NiO/Mn3O4整体式催化剂催化分解臭氧的性能

将原料Ni(NO₃)₂·6H₂O、Mn₃O₄粉末和拟薄水铝石用球磨机球磨,以所得的浆料浸渍堇青石,经过焙烧,得到不同比例的NiO/Mn₃O₄催化剂。 通过催化分解臭氧活性测试发现,在空速为20000 h^-1时, 30NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的30%)催化剂的活性最高,臭氧分解率达到98%,催化剂活性稳定。 当提高空速为40000 h^-1,50NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的50%)催化剂的活性最高,臭氧分解率在90%左右,并且出现失活现象。 通过X射线衍射(XRD)、程序升温(TPR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、BET比表面积法等表征,发现Mn₃O₄和NiO复合催化剂的比表面积大于单一金属氧化物催化剂的比表面积并且在Mn₃O₄和NiO复合催化剂中Mn₃O₄与NiO发生电子相互作用。 催化剂中的Mn₃O₄与NiO的协同催化作用。 使得Mn₃O₄与NiO混合物催化剂的还原温度降低,分解臭氧(O₃)活性提高。     

碱性介质中制备纳米四氧化三锰及其超级电容特性

比较了不同碱溶液中纳米Mn₃O₄的制备及其超级电容性能。用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜等技术手段分别测试了晶体结构和表面形貌。用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试了材料的电化学性能。结果表明,在氢氧化钠、氨水中Mn²⁺沉淀氧化可以直接制备纳米Mn₃O₄;碳酸钠中先生成MnCO₃,加氢氧化钠可转化为纳米Mn₃O₄。NaOH、NH₃和Na₂CO₃ 3种介质中制备的Mn₃O₄晶粒尺寸分别为29.5、20.2和36.3 nm。纳米Mn₃O₄经连续充放电循环后可活化为Birnessite-type MnO₂。氨水中制备的Mn₃O₄活化后比容量最大,达到239 F/g,是一种具有应用前景的超级电容器材料。     

γ-Fe2O3纳米纤维的丙酮敏感特性

采用静电纺丝法制备了PVP/FeC₆H₅O₇复合纳米纤维, 并将复合纤维在500 ℃高温烧结3 h, X射线衍射分析(XRD)表明, 烧结后的产物为正尖晶石结构的γ-Fe₂O₃晶体. 扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明, 制得了直径均匀、 连续的复合纳米纤维, 其平均直径约为1000 nm; 烧结后的γ-Fe₂O₃纳米纤维保持了其连续性, 但纤维发生了收缩, 直径较烧结前小, 平均约为600 nm. 比表面积分析表明, γ-Fe₂O₃纳米纤维比表面积为57.18 m²/g. 气敏性能测试结果表明, 230 ℃为γ-Fe₂O₃纳米纤维检测丙酮气体的最佳工作温度. 在此温度下, γ-Fe₂O₃纳米纤维对丙酮气体表现出高响应度[S=6.9, c(Acetone)=7.88×10⁴ mg/m³]和线性度(7.88×10²~1.58×10⁵ mg/m³浓度范围内). 同时, γ-Fe₂O₃纳米纤维气体传感器件还表现出良好的长期稳定性.     

纳米Fe2O3/端羟基聚丁二烯(HTPB)复合粒子的制备与表征

为改善纳米Fe₂O₃在固体推进剂中的分散性, 以端羟基聚丁二烯(HTPB)和异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为包覆和固化材料, 分别采用直接共混法和分步共混法制得纳米Fe₂O₃/HTPB复合粒子. 采用HRTEM, TGA, FTIR和XRD等手段表征了复合粒子的结构, 对比了复合前后纳米Fe₂O₃的分散性, 测量了HTPB包覆量和包覆层厚度. 结果表明, 这两种方法均能实现HTPB对纳米Fe₂O₃物理包覆, 但分步共混法明显优于直接共混法|在分步共混法制得的纳米Fe₂O₃/ HTPB复合粒子中, 内层的纳米Fe₂O₃分散性好, 外层HTPB厚度均一. 复合粒子亲油性结果表明, 将纳米Fe₂O₃与HTPB进行复合, 可有效改善纳米Fe₂O₃在固体推进剂中的分散性.     

