水热法制备碳纳米纤维与二氧化钛复合材料及其光催化性质的研究

通过静电纺丝技术和水热方法的结合,制备碳纳米纤维(CNFs)与二氧化钛(TiO2)复合材料.通过扫描电镜检测,TiO2纳米粒子成功生长在碳纳米纤维的表面.制备的CNFs/TiO2复合材料在紫外光照射下降解罗丹明B,其降解效率高于用同样水热方法制备的单纯的TiO2纳米粒子的光催化效果.复合材料光催化活性被增强主要归因于碳纳米纤维好的导电性,将光生电子及时转移,延长了TiO2电子——空穴对的分离时间.复合材料可以通过沉降被简单的回收再利用,且其光催化活性没有明显降低.     

石墨相氮化碳的制备与光催化性能

石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种半导体材料,它的禁带宽度约为2.7eV,具有优异的物理和化学稳定性,并且其原料来源广泛,无毒,廉价,可以应用于产氢、降解有机染料及CO2的还原等领域。本研究以尿素为原料制备了g-C3N4,研究了热聚合温度、反应时间对制备的g-C3N4光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了对甲基橙、亚甲基蓝等不同染料的光催化降解效果。结果表明:石墨相氮化碳对于罗丹明B和亚甲基蓝的降解效果较好(3h之内几乎完全降解),而对于甲基橙几乎没有降解效果;随着聚合温度的提高(600℃以下),反应时间的延长(9h以内),产物的光催化降解染料的效果越好。     

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.     

TiO_2/g-C_3N_4复合物的制备及其光催化性能

通过简单的水热法在石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片层上原位生成TiO_2纳米颗粒。制备出的TiO_2/g-C3N4纳米复合材料在可见光照射下光催化活性显著高于纯g-C3N4。当TiO_2负载量为30%(质量分数)时,反应40min即可降解97%的罗丹明B(RhB)。光生电子在TiO_2和g-C3N4界面间的传输使得光生载流子分离,光催化性能提高。提出TiO_2/g-C3N4复合材料在可见光照射条件下的光催化机理并通过实验进行了验证。结果表明,TiO_2/gC3N4反应体系中起氧化作用的是空穴(h+)和超氧自由基(·O-2)。     

氮化碳 / 硅藻土 / 二氧化锰复合材料制备及其降解四环素性能研究

采用超声与水热相结合的方法制备一系列氮化碳/硅藻土/二氧化锰三元复合材料,结果表明:与纯g-C3N4相比,氮化碳/硅藻土/5％二氧化锰复合材料在降解盐酸四环中具有优异的光催化活性且材料在光催化反应过程中符合一级动力学过程.通过自由基捕获实验探究了反应过程中的主要活性因子为·O2-,同时提出了可能的催化机理.     

氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能

以尿素和氧化石墨烯为原料,采用简便易行的煅烧方法合成氮化碳与石墨烯的复合物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、光电流密度等方法对样品进行表征,并研究其在可见光照射下降解罗丹明B的光催化性能。通过改变前驱体的不同复合比例,确定其最佳反应条件,并说明氨气氛围对煅烧过程的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,氧化石墨烯与尿素前驱体的复合比为4×10~(-6)时其光催化效果最佳,90 min后染料降解率可达90%,是纯相氮化碳的1.4倍。与未复合石墨烯的氮化碳样品相比,复合物在抑制光生电子空穴复合率、加快光生载流子传输方面表现出优异性质。     

黏土多孔材料负载纳米质子化氮化碳(g-C3N4)及其增强光催化性能研究

在蒙脱石的层间域插入季铵盐和正硅酸乙酯.通过水热控制和pH调节使正硅酸乙酯围绕季铵盐胶束水解形成二氧化硅.通过煅烧去除季铵盐胶束,形成蒙脱石多孔材料.将通过质子化和超声处理的纳米级石墨相氮化碳(g-C3N4)负载到多孔蒙脱石多孔材料孔道结构中.通过扫描电镜(SEM)表征了其表面形貌、颗粒大小和微观结构;利用物理氮气吸附-脱附表征其孔道结构;用傅里叶变换红外(FT-IR)表征了表面的官能团;通过X-射线衍射仪(XRD)分析其有序晶体结构和层状结构.通过对水相中罗丹明B的降解研究其光催化性能.实验结果表明,负载纳米级g-C3N4的蒙脱石多孔材料具有优异的光催化降解有机物的能力.     

