氧化锌在ITO导电玻璃上电沉积生长过程研究

采用恒电流电解法,以0.1mol/LNH4NO3、0.01mol/LZn(CH3COO)2水溶液为电解液,成功将ZnO电沉积于ITO导电玻璃的表面。利用扫描电子显微镜(SEM)研究了ZnO晶核在ITO导电玻璃表面上的生长过程,对其生长取向、排列方式及微观形貌等方面发生的一系列变化的规律进行了研究和讨论。利用X射线衍射分析(XRD)研究了电沉积时间对ZnO结晶性的影响。结果表明:ZnO在ITO导电玻璃上的电沉积过程,经历了晶核生成、增长成片、片状组合、定向排列、团聚成花、团聚成块等连续过程;随着沉积时间的增长,沉积厚度增加,使得ZnO晶体的结晶性变差。     

β-PbO2/TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚

采用阳极氧化法和脉冲电沉积制备出β-PbO2改性TiO2纳米管(β-PbO2/TiO2-NTs)电极,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制备的β-PbO2/TiO2-NTs电极的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,该方法成功地将β-PbO2纳米颗粒分散在TiO2纳米管中,通过电催化降解苯酚评价了β-PbO2/TiO2-NTs电极的电催化活性,实验结果表明,在TiO2-NTs中电沉积β-PbO2提高了电极的电催化活性,对苯酚的降解达到83%。     

无碱条件下Au/ZnO选择性催化氧化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸甲酯

采用溶胶-沉积法合成了高选择性的Au/ZnO催化剂,用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化为3-羟基丙酸甲酯的反应.研究了保护剂PVA用量、金溶胶合成温度、金负载量及催化剂循环利用对反应的影响,且优化了反应温度和反应压力,并对催化剂进行了XRD和TEM表征.结果表明,PVA∶Au(m/m)=1∶4、金溶胶合成温度25℃、金负载量1%的Au/ZnO对目标反应的催化活性最好,在100℃和Po2=2MPa的条件下1,3-丙二醇的转化率达82.8%,产物3-羟基丙酸甲酯的选择性达95.4%.Au纳米粒子的粒径影响催化性能,在Au平均粒径为2.8~6.1nm的范围内,产物选择性随Au纳米粒子的粒径的减小而增大,平均粒径在2.8~4.8nm的范围内时,催化剂具有较好的产物选择性(大于90%);Au/ZnO催化剂循环利用4次后催化性能(转化率和选择性)无明显下降;并推测了无碱条件下Au/ZnO选择性催化氧化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸甲酯的反应机制.     

Electrospun CuFe2O4 nanotubes as anodes for high-performance lithium-ion batteries

Herein,we report on the synthesis and lithium storage properties of electrospun one-dimensional(1D) CuFe_2O_4 nanomaterials.1D CuFe_2O_4nanotubes and nanorods were fabricated by a single spinneret electrospinning method followed by thermal decomposition for removal of polymers from the precursor fibers.The as-prepared CuFe_2O_4 nanotubes with wall thickness of ~50 nm presented diameters of ~150 nm and lengths up to several millimeters.It was found that phase separation between the electrospun composite materials occured during the electrospinning process,while the as-spun precursor nanofibers composed of polyacrylonitrile(PAN),polyvinylpyrrolidone(PVP) and metal salts might possess a core-shell structure(PAN as the core and PVP/metal salts composite as the shell) and then transformed to a hollow structure after calcination.Moreover,as a demonstration of the functional properties of the 1D nanostructure.CuFe_2O_4 nanotubes and nanorods were investigated as anodes for lithium ion batteries(LIBs).It was demonstrated that CuFe_2O_4 nanotubes not only delivered a high reversible capacity of ~816 mAh·g~(-1) at a current density of 200 mA·g~(-1)over 50 cycles,but also showed superior rate capability with respect to counterpart nanorods.Probably,the enhanced electrochemical performance can be attributed to its high specific surface areas as well as the unique hollow structure.     

