Ti/SnO2 +Sb2Ox/PbO2耐酸阳极的寿命及电催化性能

用电沉积法制备了Ti/SnO2 +Sb2Ox/PbO2耐酸阳极,采用交流阻抗法测定了电极的导电性,利用加速寿命实验测定了电极的加速使用寿命,同时引入循环伏安新方法定量考察不同Sb掺杂物质的量分数对电极表面分形维数的影响,并且讨论了电极在酸性溶液中的析氧电催化性能。结果表明,Sb掺杂物质的量分数在0.02和0.10时Ti/SnO2 +Sb2Ox/PbO2电极的分形维数较高,表明电极表面粗糙程度较大,析氧电催化性能较好,是优良的高析氧电位下的阳极材料,适用于阳极氧化获得产品的电极过程。Sb掺杂物质的量分数为0.06时Ti/SnO2 +Sb2Ox/PbO2电极的导电性最好,加速使用寿命达到89 h。因此,Ti/SnO2 +Sb2Ox/PbO2电极是酸性溶液中较好的阳极材料。     

改性二氧化铅电极电氧化降解焦化废水

焦化废水中氨氮和COD(化学需氧量)无法通过生化处理达到排放和回用标准,采用改性二氧化铅电极(ESIXPb-I)对其进行电化学降解实现废水零排放,并考察了电流密度、初始pH值及氯离子浓度对降解的影响.研究结果表明,ESIXPb-I电极提高了Ti/PbO2电极的稳定性和析氧电位,显著降低了电荷转移电阻与膜电阻.ESIXPb-I电极降解焦化废水30 min后,氨氮与COD去除率均达到100;,该降解过程符合伪一级动力学.     

MPCVD掺硼金刚石薄膜的制备及Ti/BDD 电极上对硝基酚的阳极氧化测试

采用微波等离子体技术在CH4-H2-C2H6气体条件下制备了钛基掺硼金刚石薄膜.四点探针法测得薄膜电阻率在零掺杂时为1×1012Ω*cm ,当反应气源中B/C上升为5×10-3时电阻率降至5×10-3 Ω*cm.扫描电镜显示掺硼金刚石具有完整晶型和致密结构.拉曼光谱观察到金刚石结构在掺杂前后发生明显改变.采用循环伏安测试了Ti/BDD电极的电化学参量,并与PbO2, Sn-Sb and PbO2-Er三种电极进行阳极氧化对-硝基酚的对比实验.结果表明,在Ti/BDD电极上,对-硝基酚的总有机碳去除率接近100;,远高于其它三种电极.     

微米及纳米WC-Co基BDD污水处理电极的制备研究

硼掺杂金刚石(BDD)是高级氧化法污水处理领域的一种电极材料，其衬底材料的选择是电极涂层制备的核心问题之一，良好的衬底材料可提高膜基结合力，从而延长电极的使用寿命。本文提出以热膨胀系数较小的WC-Co为衬底，采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备微米、纳米两种表面形貌的BDD电极，并利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安法对两种电极的物理性能、表面状态及电化学性能进行表征，研究结果表明：在沉积速率方面，微米薄膜是纳米薄膜的1.5倍，但纳米薄膜具有更小的残余应力，仅为-0.6 GPa;两种电极在0.5 mol/L的H₂SO₄溶液中均展现较宽的电化学窗口(约为3.7～3.9 V)和极小的背景电流，在K₃[Fe(CN)₆]氧化还原系统中表现出良好的准可逆特性，这些特性均与常规Si、Nb、Ti基BDD电极相似。在此基础上，本文对两种电极开展了苯酚模拟废水处理和加速寿命试验(ALT),结果显示：相同参数下，纳米电极在ALT中使用寿命约为423 h,明显优于微...     

石墨烯/Fe3O4/ZnO磁性纳米催化材料的制备及其性能研究

以石墨烯为助催化剂,借助水热法合成石墨烯/Fe3O4/ZnO磁性纳米复合光催化材料对ZnO改性.光催化降解测试显示复合材料对对硝基苯酚和罗丹明B降解率可分别达到95.7;和94.2;,重复试验3次后,降解率仍超过90;.对复合材料在光催化体系中磁性回收利用进行了研究,其饱和磁化强度为23.05 emu·g-1,并讨论了其光催化反应机理.     

