MnO2纳米空心球的制备及其电化学性能

采用水热法通过添加Ce离子制备了MnO₂纳米空心球电极材料。Ce离子对MnO₂的形貌和结晶程度有很大的影响,添加Ce离子后生成由纳米棒组成的中空球,中空球比表面积(BET)达到315.2 m²·g^-1。MnO₂电极电化学测试结果表明:当铈锰摩尔比为0.2时电极材料具有较好的电化学性能,其比电容达到178.6 F·g^-1,与未加Ce离子相比其比电容提高了2.6倍,而且经过1000次循环稳定性测试后比电容仍保留了90.5%。这些结果表明添加Ce离子有利于形成中空结构,并提高了MnO₂电极的比电容。     

关于准一维ZnSe纳米结构的合成与应用

硒化锌是Ⅱ-Ⅵ族中重要的宽禁带半导体材料,其禁带宽度为2.7 eV,是理想的蓝光探测器材料。准一维ZnSe纳米结构的合成有多种,如纳米带、纳米线、纳米棒等。由于纳米材料与薄膜材料相比具有表面积大、量子效应等独特的物理及化学特性,使得基于纳米材料的纳米器件在过去的几年内被广泛的制备与研究。目前准一维ZnSe纳米材料已经制备出多种纳米器件,文中将对ZnSe纳米结构的合成以及应用作介绍。     

Fabrication of nanostructured titania on flexible substrate by electrochemical anodization

Titanium films were deposited on ITO (indium tin oxide)-coated PEN (polyethylene naphthalate) and flexible clay substrates by ion beam sputter deposition method. The surface morphology of the deposited films was smooth on PEN and rough on clay substrates. The titanium film deposited on Clay-mo (98% montmorillonite) substrate was anodized in ethylene glycol + 2 vol% H₂O + 0.3 wt% NH₄F solution, and the titanium films deposited on Clay-st (99% stevensite) substrate was anodized in 2-propanol + 16 vol% H₂O + 0.14 M NH₄F solution. Then nanohole-structured titania (TiO₂) films were firstly and successfully fabricated on the flexible transparent clay substrates. The nanohole structures of TiO₂ on both clay substrates were similar to those on PEN and glass substrates. The TiO₂ nanohole structure was almost maintained after annealing at 450 °C for 4 h in air. The optical transmittance of the nanohole-structured TiO₂ films on Clay-st increased from 26% to 54% at 800 nm in wavelength after annealing at 450 °C for 1 h in air.     

碳纳米管

概述了碳纳米材料的发展及它们的性能和应用,同时介绍了一些比较成熟的制备纳米材料的技术。在此基础上分析了碳纳米管的形成过程和碳纳米管的微观结构,以及碳纳米管制备工艺对微观结构的影响。     

等离子喷涂纳米氧化锆涂层研究进展

等离子喷涂氧化锆涂层用作航空和陆基发动机热保护已经有数十年历史,取得了很好的效果.为了进一步提高发动机的效率和寿命,人们致力发展新的涂层材料和改进现有涂层的结构和性能.文中叙述了中国科学院上海硅酸盐研究所在等离子喷涂纳米氧化锆涂层方面的近期研究结果.通过工艺参数调整控制涂层微观结构,制备了具有纳米结构的3 % Y2O3-ZrO2涂层;较为系统地测定了涂层的物理、力学和热物性能;对比了纳米和常规氧化锆涂层的抗热震行为,初步阐述了不同涂层的热震破损失效机制;对涂层的生物活性和细胞相容性亦进行了初步评价.此外,还展望了等离子喷涂纳米氧化锆涂层的未来研究工作方向.     

Microstructure and mechanical properties of ZrB2-SiC composites

A ZrB₂-based composite containing 20 vol.% nanosized SiC particles (ZSN) was fabricated at 1900 °C for 30 min under a uniaxed load of 30 MPa by hot-pressing. The microstructure and mechanical properties of the composite were investigated. It was shown that the grain growth of ZrB₂ matrix was effectively suppressed by submicrosized SiC particles located along the grain boundaries. In addition, the mechanical properties of ZSN composite were strongly improved by incorporating the nanosized SiC particles into a ZrB₂ matrix, especially for flexural strength (925 ± 28 MPa) and fracture toughness (6.4 ± 0.3 MPa•m^1/2), which was much higher than that of monolithic ZrB₂ and ZrB₂-based composite with microsized SiC particles, respectively. The formation of intragranular nanostructures plays an important role in the strengthening and toughening of ZrB₂ ceramic.     

纳米颗粒自组装合成氧化锆奇异纳米结构的研究

通过微乳液方法制备了Zr(OH)4前驱体,在添加KCl的条件下对其进行热处理,获得了ZrO2的奇异纳米结构,包括规则的六边形纳米颗粒、纳米晶须和纳米管.试验表明,氯离子在纳米颗粒自组装过程中起着重要作用.采用透射电镜(TEM)、选取电子衍射(SAED)和X射线衍射(XRD)对试样进行了分析表征.     

钛合金表面阳极氧化纳米管阵列膜的研究进展

自2001年美国Grimes研究组首次通过阳极氧化法制得TiO2纳米管阵列以来,由于其独特的高度有序纳米结构和广阔的应用前景引起人们的广泛研究兴趣.当前,电化学阳极氧化阀金属及其合金已经成为众多金属氧化物纳米阵列结构可控生长的有效途径之一;其中,钛及其合金表面自组织氧化物膜的制备和应用方面的研究最为深入.本文主要综述了含氟电解液体系中,钛合金表面纳米管阵列膜的阳极氧化制备、生长机制和主要应用情况,并对当前存在的一些关键问题和今后的研究前景进行简析.     

受限微结构对低表面张力液滴合并弹跳的影响

设计并制备了CuO纳米结构和矩形微槽相结合的层级微槽超疏水表面,采用去离子水、质量分数为8%和16%的乙醇溶液为工质,研究了三种表面张力的单个液滴在微槽内的受限生长特征以及槽内变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳行为,探讨了受限微结构对较低表面张力液滴合并弹跳的影响。结果表明,在Laplace压力差的驱动下,微槽内受限变形的水滴发生自弹跳行为,随着溶液中乙醇浓度的提升,液体表面张力减小,表面对液滴的吸附增强,乙醇质量分数为8%和16%的槽内变形液滴不发生自弹跳,而是爬升并悬浮于微槽上方。受限微结构对液滴合并弹跳的强化作用随液体表面张力的减小而减弱,与去离子水相比,乙醇质量分数为8%和16%的受限变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳速度分别降低了26.7%和75.9%,能量转化效率分别降低了17.8%和90%。     

遗传算法在催化体系的全局结构优化中的应用

对催化体系进行全局结构优化,搜寻基态结构对预测催化剂结构、分析反应物的吸附特性、研究多相催化反应机理、构建实际反应路径等方面至关重要。遗传算法通过交叉、变异和选择等操作,模拟了自然淘汰进化过程,来搜索势能面上的基态结构。作为一种无偏优化算法,遗传算法的优化过程不依赖于输入结构,具有很强的全局搜索能力。对遗传算法在催化体系的全局结构优化问题中的应用进行了综述,介绍了遗传算法在实空间上进行全局结构优化的基本程序框架以及近年来结合并行计算、机器学习等技术发展的改进框架,并讨论了它们在团簇优化、负载型催化剂的结构优化问题上的相关应用,为遗传算法的进一步改进以及更广泛的应用提供理论指导。