以天然椰壳为碳源制备硼碳氮微米线

首次以天然椰壳为碳源,高温下在流动氨气中用氯化铁(FeCl3)对无定型硼粉和椰壳进行退火,大规模合成了硼碳氮(BCN)微纳米结构,即由纳米片包覆竹节状纳米管组装而成的微米线.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及荧光光谱仪(PL)等手段对所得微米线进行了表征.结果显示,微米线的直径约为200～600 nm,纳米片的平均厚度小于20 nm.纳米片大多是以弯曲和皱折的形态分离的.微米线由B、C、N元素组成,计算出B、C、N的原子比为11.4:1:9.2.提出了汽液固(VLS)和汽固(VS)相结合的生长机理并对B11.4 CN9.2微米线的形成进行了研究.初步讨论了反应温度对微米线的影响.     

利用无机胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷

本文利用无机胶凝材料成功制备了莫来石多孔陶瓷.以硅藻土和ρ-Al2O3为原料,AlF3和MoO3为添加剂,利用ρ-Al2O3遇水硬化的特点,来实现陶瓷浆料的固化成型,再将成型后的陶瓷生坯经高温烧结得到莫来石多孔陶瓷.该方法绿色环保,整个制备过程中无有机物的排放.通过使用XRD、SEM等表征测试手段,研究了烧结温度对莫来石多孔陶瓷的相组成、微观形貌、线收缩率、开孔孔隙率以及抗压强度的影响.实验结果表明,制备的莫来石多孔陶瓷由生长良好的莫来石晶须构成,在1500℃下烧结的莫来石多孔陶瓷孔隙率可达到82.3;.     

熔盐辅助碳热还原氮化法制备氮化钽晶须

本文以五氧化二钽、活性炭为主要原料,氟化钾为熔盐介质,通过碳热还原氮化法在氨气气氛下成功制备了氮化钽(Ta5N6)晶须.运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对合成产物的组成、结构和形貌进行了表征.研究了升温方式、氮化气氛、氮化时间和催化剂含量对产物形成的影响.当Ni与Ta2O5的摩尔比为0.1、氮化气氛为氨气(流量为300 mL/min)、氮化时间为6h时制备的晶须形貌最佳,晶须直径80～250 nm,长为1～5μm,晶须的生长机制为气-液-固(VLS)和气-固(VS)两种机理的混合机制.     

带有电荷的双层空心聚电解质微球的合成与表征

结合溶胶-凝胶法和蒸馏沉淀聚合法,合成了二氧化硅/阴离子聚合物/二氧化硅/阴离子聚合物和二氧化硅/阴离子聚合物/二氧化硅/阳离子聚合物四层复合微球(阴离子聚合物为聚(乙二醇二甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸);阳离子聚合物为聚(二乙烯基苯-co-对乙烯基苄氯吡啶盐)).通过选择性移除二氧化硅内核和三明治夹心层,分别制备得到相应的内外都带负电荷以及内外带有相反电荷的两性双层空心聚电解质微球.考察了阳离子聚合物层的合成过程中,不同DVB在单体中的含量对其壳层厚度和双层聚电解质微球的电荷的影响,使用透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)和zeta电位仪分别对空心聚电解质微球的形态、化学组成和电荷性进行了表征.结果表明了在蒸馏沉淀聚合过程中,通过调节二乙烯基苯交联剂在整个单体中的用量(30%~60%),可调控具有相反电荷的两性空心聚合物微球的表面电位(8.82~39.82 m V).     

氯化亚铁催化制备硼碳氮纳米管

采用固相反应法,以无定型硼粉为原料,氯化亚铁为催化剂,在无水乙醇和氨气气氛中高温热处理3 h成功制得大量竹节状的三元硼碳氮(BCN)纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对所得纳米管进行了表征.结果显示,纳米管的直径在60~90 nm之间,纳米管由B、C、N三种元素组成,其原子比为9.77∶1∶8.65.纳米管的生长机理属于气-液-固(VLS)机制.同时初步探讨了反应温度对纳米管的影响.     

气氛对MnCr2O4尖晶石纳米线生长的影响

建立了一种在氮气和氢气的还原性混合气氛和1100 ℃条件下加热商业不锈钢箔(304)制备MnCr2O4尖晶石纳米线的简单方法, 并研究了不同气氛对纳米线生长的影响. 研究发现, 混合气体中氢气含量的变化会影响纳米线的形貌和产率; 而氧化性气氛(如空气)下则得不到纳米线. 在还原性气氛下, Mn和Cr原子可以和反应室内残留的痕量氧反应生成MnCr2O4尖晶石, 而Fe和Ni原子不能被氧化, 但是Fe和Ni可以起到催化纳米线生长的作用, 纳米线的生长机理属于自催化性的气-液-固(VLS)机制.     

冷冻干燥法结合淀粉固化制备莫来石多孔陶瓷

以高岭土、氢氧化铝为原料,淀粉为造孔剂和粘结剂,Y2O3为烧结助剂,采用冷冻干燥法结合淀粉固化工艺制备了具有连通开孔结构的莫来石多孔陶瓷.研究了淀粉添加量对浆料前驱体的流变性能、多孔陶瓷的气孔率、孔径分布、显微结构以及力学性能的影响.结果表明:当淀粉含量由15.84vol;增至20.59vol;,浆料前驱体的粘度增加明显;随着剪切速率的增加,浆料前驱体的粘度先显著降低然后趋于稳定,表现为剪切稀化行为.随着淀粉含量的增加,所得多孔陶瓷的孔径尺寸减小,孔径分布趋于均匀,从双峰分布向单峰变化,孔隙率缓慢增加,维持在61.5;～66.2;范围内,当淀粉含量增加到15.84vol;时,抗压强度达到最高值9.5 MPa,孔隙率也达到65.7;.但当淀粉含量进一步增加后,抗压强度有下降的趋势.