氢氧化镍/多壁碳纳米管复合材料的溶剂热法制备及电容性能

采用溶剂热法制备了氢氧化镍/多壁碳纳米管[Ni(OH)2/MWCNTs]复合纳米材料;借助X射线衍射仪和透射电镜分析了产物的结构和形貌,利用循环伏安测试测定了复合材料的电容特性.结果表明:片状β-Ni(OH)2较好地附着在MWCNTs上;复合样品的循环伏安行为明显有别于空白样品Ni(OH)2,峰电流较高.这表明引入MWCNTs可改善Ni(OH)2的电化学性能.与此同时,当MWCNTs的质量分数为10%时,相应的Ni(OH)2/MWCNTs复合物的氧化还原峰电位差最小,循环可逆性最佳.     

Fe_2O_3/聚糠醛纳米复合材料的制备及光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和糠醛(FD)为原料,通过聚合-热转化两步法制备了Fe2O3/聚糠醛(PFD)纳米复合材料,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis等技术对其尺寸、结构及吸光特性等进行了表征。在自然光、室温条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的催化脱色降解为模型反应,考察了其光催化性能以及热转化温度对催化性能的影响。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相间以强相互相用结合的有机-无机复合材料Fe2O3/PFD,该纳米材料对紫外-可见区的全程光波有强的吸收;热转化条件对复合材料的结构、催化性能等有很大影响,在300℃下处理35min所得的纳米复合材料在自然光条件下具有最佳的催化性能,25min即可使MB溶液完全脱色,并且重复使用3次仍可使MB溶液的脱色率保持在75.0%以上。而在相同条件下,纳米Fe2O3仅能使MB的脱色率达到5.8%。     

Fe_3O_4/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

以改进Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)为前驱体,通过水热法结合烧结工艺制备了四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Fe_3O_4/RGO)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对复合材料的理化性能进行表征;通过充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)等技术,综合考察了材料的储锂性能及电化学性能增强机制。结果表明,在200和600 m A/g电流密度下,Fe_3O_4/RGO复合负极循环60次后的放电比容量分别保持在709和479 mAh/g,表现出良好的倍率性能;相较于纯Fe_3O_4负极,复合负极呈现出更优异的锂电性能,其电化学性能的改善得益于RGO能增强材料的电导性和结构稳定性。     

Ag/Fe_3O_4/rGO纳米复合材料的制备及抗菌性能

以四水合氯化亚铁和硝酸银为原料,硼氢化钠为还原剂,氧化石墨烯(GO)为载体,通过原位还原法制备了具有磁分离功能的银/四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Ag/Fe_3O_4/rGO)纳米复合抗菌材料.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对复合材料进行了表征.结果显示,Fe_3O_4和Ag纳米颗粒均匀分布在rGO片层上.复合材料的饱和磁化率(Ms)为40.5 A·m~2·kg·(-1),表明其具有较强的磁性,将其与菌液混合后,在磁场作用下10 min即可吸附沉降完成磁分离.以大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为实验菌株,通过琼脂扩散法评价了复合材料的抗菌性能.结果表明,该复合材料具有良好的抗菌效果,对E.coli和S.aureus的抑菌圈直径分别为18 mm和13 mm,最低抑菌浓度值(MIC)分别为50 mg/L和80 mg/L,最低杀菌浓度值(MBC)分别为30 mg/L和50 mg/L.     

