ATO包覆TiO2的导电性能研究

采用化学共沉淀法制备了Sb掺杂SnO_2包覆TiO_2的微纳米导电粉体。考察了不同Sb量对粉体的导电性能影响,通过XRD、SEM对粉体进行了表征。将导电粉体制成复合电极片,利用电化学工作站对其进行循环伏安和交流阻抗分析。结果表明,随着扫描速率的增加,氧化峰和还原峰分别向阴极和阳极移动,而且氧化还原峰的形状没有随着扫描速率的增加发生明显的变化;当m(SnCl_4·5H_2O)/m(SbCl_3)=10∶1时,容抗弧半径最小,且斜率最大,电阻最小,导电性最好。此结果与用电阻率测定仪测得电阻率的结果一致,说明利用交流阻抗法和循环伏安法考察导电粉体的导电性是可行的。     

PdSn/Fe_3O_4-C催化剂的制备及其对乙醇氧化的电催化性能

采用包覆法制得不同Fe_3O_4含量的载体Fe_3O_4-C(1),以PdCl_2和SnCl_2·2H_2O为金属前驱体,采用化学还原法制得催化剂(PdSn/1),其结构和性能经TEM,XRD和EDS表征。采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和交流阻抗(EIS)技术研究了PdSn/1在碱性条件下对乙醇氧化的电催化性能。结果表明:PdSn/1(5%)表现出较高的电催化活性,乙醇氧化的峰电流密度达到147 mA·cm~(-2);相比于Pd/C,PdSn/1(5%)对乙醇氧化反应的电荷转移阻力也有大幅度下降。     

P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯的制备与表征

以单分散的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(P(St-co-MMA))微球为载体,FeSO_4·7H_2O和FeCl_3·6H_2O为铁源,NaOH为沉淀剂,在氧化石墨烯(GO)存在下,利用反相共沉淀法通过原位复合技术在P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯(P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和氮吸附-脱附等温线对P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO样品的结构和性能进行表征分析。研究结果表明:纳米级的磁性氧化石墨烯成功地负载在了微米级的共聚物P(St-co-MMA)表面,所制备的P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO微纳米复合物平均孔径为14.55nm,孔体积为0.204 2cm~3/g,比表面积为56.14m~2/g。该复合物具有超顺磁性和良好的磁响应性,能够满足磁分离的要求。     

锌镍铝水滑石微球的制备及吸附性能

以Zn(NO_3)_2·6H_2O、Ni(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O和尿素为原料,采用一步水热法制备分散性良好的三元锌镍铝水滑石(ZnNiAl-LDHs)微球。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和氮气吸附-脱附等测试手段对样品的结构和形貌进行表征,并比较ZnNiAl-LDHs和ZnAl-LDHs对甲基橙(MO)的吸附性能。结果表明,ZnNiAl-LDHs是由纳米片组成、具有3D结构的微球,粒径为1~2.5μm,比表面积为156m2·g~(-1),远大于ZnAl-LDHs的比表面积38m2·g~(-1);ZnNiAl-LDHs和ZnAl-LDHs对甲基橙的饱和吸附量分别为329.60和143.47mg·g~(-1),ZnNiAl-LDHs表现出更强的吸附能力,其吸附等温线和吸附动力学分别符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。     

共沉淀法制备六方相ITO纳米粉体及其光电性能

以金属In、SnCl_4·5H_2O为原料、尿素为沉淀剂,采用共沉淀法加入(NH_4)_2SO_4,制备出六方相ITO纳米粉体。通过XRD、TEM、四探针电阻仪、荧光光谱仪以及XPS,研究了ITO粉体的晶型、颗粒形貌、电性能以及光性能。结果表明:加入(NH_4)_2SO_4后,ITO粉体形貌由类菱面体和类球形混合体转变为类球形;不加(NH_4)_2SO_4时晶型为立方相结构,当(NH_4)_2SO_4与铟的物质的量之比为1∶3.45和1∶1.73时粉体晶型转变为六方相结构,继续添加(NH_4)_2SO_4晶型又转变为立方相结构。立方相ITO粉体的电阻率较低为0.64Ω·cm,六方相ITO粉体在相同激发波长下,发射光强度相对较高。     

