水热法制备铁酸铋及光催化性能研究

以金属硝酸盐、硝酸、氢氧化钠和去离子水为原料,采用水热合成法来制备铁酸铋.研究了水热温度、pH值、水热反应时间对合成反应的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、振动样品磁强计等手段对制备的铁酸铋纳米粉体的相结构、微观形貌进行了表征.结果表明,水热产物和形貌依赖于水热反应条件,通过水热反应条件的调控,制备出平均粒径在300hm左右的BiFeO3纳米颗粒.最后,以甲基橙为目标降解物,研究了BiFeO3纳米颗粒在可见光下的光催化性能.光催化实验显示制备的铁酸铋纳米颗粒在可见光下具有良好的光催化活性.     

水热法合成不同形貌的Bi_2S_3纳米结构

采用水热法在120 ℃反应12 h合成了不同形貌的Bi_2S_3纳米结构.利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED等分析方法对产物的结构和形貌进行了表征.结果表明:反应原料对产物的形貌具有重要影响,合成温度取决于矿化剂的选取.讨论了不同形貌Bi_2S_3纳米结构的形成机制,并分析了Bi_2S_3纳米结构的机理.紫外-可见吸收光谱测量表明,相对于正交相Bi_2S_3块体材料而言,由于尺寸效应,所制备的纳米粉体的吸收谱都发生了明显的蓝移.     

反应时间对钨酸铋材料形貌及其可见光催化性能的影响

采用水热法在不同反应时间下制备了钨酸铋(Bi2WO6)碟状结构的光催化剂,对Bi2WO6的晶体结构、组成成分、形貌、光吸收特性和可见光催化活性等进行了表征.结果表明,反应时间影响Bi2WO6样品的形貌.水热反应6h时,Bi2WO6样品处于非晶态,随着反应时间的增加,Bi2WO6由二维盘状结构逐渐堆积成三维碟状结构,水热反应48 h后可形成完整的微米碟.180℃水热反应48 h后制备出的Bi2WO6纳米材料具有较高的羟基自由基生成速率和较强的可见光催化活性,反应时间过长或者过短都不利于Bi2WO6可见光催化性能的提高.同时分析了不同Bi2WO6样品的可见光催化效率存在差异的原因,并且提出了不同反应时间下Bi2WO6材料的微观生长机理.     

钛酸锶钡纳米管阵列薄膜的水热合成及其性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列为模板,结合水热法制备了钛酸锶钡纳米管阵列薄膜.讨论了Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜的结构、形貌和电学性能.用X射线衍射仪表征其晶体结构;扫描电子显微镜观察其表面及断口形貌;以及用宽频介电阻抗谱仪测试其介电性能.结果表明:在较为温和的条件下用水热法制备了立方相及四方相的Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜;纳米管孔径在65～ 80 nm之间,薄膜厚度可达10 μm以上;经热处理之后的薄膜样品在1 kHz介电常数可达338,介电损耗为0.46.     

纳米Bi2MoO6的水热法制备及光催化性能研究

为进一步提升钼酸铋的可见光催化活性,以Bi(NO3)3·5H2O和Na2 MoO4·2H2O为原料,加入不同表面活性剂辅助水热法制备了纳米级钼酸铋.研究了表面活性剂种类对Bi2 MoO6形貌结构的影响,采用XRD、SEM和FTIR对产物进行了表征.结果表明:在水热合成条件下引入CTAB作为表面活性剂时,合成的纳米片厚度仅为10～20 nm.这种钼酸铋纳米片比普通钼酸铋纳米粉体具有更优的光催化活性,可见光照射180 rmin后对目标污染物亚甲基蓝的降解率可达81;,可见光催化效率提升2～4倍.     

pH值对水热合成磷酸铋的光催化性能的影响

利用水热法通过调节溶液的pH值合成了不同物相和形貌的磷酸铋.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了物相和形貌表征,并以10 mg·L-1的亚甲基蓝溶液为目标降解物,对材料的光催化降解性能进行了评价.结果表明:前驱物溶液的pH值对磷酸铋的形貌、物相和光催化性能都有较大影响.前驱物溶液pH值为1.3时制得的磷酸铋的光催化性能最高,室温汞灯照射20 min,亚甲基蓝的降解率可达到99.61;.     

不同磷源制备磷酸铋及其光催化性能研究

三种不同磷源在超声作用下制备磷酸铋,磷酸氢二钠为磷源制备棒状磷酸铋,咪唑磷酸盐离子液为磷源制备梭状磷酸铋,三乙烯四胺磷酸盐离子液为磷源制备颗粒状磷酸铋.XRD表征分析表明三乙烯四胺磷酸离子液为磷源制备的磷酸铋衍射峰最高,咪唑磷酸盐离子液制备磷酸铋次之,磷酸二氢钠制备的磷酸铋衍射峰最低.紫外-可见分析表明离子液中合成的磷酸铋向低波数发生移动.BET分析表明在磷酸二氢钠、咪唑磷酸盐、三乙烯四胺磷酸盐中合成的磷酸铋的比表面积分别为3.9472 m2/g,11.548 m2/g和24.063 m2/g.三种磷酸铋在紫外光下对亚甲基蓝匀有光催化作用,其中三乙烯四胺磷酸盐离子液为磷源制备的磷酸铋光催化性能最佳,同时考察了三乙基四胺磷酸盐离子液制备磷酸铋以及光催化的条件.     

