拉第储能电极的电容性能. 活性炭和碳黑等一类碳材料则可作为非法拉第储能的电极材料. 通过对超级电容器正负极电容做相应的匹配调整可以提高超级电容器的最大充电电压,从而提高超级电容器的能量容量. 此外,为了与实际设备相匹配,超级电容可以以双极板的方式串联堆积,满足高电压的需求. 超级电容电池作为新一代的电容性电化学储能装置,分别由具有电容性和法拉第电荷储存原理的电极组成,具有高比功率和高比能量的特点,也是近年来的研究热点.     

SrTiO3薄膜液相沉积技术制备及光催化性能表征

采用液相沉积技术成功制备了SrTiO3薄膜,并研究其光催化性能.采用偏光显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析研究了不同制备条件对SrTiO3薄膜结构和形貌的影响,以罗丹明B(RhB)为目标降解物研究SrTiO3薄膜紫外光催化性能,结果表明:基板表面的Si-OH组群为SrTiO3薄膜制备提供了积极的贡献作用,并且垂直沉积的基板更有助于提高SrTiO3薄膜的表面均匀性.沉积制备的SrTiO3薄膜在基板表面以叶状和丛状交叉方式生长,且在空气中600℃煅烧2h转化为高纯结晶态.沉积温度为70℃的SrTiO3薄膜,紫外光照射120 min RhB降解率达到98;以上.     

以四氟苯甲酸根及联吡啶为配体的铜配合物的合成、晶体结构及量子化学研究

水热条件下,合成了一个新的单核铜(Ⅱ)配合物[Cu(TFBA)(2,2′-bipy)(H2O)2](TFBA)(HTFBA=2,3,4,5-四氟苯甲酸,2,2′-bipy=2,2′-联吡啶),并通过元素分析、红外光谱,热重分析和X-射线单晶衍射对其进行了表征。铜(Ⅱ)分别与来自1个2,2′-bipy的2个氮原子、1个2,3,4,5-四氟苯甲酸根的1个氧原子和2个水分子中的2个氧原子配位,形成变形的四方锥的配位构型。配合物通过强的O-H…O氢键作用形成了二聚体结构,该二聚体又通过分子间弱的C-H…O氢键和C-H…π作用形成了一维链状结构。对配合物中[Cu(TFBA)(2,2′-bipy)(H2O)2]+进行了量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征。     

聚乳酸蜂窝状多孔膜的形成与控制

以单一组分聚L-乳酸(PLLA)为成膜材料,利用水辅助法制备了聚乳酸(PLLA)蜂窝状多孔膜.利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察多孔膜形貌.研究溶剂、溶液浓度、环境温度和湿度等因素对所成多孔膜结构的影响.实验结果表明,高湿度环境和具有一定浓度的聚合物溶液是制备蜂窝状多孔膜的必要条件.溶剂的挥发性是形成规整蜂窝状孔结构的关键因素.环境相对湿度由43%增加到91%,PLLA多孔膜的孔径由(1.75±0.24)μm增加到(11.50±1.43)μm,且孔呈现六边形的蜂窝状结构.扫描电镜断面和AFM表明:膜表面形成了深度约为1.8μm的单层孔结构.通过控制溶液浓度、环境温度和湿度等因素来控制膜的表面形貌及其所成蜂窝状孔的大小.最佳的成膜条件为溶剂CH2Cl2,湿度75%RH,温度34℃,浓度3 wt%.讨论了蜂窝状多孔膜的形成机理.     

2-酯基-1,5-苯并氧氮杂的合成及反应副产物的研究

以取代苯、丁烯二酸酐、邻氨基(对氯邻氨基)苯酚为原料,合成了一系列2-酯基-1,5-苯并氧氮杂衍生物,其结构通过IR,1H NMR,MS(HRMS)及元素分析进行表征.同时,确定了一个主要副产物2-苯甲酰甲基-2H-1,4-苯并噁嗪-3(4H)-酮(6h’)的结构,提出了其可能的生成机理.研究还表明,中间体4-芳基-4-氧代-2-丁烯酸酯(4)在对甲基苯磺酸为催化剂、DMF作溶剂、回流温度下反应时主要生成目标产物2-酯基-1,5-苯并氧氮杂6,而在冰醋酸为催化剂、甲醇作溶剂、回流温度下反应时则主要生成副产物6h’.