锐钛矿型TiO_2担载的Pd催化剂用于乙炔选择加氢的催化性能及其表征（英文）

采用水热法合成了含有89%{101}晶面的TiO_2纳米锭(TiO_2-101)和77%{001}晶面的TiO_2纳米片(TiO_2-001),将其用作载体来制备担载钯催化剂;研究了上述制备的TiO_2纳米材料对Pd/TiO_2-101和Pd/TiO_2-001催化剂用于乙炔选择加氢制聚合级乙烯催化性能的影响。结果表明,Pd/TiO_2-101催化剂表现出更好的乙炔转化率和乙烯收率。通过氢气程序升温脱附(H_2-TPD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)、CO化学吸附、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析仪(TGA)等对催化剂进行了结构表征和分析。TEM和CO化学吸附结果表明,Pd纳米颗粒(NPs)在TiO_2-101载体上有较小的颗粒尺寸(1.53 nm)和较高的分散度(15.95%);而Pd纳米颗粒在TiO_2-001载体上的颗粒尺寸是4.36 nm和9.06%的分散度。Pd/TiO_2-101催化剂上较小的Pd颗粒尺寸及其较高的分散度使催化剂具有更多的反应活性位点,这促进了其反应的催化活性。     

双硫腙包覆钛酸锶钡粉体对水中铅的吸附行为

用草酸化学共沉淀法合成了钛酸锶钡(BST)粉体, 以双硫腙为表面修饰剂, 采用静态浸渍法对钛酸锶钡粉体进行表面包覆修饰, 制备出新型固态粉体吸附剂. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征. 研究了该吸附剂对水中铅的吸附行为. 结果表明: 双硫腙通过与钛酸锶钡表面羟基形成氢键作用包覆于该粉体上; 当吸附介质pH值大于4时, 该吸附剂对水中的铅有较强的吸附能力; 室温下, 5 min内吸附达到平衡. 其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式, 吸附焓变(ΔH)为19.42 kJ•mol^－1, 活化能(E_a)为22.187 kJ•mol^－1, 该吸附过程是吸热的物理过程. 吸附在双硫腙包覆钛酸锶钡粉体上的铅, 可用1 mol•L^－1的硝酸溶液进行洗脱. 建立了吸附富集、火焰原子吸收法测定水中铅的新方法, 应用于地表水和自来水中铅的测定, 取得了令人满意的结果.     

单晶Au表面和Au/TiO_2(110)模型催化剂表面CO氧化反应机理和活性位（英文）

在分子尺度上介绍了Au/TiO_2(110)模型催化剂表面和单晶Au表面CO氧化反应机理和活性位、以及H_2O的作用.在低温(320 K),H_2O起着促进CO氧化的作用,CO氧化的活性位位于金纳米颗粒与TiO_2载体界面(Au~(δ+)O~(δ–)––Ti)的周边.O_2和H_2O在金纳米颗粒与Ti O_2载体界面边缘处反应形成OOH,而形成的OOH使O–O键活化,随后OOH与CO反应生成CO_2.300K时CO_2的形成速率受限于O_2压力与该反应机理相印证.相反,在高温(320 K)下,因暴露于CO中而导致催化剂表面重组,在表面形成低配位金原子.低配位的金原子吸附O_2,随后O_2解离,并在金属金表面氧化CO.     

高容量锂离子电池核壳型硅/碳复合电极材料的制备与性能

通过自组装方式采用一步法制备了锂离子电池硅碳复合电极材料.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等对样品结构进行表征.结果表明,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包覆的纳米硅颗粒(Si@PVP)均匀嵌入到具有三维网络纳米孔结构的导电石墨化炭黑(GCB)骨架中,形成核壳复合型(Si@PVP-GCB)纳米颗粒,既提高了该复合电极材料的导电性能,又改善了材料的机械强度.在纳米级GCB颗粒内部存在的中空石墨环结构和包覆在纳米Si颗粒外面的PVP包覆层都有效缓冲了纳米Si颗粒在充放电过程中较大的体积变化,从而使纳米Si颗粒更加稳定.电化学测试结果表明,Si@PVP-GCB电极材料在电流密度为50 m A/g时,经过100次循环后其可逆容量仍达到545 m A·h/g时,远高于商品化的石墨微球(GMs)电极材料的容量(理论容量为372 m A·h/g).     