晶面可控氯氧铋的制备及光催化性能研究

利用水热法通过调节溶液的pH值制备了[001]晶面和[010]晶面的BiOCl.利用XRD、Raman、DRS及BET等对其结构及性能进行了表征,通过双酚A(BPA)降解及CO2还原实验考察了样品的光催化性能.研究表明,BiOCl[010]面催化剂的BPA降解速率及产生甲酸甲脂(MF)的速率分别是BiOCl [001]面催化剂的1.75倍、1.2倍.BiOCl[010]具有较高光催化活性的原因在于BiOCl[010]具有较大的比表面积和开放的孔道特性.     

不同酸性助剂水热合成钨酸铋的制备及光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Na2WO4·2H2O为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法合成Bi2WO6纳米晶体,并使用XRD、SEM、TEM、DRS和低温氮吸附等手段对样品进行表征,考察了其可见光降解RhB的催化性能,分析了不同酸性助剂CH3 COOH和HNO3对水热法合成Bi2WO6光催化剂的影响.实验结果表明,不同酸性助剂对Bi2WO6样品的形貌和可见光催化活性均有较大影响.HNO3的添加抑制了花状微球的形成,使Bi2WO6样品的紫外-可见光吸收边发生红移,比表面积增大.光催化测试结果表明,以HNO3为酸性助剂时所制备样品的光催化活性最高,添加CH3COOH则相对降低.     

三维分级花球结构Bi2WO6的制备及其光催化性能研究

以L-赖氨酸为模板剂,采用水热法成功制备出三维分级花球结构Bi2WO6光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法对所制备样品进行了表征.研究了水热反应过中反应温度、时间及L-赖氨酸添加量等因素对样品形貌的影响,提出三维分级花球结构Bi2 WO6的可能形成机理.此外,以罗丹明B溶液为模拟染料废水,在模拟太阳光照射下考察了样品的光催化活性,结果表明:以L-赖氨酸为模板剂所制备的花球形Bi2WO6 (L-BWO)具有较高的光催化活性,与不添加模板剂情况下所制备的片状Bi2WO6 (BWO)相比,L-BWO光催化剂的降解效率约是BWO的1.5倍.     

磁性功能化碳纳米管的制备及序列化碳纳米管材料的力学性能研究

对碳纳米管(MWNTs)进行化学镀镍处理制备镀镍碳纳米管(Ni/MWNTs),在500±0.5℃条件下对Ni/MWNTs进行热处理;采用磁诱导/冰模板定型复合方式将热处理Ni/MWNTs添加到壳聚糖溶液中,冷冻干燥形成MWNTs有序排列的镀镍碳纳米管-壳聚糖(Ni/MWNTs-CHI)多孔结构;将多孔结构浸入环氧树脂-固化剂-丙酮系统混合液,真空干燥处理10 h制得序列化镀镍碳纳米管-环氧树脂(Ni/MWNTs-EP)复合材料.利用分析型扫描电镜、振动样品磁强计对Ni/MWNTs进行表征.利用SEM观察了序列化Ni/MWNTs-CHI多孔显微结构.采用微机控制电子万能试验机测试了复合材料力学性能.结果表明:热处理工艺能够均匀化所镀镍层,使热处理后Ni/MWNTs饱和磁化强度(Ms)提高17±1倍;SEM发现多孔结构内局部MWNTs呈有序化排列;当MWNTs含量为2wt;时,序列化Ni/MWNTs-EP材料较MWNTs-EP材料断裂拉伸力提高了49.94;.     

碳纳米管负载氧化铋的制备及催化二硝酰胺铵热分解的研究

采用微波辐射法制备了沉积于碳纳米管(CNTs)表面的氧化铋(Bi2O3)纳米粒子(Bi2O3/CNTs),用扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对制备的Bi2O3/CNTs纳米粒子进行了表征。研究了Bi2O3/CNTs纳米粒子对二硝酰胺铵(ADN)的催化热分解。结果表明,纳米Bi2O3均匀沉积在CNTs表面,平均粒径为8nm;添加3%Bi2O3/CNTs纳米粒子的ADN的初始热分解温度降低了12.8℃,热分解终止温度降低了29.3℃;NH4N(NO2)2→NH4NO3 N2O为ADN初始热分解的主导反应。     

不同形貌的钨酸铋纳米材料的制备及其光催化性能

利用水热法通过调节溶液pH值和表面活性剂CTAB浓度制备了不同结构与形貌的钨酸铋纳米材料,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等测试方法对产物进行了结构与形貌的表征,并研究了不同结构与形貌的钨酸铋样品对甲基橙的可见光催化降解性能.结果表明,在低pH值时样品为Bi2WO6相纳米片,随着pH值的增加,样品中出现了Bi3.84W0.16O6.24相八面体纳米颗粒,高pH值时,样品则为纯Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒.随着表面活性剂浓度的增加,Bi2WO6纳米片有自组装的趋势,最终形成花瓣状结构.光催化甲基橙实验结果表明不同形貌的钨酸铋样品对甲基橙有不同的催化降解活性,片状Bi2WO6相纳米片高于Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒.     

