自旋转换-氧化石墨烯纳米复合材料的制备及磁性

利用氧化石墨烯（GO）表面具有丰富含氧基团的特点,采用原位生长法将经典的亚铁三氮唑自旋转换（SCO）配位聚合物[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）负载到二维材料GO的表面。利用X射线粉末衍射（PXRD）、红外光谱（FTIR）、SEM、TEM、拉曼等手段对自旋转换-氧化石墨烯（SCO-GO）纳米复合材料进行了表征。通过光谱表征发现,复合材料的FTIR和PXRD特征峰为GO和[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）特征峰的叠加,初步证明了自旋转换-氧化石墨烯纳米复合材料已成功制备。SEM和TEM分析直观地显示立方体状的[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）纳米颗粒均匀地分散在氧化石墨烯表面,且随着原位生长时间的增加,GO表面的[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）的负载量增加、尺寸增大。拉曼图谱表明[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）负载到GO表面后,氧化石墨烯特征拉曼峰的强度比（ID/IG）增大,说明氧化石墨烯的缺陷密集程度增大,[Fe（Htrz）₂（trz）]（BF₄）纳米颗粒与石墨烯之间的作用力增强。磁性测试表明不同自组装时间（1、6、12 h）的SCO-GO复合材料的T_1/2↑分别为381.1、381.5和382.4 K,T_1/2↓分别为345.9、345.0和344.8 K,其磁滞回线宽度分别为35.2、36.5和37.6 K,这是由于不同自组装时间的SCO-GO复合材料中[Fe（Htrz）2（trz）]（BF4）的负载量和尺寸的差异导致的。DSC分析结果和磁性结果一致,证实了SCO-GO复合材料自旋转变温度向高温区移动。     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外（FT-IR）、N₂吸附-脱附,能谱（EDS）以及NH₃-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。     

石墨烯助剂与Ni(Ⅱ)活性位点协同增强TiO2制氢性能

采用水热法和低温浸渍法制备了电子助剂还原石墨烯(rGO)和界面活性位点Ni(Ⅱ)共修饰的高效TiO₂光催化剂(简称Ni(Ⅱ)/TiO₂-rGO)。制氢性能测试结果表明：相比于TiO₂和单独还原石墨烯复合的TiO₂,经还原石墨烯与Ni(Ⅱ)协同修饰后的TiO₂表现出更高的光催化制氢性能。其中,Ni(Ⅱ)/TiO₂-rGO(0.1 mol·L^-1)具有最高制氢性能,制氢速率达到77.0 μmol·h^-1,分别是TiO₂(16.4 μmol·h^-1)和TiO₂-rGO(28.0 μmol·h^-1)的4.70倍和2.75倍。还原石墨烯助剂与Ni(Ⅱ)活性位点协同增强制氢性能的原理是：还原石墨烯作为电子助剂可以快速捕获和传输电子,Ni(Ⅱ)作为界面活性位点可以从溶液中捕获H⁺,提高界面反应速率,2种助剂协同作用加快了TiO₂上的光生电子-空穴对的有效分离。     

碳和石墨烯对磷酸锰锂材料性能的影响

在采用溶剂热法制备磷酸锰锂的基础上,以蔗糖和石墨烯为碳源,制备了裂解碳和石墨烯含量不同的磷酸锰锂/碳/石墨烯复合材料,研究了裂解碳和石墨烯对材料性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对材料的形貌进行了表征。裂解碳包覆可以提高LiMnPO₄纳米片表面的电子导电性,对于材料性能的改善起到主要的作用;石墨烯可以提高纳米片之间的电子和离子导电性,改善材料的电化学性能。电化学测试表明,当裂解碳含量为4%、石墨烯含量为2%时,LiMnPO₄电极具有较好的电化学性能,在0.5C下的放电比容量为139.1 mAh·g^-1,循环100次后,容量保持率为93.6%。与添加单一碳和单一石墨烯的LiMnPO₄电极相比,该电极在0.5C下的放电比容量分别提高了35.0%和48.6%。     

棒状CuFe4Ox的可控合成及其异戊醇脱氢反应的催化性能

利用液相沉淀法可控合成了均匀的棒状CuFe₄O_x催化剂。通过原位X射线粉末衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（TEM）及程序升温还原（TPR）等手段表征其晶相结构、形貌和还原性能。通过还原棒状CuFe₄O_x获得Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒,原位X射线光电子能谱（XPS）用于确定Cu⁰/Fe₃O₄ 表面的相组成。通过液相沉淀法制备棒状CuFe₄O_x,在120℃保持3 h后加入Na₂CO₃溶液至pH等于9时所得棒状形貌最为规整。以异戊醇脱氢反应作为探针反应,比较了Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒和Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米颗粒的催化反应性能,发现Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒比Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米粒子具有更好的活性和稳定性,表明棒状Fe₃O₄ 担载的Cu纳米粒子具有更好的结构稳定性。     