微波辅助溶剂热法制备Pt/石墨烯-TiO2及其催化性能

质子交换膜燃料电池具有比能量高、结构简单、工作温度低、高效清洁和安静无摩擦等优点,是一种非常具有发展前景的电源.燃料电池借用电催化剂把燃料与氧化剂中的化学能转化为电能,通常采用碳粉负载的Pt催化剂.在燃料电池的工作环境下,碳粉载体容易腐蚀和团聚,降低了催化剂活性和稳定性,进而降低了燃料电池的使用寿命.因此,探索高稳定性的催化剂载体有利于提高催化剂的稳定性,促进燃料电池的实用化进程.为增强催化剂载体的抗腐蚀能力,一些金属氧化物如SnO2,WO3,CeO2和TiO2等被用作催化剂载体.其中,TiO2因具有稳定的化学性能以及与金属之间的"强相互作用"而备受研究者关注.但TiO2载体比表面积小和导电能力弱等缺点限制了它在燃料电池中的应用.石墨烯具有卓越的导电性和比表面积,却容易发生团聚.利用TiO2与碳材料间存在的协同作用,将TiO2与石墨烯复合来制备复合载体,能够增强TiO2的导电能力,抑制石墨烯的团聚,提高催化剂载体的化学稳定性和比表面积.本文采用微波辅助溶剂热法制备了石墨烯-TiO2复合载体和Pt/石墨烯-TiO2催化剂,研究了TiO2含量对催化剂活性和稳定性的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的样品进行了微观结构和成分表征.结果表明,Pt/石墨烯-TiO2催化剂中TiO2为立方状纳米颗粒,粒径约为60 nm,均匀地分布在石墨烯上;Pt纳米粒子倾向于锚定在TiO2与石墨烯之间,而且分布均匀.采用线性伏安扫描(LSV)和循环伏安法(CV)测试了不同TiO2含量的Pt/石墨烯-TiO2催化剂的活性和稳定性.发现TiO2的加入确实能够提高催化剂的稳定性,随着TiO2含量的提高,催化剂稳定性增加.当TiO2含量为20%时,催化剂的起始电压与极限电流均与Pt/C催化剂接近.经过循环伏安扫描3000圈的快速老化测试后,Pt/石墨烯-TiO2催化剂起始电压的负移明显低于Pt/C催化剂,呈现了优良的稳定性和催化活性.     

Fe_2O_3的制备及其电化学性能研究

分别采用高温热分解法(A)和熔盐法(B)制备了锂离子电池负极材料Fe2O3A和Fe2O3B,其结构与形貌经XRD和SEM表征。分析结果表明,Fe2O3A为三方晶相,呈片状结构团聚而成的类球形颗粒;Fe2O3B随着制备温度的升高,从立方相转变为三方相。充放电测试结果表明,于550℃制备的Fe2O3A和Fe2O3B初始容量分别高达1 312.1 mAh.g-1和1 412.2 mAh.g-1。采用交流阻抗图谱和循环伏安对其充放电过程的界面特性进行分析,发现随着充放电的进行,Fe2O3界面形成SEI膜。     

膨胀石墨/聚苯胺/Fe_3O_4复合材料的制备及吸波性能

采用原位聚合方法制备了膨胀石墨/聚苯胺(EG/PANI)复合材料,将Fe_3O_4负载于EG/PANI表面,得到具有电磁吸收性能的EG/PANI/Fe_3O_4复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及矢量网络分析仪(VNA)等对复合材料的形貌、成分和吸波性能进行了研究.吸波性能分析结果表明,当掺杂浓度为0.05 mol/L,匹配厚度d=2 mm时,样品的最小反射损耗(RLmin)在8.64 GHz处达到-37 dB.随着掺杂浓度的增加,最小反射损耗峰向低频移动,对应的匹配厚度逐渐变厚.材料的介电弛豫极化、涡流损耗及λ/4模型的干涉相消现象出现的双峰,使EG/PANI/Fe_3O_4复合材料在电磁波吸收领域有一定的应用前景.     

Fe_3O_4/Au磁性纳米复合材料的制备和性能

以聚乙烯亚胺修饰的纳米Fe_3O_4(Fe_3O_4/PEI)为磁性组分,采用化学还原法制备得到Fe_3O_4/Au磁性纳米复合材料(Fe_3O_4/Au),对其形貌和尺寸、磁学性质和分散稳定性进行表征,并研究了借助3-巯基丙酸在磁粒表面偶联模型靶分子精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽(RGD)的效果。结果表明,Fe_3O_4/Au由纳米Au粒和Fe_3O_4/PEI构成,当进行二次还原反应后,产物中Au粒的数量和尺寸均增大,Fe_3O_4/Au的平均水力学粒径增大、饱和磁化强度则减小,但磁响应性和分散稳定性保持良好。偶联反应显示1 mg Fe_3O_4/Au可以固定约61.9μg RGD,所得磁粒的粒径分布仍较窄。这些特征和性能显示Fe_3O_4/Au有望应用于生物分离与检测、靶向药物输运等领域。     

溶剂热法制备MWNTs/CdS复合材料

分别以醋酸镉和硫脲为原料,二乙三胺和去离子水为混合溶剂,采用溶剂热技术制备了MwNTs/CdS复合材料,并用TEM、XRD、FT-IR及UV-vis等技术对材料的结构、形貌和性质进行表征.研究结果表明:硫化镉纳米粒子附着在多壁碳纳米管表面,且无团聚现象.     

氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及电化学电容性能的研究

以对苯二胺为引发剂,用苯胺和氧化石墨烯(GO)为原料,采用化学原位聚合法制备了氧化石墨烯/聚苯胺(GP)复合材料,不添加任何表面活性剂和模板剂。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合材料进行了物性表征,并对其电化学性能进行了测试。结果显示,复合材料保持了氧化石墨烯的基本形貌,聚苯胺纤维分布在氧化石墨烯层间及所形成的褶皱上。二者形成的二元纳米复合材料,发挥良好的协同作用,电化学性能得到了改善。当电流密度为0.5A·g-1时,复合材料的比电容可以达到623F·g-1,远大于石墨烯和聚苯胺单体的比电容。     

Fe_3O_4空心球/石墨烯复合吸波材料的制备及其性能

利用化学法制备氧化石墨烯(GO)与石墨烯(RGO),然后以水热法制备Fe3O4空心球/RGO复合吸波材料。XRD测试结果表明成功合成了具有立方结构的Fe3O4;SEM,TEM分析结果表明复合材料结构分布均匀,粒径约为100 nm。测试了材料在2~18 GHz波段的电磁参数,模拟计算了材料的反射率,结果显示复合材料的吸波性能比RGO有明显提升。当匹配厚度为7 mm时,复合材料具有两个吸收峰:在5.5 GHz处吸收峰为–9.5 d B,在16.5GHz处出现最大吸收峰–36 d B。     

中空结构聚苯胺/Fe_3O_4/炭黑复合材料的制备及吸波性能

采用界面聚合和Pickering乳液聚合相结合的方法制备了具有微米尺寸的中空聚苯胺/Fe_3O_4/炭黑微球复合材料,研究了其形貌、电磁性能和吸波性能.结果表明,中空聚苯胺/Fe_3O_4/炭黑微球的平均粒径约为2.0μm;在2~4 GHz范围内的磁损耗主要是自然共振和交换共振,而在4~18 GHz范围内的磁损耗主要是涡流损耗;在2~18 GHz范围内,随着涂层厚度增加,反射损耗峰向低频方向移动,当涂层厚度增大到5.0mm时,反射损耗曲线出现2个反射损耗峰,分别位于C波段(4~8 GHz)和Ku波段(12~18 GHz),说明中空聚苯胺/Fe_3O_4/炭黑微球复合材料可作为特定频段的吸波材料.     

PS-b-P2VP/Fe_3O_4纳米复合材料的制备与表征

采用油酸表面改性的粒径均一的Fe3O4磁性纳米粒子(OA-Fe3O4)与具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)嵌段共聚物通过溶液共混,得到具有超顺磁性的PS-b-P2VP/Fe3O4纳米复合材料.结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%,3%,5%和10%时,纳米粒子分散在PS相区;但OA-Fe3O4含量为8%时,纳米粒子在嵌段聚合物基体中的分散状态发生突变,形成大尺寸聚集体并分散在整个基体中,此时复合材料的流变行为发生相应变化.     

溶剂热法制备石墨烯/SnO2及其气敏性

采用溶剂热法制备了石墨烯/SnO_2(G/SnO_2)纳米材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等对G/SnO_2进行了表征,研究了石墨烯的量和溶剂热温度对该纳米材料气敏性能的影响。实验结果表明,石墨烯可以调节SnO_2晶体的生长:当石墨烯上清液的量为1 mL、热处理温度为160℃时,制备的G/SnO_2纳米材料在室温下对氨气具有较好的气敏选择性和较高的灵敏度;且当气体体积浓度为1 000μL·L~(-1)时,对NH3的灵敏度为266.4,检出限达到了0.01μL·L~(-1)。     

一步微波法制备石墨烯-硫化镉纳米复合材料

石墨烯-硫化镉量子点纳米复合材料在光电领域具有广阔的应用前景,而其性能依赖于良好的硫化镉纳米颗粒均匀地分布在单片石墨烯片上。为此,我们发展了一种简便的一步制备高质量石墨烯-硫化镉纳米复合材料的方法。该方法以氧化石墨烯为原料,二水乙酸镉作为镉源,硫代乙酰胺作为硫源,通过微波加热处理数分钟直接制得石墨烯-硫化镉纳米复合材料。电镜照片显示获得的石墨烯-硫化镉纳米复合材料中硫化镉纳米粒子均匀生长在石墨烯表面,无明显聚集产生。以氧化石墨烯为起始原料一步合成保证了最终纳米复合材料中石墨烯主要以单片形式存在,而在微波加热合成过程中,氧化石墨烯也同时还原成石墨烯。     