介孔Co3S4纳米棒的制备及电催化产氧性能的研究

以六水合硝酸钴(Co(NO3)2· 6H2O)为钴源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,采用溶剂热法和低温固相硫化的方法制备出了介孔Co3S4纳米棒.采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段对于介孔Co3S4纳米棒进行表征,同时对介孔Co3S4纳米棒进行了电催化产氧性能测试.结果表明:介孔Co3S4纳米棒的起始过电位为0.37 V,塔菲尔斜率为76.95 mV/dec,具有高的电催化产氧性能.     

石墨烯/Fe3O4/TiO2磁性纳米复合材料的光催化性能研究

利用石墨烯纳米(GNs)片作为载体,将钛酸四正丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液通过搅拌和超声负载于其表面或镶嵌于其二维结构的片层间,制备GNs/Fe3O4/TiO2磁性复合光催化材料.通过FrIR、SEM、TEM、EDX、XRD、VSM等手段对样品进行了表征,并对其光催化机理进行了分析.测试结果表明,TiO2含量对复合材料的光催化性能有显著影响,对对硝基苯酚和罗丹明B的光催化降解率最高分别可达96.0;和98.3;.     

载体改性及其对负载型Fe催化剂降解苯酚废水性能的影响

采用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)改性的Boehmite为载体,利用浸渍法制备了Fe为活性组分的负载型催化剂.考察了催化剂对苯酚废水降解的催化活性,并通过 SEM、BET 以及 XRD 等技术手段对改性前后的Boehmite进行了表征.结果表明,改性后的Boehmite比表面积及孔体积都有所增大,孔径分布更加集中.催化剂活性显示:利用改性Boehmite所制得的Fe/PEG-Boehmite催化剂在苯酚废水降解过程中活性优于没有利用PEG改性的催化剂,二者在反应60 min后对苯酚废水化学需氧量(Chemical demand oxygen,COD)去除率分别为93;和67;.因此,对于活性组分含量相同的催化剂而言,PEG对Boehmite载体的改性有助于所制备催化剂对苯酚废水COD去除率的提高.     

一维Fe2 O3/α-MoO3异质结的制备及其可见光光催化性能

利用沉积法获得了一维Fe2 O3/α-MoO3异质结光催化剂,通过XRD、SEM-EDS、STEM、XPS、UV-Vis-DRS等测试手段对其组成、形貌、光吸收性质进行了表征,同时在可见光区测试了光催化氧化降解罗丹明B溶液的性能。测试结果表明,Fe2 O3修饰一维α-MoO3纳米带可将其光响应扩展至可见光区域,提高光催化性能。1wt;Fe2 O3/α-MoO3异质结作为光催化剂时,光照40 min后罗丹明B降解率可达到99;,分别是纯α-MoO3纳米带和纯Fe2 O3的光催化活性的3.8倍和26倍。     

锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电极过程动力学研究

采用共沉淀法制备锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过循环伏安法和电化学交流阻抗分析,探讨了锂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中嵌入和脱出的机制。循环伏安测试结果表明,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料结构中不存在John-teller效应,从而抑制了电极材料和电解液之间的副反应。电化学交流阻抗测试结果表明,随着电压的升高Rct(电荷转移电阻)值逐渐减小,而随着循环次数的增加Rct值逐渐增大。     

多孔NixCoyS薄膜在染料敏化太阳能电池中的应用研究

为了进一步提高基于硫化镍钴电极的染料敏化太阳能电池光伏性能,将以自组装形成的二维聚苯乙烯光子晶体为模板,采用反向恒压电沉积技术制备一种具有多孔结构的硫化镍钴薄膜(NixCoyS-PC),并直接作为对电极应用于染料敏化太阳能电池中.对比测试结果发现,NixCoyS-PC电极展现出了比无多孔结构的硫化镍钴(NixCoyS-FTO)电极、铂电极更加优异的电催化性能,这是因为多孔结构有利于提高其电催化活性位点及氧化还原电对I-/I3-的扩散速率.因此,基于NixCoyS-PC电极的染料敏化太阳能电池展现出了较高的光电转换效率(5.80;),高于基于NixCoyS-FTO电极(5.43;)和铂电极(4.87;)的电池效率.     

