Ag沉积Bi_(12)O_(17)Cl_2半导体制备及光催化活性研究

采用光原位还原法制备了一系列Ag沉积的氯氧化铋(Ag/Bi_(12)O_(17)Cl_2)二元复合半导体材料,并对其进行表征。X射线光电子能谱分析证实了样品中存在Ag单质,由于Ag颗粒的局部表面等离子体共振效应使紫外可见漫反射光谱图中可见光吸收能力明显增强,扫描电子显微镜图表明制备的材料具有纳米片堆积形成的三维立体形貌。与纯Bi_(12)O_(17)Cl_2样品相比,复合材料可见光照射下对甲苯醇的光催化选择性氧化性能明显增强,这主要与复合材料中形成了金属-半导体异质结以及Ag的等离子体共振效应相关。     

高效复合催化剂Ag/Bi_2WO_6微米簇的制备及性质

在温和、无模板条件下利用水热法合成了簇状钨酸铋,通过超声还原法将银纳米粒子负载在其表面,得到复合催化剂Ag/Bi_2WO_6。采用XRD、SEM、XPS、UV-vis DRS等技术对样品进行了表征与测试。选择对硝基苯酚还原生成对氨基苯酚为模型反应,探讨了Ag/Bi_2WO_6的催化活性。结果表明,Ag的负载量为5.0%的复合样品催化活性最高,17 min内可以将4-NP全部催化还原。这可能是由于Ag纳米颗粒分散在Bi_2WO_6表面,比表面积大,表面能高,反应活性强。另外,模拟太阳光下,复合样品Ag/Bi_2WO_6作催化剂,以有机染料结晶紫为污染物模型,进行了光催化反应,研究了合成样品的光催化活性。结果显示,负载量为5.0%Ag/Bi_2WO_6的光催化降解结晶紫的活性最高。本研究对设计高效复合催化剂提供了新的思路和借鉴。     

Ag/Ag_3PO_4复合催化剂的制备及其光催化性质

室温条件下,通过简单的化学沉淀法及随后的光照还原制备了具有球状、多面体状、立方体状的Ag/Ag_3PO_4复合物。借助XRD、FT-IR、XPS、BET、SEM、TEM对样品的结构、形貌等进行了分析表征。重点探讨了3种形貌Ag/Ag_3PO_4复合物的形成机理,发现不同的生长过程可能与前驱液中Ag~+的浓度、PO_4~(3-)的浓度、晶体的成核速度以及溶液的p H有关。光催化降解Rh B实验表明,与纯相Ag_3PO_4相比,3种Ag/Ag_3PO_4复合物的光催化活性明显提高。其中,立方体状Ag/Ag_3PO_4的光催化活性最高,7 min内Rh B的降解率达到100%,球状和多面体状Ag/Ag_3PO_4完全降解Rh B分别需要14 min和70 min。通过紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱分析(PL)可知,这可能是由于立方体状的Ag/Ag_3PO_4有比较大的可见光吸收范围和比较低的电子空穴复合率。最后,通过研究光催化机理发现,光催化剂表面上的Ag0粒子能够有利于光生电子-空穴对的分离,改善了纯Ag_3PO_4容易光腐蚀的特性,从而提高了Ag_3PO_4的光催化活性与稳定性。     

ZnO/Bi_2WO_6异质结的制备及光催化制氢研究

试验采用水热法制备出薄片状Bi_2WO_6,并通过异质外延生长法在Bi_2WO_6薄片上生长ZnO纳米线微米盘,得到ZnO/Bi_2WO_6异质结。对样品进行的主要表征有扫描电子显微镜形貌观察、X射线粉末衍射、能谱分析、电化学阻抗谱等。结果表明,ZnO/Bi_2WO_6异质结由直径约1μm、厚度为40~60 nm的Bi_2WO_6微米盘负载ZnO纳米线构成。在可见光下,ZnO/Bi_2WO_6异质结的光催化制氢性能明显优于纯ZnO及纯Bi_2WO_6,ZnO/Bi_2WO_6异质结的稳定性也较高。试验对比了纯Bi_2WO_6与ZnO/Bi_2WO_6异质结在可见光下催化制氢的速率,发现ZnO/Bi_2WO_6异质结的光催化效果明显高于纯Bi_2WO_6,且当生长母液浓度为8 mM(mmol/L)时,制氢速率最大为12 290.2μm·mol·h~(-1)·g~(-1),比纯Bi_2WO_6提高了2.2倍,在其循环试验18 h后,ZnO/Bi_2WO_6异质结仍能保持较稳定的制氢速率,保持率达到90%。     

