WO3纳米花的热处理晶格调控及WO3/CdS/α-S异质结的构筑

为研究热处理过程与异质结构筑对WO₃的光电化学效应的影响机制, 采用低温溶剂热法制备纳米花状WO₃, 通过热处理精确调控WO₃纳米花的活性晶面、晶粒尺寸及结晶度。进一步借助循环化学浴法, 构筑WO₃/CdS/α-S异质结, 并研究其光电化学性能与浓度效应。结果表明, (200)晶面是WO₃纳米花的主要暴露晶面, 且比例随热处理温度升高而增大。350 ℃热处理的WO₃纳米花表现出最高的光响应电流。通过构筑WO₃/CdS/α-S梯形异质结, 增强材料在可见光区的吸收, 以牺牲少部分载流子的方式提高整体光生载流子的分离效率, 促进WO₃的宏观光电化学效应的提升。     

CuO/TiO_2异质多孔纳米结构的制备及其光催化性能

以Cu(OH)_2纳米棒阵列为前驱体,钛酸四丁酯为钛源,采用外向包覆合成法,利用Cu(OH)_2自身热分解产生的微量水分子与负载在其表面的钛酸四丁酯缓慢反应,制备了CuO/TiO_2异质多孔纳米结构,并研究了产物对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。结果表明,得到的产物薄膜为直径2~4μm的微孔组成的多孔纳米结构,微孔的孔壁由直径500nm左右的纳米棒组装而成。产物CuO/TiO_2异质多孔纳米结构比纯TiO_2纳米结构对RhB有更好的光催化降解性能,这主要是由两方面的原因引起的:一方面,CuO/TiO_2异质多孔纳米结构具有更好的吸附性能和更大的比表面积;另一方面,产物CuO/TiO_2为异质复合纳米结构,异质结的存在能有效地降低光生电子空穴对的复合,从而提高产物的光催化降解效果。     

石墨烯负载Pt-Co纳米粒子及其在氧化还原反应中的应用

采用微波-乙二醇方法还原氧化石墨烯和Pt(v)、Co(Ⅱ)粒子混合物,再经300℃H2还原,制备了石墨烯负载Pt-Co合金催化剂(Pt-Co/G).利用透射电镜、X-射线能谱、X-射线衍射和光电子能谱对所制催化剂进行表征.Pt-Co合金的粒径为3nm～8 nm,均匀地分散在石墨烯片上.与单金属的Pt/G和商品化的Pt/C催化剂相比,所制合金化的Pt-Co/G催化剂对氧还原反应展现出高的催化活性和可比拟的稳定性,显示了其在燃料电池中的应用潜力.     

乙醇对纳米CuO晶型及脱硫性能的影响

分别以硝酸铜水溶液和乙醇溶液为原料、氢氧化钠为沉淀剂,采用直接沉淀法制备了纳米CuO.通过TEM、XRD和XPS技术对比分析了乙醇对纳米CuO粒径及晶型的影响,并对比测试了制得的两种纳米CuO室温脱硫性能.实验结果表明:乙醇为分散剂制得的纳米CuO主要是球形,其平均粒径约为7nm,水为分散剂制得的样品中出现了大量棒形纳米CuO,尺寸约为8 nm×36 nm,说明溶剂极性影响纳米材料的粒径和晶型的形成;球形纳米CuO室温脱除H2S的活性时间是棒形纳米CuO的近两倍,表明纳米粒子的结构是影响脱硫性能的重要因素.     

纳米碳化钨的制备及电化学催化性能研究

以新制备的过氧钨酸和酚醛树脂为原料合成碳化钨(WC)前驱体,分别以H2和Ar为还原及保护气体,原位碳化制备纳米WC粉体.使用FTIR、XRD及SEM对试样的理化特性进行表征,并采用循环伏安法测试Pt/WC复合材料的电化学催化活性及其稳定性.结果表明,实现了低温原位碳化制备纯度高的纳米WC粉体,粉体颗粒粒径为15～100nm,颗粒形貌近似球形.WC可与Pt协同作用加强H2的电催化氧化作用,10%Pt/WC(质量分数)展现了较好的催化稳定性和活性,其电流密度可达49.58mA/cm2.     

