介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15为添加剂,利用酸碱两步法制备SBA-15/SiO₂气凝胶硅-硅复合材料.研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率.结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.      

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO_2及其CO_2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO_2材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m~2·g~(-1))并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO_2材料对于CO_2的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO_2材料的CO_2吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO_2,氮掺杂的介孔CeO_2具有更好的CO_2吸附性能和循环吸附脱附性能.     

磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料的合成及其在染料吸附中的应用

以介孔SBA-15为模板,金属硝酸盐作为磁性FeNi合金纳米颗粒前驱物,采用纳米铸造法合成出一系列磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附仪(BET)、电感耦合等离子体质谱仪、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TG)等对合成物进行表征.结果发现,试验得到的纳米复合材料具有一致的介孔结构,高含量的磁性FeNi合金纳米晶体(尺寸大约是3~6 nm)均匀分散在石墨介孔碳模型的壁上,此介孔材料具有高的比表面积(360.3~431.9 m2·g~(-1)),大孔体积(0.558~0.718 cm3·g~(-1))和高饱和磁化强度(18.2~42.1 emu·g~(-1)).基于以上特性,研究了材料对于水中染料的吸附性能.结果发现,当染料浓度为50 mg·L~(-1)时,材料对其去除率接近100%,同时在外加磁场存在时,悬浮液可以很好地实现固液分离.因此,磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料在去除废水中的染料方面可以作为高效和可循环使用的吸附剂.     

Se掺杂介孔二氧化锰的合成及电化学性能研究

以介孔硅SBA-15为模板,硝酸锰作锰源,采用液相浸渍法,合成了介孔二氧化锰;在合成的过程中掺入硒粉,制备硒掺杂的介孔二氧化锰。采用XRD、SEM、TEM和BET等分析手段对样品的形貌和结构进行表征。结果表明:所合成的介孔二氧化锰与SBA-15具有相似的形貌和有序介孔结构;掺杂硒后,介孔二氧化锰的形貌和结构都没有明显的变化。为了研究样品的电化学性能,在9 mol/L KOH溶液中,250 mA/g的电流密度下放电。结果表明:介孔二氧化锰的放电容量达到344.26 mAh/g,比EMD增加119.7%。掺杂硒后,介孔二氧化锰的放电容量增大了,当掺硒量为5%时,介孔二氧化锰的放电容量最大,达到430.25 mAh/g,比EMD增加174.6%。     

具有强酸性锆掺杂有序介孔硅材料的合成

通过三嵌段的共聚物做模板制备了一系列具有不同锆含量、强酸性的介孔硅材料,获得的样品通过x射线衍射分析、透射电镜分析、氮气吸附脱附、紫外可见光谱、热重分析等技术进行了表征.研究结果发现,当样品中硅和锆的物质的量比大于4时,锆物种能被完全引入到有序介孔硅结构的骨架中;然而,当样品中硅和锆的物质的量比小于4时,会出现一个由无定形硫化氧化锆组成的分离相.另外,透射电镜照片揭示了这些材料有着有序的介孔结构,氮气吸附-脱附等温线给出了属于介孔材料的IV型吸附-脱附等温线及较窄的介孔分布,异丙苯和1,3,5-三异丙基苯的裂化反应出示了它们有着非常好的催化活性,尤其适合涉及大分子的催化裂化反应.     

TiN-TiC复合材料的制备及其吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了具有优良吸附性能的TiN-TiC复合材料。采用X射线衍射仪,热重分析仪,扫描电子显微镜,N_2吸附-脱附仪和元素分析仪对该复合材料进行表征。结果发现,TiN-TiC复合材料具有介孔结构,比表面积为144.9 m~2·g~(-1),平均孔径为7.44 nm。基于以上特性,研究了TiN-TiC复合材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力。结果表明,在吸附温度为30℃、吸附时间为240 min、初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg·L~(-1)、吸附剂投加量0.34 g·L~(-1)的条件下,TiN-TiC复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量为284.45 mg·g-1。研究了相应的准一级、准二级动力学方程,结果表明,此复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学数据与准二级动力学方程有更好的相关性。     

钇掺杂TiO2介孔材料可见光催化降解甲基橙的研究

以非离子表面活性剂三嵌段共聚物聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚P123和聚乙二醇(PEG)为复合模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2光催化剂.研究了催化剂制备条件和反应条件对光催化性能的影响.Y掺杂后,催化剂的可见光催化降解甲基橙活性增加.用BET、XRD和FT-IR等对催化剂进行了表征.     

镍掺杂介孔二氧化锰的制备及放电性能

为了提高二氧化锰在碱性锌锰电池中的放电性能,利用二氧化硅模板通过水热法合成了具有高表面积的介孔二氧化锰,并通过镍离子的掺杂进一步改进其性能。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（xRD）和全自动氮吸附比表面仪对样品进行了检测,电化学结果表明：镍掺杂5％的样品放电性能最佳,其比表面积高达115．45m^2／g,平均孔径为14．26nm。在250mA／g电流密度下恒电流放电容量为359．5mAh／g,与电解二氧化锰（EMD）相比,放电性能提高244．3％。     

Gd3+,Eu3+在介孔Y2O3中的能量传递

通过模板法与溶胶-凝胶法相结合,在温和的条件下制备了介孔Y2O3.再采用水热反应法制得Eu3+、Gd3+单掺杂及Eu3+,Gd3+双掺杂的三种介孔Y2O3组装体(介孔Y2O3∶Eu3+,介孔Y2O3∶Gd3+,介孔Y2O3∶Eu3+,Gd3+).利用广角和小角X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对介孔Y2O3进行了表征,结果表明,所制备的介孔Y2O3为立方相,具有六方孔道结构,孔径约10nm.对介孔Y2O3和组装体系进行了荧光光谱(PL)分析,发现在550℃热扩散处理后,介孔Y2O3∶Eu3+的发光存在基质对Eu3+的能量传递,Y2O3∶Eu3+,Gd3+体系中Gd3+对Eu3+也有能量传递作用.     

球形氧化镍粉末对乙醇的电催化性能的研究

通过水热-热分解法制备球形介孔氧化镍粉末,并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面积仪对氧化镍粉末的形貌和结构进行表征;通过循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱的测试,系统研究该种粉末在碱性介质中对乙醇的电催化氧化活性.结果表明:所得到的氧化镍粉末为球形,比表面积为35 m2·g-1,平均孔径为15.88 nm;该粉末对乙醇具有良好的催化活性,氧化电流随乙醇浓度和扫描速率的增大而增大,在0.60 V电位下保持1000 s,球形多孔氧化镍对乙醇氧化催化的电流衰减率为0.075%,稳定性比较好.循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱测试表明,球形介孔NiO/玻碳电极(NiO/GCE)对乙醇的催化氧化反应机理为扩散控制.