TiO2 / SiO2核 / 壳结构复合粒子的组装及其电化学性能

TiO₂ coated SiO₂ materials as anode for lithium-ion batteries were synthesized via an in situ hydrolysis of tetraethyl orthosilicate under ultrasonic irradiation using nanometer-sized TiO₂ colloids as precursors. The XRD patterns indicate that the as-prepared core/shell particles remain anatase after calcining below 800 ℃. TEM observation shows that the particle size of TiO₂ / SiO₂ composites is ca. 200 nm, and a homogeneous SiO₂ layer is coated on the surfaces of TiO₂ particles. FTIR spectra demonstrate that SiO₂ could have been coated on the surfaces of TiO₂ particles via a chemical bonding. In addition, the first specific charge and discharge capacities of the coated particle electrode were 66.4 mAh·g^-1 and 90.7 mAh·g^-1, respectively, which indicates that the TiO₂ / SiO₂ particles are more stable than the monodispersed TiO₂. Meanwhile, the new material has good lithium intercalation-deintercalation performances.     

核壳结构TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

以反相微乳液法和沉淀法相结合制备了核壳结构TiO₂@SiO₂,首次用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯反应,显示较好的催化活性. 采用200 ℃焙烧的TiO₂@SiO₂,用量0.20 g,反应9 h,苯酚转化率达41.8%,酯交换选择性为100%. 透射电镜显示TiO₂@SiO₂核厚壳薄,TiO₂核直径220-300 nm,SiO₂壳厚度40-60 nm,具有介孔结构. TiO₂@SiO₂对碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应有好的重复使用性,使用4次苯酚转化率仍保持在40%以上. TiO₂与SiO₂发生相互作用,Ti进入骨架形成Ti-O-Si键,骨架Ti的形成提高了TiO₂@SiO₂的催化性能.     

MnO2 /聚苯胺复合材料的制备和性能

以δ-MnO₂为前驱体,通过酸处理后引入苯胺并聚合,得到了MnO₂ /聚苯胺复合材料。经XRD分析表明,在本研究条件下,经酸处理后的δ-MnO₂晶型由δ型转变为α型,而在随后的苯胺引入及其聚合步骤中MnO₂晶型均不再改变。以200 mA·g^-1的电流进行恒电流充放电性能测试,结果显示,MnO₂ /聚苯胺复合材料的充放电容量达到160.2 mA·g^-1,与     

SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

碳螺旋纤维/MnO2复合材料的电化学性能

利用电泳沉积法(EPD)制备碳螺旋纤维基MnO_2@CMC复合材料,采用电子扫描电镜、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)对其形貌和结构进行表征并测试其电容性能,结果显示:当电位差扫描速率为5 m V·s-1时,充放电容量较高,可达115F·g-1,在0.2 A·g-1的扫描电流下,循环200圈后电容量为96.7 F·g-1,为起始电容量的89.5%,表现出良好的电容保持率和循环稳定性。     

多孔羰基铁/SiO2/聚吡咯核壳结构复合材料的制备及电磁特性

首先对羰基铁进行点腐蚀得到多孔羰基铁,然后采用St?ber法和原位聚合法将SiO_2和导电高分子聚吡咯包覆在多孔羰基铁表面,制备多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯电磁复合吸波材料。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR对样品结构、微观形貌进行了表征,在网络分析仪中采用同轴法测试样品电磁参数,并根据传输线理论研究了2~18 GHz微波频段内吡咯含量及涂层厚度对样品吸波性能的影响。实验结果表明:制备的多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯复合电磁吸波材料具有核壳结构;随着吡咯加入量的增加,吸波材料吸收峰逐渐向低频方向移动;当涂层厚度为3.5 mm、吡咯加入量为6%(w/w)时,在9.44~17.56 GHz范围内反射率均低于-10 d B,频带宽度为8.12 GHz,损耗反射率达到-23 d B。良好的吸波性能归因于复合物有效的阻抗匹配特性及多重界面极化效应,多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯是一种轻质、宽频、强吸收的吸波材料。     

