MCNOs/CdS双效光催化剂的制备及其性能研究

水热合成法制备了不同磁性纳米洋葱碳(MCNOs)负载量(0%、1%、3%、5%)的MCNOs/CdS光催化剂。并通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见光光谱(UV-Vis)、磁滞回线测定仪(VSM)对其进行表征,探究了MCNOs负载比例对催化剂在可见光下降解RhB性能及机理的影响。结果表明,MCNOs能有效提高CdS的光催化效果,复合3%MCNOs后降解率为96%,与纯CdS相比降解率提高了30%,磁性分析表明,其具有良好的顺磁性并能实现催化剂的有效回收。MCNOs/CdS在可见光下催化降解RhB的一级反应动力学直线有较好的拟合度,表明制备的催化剂有较好的催化活性。     

洋葱碳基双极板制备及在PEMFCs中的应用

以甲烷为碳源，采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50～140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料，并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明，合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知，注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善，有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现，由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。     

纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料制备与表征

采用反相微乳法在庚烷/琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)/水体系中成功制备出纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)对复合材料进行了结构表征和形貌观察。结果表明,UV-Vis光谱吸收峰在325 nm和360 nm,表现出纳米粒子明显的量子尺寸效应;TEM照片显示纳米CdS粒径分布较窄,均匀分散在PVK中。XRD分析表明,CdS纳米颗粒已经形成。PL结果显示:产物的荧光发射光谱峰波长在375 nm和520 nm。     

Si对热压烧结B4C陶瓷材料显微结构与性能的影响

采用Si作为烧结助剂,利用热压烧结技术烧结制备了SiB6-B4C陶瓷复合材料.采用热力学计算、XRD物相分析,结合SEM图片,探讨了Si-B4C陶瓷的烧结过程和机理.结果表明:Si有助于促进B4C陶瓷的致密化烧结,原位生成的SiB6有助于B4C陶瓷机械性能的提高;Si的最佳加入量为10wt;;预烧处理对Si-B4C陶瓷烧结有利,1000 ～ 1400℃预烧8h后制备的B4C陶瓷弯曲强度447.3 MPa,断裂韧性4.42 MPa· m1/2,HRA硬度为94.     

TiAl-B4C复合材料耐海水腐蚀性研究

对所制备的TiAl/B4C复合陶瓷材料耐海水腐蚀性能进行了研究分析,将10wt;～40wt; TiAl含量的TiAl/B4C复合材料在天然海水中进行60天的全浸实验,通过SEM对试样的腐蚀形貌进行观察表征,XRD分析相结构对腐蚀过程进行推测,结合电化学阻抗测试对试样耐腐蚀能力的强弱进行具体定量化的分析.结论表明,TiAl/B4C具有良好的抗腐蚀性能,且腐蚀性能的差异受TiAl金属间化学物含量的影响,含量为10wt;的TiAl/B4C复合材料耐腐蚀性能最优.     

不同形貌Bi2WO6/CNOs复合材料的电化学性能研究

低污染、高能量的超级电容器是目前研究的重点.本文利用水热法合成了Bi2WO6/CNOs复合材料,并通过改变前驱体的pH值来调整复合材料的形态,在pH值为3和11的条件下合成了花状片层结构和块状结构的复合材料,并将其作为赝电容的电极材料.采用循环伏安法、恒电流充放电法和电化学阻抗法研究了制备的Bi2WO6/CNOs复合材料的电化学性能.结果表明,在电流密度为10 mA/cm2时,以1 mol/L KOH溶液为电解液的条件下,pH＝3时花状片层结构的Bi2WO6/CNOs复合材料的比电容为152.7 F/g,大于pH＝11时复合材料的比电容.这主要是由于CNOs能均匀分散在Bi2WO6 的片层之间,从而起到良好的支撑和电子传输作用.     

纳米洋葱碳的制备及其微波吸收特性研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了一种可应用于微波吸收材料的纳米洋葱碳(CNOs),通过酸洗-煅烧-磁选对其进行纯化处理.研究了样品形貌、物相组成、磁性能及其微波吸收特性.带有Fe-Ni核心的CNOs呈现出高度石墨化的碳层包覆金属核心的核壳结构,金属核心的存在提高了材料的复磁导率和阻抗匹配程度.模拟结果表明,微波吸收峰随着匹配厚度的增加逐渐向低频移动;当厚度为5.81 mm,频率为4.08 GHz处的最小反射损耗(RL)达到了-52.5 dB,且厚度在2 mm时,有效吸收带宽(RL<-10 dB)达到了3.36 GHz(11.92～15.28 GHz).这种优异的微波吸收特性表明CNOs有望在轻质高效吸波材料领域得到广泛应用.     

CO2响应型Pickering乳液的构筑及应用

互不相溶的油/水两相在固体颗粒的作用下,其中一相以小液滴形式溶于另一相中形成的乳液称为Pickering乳液。由于其制备成本低、稳定性强且环境友好,目前已应用于医药、食品及化妆品等多个领域。在实际的应用中,具有长期稳定性质和可快速乳化/破乳的乳液在石油开采、催化等领域需求广泛,因而制备具有环境刺激响应性质的Pickering乳液迫在眉睫。与pH、磁场、温度、光等刺激手段相比,CO₂响应型乳液具有廉价易得、无污染、响应迅速、生物相容性好等优势,是解决产品循环回收问题的有效策略。目前CO₂刺激响应型Pickering乳液体系仍处于研究的初级阶段,且该乳液的响应机制、构筑策略仍有待明确和拓展。本文总结了Pickering乳液的稳定/响应机制,综述了CO₂响应型Pickering乳化剂的种类及构筑策略,列举了其在乳液聚合、界面催化、生物医药领域的应用进展,并展望了其未来的发展前景。     

纳米洋葱碳作为润滑油添加剂的摩擦性能研究

采用化学气相沉积法制备纳米洋葱碳(CNOs),外部为石墨层,内部包含Fe-Ni催化剂颗粒,形状类似于球形,在机械润滑中起到"微轴承"作用.运用旋转氧弹法、四球摩擦试验机和润滑油抗磨试验机考察其作为润滑油添加剂的摩擦性能.摩擦实验结果表明:纳米洋葱碳作为润滑油添加剂表现出很好的抗磨减磨性能,CNOs的质量分数为0.05;时,润滑油的抗磨性能明显提升,此时极压值提高64;,磨斑直径减小了78;,氧化安定性更好.     

化学气相沉积法制备CNOs及其磁选纯化研究

以金属镍铁为催化剂,通过化学气相沉积法高选择性地制备了纳米洋葱碳( CNOs)。所制备的CNOs为内嵌金属核心与中空CNOs的混合物,常规的酸洗-煅烧纯化工艺往往会造成外层碳壳的破坏,形成无定型碳。通过对CNOs的铁磁性分析,提出了磁选分离工艺,可以有效地将内嵌金属的CNOs与空心CNOs分离,分离后空心CNOs纯度在95;以上。