焙烧温度对Ni0.3Cu0.2Zn0.5Fe2O4纳米纤维的微结构和磁性能的影响

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术成功制备了直径在100 nm左右的Ni_0.3Cu_0.2Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体纳米纤维. 并使用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外变换光谱(FT-IR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对电纺的复合纳米纤维及其焙烧产物进行了表征. 实验结果表明, 复合纳米纤维在450 ℃焙烧时, 立方尖晶石结构就已基本形成. 随着焙烧温度的升高, 纳米纤维中Ni_0.3Cu_0.2Zn_0.5Fe₂O₄晶粒的尺寸逐渐增大, 纤维表面也越发粗糙, 其形貌逐渐向项链状结构转变. 与此同时, 目标纳米纤维的比饱和磁化强度(M_s)单调增大, 而矫顽力(H_c)则呈现先增大后减小的趋势, 在650 ℃达到最大值, 这暗示以纳米纤维形式存在的Ni_0.3Cu_0.2Zn_0.5Fe₂O₄的单畴临界尺寸可能在53 nm左右. 此外, 发现在单畴临界尺寸以下, Ni_0.3Cu_0.2Zn_0.5Fe₂O₄纳米纤维的矫顽力与其平均晶粒尺寸(D)的0.71次方成正比, 即H_c∝D^0.71, 较好地符合随机各向异性模型所预测的结果H_c∝D^2/3.     

双牺牲模板法制备一维管状Pt-Mn3O4-C复合物及其优越的甲醇电催化氧化性能

通过双牺牲模板法合成了以一维管状Mn₃O₄-C为催化剂载体的新型Pt 基电催化剂. 催化剂的表面形貌、晶体结构及其组成分别采用透射电镜、X射线衍射仪、能量散射X射线光谱进行表征. 通过循环伏安法对Pt-Mn₃O₄-C复合物的电化学性能进行了测试. 结果表明平均粒径为1.8 nm的Pt 纳米颗粒均匀分散在管式Mn₃O₄-C载体上, 与商业的E-TEK Pt/C 催化剂(20% (w, 质量分数) Pt)相比, Pt-Mn₃O₄-C对甲醇氧化有更好的电催化活性和更高的稳定性. Pt 纳米粒子在Mn₃O₄-C上的均匀分散及Pt 和Mn₃O₄的协同催化效应使得Pt-Mn₃O₄-C具有优异的性能.     

基于类芬顿反应的Mn3O4/DOX@Lip纳米递药体系的构建及应用

利用肿瘤微环境与普通组织的差异, 我们设计了一种基于类芬顿反应(Fenton-like reaction)的微环境响应的纳米递药体系(Mn₃O₄/DOX@Lip). 首先利用热分解法制备得到锰的氧化物(Mn₃O₄)纳米粒子, 基于化疗药物阿霉素(DOX)与Mn原子的配位作用, 该纳米粒子可以负载并递送DOX, 其最外层包裹的酸敏脂质体能有效防止药物在递送过程中的泄露. 在肿瘤细胞的弱酸性和高浓度谷胱甘肽的微环境中, 脂质体膜破裂, 其中的Mn₃O₄纳米粒子被谷胱甘肽还原、分解, 并释放出DOX. 共聚焦成像结果表明, MCF-7细胞与Mn₃O₄/DOX@Lip共孵育后, 细胞中活性氧探针的荧光显著增加, 表明该递药体系可以通过下调细胞中的谷胱甘肽的含量引发细胞中的活性氧含量增加. 噻唑蓝(MTT)和流式细胞实验结果表明, 相比于单一的化疗药物, Mn₃O₄/DOX@Lip的细胞毒性增强, 这可能归因于还原产物Mn²⁺触发了类芬顿反应从而将细胞中内源性的H₂O₂转化为毒性更强的•OH. 氧化活性物质介导的细胞凋亡与化疗药物的细胞毒性相互促进, 增强了对细胞的凋亡能力. 本体系利用外源性的物质激发内源性的细胞毒性, 增强了化疗药物的治疗效果, 为肿瘤治疗提供了新的研究策略.     

溶剂热/水热法制备MnOx@rGO纳米复合材料及其氧还原催化性能

氧化还原催化剂是燃料电池和金属空气电池中影响其阴极性能的关键因素. 采用溶剂热/水热法,以氧化石墨烯（GO）,MnSO₄和KMnO₄为原料可控制备了两种锰氧化物（MnO_x）和还原氧化石墨烯（rGO）复合材料（Mn₃O₄@rGO,MnOOH@rGO）并研究了其氧还原电催化性能. 通过X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜（SEM）、热重（TG）等分析测试手段表征了Mn₃O₄@rGO与MnOOH@rGO的组成结构及形貌. 结果显示,在制备过程中GO被还原为rGO,乙醇和水溶剂中分别形成Mn₃O₄纳米颗粒与MnOOH纳米棒,MnO_x均匀生长在rGO表面. 采用伏安曲线和旋转圆-环盘电极技术测试了所制备复合材料的电化学性能,并与无rGO负载的Mn₃O₄和MnOOH进行对比. 结果表明,由于MnOOH和rGO的协同作用,MnOOH@rGO在碱性体系中表现出较好的催化活性及稳定性,可作为潜在的氧还原催化剂.     