水热法制备SiO_2/ZrSiO_4复合包覆型γ-Ce_2S_3色料的研究

采用氧氯化锆(ZrOCl_2·8H_2O)、正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以SiO_2包裹γ-Ce_2S_3(γ-Ce_2S_3@Si0_2)为呈色剂,通过复合包裹法制备了SiO_2/ZrSiO_4复合包覆型γ-Ce_2S_3(γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4)。系统研究了水热温度、混合液pH值、聚乙烯吡络烷酮(PVP)的添加量及不同的n_(Cc)/n_(Zr)等对合成包裹色料的影响,得到了合成γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4的最佳条件。研究发现,基于色料的发色以及温度稳定性能,当n_(Cc)/n_(Zr)=1,PVP添加量为γ-Ce_2S_3@SiO_2质量的20%时,调节混合液pH=9,经210℃水热反应12 h能够得到温度稳定性能较好的红色γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSiO_4,其红度值(a~*)为26.73。透射电子显微镜(TEM)结果表明利用正硅酸乙酯(TEOS)水解合成出了核壳结构的γ-Ce_2S_3@SiO_2呈色剂,二次包裹后,在SiO_2表面形成了ZrSiO_4吸附层。通过差热-热重(DTA-TG)结果可知,γ-Ce_2S_3@SiO_2/ZrSi0_4相比γ-Ce_2S_3@Si0_2,其温度稳定性能提升了147℃。     

MnO_2@g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化还原U(Ⅵ)的性能试验研究

研究了采用水热法制备MnO_2@g-C_3N_4复合光催化剂(Mn-CN),并分析了其形貌、结构和光电性能,考察了Mn-CN对放射性废水中U(Ⅵ)光催化还原的影响。结果表明:MnO_2的引入有效拓宽了g-C_3N_4对可见光的吸收范围,抑制了光生电子与空穴复合,有利于光生电子还原反应进行,提高反应速率;针对U(Ⅵ)质量浓度50 mg/L、pH=5.5的100 mL铀标准溶液,在甲醇加入量5 mL、可见光照射120 min条件下,Mn-CN-3(MnSO_4质量0.05 g)对U(Ⅵ)的光催化还原率达96.3%,为纯g-C_3N_4的1.9倍;g-C_3N_4中引入MnO_2能有效提高光生电荷的利用率和传输速率,增强催化性能;Mn-CN复合光催化剂光学性能优异,制备方法简单且绿色环保,对放射性废水中的U(Ⅵ)的光催化还原去除效果较好。     

水热法合成Ag_2CO_3/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag2CO3含量的新型Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂,运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光(254 nm)为光源,评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性,考察了不同Ag2CO3复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响.结果表明,当Ag2CO3含量为2%、水热温度为140℃,复合光催化剂具有最大的光催化活性,降解率达到86.31%.Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力,适量Ag2CO3能提高光生电子-空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能.     

退火对Ni80Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响

使用电子束蒸发镀膜方法在覆有掩膜板的SiO2/Si基片上制备了Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20结构平面自旋阀,研究了不同退火温度对Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响.使用非局域测量方法分别测量制备态以及300,400和500℃不同退火温度下Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中Ag层中自旋积累信号的大小.实验结果表明:自旋积累信号在制备态下为1.3 mΩ;随着退火温度的升高,自旋积累信号也随着增大,并在500℃退火30 min后达到极大值(～14.5 mΩ),比制备态提高了一个数量级;进一步提高退火温度到600℃时,由于Ag层会凝聚成岛状结构而破坏Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中Ag层的连续性,使Ag层断裂,从而使测量到的自旋积累信号为0 mΩ.研究认为,Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中自旋积累信号的增强主要是高的界面自旋极化率以及长的自旋扩散长度共同作用的结果.Ni80 Fe2/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中的铁磁/非磁金属界面处Al2O3插层的平整度在退火后得到改善,有效地提高了界面自旋极化率;同时,样品表面的Al2 O3保护层退火后对Ag层中自旋电子的散射作用的增强,提高了Ag中自旋电子的扩散长度.     