N掺杂MnO2/碳布复合材料的制备及储锂性能

采用碳布（CC）为柔性基底,通过水热法制备了MnO₂/CC及N掺杂MnO₂/CC无黏结剂负极材料,借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试和恒电流充放电对材料进行了结构表征及电化学性能测试。结果表明N掺杂MnO₂/CC具有良好的倍率性能和循环稳定性。在0.1 A·g^-1的电流密度下,其首次充电比容量为948.8 mAh·g^-1,经过不同倍率测试后电流密度恢复至0.1 A·g^-1时仍然保持有907.9 mAh·g^-1的可逆比容量,容量保持率为95.7%。在1 A·g^-1的大电流密度下,其首次充电比容量为640.3 mAh·g^-1,循环100次后仍然保持有529.9 mAh·g^-1的可逆比容量,容量保持率为82.8%,可逆比容量远高于商用MnO₂。     

Cu2O@HKUST-1核壳结构材料的制备及其抗氧化性能

以球状纳米Cu_2O为核心,直接牺牲其表面的部分Cu_2O,与溶液中的均苯三羧酸(H_3BTC)配体反应,原位生成具有核壳结构的Cu_2O@HKUST-1材料。采用O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、H_2程序升温还原(H2-TPR)及CO氧化反应对Cu_2O@HKUST-1核壳材料的抗氧化能力进行了研究,证明金属-有机框架材料(MOFs)HKUST-1对反应气体起到富集、缓释作用,保护Cu_2O核不被氧化,显著提高了其抗氧化能力。     

NiO/MnO2分级纳米片阵列复合材料的制备与超电容性能

通过化学浴沉积和水热法在泡沫镍上制备了NiO/MnO₂分级纳米片阵列复合材料,XRD和SEM测试表明NiO纳米片垂直生长在泡沫镍上,交叉形成网状阵列结构;MnO₂纳米介孔泡沫进一步生长在NiO纳米片两侧,与NiO形成了壳核式的复合结构。循环伏安和恒流充放电测试发现,NiO/MnO₂分级纳米片阵列复合材料的电化学性能相比复合前得到明显改善,在1 A·g^-1的电流密度下,比电容提高至1 297 F·g^-1;2 A·g^-1下循环1 000次,比电容保持率高达97%,比电容和循环性能的改善是由于分级纳米片阵列复合结构方便了电解液传质,扩大了活性材料与电解液的接触,促进了赝电容反应,提高了NiO和MnO₂的结构稳定性。     

超声化学技术合成MnO2/MoS2纳米交互积层材料

层状氧化锰在氢氧化四甲基胺溶液中超声处理20分钟后，层状氧化锰剥离成纳米层胶体分散液。层状LiMoS₂在超声条件下浸入到10^-4M HNO₃溶液中，随后将得到的处理液加入到层状氧化锰纳米层胶体分散液中，超声处理合成得到了MnO₂/MoS₂纳米交互积层材料，提出了相同电性无机纳米层间超声化学合成新型交互积层材料新技术。     

电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能

采用计时电流法沉积纳米MnO₂电极材料,利用Scharifker-Hills成核理论模型分析时间-电流(i-t)曲线判断了MnO₂成核机理。 对3种不同的成核方式制得的MnO₂材料进行电化学超级电容性能测试、用SEM观察了其微观形貌。 比较了不同沉积方法对沉积材料结构、电容性能的影响。 计时电流测试发现,在0.1 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.365 V,初始成核符合瞬时成核机理,在0.01 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.418 V,初始成核存在瞬时成核和连续成核两种不同机理,在0.5 mmol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.515 V,初始成核则符合连续成核机理。 超级电容性能测试发现,瞬时成核下制得的MnO₂电极材料相对于另外两种成核方式得到的电极材料具有更好的电容性能,这是因为瞬时成核更易于形成多孔、纳米片(棒)状等高比表面积的沉积物,表明制备方法影响MnO₂电极材料电容性能。     

Microstructure,Electromagnetic Properties,and Microwave Absorption Mechanism of SiO2-MnO-Al2O3 Based Manganese Ore Powder for Electromagnetic Protection