介孔SiO_2/Fe_3O_4中空磁性复合微球的制备与表征

采用多步包覆法在自制的240nm的单分散SiO2微球表面进行β-FeOOH的包覆,在5wt%的NaOH溶液中去除核心SiO2后,得到β-FeOOH纳米结构空心微球。将单分散的β-FeOOH空心球作为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应得到空心核壳复合微球。在空气中焙烧(500℃,5h)对样品去除模板剂,并在还原气氛(5%H2/95%Ar,350℃,3h)下焙烧得到介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球。结果表明,所制得的介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球中的Fe3O4层厚度约60nm,是由Fe3O4纳米棒搭接而成的三维网络结构,复合微球的整体平均直径为390nm,比表面积较高约693m2·g-1,孔体积为0.63cm3·g-1,平均孔径为3.6nm,其饱和磁化强度可达13.6emu·g-1,同时较低的矫顽力(50Oe)有利于颗粒的再分散。     

层状钒青铜纳米片的制备及其锂离子电池阳极材料性能（英文）

室温下,在水溶液中将铵根离子和水分子插入到商用V_2O_5纳米颗粒的层间,制得了层状的钒青铜(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O]纳米片.该纳米片的尺寸为2～10μm,厚度为50～250 nm.与商用V_2O_5纳米颗粒相比,(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O纳米片用作锂离子电池(LIBs)的阳极材料时,其性能得到较大提升,包括大的可逆放电容量(0.1 A/g时为1148 mA·h/g)、出色的循环性能(循环70圈后在0.1 A/g时具有1002 mA·h/g的高容量)和高倍率性能(在0.1 A/g时具有1070 mA-h/g的可逆性能).研究结果表明,(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O纳米片可以作为锂离子电池优良的阳极材料,也有望应用于其它(如钠离子电池和锌离子电池等)可再充电电池.     

BaO·4B_2O_3·5H_2O纳米材料的制备及其对聚丙烯阻燃性能的热分解动力学方法评价（英文）

硼酸盐是一类抑烟、低毒和热稳定性较高的无机阻燃剂,但是通常制备得到的硼酸盐颗粒在微米尺度,在聚合物基质中很难分散,限制了其在工业上的应用。所以,开展硼酸盐纳米材料的制备及其阻燃性能的有效评价研究具有重要实际意义。关于硼酸钡作为纳米阻燃剂的研究还未见报道,本文采用水热法制备了硼酸钡BaO·4B_2O_3·5H_2O纳米片和纳米带,并通过粉末X-射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),热重-差示扫描量热(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)等手段对样品进行了表征。采用热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)及极限氧指数(LOI)法对聚丙烯/BaO·4B_2O_3·5H_2O复合材料的阻燃性能进行了研究;考虑到聚丙烯/BaO·4B_2O_3·5H_2O纳米片和纳米带复合材料接近的TG失重和LOI,所以进一步通过非等温热分解动力学方法进行了评估。伴随着TG质量损失的减少,DSC在N_2气氛下吸收热的增加,氧指数值的增加,以及热分解表观活化能的增加,制备样品BaO·4B_2O_3·5H_2O的阻燃性能由块体到纳米带再到纳米片依次增强,这与样品尺寸依次减小一致。通过对燃烧后残渣的扫描照片分析,对其阻燃机理进行了探讨。另外,对聚丙烯/BaO·4B_2O_3·5H_2O复合材料的力学性能也进行了研究。其中,聚丙烯/BaO·4B_2O_3·5H_2O纳米片复合材料具有最好的阻燃性能和力学性能,可以发展作为一种潜在的实用阻燃剂。     

