热熔还原法制备超硬复合相氮化碳及其工艺探索

本文采用热熔还原法,以聚氯乙烯、氯化铵、氧化铁为原料制备复合超硬相氮化碳(α/β-C3 N4).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.在此基础上分析了不同温度和原料配比下合成复合相C3 N4的物相组成及形貌变化.结果表明样品形貌随着原料配比的不同在颗粒、棒状、纳米线之间转变.当C、N和Fe之间摩尔比为3:4:0.4时,所制备出的样品呈纳米线状,纳米线的直径约为15 nm,结晶性良好.而在其它配比下,只能获得棒状或颗粒状α/β复合相C3 N4.     

吗啡啉碱性离子液体催化合成油酸甲酯

采用两步法合成了由阳离子N-甲基-N-丁基吗啡啉和阴离子氢氧根搭配的[Nbmm]OH新型碱性离子液体。实验利用FT-IR、元素分析和TGA分别对该离子液体的化学结构和热稳定性进行了表征。结果表明,该离子液体的热稳定性超过200℃。对该离子液体的溶解性能进行了考察, 结果表明,该离子液体能与强极性溶剂互溶,而且其水溶液的碱性较强。为了考察该离子液体对酯化反应的催化活性,实验过程中以油酸和甲醇反应生成油酸甲酯的酯化反应为模型反应,评价该离子液体的催化活性。结果表明,当反应温度60℃、酸醇比为1:6、离子液体加入量为原料总质量的15%、反应10 h时,油酸转化率达93.9%,而且该离子液体易于从反应体系中分离,可以循环使用。     

Br~-掺杂Bi_2WO_6的水热法合成及其可见光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_2WO_4·2H_2O为主要原料,采用水热法合成了纯相Bi_2WO_6,并对其进行非金属离子Br-掺杂改性。采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman、PL和DRS研究了Br~-掺杂对Bi_2WO_6的物相结构、形貌和可见光催化性能的影响。结果表明,Br-掺杂可有效提高Bi_2WO_6的可见光催化性能,当掺杂量(物质的量百分数)为8%时,溴掺杂Bi_2WO_6的光催化性能最好,可见光照射40 min后,可降解96.73%的罗丹明-B,与未掺杂Bi_2WO_6相比,其降解率提高了36.32%。     

Br-掺杂Bi2WO6的水热法合成及其可见光催化性能

以Bi（NO₃）₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O为主要原料,采用水热法合成了纯相Bi₂WO₆,并对其进行非金属离子Br^-掺杂改性。采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman、PL和DRS研究了Br^-掺杂对Bi₂WO₆的物相结构、形貌和可见光催化性能的影响。结果表明,Br^-掺杂可有效提高Bi₂WO₆的可见光催化性能,当掺杂量（物质的量百分数）为8%时,溴掺杂Bi₂WO₆的光催化性能最好,可见光照射40 min后,可降解96.73%的罗丹明-B,与未掺杂Bi₂WO₆相比,其降解率提高了36.32%。     

氮化硼纳米管-纳米片分级结构的制备及光学和吸附特性

将五硼酸铵、 氨硼烷络合物和氧化镁混合, 球磨均匀后, 在1200 ℃及0.6 L/min流动氨气保护条件下退火6 h, 即可在氧化铝基片上收集到白色毛状产物. 采用X射线衍射(XRD), 红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 拉曼光谱(Raman)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对产物进行了表征. 结果表明, 样品呈一维线状分级结构, 长度大于5 mm, 中间为竹节状空心结构, 内部管径为50~350 nm, 外径范围为200~800 nm. 分级结构表面负载了大量氮化硼(BN)纳米薄片, 单个薄片厚度约为13 nm. 薄片弯曲褶皱, 相互交织, 构成1个氮化硼片层, 其厚度约为50~200 nm. UV-Vis和PL光谱测试结果表明, 氮化硼纳米管(BNNT)分级结构在紫外光材料领域具有一定的应用潜力, 且对亚甲基蓝具有良好的吸附能力(7 min即可吸附71%, 107 min时可吸附96%). 对比实验结果表明, BNNT的生长机理遵循气-液-固相(VLS)模型, 而表面负载的超薄BN片的生长机理遵循气-固相(VS)模型.     