Ag/BiOCl复合纳米薄膜的合成及光催化性能研究

研究了贵金属Ag修饰对新型半导体BiOCl薄膜材料光催化性能的影响.采用溶胶-凝胶浸渍提拉法先在ITO玻璃上制备了BiOCl薄膜.以其为基底用磁控溅射方法沉积少量的Ag制备Ag/BiOCl复合纳米薄膜.分别研究了不同沉积时间和溅射气压,以及后处理温度下获得的Ag/BiOCl薄膜对罗丹明B(Rh B)染料在紫外光下的光催化降解活性.结果发现适量的Ag修饰能够提高BiOCl薄膜的光催化活性.通过实验探索,当制备金属Ag的优化参数为溅射压强1 Pa,溅射时间1 s,后处理温度200℃,时间1h时获得的Ag/BiOCl复合纳米薄膜具有最好的光催化性能.用XRD,SEM,UV-Vis光谱等测试方法对其结构、形貌、光谱吸收性等进行了测量分析.进一步探讨了适量贵金属沉积对BiOCl薄膜光催化活性提高的可能原因,杂质能级形成的肖特基势垒对电子有捕获陷阱作用从而增加电子-空穴对的分离,同时利于光生载流子的重新分布.     

Bi_2Te_3基制冷晶棒加工废粉料的回收与热电性能的优化

针对半导体制冷行业P型Bi_2Te_3基制冷晶棒的生产与加工过程中产生的废粉料,经过真空煅烧、1次熔炼及2次熔炼除去粉料中的杂质,获得Bi_2Te_3基粉末,然后加压烧结,制备P型Bi_2Te_3基块体材料,测定材料的热电性能,并通过在除杂后的Bi_2Te_3基粉末中加入单质Sb和Te,进行成分优化。结果表明,废粉料的回收率达到85.73%以上,采用废粉料制备的P型块体Bi0.53Sb1.3Te3合金在室温下的电导率仅为331.79 S/cm,热电优值为0.75。在除杂后的废粉料中加入单质Sb和Te后制备的Bi0.36Sb1.64Te3合金在室温下的电导率达到970 S/cm,热电优值为1.13,350 K下的热电优值为1.23,并且在300~470 K温度范围内的热电优值都超过1.0,性能超过了采用高纯原材料生产的P型区域熔炼产品,能够满足生产企业的要求。     

层状MnO_2纳米带的插层质子化及其与氧化石墨烯复合材料的电化学性能

利用KMnO_4和MnCl_2在高浓度KOH溶液中发生氧化还原反应,再经200℃保温48 h后合成K~+插层的α-MnO_2纳米材料,之后利用过硫酸铵进行质子化,并以氧化石墨烯水溶液作为溶剂制备氧化石墨烯(GO)复合物/层状Mn O2(GO/MnO_2)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对制备的材料进行物相和形貌表征,并将其作为超级电容器的电极材料在1M KOH溶液中进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)等电化学性能测试。结果表明:K+插层的MnO_2具有纳米带形貌,长度可达5～12μm,宽约500 nm。质子化后仍可保持较高的结晶度和带状形貌。此外,通过复合GO,可显著提高Mn O2的电化学性能,层状MnO_2纳米带/GO复合物在0.5 A/g的电流密度下比电容高达750 F/g。     

Ag/Fe2O3复合微球的制备及表征

以阳离子交换树脂为模板,采用离子交换法,制备了Ag/Fe2O3复合微球.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能量散射谱仪、紫外-可见分光光度计对Ag/Fe2O3复合微球进行了表征,结果表明,复合微球直径在400～600 μm之间,微球主要为Ag与α-Fe2O3等晶粒所组成.以甲基橙溶液为研究对象,分别在紫外光和可见光照射下,对Ag/Fe2O3复合微球的光催化活性进行了评价.光催化实验结果表明,Ag/Fe2O3复合微球具有较好的光催化性能.     