Bi2Ti2O7/TiO2/Bi4Ti3O12多异质结的构筑及其增强的可见光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO₂纳米纤维为基质,硝酸铋为铋源,KOH为矿化剂,成功制备了多异质结Bi₂Ti₂O₇/TiO₂/Bi₄Ti₃O₁₂复合纳米纤维光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等一系列表征,对其物相组成、微观形貌和光学性质等进行分析。结果表明：TiO₂纳米纤维的介入,将Ⅰ型异质结Bi₂Ti₂O₇/Bi₄Ti₃O₁₂分离为2个Ⅱ型异质结Bi₂Ti₂O₇/TiO₂和Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂。Bi₂     

氮掺杂石墨烯与g-C3N4二维异质体对纳米Fe2O3光催化剂的复合改性

使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe₂O₃纳米粒子, 通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、 氮掺杂石墨烯和g-C₃N₄ 3种二维异质体对纳米α-Fe₂O₃的复合改性, 并比较了3种二维异质体对α-Fe₂O₃光催化活性的影响. 结果表明, 在光催化还原二氧化碳和降解液相苯酚过程中, 二维异质体的复合均提高了纳米α-Fe₂O₃的光催化活性, 氮掺杂石墨烯对α-Fe₂O₃的改性效果优于石墨烯, 其中g-C₃N₄对α-Fe₂O₃的改性效果最优. 通过表面光电压谱、 光电化学及羟基自由基等测试, 确认二维异质体的复合改性主要通过促进纳米α-Fe₂O₃的光生电荷分离和提高活性中间组分(羟基自由基)的含量提高纳米α-Fe₂O₃的光催化活性.     

p-CuO/n-In_2O_3异质结纳米纤维的制备及气敏特性

以电纺In_2O_3纳米纤维为模版,通过溶剂热法构建了p-CuO/n-In_2O_3异质结纳米纤维.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对所得材料的形貌和结构进行表征.结果表明,CuO纳米颗粒可以均匀地负载在超细In_2O_3纳米纤维表面;随着反应液中乙酸铜浓度的增加,负载的CuO纳米颗粒密度也逐渐增加.通过制备旁热式气敏器件对复合纳米纤维材料的气敏特性进行了研究.结果表明,与纯In_2O_3纳米纤维相比,p-CuO/n-In_2O_3异质结纳米纤维对H_2S气体具有较高的灵敏度和较低的工作温度.     

硫化锌掺锰/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

利用静电纺丝法与气固反应相结合, 成功地制备了硫化锌掺锰/聚乙烯醇复合纳米纤维, 并对所制备的复合物进行了表征, 探讨了复合物的结构及其性能.     

基于MCM-41模板制备β-MnO_2纳米纤维及其催化降解亚甲基蓝染料

以介孔氧化硅材料MCM-41为模板,硝酸锰为锰源,通过浸渍、450℃焙烧4 h得到Mn-MCM-41,用NaOH溶液溶解除去氧化硅模板得到锰氧化物,采用XRD,HRTEM和N2吸附-脱附等测试技术对产物进行了表征.结果表明,所得产物是纯相的β-MnO2纳米纤维,直径小于3 nm.纳米纤维之间有序排列组成类似MCM-41模板的介孔结构,其比表面积达到136.5 m2/g.将所制备的β-MnO2纳米纤维用于催化过氧化氢氧化分解质量浓度为60 mg/L的亚甲基蓝(MB)模拟染料废水,经100 min反应后,亚甲基蓝水溶液脱色率达到97.59%.所制备的催化剂对降解处理高浓度亚甲基蓝溶液,具有降解脱色率高和反应速度快等优点.     

一维Ga2O3/SnO2纳米纤维的制备及其气敏性能

通过静电纺丝法制备了一维Ga2O3/SnO2纳米纤维,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对材料进行了表征,测试了不同Ga2O3质量分数(0、40%、50%、60%、70%、100%)的Ga2O3/SnO2纳米纤维(650℃,5 h)对应元件对三甲胺、丙酮、乙醛、乙酸、氨气、乙醇、甲醛7种气体的气敏性能。结果表明:在室温(25℃)时,60%(w/w)Ga2O3-40%(w/w)SnO2纳米纤维对三甲胺气体具有较高的灵敏度和较短的响应/恢复时间。对1000μL·L^-1三甲胺的灵敏度达到51;检出限达到0.8μL·L^-1,其灵敏度为1.3。     

聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝方法制备了聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维, 并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)和振动磁力分析进行了表征, 探讨了复合物的结构及其性能.     