纳米CuO对钨系延期药热性能及燃烧性能的影响

采用DTA方法考察了平均粒径不同的3种纳米CuO粉对钨系延期药热性能的影响。结果表明,这3种纳米CuO改变了钨系延期药反应历程。燃速测试结果又表明,这3种纳米CuO对钨系延期药的燃速有不同影响,但都能提高燃烧精度。     

氮掺杂碳纳米片负载Fe-Co-Pt复合材料的制备及其氧还原电活性

制备高活性和高稳定性的电催化剂复合材料一直是燃料电池与金属-空气电池的重要研究内容.以双氰胺作为碳氮源,通过酞菁钴和二茂铁提供金属纳米颗粒,对其混合物进行简单的高温热解得到负载铁钴合金的氮掺杂碳纳米片(Fe1-Co1-N/C);最后利用沉积法将少量铂引入到Fe1-Co1-N/C上,得到负载铂铁钴三金属合金的氮掺杂碳纳米...     

新型ZnO/BiOI杂化纳米花的合成及可见光驱动抗菌活性

通过简单的水热法成功制备了新型三维异质结抗菌剂ZnO/BiOI杂化纳米花。采用X射线粉末衍射仪、扫描电镜、高分辨透射电镜、Brunauer-Emmett-Teller、X射线光电子能谱仪等对所得材料进行了表征。此外,研究了ZnO/BiOI杂化纳米花在可见光下对大肠杆菌(E. Coli)的抗菌活性。结果表明,与ZnO(56%)和BiOI(74%)相比,ZnO/BiOI异质结对大肠杆菌(E. Coli)的抗菌活性最强(93%)。这是由于ZnO/BiOI异质结高的比表面积,以及电荷从ZnO表面有效地转移到BiOI表面,有助于形成羟基自由基。研究表明,两种不同半导体之间的异质结构对于其光生载流子的动态特性起着非常重要的作用。     

直接沉淀法制备纳米CuO及室温脱除H2S性能的研究

考察了纳米CuO直接沉淀法制备工艺对其脱硫活性和晶粒尺寸的影响,并利用XRD和TEM对脱硫剂的结构进行了表征。结果表明,所制备的纳米CuO为单斜晶系结构。原料浓度过低、沉淀剂用量小均不利于生成小尺度的纳米CuO。但加热条件下,前驱体有分解形成CuO趋势,晶粒尺寸略有增大;当n(OH-)∶n(Cu2+)=2.5∶1,原料浓度0.4mol/L,搅拌温度为25℃,300℃焙烧时获得的纳米CuO脱硫活性最好,其穿透时间可达640min,此时纳米CuO晶粒尺寸为11.8nm,颗粒的分散性较好;纳米CuO的脱硫活性受其晶粒大小的影响,但只有晶粒尺寸相差较大时,两者之间才呈现出明显的相关性。     

电纺纤维负载钯纳米颗粒的制备及催化α-辛烯加氢性能的研究

通过电纺丝技术制备了聚合物纤维负载钯纳米颗粒催化剂并研究了其催化α-辛烯的加氢性能。聚丙烯腈（PAN）和苯乙烯-丙烯腈共聚物（PSAN）首先负载PdCl2，然后pd^2＋在水合肼的作用下还原成pd^0，并得到PAN-Pd和PSAN-Pd的DMF溶液，最后利用静电纺丝技术制备出了含有钯纳米颗粒的电纺纤维状催化剂，对所制备的催化剂进行了TEM表征，结果显示纤维直径分布范围为70-220nm，纳米钯颗粒直径在15～50nm之间。实验中利用催化剂对α-辛烯催化氢化的结果考察了其活性和重复使用性，还讨论了纤维直径，钯纳米颗粒和载体对催化加氢性能的影响。     

