新型磷-钒-氧层状化合物[H2en]2[H3O]6[Co(H2O)2(VO)8(OH)4(PO4)8]的水热合成与晶体结构

金属磷酸盐材料在吸附、离子交换、离子传导和催化剂方面有潜在的应用前景[1～5]. 近年来, 通过水热反应合成了一些A-V-P-O化合物. 在这些化合物中, A一般为碱金属或有机阳离子, 如层状结构的[H2N(C4H8)2NH2][(VO)4(OH)4(PO4)2][6] 和[H2N(C2H4)3NH2][(VO)8(HPO4)3(PO4)4*(OH)2]*2H2O[6], 一维链状结构的 [H2NCH2CH2NH3(VO)(PO4)][7], 手性双螺旋结构的 [(CH3)2NH2]K4[(VO)10(H2O)2(OH)4(PO4)7]*H2O[8]以及具有三维骨架结构的化合物 [H3N(CH2)3NH3K(VO)3(PO4)3][9], [H3N(CH2)3NH3]2[V(H2O)2(VO)6(OH)2(HPO4)3(PO4)5]*3H2O[10]和[H3N(CH2)2NH3][(VO)3(H2O)2(PO4)2(HPO4)4][11].     

层状、花形和棒状钛酸铋纳米结构的可控合成及光催化性能

通过可控水热法,制备出层状、花形和棒状钛酸铋(Bi4Ti3O12,BIT)纳米结构。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)观测其结构和形貌特征。XRD图显示,所制备的样品为层状钙钛矿结构。FESEM结果表明,通过控制水热过程的反应参数可以得到不同形貌的纳米粉体。紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BIT样品的带隙能约为2.63～2.95 eV。利用可见光(λ>420 nm)照射下的甲基橙降解实验评价了BIT样品的光催化性能。结果表明,BIT的光催化活性比掺氮TiO2(N-TiO2)高得多。所制备的层状BIT纳米结构光催化效率最高,经可见光照射360 min,甲基橙溶液的降解率可达95.0%。同时还研究了结构和形貌对不同条件下制备的BIT样品光催化活性的影响。     

表面化学侵蚀改性富锂层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2

采用3种不同pH值的去离子水,NH₄NO₃和H₂C₂O₄溶液对富锂层状正极材料Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂进行表面化学侵蚀改性,旨在改善其整体电化学性能。ICP结果表明pH值对材料中Li的析出具有显著影响。X射线衍射（XRD）表明表面化学侵蚀对材料的结构有影响。拉曼光谱（Raman spectroscopy）表明材料表面结构发生了变化。H₂C₂O₄溶液侵蚀过的样品的首次效率有了极大提高,但同时中值电压和循环性能显著恶化。NH₄NO₃溶液侵蚀过的样品的首次效率从63%提高到了85%,1C倍率下的放电比容量从149 mAh·g^-1提高到194 mAh·g^-1,同时保持了温和的中值电压变化曲线。通过高分辨透射电镜（HRTEM）,X射线光电子能谱（XPS）和电化学阻抗谱（EIS）对改性机理进行了研究。     

CP@NiAl-LDH复合材料的制备及其超级电容器性能

通过采用简易温和的水热条件制备导电聚合物@镍铝层状双金属氧化物复合材料（CP@NiAl-LDH）,构建电子/离子的高速传输纳米通道,利用SEM和XRD对复合材料结构形貌进行表征。电化学性能测试结果表明,导电聚合物为复合材料提供一定的赝电容,促进电荷的快速转移,使CP@NiAl-LDH的电容性能得以显著提升。PPy@LDH具有最好的电容性能,在1 A·g^-1的电流密度下,其比容量高达3 010.3 F·g^-1,当电流密度升高到20 A·g^-1时,其比电容保持率为73.1%,表现出优异的倍率性能;同时,在10 A·g^-1的电流密度下10 000次充放电循环后仍具有88.8%的比容量保持率,具有优异的循环稳定性。这主要归功于NiAl-LDH与导电聚合物之间的协同增强效应。     

插层材料ZnAl-LDHs的制备和应用

本文总结了锌铝层状双金属氢氧化物(ZnAl-LDHs)的基本制备方法,重点介绍了插层组装和层板剥离方面的最新进展,并阐述了ZnAl-LDHs在催化、医药、阴离子吸附和功能高分子方面的应用。     