Heterogeneous Fenton-like reactions with a novel hybrid Cu–Mn–O catalyst for the degradation of benzophenone-3 in aqueous media

This study focuses on the heterogeneous Fenton-like reaction performed over a novel hybrid Cu–Mn–O catalyst for the degradation of a model compound benzophenone-3 (BP-3) in aqueous media. The hybrid Cu–Mn–O catalysts with different Cu/Mn molar ratios were synthesized using co-precipitation and hydrothermal methods, and their composition and morphology were characterized using XRD and SEM analyses. Key parameters including the Cu/Mn ratio in the synthesis, pH and titration of H₂O₂ were shown to significantly influence the degradation of BP-3. A hybrid catalyst with a chemical composition of Cu_1.4Mn_1.6O₄, Mn₃O₄, and Mn₂O₃ exhibiting a morphology of nanofibers and nanoparticles demonstrated the highest catalytic activity in the degradation of BP-3. After 240 min of degradation, 81.5% of BP-3 was removed, which could be mostly related to the presence of hydroxyl radicals (˙OH). Unlike the conventional Fenton reaction that performs well under highly acidic conditions, BP-3 can be degraded in a wider pH range (2.6–7.1) in the Fenton-like reaction presented herein. Considering the mild conditions used for this Fenton-like system, this novel hybrid catalyst remains promising for wastewater treatment.     

添加Al2O3对Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维结构和磁性能的影响

采用静电纺丝技术制备了添加0～20wt%Al2O3的Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维。通过XRD、FESEM、TEM和VSM对样品的物相结构、形貌和磁性能进行了表征。结果表明,所合成的复合纳米纤维的直径都分布在40～150 nm之间,添加到纤维中的Al2O3主要以非晶态形式分布于铁氧体晶粒边界;随着Al2O3添加量的增加,可观察到γ-Fe2O3相逐渐析出,Ni-Zn铁氧体的晶格常数单调减小,说明有一些Al2O3进入到尖晶石晶格中取代了B位的Fe3+离子,Ni-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸先增大后减小,在Al2O3添加量为8wt%时达到最大值39.2 nm;比饱和磁化强度和矫顽力随Al2O3添加量的增加呈现出相同的变化规律,先减小后增大,当Al2O3添加量超过5wt%时又开始变小。     

YF3:Eu3+纳米纤维/高分子复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了Y2O3:Eu3+纳米纤维,使用NH4HF2为氟化剂,经双坩埚法氟化和脱氨后得到YF3:Eu3+纳米纤维,再采用静电纺丝技术制备了YF3:Eu3+纳米纤维/PVP复合纳米纤维. XRD分析表明,立方相的Y2O3:Eu3+氟化后,得到了正交相的YF3:Eu3+纳米纤维,空间群为Pnma;YF3:Eu3+纳米纤维/PVP复合纳米纤维具有明显的YF3:Eu3+的衍射峰. SEM分析表明,YF3:Eu3+纳米纤维与YF3:Eu3+纳米纤维/PVP复合纳米纤维的直径分别为91±11 nm、319±43 nm,表面光滑. 用Shapiro-Wilk方法检验,纤维直径属于正态分布. 荧光光谱分析表明,YF3:Eu3+纳米纤维和YF3:Eu3+纳米纤维/PVP复合纳米纤维的最强发射峰均位于588 nm和595 nm,属于Eu3+的5D0→7F1跃迁,表明Eu3+占据YF3基质中Y3+晶格点的C2对称格位. PVP对YF3:Eu3+发光峰位没有影响,但发光强度降低;YF3:Eu3+的含量与YF3:Eu3+纳米纤维/PVP复合纳米纤维的发光强度成线性关系.     

高分子自组装Mn2O3花瓣状纳米带、纳米线的研究

通过控制热处理工艺条件, 利用Mn(CH3COO)2和具有特殊空间构型的聚乙烯醇(PVA), 在600 ℃合成了类花瓣状Mn2O3纳米带和纳米线结构. SEM, XRD表征分析证明Mn2O3纳米带结构为方铁锰矿晶型结构, 沿(222)方向择优生长. 分析了热处理工艺对一维纳米结构的影响机制. 初步探讨了Mn2O3一维纳米结构的生长机理.     

静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和金属硝酸盐为原料,采用改进的静电纺丝法制备了直径均匀、表面光滑、定向排列的Co0.8Zn0.2Fe2O4/PVP纳米纤维前驱体,经热处理后得到定向排列的铁氧体纳米纤维.对前驱体纤维的热分解过程及Co0.8Zn0.2Fe2O4(CZFO)的结构、物相及形貌进行了表征.结果表明,在空气中经550～950℃热处理3 h后均得到纯相、结晶良好的尖晶石型钴锌铁氧体;在2000 r/min转速下收集的复合纤维形貌最佳,直径约300 nm;经750℃热处理后纤维直径约为70 nm,室温下测得饱和磁化强度为66.1 A.m2/kg,矫顽力达到最大值6.6 A/m,表明钴锌尖晶石型铁氧体单畴临界尺寸约为44 nm.与CoFe2O4相比,CZFO的饱和磁化强度升高,矫顽力下降,并且CZFO的纤维与粉末的磁特性有明显的区别.