染料敏化太阳能电池对电极La2Mo2O7复合MWCNTs非Pt催化剂的制备与性能

通过高温固相法对醋酸镧（C₆H₉O₆La·xH₂O）与高钼酸铵（（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O）在一定条件下热解制备非Pt催化剂La₂Mo₂O₇（La₂O₃-2MoO₂）。进一步采用2种方法将La₂Mo₂O₇与多壁碳纳米管（MWCNTs）进行复合,一种是将La₂Mo₂O₇喷涂到MWCNTs表层之上得到La₂Mo₂O₇/MWCNTs,另一种是将两者均匀混合掺杂得到La₂Mo₂O₇@MWCNTs,再将上述2种复合材料应用于染料敏化太阳能电池对电极进行相应研究。通过扫描电子显微镜（SEM）表征了复合催化材料的微观形貌,X射线衍射（XRD）确定了微观结构。采用电流密度-光电压曲线、循环伏安,交流阻抗以及塔菲尔极化分析了材料的光电性能。实验结果表明在电解液I₃^-/I^-中,基于La₂Mo₂O₇/MWCNTs与La₂Mo₂O₇@MWCNTs的对电极,相同的条件下在光电池中获得的光电转换效率分别为6.09%和4.84%,明显高于MWCNTs的3.94%和La₂Mo₂O₇的0.87%。电极性能的提高可归因于La₂Mo₂O₇复合催化剂相对大的比表面积和高导电性。     

MFI/BEA双沸石复合物的合成及其在甲烷选择性还原NOx中的应用

以合成的β沸石固液混合物作为ZSM-5沸石的部分原料制备了含有ZSM-5和β沸石的双相沸石复合物MFI/BEA。采用XRD, FTIR, 吡啶红外, NH₃-TPD, TEM, SEM和氮吸附-脱附等对合成的材料进行了表征。结果表明后合成的ZSM-5沸石在β沸石内部孕育生长, MFI/BEA双沸石复合物中两相沸石的组成比例可以通过控制第二步晶化时间来进行有效调控;与单一的Co-ZSM-5或Co-β相比, 通过离子交换法制备的Co-基复合催化剂Co-MFI/BEA在富氧条件下甲烷选择催化还原NO反应中具有高活性和高的稳定性, 并且表现出较好的抗SO₂毒化性能和良好的可逆性。     

三维连续结构Li4Ti5O12/石墨烯纳米复合材料：制备和其锂离子电池超长循环性能

利用具有三维连续纳米孔结构的热剥离石墨烯为骨架制备Li4Ti5O12/石墨烯纳米复合材料。通过乙醇挥发法在热剥离石墨烯的纳米孔道内引入前驱物,进一步高温热处理,在热剥离石墨烯的孔道内原位形成Li4Ti5O12纳米粒子。利用复合材料作为锂离子电池电极材料。电化学反应过程中,热剥离石墨烯的三维连续结构确保了Li4Ti5O12纳米粒子与石墨烯在长循环过程中的有效接触。因此,复合材料表现出优异的循环稳定性。在5C下,5 000次循环后,其容量保持率高达94%。     

SiO2@AgCl:Ag纳米复合材料:一种可见光催化降解罗丹明B的高效等离子体光催化剂

采用多元醇沉淀以及光化学还原法制备了SiO₂担载AgCl:Ag等离子体纳米粒子。通过表征发现SiO₂@AgCl:Ag粒子呈立方-四足角状。同时,由于表面Ag簇的等离子共振效应,该催化剂在可见光区有很强的光吸收,可用于在高效降解稳定的有机染料,例如,罗丹明B。合成的SiO₂@AgCl:Ag复合催化剂可在2 min内将罗丹明B分子完全降解。自由基捕获实验进一步探究发现O₂·^-和·OH是参与降解反应的主要氧化活性物种。以上SiO₂@AgCl:Ag的这些特性使其在水净化和环境治理方面有着潜在的应用。     

镍锌铁氧体/膨胀石墨/聚苯胺复合物的电磁损耗性能

用化学共沉淀法和原位乳液聚合法分别制备了镍锌铁氧体(Ni_xZn_1-xFe₂O₄)、Ni_0.7Zn_0.3Fe₂O₄/膨胀石墨(NZF/EG)二元复合物及其聚苯胺(PANI)包覆的三元复合物(NZF/EG/PANI)。用现代测试技术表征了样品的组成、结构、形貌和电磁性能。结果表明,NZF粒子较好地嵌入到EG的层间,PANI对NZF/EG的包覆效果良好;三元复合物的磁性能随磁性组分含量的减小而减弱,而电导率与EG和PANI的导电性及其相对含量相关联;复合物的电磁损耗性能优良,其中三元复合物优于二元复合物。含PANI 70wt%的NZF/EG/PANI三元复合物,制样厚度分别为1.5、2.0和2.5 mm时,其反射损耗峰值(有效带宽)分别为-19.99 dB(5.82 GHz),-20.33 dB (4.08 GHz)和-25.28 dB(3.67 GHz),具有优良的电磁波吸收效果。