机械剥离过程中石墨晶体结构内能量相互作用的机理分析（英文）

通过分析机械剥离过程中石墨颗粒的厚度方向和横向尺寸分布变化,建立了计算石墨片体与石墨片单层之间能量相互作用的机械模型。表征分析了剥离过程中石墨晶体结构的变化趋势。分别分析计算了石墨片剥落过程中的范德华能、石墨片单层断裂过程中的共价键能、片体以及片单层各自团聚过程中的势能。结果表明,两个石墨片单层之间的范德华力作用是导致片单层团聚的关键因素;随着剥离过程的进行,团聚现象逐渐超过剥离现象。石墨片单层剥离过程中的范德华能是片单层团聚过程中的势能的1/4,并且比石墨块体断裂过程中的共价键能小2个数量级。随着剥离出的石墨片体和片单层数量的增加,由于晶体结构间范德华能的释放而导致团聚现象急剧增加;剥离过程中的库伦能比较微小可以忽略不计。该机械模型对于制备高纵横比和无团聚的石墨片层材料具有重要意义。     

溴化氧铋制备及降解不同浓度罗丹明B研究

以硝酸铋和十六烷基三甲基溴化铵为前驱体、乙醇为溶剂,采用溶剂热法成功制备出溴化氧铋材料。材料结构和性能由X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)表征分析。在可见光(λ≥400nm)下降解不同浓度的罗丹明B(RhB),考察染料的初始浓度对溴化氧铋光催化性能的影响。结果表明降解完全所需的时间随Rh B浓度增加而增加,且降解10mg/L、20mg/L和50mg/LRh B的降解速率常数分别为0.054 min~(-1)、0.020 min~(-1)和0.009 min~(-1)。     

凹凸棒/Bi2WO6光催化复合材料的制备及性能

由于Bi₂WO₆半导体具有无毒、强氧化性、强可见光响应等特点,呈现出优异的光催化活性。然而,Bi₂WO₆具有比表面小和吸附能力差的缺点限制了其实际应用。利用凹凸棒黏土的强吸附性,通过调节水热反应温度和时间、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比及前驱体溶液的pH值等条件制备凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料,并对其进行XRD、SEM、N₂吸附-解吸和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等表征测试。研究表明,在180℃水热反应18 h、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比为6%、凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料前驱体溶液的初始pH=1时,凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料具有3D纳米球状分层结构,且在可见光下对罗丹明B具有较好的光催化性能。      

机械研磨法还原氧化石墨及其结构表征

本文采用改进的Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨,并采用机械研磨还原法,制备了还原的氧化石墨样品,研究了机械研磨时间对还原性氧化石墨导电性的影响。采用XRD、红外光谱和紫外光谱对样品进行了结构,谱学和化学成分表征,发现机械研磨能使氧化石墨的含氧官能团减少;在一定时间内研磨能还原氧化石墨,研磨时间过长又会重新氧化;机械研磨20h,还原性氧化石墨样品的导电性最高,为26S/cm,继续研磨,还原性氧化石墨样品的导电性又会下降。结果表明,机械研磨法能够还原氧化石墨,且与研磨时间有关,为还原氧化石墨的研究提供了新的参考。     

水热法合成Bi2WO6/CNOs纳米材料及其电化学性能

为了提高超级电容器的性能, 尽可能减少环境污染, 电极材料尤其是低成本、高能量密度的环保型电极材料受到人们越来越多的关注。本研究采用水热法制备了Bi₂WO₆/CNOs (CNOs, 纳米洋葱碳)和Bi₂WO₆纳米材料。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线晶体衍射(XRD)对产物的形貌、结构进行分析, 并通过循环伏安法、恒电流充放电测试、交流阻抗对材料的电化学性能进行评价。结果表明, 以1 mol·L^-1 KOH为电解液, 电流密度为2 mA·cm^-2时, Bi₂WO₆/CNOs与纯相Bi₂WO₆的比电容分别为328和218 F·g^-1; 电流密度为5 mA·cm^-2时, 经过300次循环, Bi₂WO₆/CNOs的比容量保持率比纯相Bi₂WO₆提高了34.37%。可见, 在Bi₂WO₆中加入CNOs能明显改善Bi₂WO₆的电化学性能。     

磁性纳米洋葱碳基复合材料的制备及其吸波性能

采用化学气相沉积法制备了磁性纳米洋葱碳(MCNOs)和多壁纳米碳管(MWCNTs),超声喷雾造粒后制备得到MCNO/MWCNT复合吸波材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman及VSM等手段表征所制材料的结构和磁性能,并采用微波矢量网络分析仪对材料的电磁参数进行测试。分别研究了MCNOs、MWCNTs及MCNO/MWCN三者的吸波性能,并探讨了其吸波机理。结果表明,相较于MCNOs和MWCNTs,同等条件下二者复合后在2～18 GHz频率范围内的吸波性能显著提高。微波吸收峰随材料涂层厚度的增加向低频方向移动,当涂层厚度为3.5 mm时,最大峰值可以达到-25.6 dB,在-10 dB以上有效带宽达到2.2 GHz;基于微波介电损耗机制,分析了不同材料在2～18 GHz频率范围内的电磁性能。