大孔高镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的制备及其电化学性能研究

本工作以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球组装成的胶晶模板作为铸模,溶胶-凝胶法辅助获得大孔LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)正极材料.结果 表明,利用PMMA作为造孔剂,形成了由100nm的颗粒堆积而成的大孔结构,这种结构有效地提高了材料的倍率性能和循环稳定性.大孔NCM811在0.1C的首次放电...     

高分子模板调控不同形貌氧化亚铜的仿生合成

采用聚丙烯酰胺(PAM)为软模板,在CuSO4、Na2SO3体系中调控合成了片状、海胆状、一维线、针状聚集体氧化亚铜晶体。研究了不同浓度Cu2+、不同PAM含量及不同温度对晶体生长的影响。结果表明,PAM促使氧化亚铜异相成核,氧化亚铜形貌随PAM质量分数的变化而变化:当c(Cu2+)=0.5mol.L-1时,PAM质量分数为3.0%(常温引入体系),产物主要为片状晶体;PAM质量分数为1.0%、3.0%时(高温引入体系),分别获得一维线状、海胆状晶体;当Cu2+浓度为0.1 mol.L-1时,体系中高温引入质量分数3.0%的PAM,得到片层状晶体;当Cu2+浓度为0.3、0.4 mol.L-1时,得到针状聚集体氧化亚铜晶体。分别用X射线粉末衍射、冷场发射扫描电子显微镜和激光粒度仪对所制备的产品进行了表征。     

晶种导向下干胶法合成ZSM-5分子筛

以廉价水玻璃为硅源,在晶种替代有机模板剂的条件下采用干胶法合成了ZSM-5分子筛。利用XRD、SEM、TEM、FTIR、N₂吸附-脱附和NH₃-TPD等分析方法对合成样品进行了表征和测试,考察了合成条件对ZSM-5分子筛晶化过程的影响。结果表明,在硅铝比（n/n）为30~70,钠硅比（n/n）为0.12~0.20时都可以得到结晶度良好的ZSM-5分子筛。研究发现,干胶法合成ZSM-5,在不引入外加水的情况下也可以得到ZSM-5样品,外加水的引入能够有效地提高晶化速率;与水热法合成ZSM-5分子筛相比,干胶法可以显著地缩短晶化时间,同时,合成样品的晶体尺寸也有所减小。     

AuPt合金泡沫膜的制备及其电催化性能研究

采用阴极共沉积氢气泡动态模板法成功地制备了AuPt合金薄膜,这种三维分级多孔结构是由连通的枝晶壁构成。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分别对泡沫膜的形貌、物相、表面组成进行了表征。结果表明:由于多孔结构、电子效应和集合效应的影响,AuPt合金对甲酸的电催化氧化表现出高催化活性。     

以天然植物为模板合成高度有序的多级复合孔材料

筛选出两种孔径较大且孔结构规则的植物为大孔模板, 以嵌段共聚物为介孔相模板成功合成了两种具有连续的骨架和贯通的大孔孔道(大孔孔径大于40 μm, 其孔壁为介孔相)的高度有序多级复合孔材料. 对该复合孔材料进行了水热稳定性研究. 用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射仪(XRD)、高分辨率透射电镜(HRTEM)以及N₂吸附-脱附等测试手段对合成的样品进行了表征. 结果表明, 合成的产物是孔道相互贯通的多级有序复合孔硅材料, 具有较好的水热稳定性. 采用此合成方法可精确地复制大孔植物模板.     

合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法(英文)

通过一种新颖的方法,即软模板-固液技术(CSSL)合成具有高比表面积的介孔纳米晶体氧化锆.首先,通过软模板法以1-十六烷基-3-甲基咪唑溴(C16mim+Br-)为结构导向剂,硫酸锆为无机前驱物合成了介观相氧化锆杂化物,然后该杂化物与固体硝酸铜无机盐研磨并进行热处理.在600℃焙烧后所得到的氧化锆材料具有蠕虫状介孔结构,且孔壁由尺寸约为2.50nm的四方相氧化锆纳米粒子组成.该材料的比表面积为240.0m2·g-1,孔径为4.10nm.与之对应,使用单一的软模板法在相同的温度焙烧后,所得到的氧化锆材料介孔结构坍塌,比表面积仅为9.5m·2g-1.     

基于秸秆模板法制备多孔纳米钛酸锶钡及其对重金属的吸附性能

以高粱秸秆为模板,采用溶胶-凝胶法制备了纳米钛酸锶钡多孔吸附剂(SPBST),以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行表征.考察了该多孔吸附剂对水中重金属铅、镉和锌的吸附富集性能,探讨了煅烧温度对吸附剂形貌和吸附性能的影响.并以镉离子为例,系统地研究了吸附热力学和动力学.结果表明,各煅烧温度下合成的多孔材料均由钙钛矿结构的纳米钛酸锶钡组成,晶体粒径均不大于20nm,多孔吸附剂对水中铅、镉和锌均有较强的吸附能力,吸附性能与材料的煅烧合成温度和介质的pH值以及吸附时间有关.煅烧温度过高,纳米钛酸锶钡晶体团聚严重,吸附能力降低;温度过低,材料松散易碎,不利于重复使用,750℃煅烧6h合成的材料性能最好.当介质的pH值为5～8时,吸附70min,对铅、镉和锌的静态吸附容量分别为191.51,19.00和19.97mg?g―1.其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,吸附过程焓变(?H)为35.905kJ?mol-1,各温度下的自由能变(?G)均小于零,熵变(?S)均为正值,吸附过程的活化能(Ea)为62.430kJ?mol-1.该吸附过程是自发的吸热物理过程.被吸附的金属离子均可用1mol?L-1的硝酸完全洗脱回收.对铅、镉和锌的富集因子均超过200.将其应用于水中痕量铅、镉和锌的吸附富集和原子吸收测定,回收率分别为90.3%～103.4%,91.5%～103.2%和94.35%～101.1%.     

模板及其在纳米材料合成领域的应用

模板法是合成纳米材料的重要方法之一.本文综述了模板的分类、制备方法、性能以及在纳米材料合成领域中的应用,并对模板合成的未来发展进行了展望。     

多形貌中空介孔SiO2的可控合成及复合物对Cu2+的吸附还原

以间苯二酚/甲醛(RF)树脂为软模板, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为制孔剂, 采用一锅溶胶-凝胶法制备了多形貌中空介孔二氧化硅微球(HMSM). 通过改变甲醛用量调控软模板RF树脂的结构, 可以获得一系列不同形貌及结构的HMSM, 随着甲醛用量的增加, HMSM结构表现为单层壳空心球、 蛋黄壳空心球、 双层壳空心球等结构. 其中具有蛋黄壳空心球结构的HMSM比表面积可达691 m ²/g, 孔体积达2.23 cm ³/g, 孔径均匀(3.5 nm). 以硝酸铈铵为引发剂, 在具有蛋黄壳空心球结构的HMSM中引发丙烯腈自由基聚合, 并将支链聚丙烯腈上的氰基偕胺肟化, 制得HMSM接枝聚偕胺肟(HMSM-g-PAO). 以100 mg/L的CuCl₂溶液为目标溶液, 在pH=4.0时测试合成的HMSM-g-PAO对Cu ²⁺的吸附效果, 发现吸附平衡时Cu ²⁺吸附量达134 mg/g.