FeCN复合Bi_2WO_6的制备及其光催化降解甲苯研究

通过高温热解三聚氰胺制备石墨相氮化碳,利用表面沉积法将硝酸铁与氮化碳复合形成FeCN复合材料,再利用水热法合成不同FeCN含量的FeCN/Bi_2WO_6复合材料体系并进行了光催化降解实验,对FeCN的掺杂量及光催化机理进行了分析.结果表明,复合材料FeCN成功掺杂到FeCN/Bi_2WO_6中,并形成层片颗粒结构且明显提高了光催化性能,FeCN掺杂量60%的条件下所得复合材料对甲苯的光催化降解率可达86%.机理分析表明,光催化降解甲苯的过程中·O_2~-起到重要作用.     

g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的制备及可见光催化性能

以三聚氰胺为原料,通过高温煅烧法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),然后在此基础上通过热溶剂法制备石墨相氮化碳/钽酸钠(g-C_3N_4/NaTaO_3)复合光催化材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)、X射线能谱仪(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis)等对其形貌结构进行表征,并模拟可见光,探讨g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料对罗丹明B染料的光催化降解性能。结果表明:g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有球状结构,粒径大小分布均匀;与纯NaTaO_3相比,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的光响应范围拓展至可见光区域,出现明显红移现象;可见光催化测试研究表明,当g-C_3N_4在复合材料的含量为40 wt%时,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有最佳的光降解性能,在可见光下反应120 min,其对罗丹明B的降解率可达99.6%。     

中空管状氮化碳载PtNPs复合材料的制备及其氧还原性能研究

针对当前能源领域氧还原反应动力学缓慢、活性金属材料制备污染严重且易于团聚等问题展开结构设计,使用γ辐照技术构建以氮化碳为载体的贵金属纳米复合材料.研究讨论γ辐照协同制备低维中空管状石墨相氮化碳载铂纳米颗粒结构演变规律及其氧还原性能,该管状结构极限电流密度可以达到6.9 mA·cm-2,远超过现有氮化碳基氧还原材料和商业铂碳材料.     

可控条件对钾铈镧氧化物催化氧化碳烟颗粒的影响

采用柠檬酸络合燃烧法制备得到钾铈镧复合氧化物催化剂,利用程序升温反应（TPR）,研究了各反应条件对催化剂活性的影响,考察并确定了催化氧化碳烟颗粒过程中各反应条件的最优水平,并对各反应条件在催化剂活性中的贡献大小进行了分析和讨论。结果表明,尾气中O₂体积分数的升高,剂碳比的增大,都有利于碳烟颗粒的催化氧化。在碳烟氧化过程中,升温速率较低更有利于催化剂催化性能的提高。水的存在会使钾铈镧复合氧化物催化剂发生部分失活,但该失活现象经干燥后,有可再生性。钾铈镧复合氧化物对一定范围内尾气流量波动具有良好的包容性。各可控反应条件对钾铈镧复合氧化物催化活性的贡献大小为：剂碳比>接触方式>升温速率>水的存在>O₂体积分数>尾气流量。     

Wave-absorbing Properties of a Cement-based Coating with MnO_2/Activated Carbon Composite

MnO_2/activated carbon composite(Mn-ACC) wave absorber was prepared by the reaction between Mn(CH_3COO)_2 and KMnO_4 on activated carbon. Then, a novel cement based composite absorbing coating(CB-CAC) was prepared by adding the Mn-ACC, manganese zinc ferrite and rubber particles into cement. XRD method was used to analyze the reaction products of the Mn-ACC. The tensile bond strength and the wave absorbing properties of the CB-CACs were also tested. The results showed that the crystallinity of MnO_2 formed in the Mn-ACC was poor. Adding Mn-ACC into the CB-CAC led to first increase and then decrease of the tensile bond strength. The tensile bond strength reached 1.89 MPa with 8.51% of the Mn-ACC. The CB-CACs obtained the optimal absorbing properties with the cement, manganese zinc ferrite, Mn-ACC, rubber particles and H_2O mass ratio of 7.5?7.5?1?1?5.5, respectively. The band width of the reflection below-10 dB was up to 8.8 GHz, which accounted for 57.14% of the test band.     