聚苯乙烯-b-聚谷氨酸苄酯刚柔嵌段共聚物的合成及其层状形貌考察

以末端带胺基的聚苯乙烯(PS-NH2)为引发剂,利用N-羧酸内酸酐(N-carbonyl anhydride,NCA)法制备一种刚柔二嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(polystyrene-b-poly(γ-benzyl-L-glutamate),PS-b-PBLG)杂化聚肽,并研究该聚肽嵌段共聚物的分子结构、热性能、液晶性与自组装形貌的溶剂效应.以氢核磁共振波谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)表征两嵌段的摩尔比、分子量及其分布.利用示差扫描量热分析仪(DSC)与光学显微镜(POM)考察材料的热性质与液晶性.由小角X射线散射(SAXS)分析得知,两嵌段组分呈交替分布层状结构,聚肽层中α螺旋链在不同溶剂中会发生不同程度折叠;通过透射扫描电镜(TEM)清楚观察到PS-b-PBLG在1,2-二氯乙烷(EDC)中α螺旋折叠形成了条纹式层状形貌,不同于1,1,2,2-四氯乙烷(TCE)中α螺旋完全伸展形成的锯齿式层状形貌.     

硅胶-氰丙基复合固相萃取柱分离原油中饱和烃及芳烃组分

探讨了硅胶-氰丙基(SiO2/C3-CN,(1 g/0.5 g,6 mL))复合固相萃取柱分离与净化原油中饱和烃和芳烃组分的方法。结果表明:SiO2/C3-CN复合固相萃取柱较单一硅胶(SiO2)小柱的分离效果好,仅使用4.5 mL正己烷和4.5 mL正己烷-二氯甲烷(1∶1)洗脱即可实现饱和烃和芳烃组分的完全分离与满意回收(回收率分别为98%和99%);而单一硅胶小柱存在低环数芳烃化合物(如萘及其甲基系列、苊等)与饱和烃组分的共洗脱现象。通过对原油实物样品的测定,饱和烃和芳烃组分在硅胶-氰丙基复合柱上经正己烷、正己烷-二氯甲烷(体积比1∶1)的洗脱行为与标准混合液完全一致,该方法实用可靠、流程简单、试剂消耗少、精密度良好(RSD为4.2%～8.5%),适用于石油样品中饱和烃和芳烃组分的定量分析。     

微孔层状磷酸铝材料的剥离与嵌入研究

用XRD和SEM等手段研究了微孔层状磷酸铝[Al₂P₃O₁₀(OH)₂][C₆NH₈]的剥离和嵌入过程,发现该材料在醇/水溶液中能很好地剥离,形成胶体溶液,并能在一定条件下再结晶形成C₂～C₁₂烷基胺嵌入的层状新材料.当嵌入达到饱和时,有机胺在层间呈双层排列,并与层板成42.6°倾斜角.磷酸铝剥离和嵌入的难易与其层板结构间相互作用的强弱直接相关.     

Trition X-100/C_(10)H_(21)OH/H_2O体系层状液晶中纳米羟基磷灰石粉体的合成

本文以Triton X-100/C10H21OH/H2O体系层状溶致液晶为模板,Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4为反应物,在一定的pH条件下,通过三元相图确定了层状液晶单相区域,并合成了羟基磷灰石(HA)纳米颗粒。用傅立叶红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。并考察了不同助表面活性剂浓度和不同表面活性剂浓度对产物的形貌和尺寸的影响。结果表明所制备的HA纳米颗粒平均直径为8~10nm、长度在100nm左右,呈针状。助表面活性剂浓度对HA形貌及尺寸影响不大,但是在一定范围内改变表面活性剂浓度可以起到调控HA纳米颗粒形貌和尺寸的作用。     

锂离子电池用富锂层状正极材料

正极材料与负极材料是锂离子电池重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上,而正极材料比容量始终徘徊在150mAh/g。正极材料正在成为锂离子电池性能进一步提升的瓶颈。富锂层状正极材料是一类新型正极材料,其可逆容量在200mAh/g以上,其高容量特性引起人们的广泛关注。这类材料可以用xLi₂MO₃·(1-x)LiM'O₂ (M 为Mn, Ti, Zr之一或任意组合; M'为Mn, Ni, Co之一或任意组合; 0≤x≤1)形式表示。由于其组成与结构的特殊性,这类富锂层状正极材料的充放电机理也不同于其它含锂过渡金属氧化物正极材料。本文介绍富锂层状正极材料的合成、结构与充放电机理,重点介绍近年来通过改性提高其电化学性能方面的研究进展,指出目前富锂材料研究中存在的问题,探讨未来的研究重点。