基于MXenes的功能纤维的制备及其在智能可穿戴领域的应用

在电子信息和物联网技术的推动下,人类对可穿戴电子器件和智能织物的需求愈发突出,功能纤维作为智能可穿戴设备的重要载体,近年来获得快速发展。功能纤维的性能很大程度上取决于纤维的基础构筑单元。过渡金属碳/氮化物(MXenes)作为一种新兴的二维材料,凭借其高电导率、优异的可加工性能、可调节的表面特性以及出色的机械强度等优点,受到了极大的关注,也逐渐成为构筑功能纤维的重要单元。本文将主要综述MXenes的湿化学、熔融盐、无氟试剂刻蚀等方法和力学、电学、光学和化学稳定性等性能,阐述基于该材料制备的功能纤维在传感、储能以及其他智能领域的应用,最后讨论了基于MXenes材料的功能纤维的未来应用前景和技术挑战。     

硫酸介质中Ti／SnO2／PbO2析氧阳极的研究

由于硫酸溶液具有高的电导、一般条件下性质稳定、价格相对低廉等优点，所以电化学合成大多在硫酸溶液中进行．阳极析氧是电化学合成不可避免的阳极过程．但因硫酸的强腐蚀性，以及从阳极析出的氧的强氧化性，使得能满足工业生产的阳极材料很缺乏．自１９５０年荷兰Ｈｅｎ...     

溶剂热法制备ATO纳米球及其性能研究

以五水四氯化锡和三氯化锑为主要原料,以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法合成了锑掺杂氧化锡(ATO)纳米球。用X射线衍射仪和透射电子显微镜对合成的ATO纳米球进行结构表征,用紫外可见分光光度计和低阻抗表面阻抗仪研究其光电性能。结果表明：所合成的ATO均为四方晶型结构,由粒径为5~10 nm的ATO纳米晶聚集成直径为80~120 nm的纳米球,且分散性良好。Sb³⁺掺杂量对ATO纳米球的光、电性能有很大影响,随着Sb³⁺掺杂量的增加其可见光透过率和电导率都呈现先增大后减小的变化关系。在n_Sb/n_Sn比为9∶100时其光电性能达到最佳。     

Eu2+掺杂CaSi2O2N2荧光粉发光性能

采用固相反应法合成了组成为Ca_1-xEu_xSi₂O₂N₂的Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉.通过荧光光谱对样品的发光性能进行了研究,发现Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉发射光谱为宽波段的单峰结构,主要包含绿光和黄光区,发射峰在556~568 nm.从发射光谱的宽带特征来看,CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射主要对应着Eu²⁺离子4f⁶5d→4f⁷跃迁.从激发光谱所覆盖的范围还可以看到,样品可以有效的被UV蓝-光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用.另外,样品的发光性能与激发离子的浓度有着很大关系.激发离子浓度增大时,发射光谱会发生明显红移.利用这一性质,可以通过改变Eu²⁺浓度来调节荧光粉的发光范围,从而满足不同场合的需要.同时,Eu²⁺浓度提高,样品发射光谱的强度也会随之增强,在x=0.06时发射强度达到最大值,之后继续增加Eu²⁺浓度,强度不仅没有增加反而降低,即出现浓度猝灭现象.     

基于微通道内表面上垂直生长的ZnO纳米棒阵列的微反应器型光催化装置

通过在微通道内表面上制备均匀的ZnO晶种层薄膜,再在晶种膜的基础上制备出了垂直生长的ZnO纳米棒阵列。将长有ZnO纳米棒的微通道用作微反应器,以光催化降解亚甲基蓝(MB)溶液为例考察了流体停留时间和连续重复使用对光催化性能的影响。结果表明,在停留时间为80 s时MB的光降解率为95%,连续重复使用180 h后,MB的降解率仍在80%以上。     