Considering the electromagnetic protection needs of important ground buildings, exploring the electromagnetic wave (EMW) absorption performance of manganese ore powder (MOP) building materials is an effective way to overcome its low added value and difficulty in popularizing. Here, choosing filling ratios commonly used in building materials such as autoclaved bricks, MOP/paraffin samples with 20%, 40%, and 60% mass fraction of MOP were prepared, and electromagnetic properties were analyzed at 2–18 GHz using the coaxial method. The results show that 60 wt% sample has the best absorption performance, with a minimum reflection loss (RL_min) value of −22.06 dB at 15.04 GHz, and the effective absorption bandwidth (EAB, RL < −10 dB) reaches 4.16 GHz at a 7.65 mm absorber thickness, covering most of the Ku-band region. The excellent microwave absorption performance of MOP is due to its multi-oxide forming multi-interface structure and rough surface, which can not only form abundant dipole and interfacial polarization under the action of EMW, but also reflect and scatter the incident EMW, prolong the transmission path, and enhanced the absorption of microwaves. This study demonstrates that MOP building materials can have excellent microwave absorption properties, thus becoming a new way to address harmful manganese residue; for example, autoclaved bricks, which can not only improve the added value of manganese residue building materials but also can be consumed on a large scale. It provides a new idea to solve the harm of manganese residue.     

核-壳和中空多面体二氧化钛制备、表征及光催化

本文采用水热法控制制备了具有特殊纳米结构的核-壳和中空多面体二氧化钛,以进一步提高具有特定暴露面多面体二氧化钛的比表面积,达到更优异的光催化效果。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对所制备特殊结构二氧化钛的物相和微/纳结构进行表征分析,结果表明所得核-壳和中空结构多面体二氧化钛具有一个类似隧道结构的(001)/(001)洞开的截顶双金字塔型壳层。这两种特殊结构的形成可能是源于配位/弱酸性腐蚀原理的共同作用。用核-壳和中空结构二氧化钛对亚甲基蓝进行光降解实验,结果表明:两种新颖结构二氧化钛具有优异的光催化性能,尤其是在添加过氧化氢条件下。可能原因是:两种特殊结构二氧化钛大比表面积正面作用抵消了(001)晶面消失或减少所产生的副作用,以及过氧化氢在光催化反应中提供的活性氢氧根自由基使得光辐照二氧化钛产生的电子-空穴对在催化剂表面得到有效分离。     

核-壳和中空多面体二氧化钛制备、表征及光催化

本文采用水热法控制制备了具有特殊纳米结构的核-壳和中空多面体二氧化钛, 以进一步提高具有特定暴露面多面体二氧化钛的比表面积, 达到更优异的光催化效果。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对所制备特殊结构二氧化钛的物相和微/纳结构进行表征分析, 结果表明所得核-壳和中空结构多面体二氧化钛具有一个类似隧道结构的(001)/(001)洞开的截顶双金字塔型壳层。这两种特殊结构的形成可能是源于配位/弱酸性腐蚀原理的共同作用。用核-壳和中空结构二氧化钛对亚甲基蓝进行光降解实验, 结果表明:所得两种新颖结构二氧化钛的光催化效率得到明显提高, 尤其是在添加过氧化氢条件下。可能原因是:两种特殊结构二氧化钛大比表面积正面作用抵消了(001)晶面消失或减少所产生的副作用, 以及过氧化氢在光催化反应中提供的活性氢氧根自由基使得光辐照二氧化钛产生的电子-空穴对在催化剂表面得到有效分离。     

种子生长法制备Au@Ag核壳纳米粒子

Au@Ag核壳纳米粒子由于具有优异的局部等离子共振性质 (LSPR),近年来引起人们极大的关注,目前,在成像、催化、信息存储、生化传感等领域已经得到了广泛的应用。在制备Au@Ag核壳纳米粒子的方法中,种子生长法的应用最为广泛,因为它可以实现对Ag壳尺寸及形貌的有效控制。本文综述了影响Au@Ag核壳纳米粒子核壳结构尺寸、形貌、Ag壳厚度以及覆盖均匀程度的一些主要因素,包括Au种子的形貌和浓度、AgNO₃浓度、封端剂、还原剂以及其他一些影响因素。研究发现,Au@Ag核壳纳米粒子在表面增强拉曼光谱 (SERS) 方面具有广泛的应用前景。     