焙烧温度对Fe/γ-Al2O3催化剂去除苯酚模拟废水COD的影响

利用浸渍法制备了Fe/γ-Al2O3催化剂。考察了催化剂中Fe含量,催化剂焙烧温度对苯酚废水COD去除率的影响。发现300℃焙烧的Fe0.01/γ-Al2O3催化剂对苯酚废水的COD去除率最高,在反应温度为30℃,pH为3,加入100μL H2O2时,反应1 h后COD去除率约为65%。同时,采用N2物理吸附,XRD以及SEM等技术手段考察了催化剂的性质及其表面形貌。结果表明:300℃焙烧的催化剂中含有AlO(OH)。对于活性组分含量相同的催化剂而言,AlO(OH)的存在有助于苯酚废水COD去除率的提高。同时,焙烧温度的增加,催化剂表面会发生烧结,比表面积下降,催化剂活性降低。     

化学沉淀法制备纳米Fe/TiO2及其光催化活性的研究

以TiCl4为钛前驱体,氨水为沉淀剂,氯化铁为掺杂离子给体,采用化学沉淀法,制备了纯的与铁掺杂的TiO2纳米光催化剂.采用XRD、差热-热重等分析方法对产物进行了表征.通过苯酚水溶液的光催化降解实验研究了样品的光催化性能,考察了Fe3+掺杂量、苯酚溶液的pH值对光催化活性的影响.结果表明:Fe3+掺杂抑制了晶粒长大,细化了晶粒.Fe3+取代晶格中Ti4+的位置或进入间隙位置,引起晶格畸变.适量的Fe3+掺杂能减少光生电子与空穴的复合,提高光催化剂的光催化性能.在本实验条件下,Fe3+掺杂量为0.1 mol;,苯酚溶液的pH为9时,纳米TiO2具有最佳的光催化性能,在20 W 紫外灯照射下降解16 h,降解率达到89.3;.     

ZnO/Fe2O3复合结构的制备及光电化学性能研究

采用水热法在FTO导电玻璃上制备出大面积高能面裸露的ZnO纳米片阵列.采用旋涂法在纳米片表面制备Fe2O3纳米颗粒形成ZnO/Fe2O3复合结构.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光吸收光谱和三电极光电测试系统对复合薄膜的结构组成、形貌、光学性能和光电化学性质进行了表征和分析.研究结果表明,随着Fe2O3复合次数的增加薄膜的光吸收范围逐步拓宽到可见光区,ZnO/Fe2O3复合结构光电极的光电流明显高于单纯的ZnO纳米片阵列光电极.     

亚铁离子的引入对Bi2Fe4O9纳米颗粒光催化性能的影响

本文通过在水热法过程中添加不同含量的FeCl₂合成了一系列Bi₂Fe₄O₉纯相纳米晶,成功地在Bi₂Fe₄O₉中引入了更多低价态的铁离子。紫外可见吸收谱数据证明FeCl₂的加入使得Bi₂Fe₄O₉的光学带隙从2.06 eV降低到1.96 eV。扫描电子显微镜照片和X射线衍射图谱均证明本文合成的样品为纯相正方形片状Bi₂Fe₄O₉纳米晶。在500 W汞灯照射下,对合成的三个Bi₂Fe₄O₉纳米晶样品(S1、S2、S3,分别对应不同FeCl₂含量x=0,0.2 mmol,0.4 mmol)进行甲基橙染料降解实验,结果表明在添加20 μL双氧水时,三个样品的光催化降解速率均最快,其中S3样品的光催化降解速率比S1、S2更快。因此在适当加入双氧水的情况下,FeCl₂的加入可有效提升Bi₂Fe₄O₉光催化降解染料分子的性能。     

磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的制备及光催化性能研究

通过水热法制备磁性Fe3O4@C纳米微球,分别将TiO2和ZnO负载到微球上得到磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂.利用扫描电镜、红外光谱和紫外漫反射光谱表征催化剂的形貌和结构性能.紫外漫反射光谱显示磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的吸收带边红移,表明催化剂可以在更高的波长范围内吸收光波,且禁带宽度变大表明光生电子和空穴具有更强的氧化还原能力,因此具有更强的光催化活性.相比于磁性Fe3O4@TiO2,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率从65.33;增加到98.11;.循环使用5次后,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率仍保持92.05;,说明该催化剂具有易于回收和良好的循环稳定性.     