K_8[Zn(H_2O)MnW_(11)O_(39)]/PANI/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用直接合成法制备K_8[Zn(H_2O)Mn W_(11)O_(39)],以(NH_4)_2S_2O_8为氧化剂,通过化学氧化法将聚苯胺包覆在纳米Ti O_2颗粒表面制得PANI/Ti O_2,然后运用静电自组装法将K_8[Zn(H_2O)Mn W_(11)O_(39)]与PANI/Ti O_2复合成K_8[Zn(H_2O)Mn W_(11)O_(39)]/PANI/Ti O_2复合材料。运用IR、UV、XRD、XPS、SEM、N2吸附-脱附等分析方法对K_8[Zn(H_2O)Mn W_(11)O_(39)]/PANI/Ti O_2进行表征。利用K_8[Zn(H_2O)Mn W_(11)O_(39)]/PANI/Ti O_2为催化剂,研究其对孔雀石绿溶液的光催化降解性能。结果表明:紫外光照射下,孔雀石绿p H为2,浓度为20 mg/L,催化剂为10 mg时,脱色率可达93.66%。     

立方形貌ITO粉体的水热法制备及光电性能

以金属In和SnCl_4·5H_2O为原料,采用水热法在120~140℃得到In(OH)_3前驱体,该前驱体在550℃下煅烧得到立方体形貌的氧化铟锡粉体.研究了水热反应温度和反应时间对粉体形貌和晶型的影响.通过热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、四探针电阻仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见-近红外分光光度计以及荧光光谱仪对粉体进行了表征,并对水热反应条件为140℃及12 h下制备的c-ITO的光电性能进行了分析.结果表明,随着水热反应温度的升高,ITO粉体形貌由立方体向不规则形貌转变,粉体晶型出现少量的六方相.在水热反应条件为140℃,12 h,铟离子与尿素的摩尔比为1∶5时,得到平均粒径为230 nm的立方体ITO粉体,其电阻率为1.247Ω·cm,光学能带间隙为3.685 e V,与c-In2O3相比其能带间隙更高,室温下260 nm激发波长下粉体出现光致发光,发射峰位于蓝光区域.     

轻质氧化镁的制备,表征与活性研究

选用不同可溶性镁盐(MgCl_2·6H_2O和MgSO_4·7H_2O)和沉淀剂(NH_3·H_2O、NaHCO_3、NH_4HCO_3和K_2CO_3)为原料,采用水热法制备氧化镁前驱体,之后经过600℃煅烧获得微纳米级活性氧化镁,通过改变物料比例制备系列氧化镁。产品采用FI-IR,XRD和SEM进行表征,并对活性进行检测。结果表明:氧化镁主要呈片状晶体,适当比例硫酸镁和氯化镁与氨水及碳酸氢钠可以制备出活性和产率都较高的微纳米级活性氧化镁,当MgCl_2·6H_2O和NaHCO_3摩尔比为1:1时,制得的氧化镁具有更好活性,对应柠檬酸法中酚酞变红时间为15sec。     

室温一步固相反应合成纳米氧化锌的表征、光催化性能及动力学（英文）

以七水硫酸锌、氢氧化钠为原料,采用室温一步固相反应合成ZnO纳米粒子,并分别利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、热重分析(TG)、扫描电子显微分析(SEM)、透射电子显微分析(TEM)、N2吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)等方法对ZnO纳米粒子进行表征。实验结果表明:不需任何添加剂,室温下可通过一步固相反应合成ZnO纳米粒子,其形成过程首先是Zn SO4·7H_2O和NaOH充分接触,然后反应形成Zn4SO4(OH)6·5H_2O,最后NaOH的溶解热可使Zn4SO4(OH)6·5H_2O转变为ZnO并逐渐长大形成纳米粒子。同时以甲基橙为降解对象评价了ZnO纳米粒子的光催化活性,实验结果表明:紫外光照射下,该方法合成的ZnO纳米粒子对甲基橙具有较好的光催化活性,且光催化动力学方程符合准一级反应动力学。     

Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物的制备及光催化活性

以TiO_2纳米颗粒P25和氧化石墨烯(GO)为原料,Cr(NO_3)_3·9H_2O为Cr源,采用碱性水热法制备了Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(Cr-Ti O2 NWs/RGO).采用类似方法合成了TiO_2纳米线(Ti O2NWs)、Cr掺杂Ti O2纳米线(Cr-TiO_2NWs)和TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(TiO_2 NWs/RGO)等其它样品.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼(Raman)光谱、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)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等方法对样品进行了表征.测试了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解活性,结果表明,Cr-TiO_2NWs/RGO在120 min内对MB的催化降解率为TiO_2NWs的2.2倍,催化降解速度为TiO_2NWs的5.8倍.     