热处理对线团状二氧化锰结构及其电化学性质的影响

以氯化锰与高锰酸钾为原料, 在低浓度下大数量合成由无数片状纳米层组成的线团状二氧化锰粒子. 采用X衍射, 扫描电镜, 液氮等温吸附脱附、循环伏安、交流阻抗及恒流充放电等方法研究了温度对产物结构及电化学性质的影响. 结果表明处理温度升高, 微孔减少, 比表面积减小, 孔径变大, 在300 ℃以下二氧化锰粒子的结构保持无定型结构. 交流阻抗测试显示随着处理温度的升高, 样品的法拉第电荷传递能力和离子在电解液与活性材料界面的扩散能力均得到提高. 比电容测试显示在200 ℃处理的二氧化锰具有最高的比电容, 以1 mol·L^-1 Na₂SO₄为工作介质, 扫速为2 mV·s^-1时, 其比电容是210.6 F·g^-1. 该研究表明: 材料的电化学性质可以通过热处理进行调整, 适当的热处理能提高该材料作为超级电容器活性材料的性质.     

Structure and Magnetic Properties of a Manganese Complex with 1-Carboxymethylpyridinium-3-carboxylate

One complex with a zwitterionic dicarboxylate ligand,[Mn(L)(N3)]n1(L=1-carboxymethylpyridinium-3-carboxylate),was synthesized and structurally characterized.Complex 1crystallizes in triclinic,space group P1 with a=7.570(2),b=7.808(2),c=9.232(3),=94.450(19)o,V=489.0(3)3,Z=2,Mr=277.11,Dc=1.882 g/cm3,F(000)=278,μ=1.359 mm-1,S=1.021,the final R=0.0509 and wR=0.1149 for 2236 observed reflections with I2(I).Complex 1 consists of two-dimensional coordination layers in which the anionic uniform chains with mixed triple bridges(one end-on(EO)azide and two syn-syn carboxylates)are cross-linked by the flexible cationic N-methylpyridinium spacers.Magnetic studies demonstrated that the triple bridge in 1 transmits antiferromagnetic coupling between the Mn(II)ions.     

Synthesis and Characterization of Cobalt-Carbon Core-Shell Microspheres in Supercritical Carbon Dioxide System

The synthesis of cobalt-carbon core-shell microspheres in supercritical carbon dioxide system was investigated. Cobalt-carbon core-shell microspheres with diameter of about 1 μm were prepared at 350 oC for 12 h in a closed vessel containing an appropriate amount of bis(cyclopentadienyl)cobalt powder and dry ice. Characterization by a variety of techniques, including X-ray powder diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, Transmission electron microscope, Fourier transform infrared spectrum and Raman spectroscopy analysis reveals that each cobalt-carbon core-shell microsphere is made up of an amorphous cobalt core with diameter less than 1 μm and an amorphous carbon shell with thickness of about 200 nm. The possible growth mechanism of cobalt-carbon core-shell microspheres is discussed, based on the pyrolysis of bis(cyclopentadienyl)cobalt in supercritical carbon dioxide and the deposition of carbon or carbon clusters with odd electrons on the surface of magnetic cobalt cores due to magnetic attraction. Magnetic measurements show 141.41 emu/g of saturation magnetization of a typical sample, which is lower than the 168 emu/g of the corresponding metal cobalt bulk material. This is attributed to the considerable mass of the carbon shell and amorphous nature of the magnetic core. Control of magnetism in the cobalt-carbon core-shell microspheres was achieved by annealing treatments.     

MnO_X-C@SiO_2核壳微球的制备及催化性能

为了制备高性能的Fenton反应催化剂以降解水中污染物,采用SiO_2包覆聚丙烯酸-二氧化锰复合胶团(PAA-Mn@SiO_2)然后碳化的方法,制备了以氧化锰-碳复合物为核,SiO_2为壳的核壳型纳米催化剂(MnO_X-C@SiO_2),该方法简单易行。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积等测试手段对产物进行了分析。结果表明,MnO_X-C@SiO_2中形成了对Fenton反应具有高催化活性的低价氧化锰(Mn_3O_4和MnO)。此外,SiO_2壳层能有效防止氧化锰在碳化过程中长大并阻止产物聚集,其内部的碳组分还能进一步稳定氧化锰纳米粒子并促进有机污染物的富集。MnO_X-C@SiO_2的比表面积为317.3 m~2/g,在水中具有良好的分散性,在Fenton反应催化降解亚甲基蓝(MB)溶液的过程中,仅经过40 min,降解率就可达到96.8%。