ZnO/Ag复合纳米粒子的制备与表征

以乙酸锌为前驱物,乙醇为溶剂,油酸钠为表面修饰剂,采用溶液化学法,在乙醇体系中制得纳米Zn O。然后缓慢加入一定量的硝酸银乙醇溶液,在乙醇的还原作用下将Ag+还原为Ag纳米粒子,制得Zn O/Ag复合纳米粒子。通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法对所制备的氧化锌-银复合纳米粒子样品进行表征。结果表明,所合成的Zn O/Ag复合纳米粒子为球形,尺寸为20-30nm且粒径分布较窄。Ag纳米粒子附着于Zn O纳米粒子表面,并起到良好的表面修饰作用。对制备Zn O/Ag复合纳米粒子的机理进行了初步探究。     

二氧化锰纳米管模拟氧化酶的性能、抑制剂及其对Pb2+的测定

采用简便的水热法,获得了具有氧化酶催化特性的二氧化锰纳米管,研究了其对氧气(O2)氧化3,3',5,5'-四甲基联苯二胺(TMB)发生显色反应的催化性能,重点考察了常见金属离子对其活性的抑制作用。结果表明,能与MnO2表面发生特异性吸附络合作用的Pb2+的抑制作用最为显著。基于该抑制作用,建立了针对铅离子的高灵敏、快速检测新方法。结果显示,铅的线性范围为1.0×10-7~1.0×10-3 mol/L,检出限为3.0×10-8 mol/L。     

TiO_2/12-磷钨杂多酸/金复合纳米材料的制备及电化学性能

采用水热法制备TiO2纳米管(TNTs),然后以12-磷钨杂多酸(PTA)作为交联剂,运用光催化方法在TiO2纳米管表面负载金纳米颗粒(GNPs),从而得到新型复合纳米材料——TNTs-PTA-GNPs;借助傅立叶变换红外光谱仪,X射线衍射仪和透射电子显微镜分析了新型复合纳米材料的结构及形貌,并利用循环伏安法测试了其电化学性能.结果表明,GNPs均匀分布在TNTs表面,从而大幅度改善纳米材料的导电性;但复合纳米材料中无游离的金纳米颗粒.与此同时,TNTs-PTA-GNPs纳米材料具有良好的生物相容性,且可促进酶与电极之间的直接电子转移.     

基于MCM-41硬模板的镍铁磁性纳米管的合成及其磁性研究

以Si-MCM-41为硬模板,利用介孔材料的吸附作用,将Fe3+和Ni 2+按一定比例定量吸附组装到介孔材料的孔壁上;然后通过程序升温在900℃条件下高温焙烧,并经氢氟酸处理,得到直径大约为3.0nm的中空铁氧体纳米管.分别利用傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪分析了合成材料的结构、组成、形貌;采用振动样品磁强计测定了其磁性能.结果表明,合成的镍铁氧体纳米管具有良好的管状形貌,其结构与分子筛MCM-41的结构相似,并具有良好的磁学性能.这说明MCM-41分子筛孔道结构具有可复制性,本研究可望为制备具有适当长径比的一维纳米磁性材料打下良好基础.     

纳米羟基磷灰石纳米管的一种简便制备方法及其对溶液中重金属离子的吸附

采用简便的方法合成了20~40 nm长、56 m^2·g^-1的比表面积的羟基磷灰石纳米管(HAP)。然后用制备的HAP纳米管在水溶液中同时吸附Pb^2+、Cd^2+、Cu^2+、Co^2+、Ni^2+、Zn^2+和Hg^2+,其具有高的吸附能力,并能实现快速去除。此外,制备的HAP纳米管对7种重金属离子的脱附率均小于1%,表现出较强的稳定性。实验数据采用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型进行分析。2个方程的应用结果表明,吸附平衡最适合Langmuir模型,单层饱和吸附能力为958.28 mg·g^-1,具有较好的吸附性能。通过能量色散X射线光谱(EDS)和X射线衍射(XRD)图进一步研究了吸附机理,结果表明,当溶液中Pb^2+离子数量足够时,吸附机理为Pb取代了HAP中的Ca,形成了更稳定的Pb5(PO4)3(OH)。上述实验研究预测了利用HAP纳米管处理含铅废水在环境污染治理中的可行性。     

铝与碱溶液反应的实验研究

铝与氢氧化钠溶液反应一直以来都是教学的难点,从定量角度证明了该反应的氧化剂,并解释了氢氧根离子在反应中的作用。在此基础上,结合实验表现出的铝与不同碱溶液反应的差异,进一步探讨了几种阳离子对铝与碱溶液反应的影响。