一维四棱柱状Bi_2O_3纳米棒的微乳法合成及光性能

纳米氧化铋是一种重要的功能材料,其可控制备一直是研究的热点。以TritonX-100/正庚烷/正戊醇/水为微乳液体系,采用反相微乳法合成了一维四棱柱状Bi_2O_3纳米棒。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了煅烧温度和煅烧时间对Bi_2O_3样品晶型和微观形貌的影响。表征结果表明,随煅烧温度增加,产物由四方相β-Bi_2O_3向单斜相α-Bi_2O_3转变,样品为一维四棱柱状纳米棒,其直径为50～100 nm,长为300～600 nm。对前驱体的形成机制进行分析发现,定向附着、自组织和奥斯瓦尔德熟化在微乳体系合成纳米材料的过程中起到了重要作用。紫外-可见光谱(UV-Vis)分析表明,亚稳相β-Bi_2O_3(550 nm)相比稳定相α-Bi_2O_3(460 nm)具有更宽的可见光响应范围和更窄的禁带宽度(分别为2.30和2.74 eV),属于电子从价带跃迁到导带引起的吸收,为Bi_2O_3的直接带隙吸收。荧光光谱(PL)表明β-Bi_2O_3在400～600nm具有宽的发射谱带,466 nm处的强蓝带发射归属于Bi~(3+)的~3P_1→~1S_0跃迁和O~(2-)→Bi~(3+)荷移跃迁,562 nm处绿峰归属于晶体表面氧空位和生长过程中形成的缺陷。     

可见光驱动的核壳结构Ag_2S@Ag_2CO_3催化剂及其对污染物的降解性能

通过共沉淀与连续沉淀法制备了一系列复合催化剂Ag_2S-Ag_2CO_3(4%,8%,16%,32%和40%Ag_2S)以及Ag_2CO_3@Ag_2S(32%Ag_2S),Ag_2S@Ag_2CO3(32%Ag_2S)异质结光催化剂.利用了N2物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、瞬态光电流响应(TPR)对所制备的催化剂进行表征.在可见光的照射下,研究Ag2S复合量和核壳结构对Ag_2CO_3降解甲基橙、苯酚和双酚A的光催化活性与稳定性.结果表明:Ag2S/Ag2CO3异质结光催化剂相比Ag2S和Ag2CO3具有更高效的光催化性能.当Ag_2S的掺杂量(质量分数)为32%时,Ag2SAg_2CO_3的光催化降解效率最高.而且Ag2S/Ag2CO3异质结结构对光催化性能有很大影响.对比Ag2SAg2CO3和Ag2CO3@Ag_2S,核壳结构的Ag_2CO_3@Ag_2S拥有更好的活性与稳定性.光催化性能增强的主要原因是Ag2S/Ag2CO3异质结的形成而拥有优异的表面性能与独特的电子结构.同时,Ag_2S/Ag_2CO_3异质结结构可以很好地促进光生电子空穴的分离与·OH自由基的产生.更重要的是,表壳Ag2S的低溶解性可以有效地保护核心Ag2CO3,使Ag2CO3更加稳定.     

水热法合成Ag2C03／ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag2CO3含量的新型Ag2CO/ZnO异质结复合光催化剂,运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-visDRS）等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光（254nm）为光源,评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性,考察了不同Ag2CO3复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响．结果表明．当Ag2CO3含量为2％、水热温度为140℃,复合光催化剂具有最大的光催化活性,降解率达到86．31％．Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力,适量A龅C03能提高光生电子一空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能．     

La_2O_3/Y_2O_3对水热法制备W-Cu粉体的影响

采用水热-共还原法制备了稀土氧化物(La_2O_3,Y_2O_3)掺杂W-Cu混合粉末。通过改变稀土的添加量及添加种类,设定不同的还原温度和还原时间,在N_2/H_2还原气氛中得到还原产物。借助SEM、TEM、XRD等手段分析了复合粉末的物相、形貌、成分和微观结构,探讨了稀土掺杂对复合粉体还原温度、还原时间以及还原产物的影响。结果表明,加入稀土La_2O_3后,复合粉末的煅烧温度降低、还原温度升高,还原时间变长,稀土适合添加量为2%;单一加入La_2O_3得到复合粉末分散性好,颗粒为均匀的圆形和多边形,且相较于单一加入Y_2O_3和加入La_2O_3+Y_2O_3复合还原粉中W,Cu混合最为均匀。     