单壁碳纳米管能带及其特性研究

本文利用紧束缚模型,推导了单壁碳纳米管中π电子的能带表达式,在此基础上着重分析了以下特性:找出了金属性和半导体性单壁碳纳米管的判据;采用等能线图,在布里渊区内描述了π电子的能量分布;计算了π电子在简约布里渊区具有高对称性点的有效质量.     

氯氧化铋晶体的制备及其表征研究

采用铋盐转化水解法制备了四方相氯氧化铋晶体,研究反应温度、水解反应用水量以及反应液滴加顺序对产物粒径、产率及表面形貌的影响.结果表明,最佳反应条件为Bi(NO3)3·5H2O与HCl摩尔比为1∶5,反应温度为25～30℃,反应液滴加顺序为A→B,用水量为35 mL.该条件下制备出片状氯氧化铋晶体颗粒粒径0.5～2 μm,产物分散性良好.利用马尔文激光粒径分析仪、X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)对氯氧化铋的粒度分布、晶面结构和微观形貌分析可知,所制备的氯氧化铋粒径分布符合正态分布曲线,且纯度高无任何杂质,反应液滴加顺序对产物形貌影响较大.     

碳纳米管的生产及应用

本文介绍了巴基球及碳纳米管的发现和历史,重点介绍了碳纳米管的基本性质和晶体结构,并描述了碳纳米管电传导和热传导的机理.还介绍了碳纳米管的主要生产方法和各自的优点,并根据全球碳纳米管应用研究方向,对碳纳米管的应用领域进行了探讨,对碳纳米管的应用前景及商业开发价值进行了乐观的展望.     

氧化锌纳米棒的制备及其光电性能的研究

以硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O和六次甲基四胺(HMT)为原料,通过水热法制备出氧化锌纳米棒,研究了反应时间和冷却时间对产物形貌和尺寸的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、紫外-可见光谱、红外光谱(FT-IR)表征产物的结构和性能.结果表明,反应时间为6 h和急速冷却至室温条件下合成样品为六方纤锌矿氧化锌纳米棒,平均直径为300 nm;样品具有良好的结晶质量和发光性能,样品在200～400nm有较强的紫外吸收性能;FT-IR图谱表明产物在430 cm-1左右出现了Zn-O特征吸收峰,并有所红移;样品的开启场强为2.2 V/μm,场增强因子为2550,当场强为4.75 V/μm时,电流密度可以达到0.7 mA/cm2,是一种性能优良的冷阴极电子发射源.     

片状hBN的制备及摩擦性能研究

以CaB2O4作为烧结助剂,采用热压烧结技术制备了片状hBN.通过SEM、XRD和摩擦磨损试验机对hBN块体的显微结构、物相组成和摩擦性能进行了表征.结果表明:在N2气气氛下,烧结温度为2000℃,保温时间为5h时,CaB2O4的加入可以有效的提高hBN的结晶性能.烧结hBN呈片状结构,其粒径约为0.5～2 μm,厚度约为200nm.hBN块体的摩擦系数和磨损量均随着温度的升高先增大后稍有降低,在600℃时,摩擦系数和磨损量均达到最高,其空气和水蒸气气氛下的摩擦系数分别为0.6和0.25,磨损量分别为9.1 mg和4.9 mg.在整个测试温度范围内,水蒸气气氛下的摩擦系数和磨损量均比空气气氛下低,这主要是因为:室温下,水蒸汽在hBN与摩擦副的摩擦表面形成一层水膜;高温下,hBN可以与水蒸汽发生反应,生成H3BO3.     

以埃洛石纳米管为载体合成NiO纳米微粒的研究

以天然纳米管埃洛石作为载体,用氨水为沉淀剂,通过快速沉淀的方法在纳米管表面形成Ni(OH)2沉淀,再经过高温处理在纳米管表面合成了NiO纳米颗粒.利用XRD、TEM对合成的产物进行分析表征,表明在埃洛石纳米管的表面沉积了高密度、尺寸均匀、分散性好的NiO粒子(6～8 nm),而HRTEM分析表明NiO微粒为纳米晶体.良好分散性能的纳米氧化镍-埃洛石复合材料将会在气体传感器、锂离子电池负极材料以及高效催化剂方面有潜在的应用前景.     

硼碳氮纳米管的溶剂热法制备及其表征

以无水CH3CN*BCl3和Li3N为原料,以苯为溶剂,在温度为330℃,压力为8～9MPa条件下,利用溶剂热合成方法成功地制备出了BCN三元化合物.X射线粉末衍射(XRD)分析表明,产物为类石墨态结构,透射电子显微镜(TEM)观测到产物中含有B-C-N纳米管.X射线能谱(XPS)和Fourier变换红外光谱(FTIR)分析表明硼碳氮是以原子级化合的形式存在.