C3N4/AC结构对二氯乙烷催化热裂解性能的影响

采用等摩尔浸渍法,利用含相同物质的量氮的氰胺、硫脲、尿素作为前驱体,以活性炭为载体制备C3N4/AC催化剂。运用固定床反应器评价了C3N4/AC催化剂对1,2⁃二氯乙烷催化热裂解的反应性能,并采用SEM、XRD、BET、XPS、TGA表征了催化剂形貌、结构及表面组成等性质。结果表明,0.110 mol前驱体制备的催化剂初始活性和选择性都接近100%,但催化剂稳定性差异明显,以尿素为前躯体制备的C3N4/AC催化剂稳定性最高。然而,通过降低前驱体负载量合成的C3N4/AC催化剂结构与形貌及催化裂解性能均有差异。当负载量降到每10 g活性炭负载0.057 mol的氮时,以尿素为前躯体制备的C3N4/AC催化剂对1,2⁃二氯乙烷裂解催化活性较好、稳定性最高。不同前驱体合成的氮化碳形貌不同,硫脲、氰胺虽然可获得更多的氮化碳,但是所形成的氮化碳容易团聚从而影响了催化活性,尿素是用于该催化剂合成最优的前驱体。     

Fe-SiO2磁性核壳复合粒制备与表征

采用溶胶凝胶方法制备羰基铁/Si02核壳复合粒子.采用SEM、TEM、XRD、VSM、TG-DSC测试手段对材料形貌、微观结构与性能进行表征.实验结果表明羰基铁粉粒子表面均匀地包覆非晶态SiO2纳米壳层.包覆后的核壳复合粒子仍具有很好的超顺磁性能,适当控制壳层的厚度可以提高超顺磁性能.同时抗氧化性能也明显提高.     

Facile Fabrication of Fe_2O_3/Nitrogen Deficient g-C_3N_(4-x) Composite Catalysts with Enhanced Photocatalytic Performances

The modification of graphitic carbon nitride can significantly improve the photocatalytic performance of graphitic carbon nitride(g-C_3N_4). Fe_2O_3/nitrogen-deficient g-C_3N_(4-x) composite catalysts were prepared with dicyandiamide as the precursor and Fe~(3+) doped in this study. The composite catalysts were characterized by XRD, SEM, FT-IR, XPS and photocurrent measurements. Close interaction occurred between Fe_2O_3 and nitrogen deficient g-C_3N_(4-x), more photogenerated electrons were created and effectively separated from the holes, resulting in a decrease of photocarrier recombination, and thus enhancing the photocurrent. Photocatalytic performance experiments showed that Fe_2O_3/nitrogen deficient g-C_3N_(4-x) could utilize lowenergy visible light more efficiently than pure g-C_3N_4, and the removal rate was 92% in 60 minutes.     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

TiO2／PBA／PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系，容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2／PBA／PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响，并表征核壳复合粒子。结果表明，利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构。平均粒径为251nm。其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

TiO_2/PBA/PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系,容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2/PBA/PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响,并表征核壳复合粒子。结果表明,利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构,平均粒径为251 nm,其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

碳纤维增强氧化锆热障烧蚀复合厚涂层的研究

采用大气等离子喷涂(APS)技术,在TC4基体上制备出一种类似"钢筋混凝土"结构碳纤维增强的氧化锆热障烧蚀复合厚涂层,并用等离子火炬对涂层进行模拟烧蚀隔热试验,采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等测试方法对涂层烧蚀前后的表面形貌、纤维状态进行了观察,对部分结构、成分进行了确定。研究结果表明,经过纤维增强的复合涂层可制得的厚度要远大于传统的复合涂层,其烧蚀隔热作用也较传统热障涂层有明显提高。     

炭黑/环氧树脂复合材料的导电阈值现象

目的 研究炭黑/二氧化硅/环氧树脂复合材料中的导电阈值现象,寻找材料形成导电通路时炭黑的用量.方法 通过溶剂化过程,制备了炭黑/二氧化硅/环氧树脂复合材料,并测试了复合材料表面涂层的导电性能.结果 复合材料的导电特性可以用渗透理论来解释,其导电组分的阈值约为13.2%(体积分数).结论 复合材料的导电性受炭黑用量的影响.当炭黑用量低于阈值时,孤立的炭黑颗粒被绝缘的聚合物所包缚,材料中没有形成导电通路网,电导率较低:当炭黑用量高于阈值时,炭黑颗粒数量增加,间距变小,电子隧道效应增强,材料中形成了导电通路网,因而电导率增加.