SiC-CdLa_2S_4复合催化剂制备及其在光解水制氢方面应用

采用水热法制备CdLa_2S_4,利用CdLa_2S_4和SiC作为前驱体,采取焙烧法制备了具有不同质量分数SiC的SiC-CdLa_2S_4复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)和光电化学(PEC)性能测试等对催化剂进行了表征。利用光解水产氢实验,评价了SiC-CdLa_2S_4催化剂在可见光(λ420 nm)作用下光催化分解水的产氢性能。实验结果表明:在所有的SiC-CdLa_2S_4光催化剂样品中,1%SiC-CdLa_2S_4光催化剂具有最高的产氢活性,其在可见光照射下,光解水产氢速率达到48.2μmol·h~(-1)。因为在复合SiC-CdLa_2S_4催化剂样品中,随着SiC质量分数的增大,CdLa_2S_4的衍射峰强度逐渐减弱;与此同时在复合SiC-CdLa_2S_4催化剂样品中,随着SiC质量分数的增大,SiC的衍射峰强度逐渐增强。根据衍射峰强度与催化剂活性对应关系,两种催化剂复合后,综合二者衍射峰强度可以判断1%SiC-CdLa2S4的催化剂活性最高。     

高纯三氧化钼粒度对粉末冶金钼板工艺特性与力学性能影响

粉末冶金轧制制板工艺中,原始粉末颗粒对还原、烧结和轧板工艺特性以及钼板力学性能有着非常重要的影响。采用3种不同粒度高纯MoO₃进行还原、烧结和轧制制备0.5 mm厚的钼板试验,研究了3种不同粒度原始粉末颗粒对MoO₂、钼粉以及钼板制备工艺性能和终板力学性能的影响。结果表明：经一段还原制备的3种MoO₂还原程度及微观形貌差异较大;二段不同还原工艺制备的钼粉指标也不同,大粒度钼粉的D50、D90/D50值都比小粒度钼粉的低,且团聚少,均匀分散;相同烧结、轧制工艺条件下,大粒度三氧化钼经还原、烧结制成的钼板坯性能较好;小粒度三氧化钼经950℃还原及后续加工制成的0.5 mm钼板力学性能较好。     

Ag/Ag_2WO_4/g-C_3N_4三元复合物的构建及其光催化降解四环素

采用简单的化学沉积-沉淀法在室温下合成了一系列Ag/Ag_2WO_4/g-C_3N_4(AAC)三元复合光催剂,采用XRD、FT-IR、SEM、Raman、EDS、XPS、TEM对产物的物相、结构、形貌和光学性质进行了详细的表征。在可见光下,与Ag/Ag_2WO_4和g-C_3N_4相比,AAC-3的光催化活性明显增强,其光催化降解四环素的反应效率最高,速率常数为0.057 1 min~(-1)。在AAC-3体系中加入H_2O_2,反应速率明显加快,速率常数达到0.148 8 min~(-1),是AAC-3体系的2.53倍。光催化性能的增强可以归因于:复合物改善了催化剂的吸光性能,增大了比表面积,促进了光生电子-空穴对的分离,加入H_2O_2使得反应体系能够提供更多的活性物种。提出了可能的光催化降解四环素反应机理。     

Bi_2O_3含量对Ag-SnO_2触点材料性能的影响

采用复压复烧工艺制备了不同Bi_2O_3含量的Ag-10SnO_2-Bi_2O_3触点材料,并对其组织结构、密度、硬度、电阻率、抗电化学腐蚀和抗电弧腐蚀性能进行了测试和分析。结果表明,随着Bi_2O_3含量的增加,Ag-10SnO_2-Bi_2O_3触点材料硬度升高,电导率下降,化学腐蚀抗力上升。触头电弧侵蚀面积与腐蚀孔洞的数量密切相关,孔洞数量增加会导致触头强度下降,扩大了配对触头的接触面积,导致电弧侵蚀面积扩大。当添加1%Bi_2O_3时,触头电弧侵蚀区和喷溅区面积最小,孔洞数量最少,触头性能优良。