碳包覆LiFe_(0.5)Co_(0.5)PO_4固溶体正极材料的制备及其电化学性能（英文）

分别以四水磷酸铁(Fe PO4·4H2O)和二水草酸亚铁(FeC_2O_4·2 H_2O)为铁源,采用简单便捷的流变相法制备了碳包覆LiFe_(0.5)Co_(0.5)PO_4固溶体材料(LiFe_(0.5)Co_(0.5)PO_4/C,简称为LFCP/C)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒流充放电等测试手段对复合材料的物相、形貌结构和电化学性能进行了表征和测试。结果表明,2种铁源得到的材料均为橄榄石晶型结构且结晶度良好,二者在颗粒尺寸分布、碳包覆效果和电化学性能方面具有显著的差别。用作锂离子电池正极材料时,以FeC_2O_4·2 H_2O为原料得到的LFCP/C具有更优异的电性能:在2.5~5.0 V电压范围内,0.1C倍率下(1C=150 m A·g~(-1)),放电比容量为137.5m Ah·g~(-1),在10C仍具有57.6 m Ah·g~(-1)的放电比容量;0.5C循环100次后容量仍保持78.1%。该样品更佳的电化学性能主要得益于其更小的平均颗粒尺寸,更高的比表面积和理想的碳包覆效果。     

非晶态MnO_x/TiO_2催化剂的制备及其低温NH_3-SCR性能

采用自发沉积法、共沉淀法及浸渍法制备MnO_x/TiO_2催化剂,通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、XPS、H_2-TPR、NH_3-TPD等一系列表征手段研究MnO_x/TiO_2催化剂的结构与性质,并考察MnO_x/TiO_2催化剂低温NH_3-SCR性能。结果表明,自发沉积法制备的MnO_x/Ti O2(s)催化剂具有完全非晶态结构,Mn和Ti之间存在强相互作用,较共沉淀法制备的MnO_x/TiO_2(c)及浸渍法制备的MnO_x/Ti O2(i)表现出更强的氧化还原能力。MnO_x/TiO_2(s)具有较高的比表面积、较多的表面酸量,有利于NH_3的吸附与活化。且表面高浓度的Mn4+离子及吸附氧,有利于将NO氧化为NO2,促进发生"fast-SCR"反应,进而使其表现出优异的低温脱硝性能。MnO_x/TiO_2(s)催化剂在150℃时NO的转化率高达92.8%,在150-350℃NO的转化率保持在90%以上,此外其还具备较强的抗H_2O和SO_2毒化能力。     

g-C_3N_4/Ag/TiO_2复合材料的构筑及其光催化性能（英文）

以合成的g-C_3N_4纳米片和Ag/TiO_2空心微球为原料,采用机械搅拌的方法构筑了g-C_3N_4/Ag/TiO_2三元复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)对g-C_3N_4/Ag/TiO_2进行了表征。研究表明,g-C_3N_4/Ag/TiO_2是由Ag/TiO_2微球和g-C_3N_4纳米片复合而成的。与TiO_2相比,其可见光响应范围延长,光生载流子的分离速率加快。在室温下,用降解罗丹明B的反应考察了g-C_3N_4/Ag/TiO_2的可见光催化活性。研究表明,光照180 min时,g-C_3N_4(0.5%)/Ag/TiO_2显示了最高的光催化活性(91.9%),分别是TiO_2和Ag/TiO_2的7.5和1.8倍。光催化活性的提高与合理的异质结构建和Ag的导电性能有关。