Fe_3O_4/TiO_2@生物碳骨架复合材料的一步法制备及UV-Fenton催化性能

以玉米秸秆为生物模板,经铁盐和钛盐溶液浸渍后煅烧,制备了新型Fe_3O_4/TiO_2分层介孔玉米秸秆碳骨架复合材料(Fe_3O_4/TiO_2@MSC),并研究了其多相UV-Fenton体系降解四环素的效能.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的催化剂进行了表征.结果表明,Fe_3O_4/TiO_2@MSC保留了玉米秸秆的分级多孔形态,纳米Fe_3O_4和TiO_2在MSC表面生长,秸秆碳作为骨架提高了纳米Fe_3O_4的分散性,防止其团聚,提高了催化剂的稳定性,并且能够增加材料的比表面积和活性点位,进而增强对UV-Fenton体系的催化活性. TiO_2光催化和多相Fenton体系的协同作用促进了Fe(Ⅲ)向Fe(Ⅱ)转化.催化性能研究结果表明,在相同条件下,Fe_3O_4/TiO_2@MSC催化的多相UV-Fenton体系盐酸四环素(TCH)降解效率在反应40 min后达到99. 8%,远高于Fe_3O_4@MSC+H2O_2(30%),UV+H2O_2(73%)、UV+Fe_3O_4@MSC+H2O_2(89. 1%)和UV+Fe_3O_4/TiO_2+H2O_2(89. 2%)体系,并且该体系在中性甚至碱性条件下均能达到满意的TCH去除效果.     

一步微波法制备石墨烯-硫化镉纳米复合材料

石墨烯-硫化镉量子点纳米复合材料在光电领域具有广阔的应用前景, 而其性能依赖于良好的硫化镉纳米颗粒均匀地分布在单片石墨烯片上。为此, 我们发展了一种简便的一步制备高质量石墨烯-硫化镉纳米复合材料的方法。该方法以氧化石墨烯为原料, 二水乙酸镉作为镉源, 硫代乙酰胺作为硫源, 通过微波加热处理数分钟直接制得石墨烯-硫化镉纳米复合材料。电镜照片显示获得的石墨烯-硫化镉纳米复合材料中硫化镉纳米粒子均匀生长在石墨烯表面, 无明显聚集产生。以氧化石墨烯为起始原料一步合成保证了最终纳米复合材料中石墨烯主要以单片形式存在, 而在微波加热合成过程中, 氧化石墨烯也同时还原成石墨烯。     

Mn_3O_4/氧化石墨烯纳米复合物的制备及其超级电容性能

利用锰前驱体与氧化石墨烯(GO)原位反应制备了Mn3O4/GO纳米复合物超级电容器电极材料;采用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪分析了纳米复合物的形貌和结构;并利用交流阻抗分析及充放电测试测定了纳米复合材料的电化学性质和电容性质.结果表明,引入氧化石墨烯可增强纳米复合物的导电性及稳定性,提高Mn3O4的电容特性,从而使得纳米复合物具有较高的比电容(350F/g)和较长的循环寿命(超过1 000次).     

Fe_3O_4@TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶剂热法制备了Fe3O4磁性纳米颗粒,通过溶胶-凝胶法在Fe3O4表面包覆一层Ti O2,并对其进行水热处理,制备了核壳结构光催化剂Fe3O4@Ti O2。利用透射电镜(TEM)分析了其形貌、并用X射线衍射(XRD)分析了其物相组成,利用紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了其光谱特征,以罗丹明B(RB)模型污染物,在紫外光照射下评价了纳米Fe3O4@Ti O2的光催化活性,探讨了其重复使用的可能性。结果表明:Ti O2均匀包覆在Fe3O4表面,形成核壳结构,Ti O2转变为锐钛矿型;光催化结果显示Fe3O4@Ti O2在60 min内对RB降解率为97.2%,该材料结合了光催化与可再生的优点,5次循环使用后降解率仍保持在92.3%。     

PS/Fe_3O_4复合材料的制备及其磁性能

以苯乙烯为单体,四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4)为磁性体,采用超声辐照乳液聚合法制备了PS/Fe3O4复合粒子(1,1.0μm~100.0μm),其结构和磁性能经FT-IR,XRD和VSM表征。结果表明,核壳之间发生了相互作用,Fe3O4和PS分别以单一相反尖晶石和无定型态存在于1中;1具有超顺磁性,饱和强度为8.333 3 emu·g-1。