草酸钴前驱体热分解制备Co3O4及其超电容性能

以Co(NO3)2·6H2O、草酸铵为原料,采用液相共沉淀法制得钴的草酸盐前驱物,并利用微波进行热处理制得了微米尺寸的Co3O4电极材料.通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了产物的物相和微观形貌.通过循环伏安(CV)和恒电流充放电(CD)实验研究了产物在碱性电解质中的超电容性能.结果表明,利用微波加热分解法可制得立方晶系Co3O4纯相,其在6 mol/L KOH溶液中具有明显的法拉第赝电容.在2 mV/s扫描速度下,比电容达到91 F/g.Co3O4在碱性电解质中的赝电容主要来自于OH-在Co3O4、CoOOH、Co(OH)2体相中的嵌入和脱嵌过程.Co3O4在大循环过程中的比电容衰减主要是由于电极上氧化还原反应的可逆性较差以及发生的副反应而造成的.     

RE元素对高温自润滑复合镀层性能的影响

通过对超微粉体表面预处理,采用化学复合镀的方法,在0Gr18Ni9Ti试件上得到Ni-Re-P/(人造金刚石粉(C)+CaF2)、Ni-P/(人造金刚石粉(C)+CaF2)两种复合镀层,通过测试性能比较,铼元素的加入后,耐高温自润滑复合镀层的抗氧化能力和耐磨擦磨损的能力都有较大的提高.     

多晶硅绕镀层的去除工艺研究

本文旨在针对TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact背面隧穿氧化钝化接触)晶硅电池制备过程中,背面钝化多晶硅层沉积引起的硅片正面边缘沉积多晶硅绕镀层的去除进行工艺研究,进一步解决了电池外观不良和该多晶硅层对电池正面光的吸收影响.文中分别尝试采用HF-HNO3混酸溶液和KOH碱溶液两种方式进行腐蚀处理,然后通过对处理后硅片正面的工艺控制点监控和电池EL检测等手段评估去除效果.其中HF 1wt;、HNO350wt;混合溶液时腐蚀4 min以上可去除该绕镀层,但是大于6 min后硅片正面的方块电阻提升、硼掺杂浓度等变化幅度很大.KOH质量分数0.1wt;、添加剂体积分数5vol;混合溶液60℃时,腐蚀2.5 min以上可去除该绕镀层且方块电阻等测试相对变化幅度较小.故前者对电池后期电极的制备工艺要求更高否则容易引起欧姆接触不良,后者则对电池电极的制备工艺控制窗口更大.所以认为在多晶硅绕镀层的去除方面KOH腐蚀更适合工业批量化生产工艺选择.     

Nb2O5/Co2O3加入量对(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷介电性能的影响

研究了Nb2O5/Co2O3加入量[质量分数,Nb/Co(摩尔比)=0.8]不同对(Ba,Sr)TiO3(Barium strontiumtitanate,BST)铁电电容器陶瓷介电性能的影响,得到不同Nb2O5/Co2O3加入量与BST陶瓷性能的关系。借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究不同Nb2O5/Co2O3加入量对BST陶瓷显微结构和物相的影响,探讨了Nb2O5/Co2O3加入量对BST陶瓷性能影响机理。结果表明:当Nb2O5/Co2O3加入量为1.0%时,可得到满足Y5V特性、介电常数为3934、介质损耗为2.6%综合性能好的BST陶瓷。Nb2O5/Co2O3加入量对BST陶瓷性能的影响是通过细晶化、压抑展宽居里峰、改善介电常数温度特性、减少介电常数、形成杂相、形成“晶核-晶壳”结构等进行。