高分散纳米薄水铝石和纳米氧化铝的制备及其对甲基橙的吸附性能

以硝酸铝为铝源,尿素为沉淀剂,采用无模板水热法合成纳米薄水铝石(γ-AlO(OH))。在不同温度下煅烧后,得到氧化铝产物(γ-Al2O_3和θ-Al2O_3)。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮气吸附-脱附法和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对产物进行了表征分析。并且研究了产物对甲基橙(MO)的吸附性能,系统地考察了吸附时间、溶液的pH值、甲基橙浓度及循环使用对产物吸附性能的影响。此外,还对吸附过程进行了相关吸附理论研究。结果表明:与其他方法所制备的产物相比,通过该方法获得的产物的分散性更高,形态更均匀和完整。产物为高度分散的纳米捆扎状结构。γ-AlO(OH)对甲基橙的最大吸附量达1 492.5 mg·g~(-1)。另外,产物的吸附机制包含化学作用吸附机制和静电作用吸附机制等。3种产物对甲基橙的吸附均符合Langmuir单分子层吸附模型,吸附过程均符合二级动力学特征。     

镁热还原法制备圆片状氮化硼多晶微粉

采用三氧化二硼(B₂O₃)、氯化铵(NH₄Cl)和镁粉为反应物, 以三氧化二铁(Fe₂O₃)为催化剂, 利用镁热还原法在700～850 ℃下反应, 制备了氮化硼多晶微粉. X射线衍射(XRD)分析表明, 产物为六方相, 晶格常数a=0.2499 nm, c=0.6682 nm. 产物的红外光谱中在790和1380 cm^-1处出现了六方氮化硼的特征吸收峰. 利用扫描电子显微镜(SEM)观察到产物为圆片状颗粒, 平均直径约为0.9 μm, 平均厚度约为100 nm. 讨论了Fe2O3的存在对产物形成的影响.     

太阳能电池中石墨烯的应用进展

太阳能电池是一种取之不尽用之不竭的能源,而太阳能电池效率较低严重阻碍了其在商业领域中的发展.近几年来,石墨烯及其衍生物的合成和应用发展迅速,以优异的电学、力学、光学性能有望应用于提高太阳能电池效率并取代传统透明导电氧化物.本文综述了近年来在太阳能电池领域,石墨烯作为导电电极、载流子输送材料和稳定剂材料的应用进展.     

高分散镁铝层状双氢氧化物的煅烧改性及其对甲基橙的吸附性能研究

以Mg(NO3)2·6H2O为镁源,Al(NO3)3·9H2O为铝源,采用水热法制备了高分散的镁铝层状双氢氧化物MgAl-LDH,并高温煅烧生成MgAl-LDO.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子分析(XPS)、氮气吸附-脱附法对产物进行表征分析,并且探讨了其吸附机理.结果 表明,2种产物的吸附过程对比于Langmuir吸附模型基本一致,其中MgAl-LDO的比表面积更大,吸附性能更好,对甲基橙的最大吸附量可达925.9 mg·g-1.吸附机制包括化学作用、氢键、静电作用和表面络合作用.     

聚砜基质中Gemini分子原位引发聚合构筑有序排列阳离子活性位导电通道

将Gemini型可聚合阳离子表面活性剂单体[顺丁烯二酸二乙酯撑基双(辛烷基)二甲基氯/溴化铵(G8-2-8)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十二烷基二甲基氯/溴化铵)(G12-2-12)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十六烷基二甲基氯/溴化铵)(G16-2-16)]引入聚砜(PSF)聚合物的氯仿铸膜液中,以过硫酸钾(KPS)作为引发剂,原位引发Gemini分子聚合,制得具有有序排列阳离子活性位导电通道的Gemini/聚砜阴离子交换膜,并对其进行结构表征和性能测试.结果表明,随着Gemini引入量的增加,含水率、溶胀度、离子交换量及电导率等均呈上升趋势.随着Gemini结构中疏水碳链的增长,含水率、溶胀度、离子交换量、电导率及断裂伸长率等降低,膜材料的拉伸强度随之增加.当Gemini引入质量分数为20%、疏水碳链的碳数为8时,含水率为12.35%,溶胀度仅为10.13%,离子交换量为0.61 mmol/g,80℃时的电导率为3.776 m S/cm.在80℃及6 mol/L KOH碱性环境下考察了G8-2-8-PSF系列膜的耐碱稳定性,结果表明,膜在碱中浸泡240 h后,电导率下降幅度最高仅为2.0%,表现出较好的耐碱稳定性能.