氧化锌/镁铝复合氧化物的制备及光催化性能

将镁铝层状双氢氧化物分散在锌盐与尿素的混合液中,加热使尿素水解、锌离子沉淀,经洗涤、干燥、煅烧,再用碳酸钠溶液浸渍、煅烧,得到还原后的氧化锌/镁铝复合氧化物。用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氮等温吸附和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对所制备的氧化锌/镁铝复合氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了其去除效率及光催化活性。碳酸钠还原处理过的氧化锌/镁铝复合氧化物结构发生了改变,氧化锌的晶粒变小,复合氧化物变成了片状结构,其对酸性红G的去除效率也明显提高,质量比为2∶1的氧化锌/镁铝复合物经还原后表现出了良好的光催化活性。     

FeNi层状双氢氧化物/TiO2复合光催化剂的制备及其制氢性能

层状双氢氧化物(LDH)的光生电子-空穴对易复合,虽然纳米薄片的结构促进了载流子分离,但其光催化效率仍然较低。我们利用LDH薄片结构的优势,将FeNi LDH和TiO₂通过静电自组装复合,设计制备出新型高效的FeNi LDH/TiO₂复合光催化材料,评价了其光催化分解水产氢性能。对其结构、光催化性能和光电化学等进行了详细表征。结果表明,FeNi LDH的高比表面积、复合物的异质结结构都有利于光生电荷的转移。光催化产氢结果表明,FeNi LDH/TiO₂复合材料的产氢速率(22.6mmol·g^-1·h^-1)分别比纯TiO₂(0.1 mmol·g^-1·h^-1)和FeNi LDH(0.05 mmol·g^-1·h^-1)提高了226和452倍,表明了异质结在提高LDH光催化效率方面的重要作用。     

Bridgman法生长TeO2晶体的缺陷分析

采用Bridgman法生长了二氧化碲(TeO2)晶体,运用光学显微镜、电子衍射光谱、化学腐蚀等方法分析了该方法生长TeO2晶体内部的缺陷.初步讨论了散射点、微裂纹、气泡和黑点、条纹以及腐蚀坑等微缺陷的形成机理.结果表明:晶体内部的散射点来自于原料中杂质,条纹主要是由于晶体内应力引起,晶体内的气泡和黑点和晶体生长的温度密切相关,并就如何减少这些微缺陷进行了初步探讨.     

高性能ZnS∶Cu基力致发光弹性体及其在视觉交互织物中的应用EI北大核心CSCD

随着柔性电子领域的不断发展,人们对可穿戴设备的智能化需求逐渐增多。其中,具有视觉交互功能的智能发光纺织品因其应用场景和功能的多样性引起了人们的广泛关注。ZnS∶Cu基力致发光弹性体仅在受到机械应力下就可以实现可见光的发射,具备可循环的力-光可视化传感特性,在智能发光服装方面有着潜在的应用价值。本文通过弹性聚合物基体网络结构调控、Al_(2)O_(3)纳米粒子掺杂的方法来增加应力传递位点,从而提高ZnS∶Cu复合弹性体的发光强度。通过挤出包覆、3D打印、丝网印刷等工艺实现了力致发光智能织物的连续化和图案化制备,改善了力致发光纺织品的力-光转换的灵敏度和穿戴舒适性问题,其在可穿戴传感、运动健康监测、智慧交通警示等方面具有潜在的应用价值。     

二氧化钛纳米晶溶胶内渗透电极对染料敏化太阳能电池的光伏性能的提高

以自制的过氧钛酸(PTA)水溶液为前驱体,用水热法制备了透明锐钛矿相二氧化钛溶胶.无需有机添加剂可得到直径小于7 nm的棒状二氧化钛纳米晶溶胶.通过将溶胶内渗透到染料敏化太阳能电池(DSSCs)的多孔二氧化钛电极后,消除了多孔电极内的大孔并改善了电极内纳米晶之间的连通性.用扫描电子显微镜(SEM)和光学轮廓仪对溶胶内渗透后的光阳极进行了表征.结果表明:小颗粒棒状二氧化钛纳米晶附着在多孔的二氧化钛表面,填充了电极由于烧结产生的大孔,并在多孔的二氧化钛内部形成了有利于电子传输的网络结构.与未经处理的多孔电极相比,改性后的光阳极组装成染料敏化太阳能电池后光电转化效率提高了64%.