石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的制备及光催化性能EI北大核心CSCD

采用微波辅助加热方法制备石墨烯负载硫化锌纳米颗粒,在其基础上,通过离子交换反应形成石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的复合物(rGO-ZnS/CuS)。通过SEM,TEM,XRD等手段对样品进行形貌观察和物相分析,并分别讨论氧化石墨烯含量、不同硫源和微波加热时间对复合物形貌和光催化性能的影响。结果表明:硫代乙酰胺为硫源,微波反应时间为30min,氧化石墨烯质量分数为10%时,能够在石墨烯表面获得均匀分布的硫化锌/硫化铜异质纳米结的复合物,在可见光照射下,150min内降解水中81.2%的甲基橙,显示出优异的光催化效果,异质结内形成的界面电子转移现象以及石墨烯作为电子受体进一步促进内部光生电子空穴的分离是提高光催化效果的原因。     

石墨烯负载纳米镍磁性材料的制备及性能测试

用Hummers法制备了氧化石墨烯,将其在氯化镍溶液中分散均匀,采用水合肼还原氧化石墨烯和镍离子,制备出石墨烯负载纳米镍磁性复合材料。采用FTIR、XRD、SEM、Raman和VSM观察分析了氧化、还原过程中样品的结构演变及静态磁性能,结果表明,氧化石墨烯表面含有大量氧化基团,其晶间距较鳞片石墨大,并呈现出非晶特征。还原后纳米镍颗粒分布在石墨烯表面和层间,当镍添加量从10%(w)增加至50%时,复合材料的饱和磁化强度从0升高至50 emu/g,矫顽力从25 Oe升高至205 Oe。     

硫化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学储能性能研究

通过水热法、火焰辅助微波法等控制氧化石墨烯(GO)的还原度,制备了一系列具有不同还原度的还原氧化石墨烯(RGO),并以这些RGO为前驱体,以六水氯化镍(NiCl₂·6H₂O)、2-巯基丙酸(C₃H₆O₂S)为镍源和硫源,通过水热法合成了系列硫化镍/RGO(NS/RGO)复合材料。通过粉末X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和电化学工作站对材料的晶型结构、形貌特征及电化学储能性能进行了研究。结果表明：RGO的还原度高低不仅显著地影响了NS的晶型结构,而且改变了NS的形貌特征;利用超过140℃水热还原获得的RGO制得的NS/RGO复合材料中NS晶型以Ni₃S₄主,且形貌由棒状变成了球状;尤其,利用140℃还原获得的RGO制备的NS/RGO具有最强的电化学储能能力,比电容高达3331.6F/g。可为下一代新型电极活性材料的设计和构筑提供新思路。     

MnOx/ZrO2纳米催化剂的制备及CO-SCR-NO性能研究

以氧氯化锆和硝酸锰为主要原料,采用Sol-Gel-VFD技术制备了MnOx/ZrO2超细粉体材料.用XRD,TG-DSC,TEM和BET等技术对试样进行了表征,用微反应器-气相色谱仪在线研究了试样选择性催化还原NO的活性.结果表明:用Sol-Gel-VFD技术可制得粒子尺寸约为20nm、具有高催化活性的负载型MnOx/ZrO2纳米催化剂,活性组分锰对NO的催化还原起了主要作用.添加铈组分能提高MnOx/ZrO2纳米催化剂催化还原NO的活性.     

Bi2O3-Bi2WO6直接Z-scheme异质结的制备、表征及光催化还原U(Ⅵ)的性能

根据能带理论,以Bi(NO3)3.5H2O为铋源,采用水热煅烧法制备了Bi2O3-Bi2WO6复合光催化材料,SEM、XRD、XPS、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)、电化学阻抗(EIS)等表征手段对材料进行表征与分析,以U(Ⅵ)为目标污染物,在可见光下进行光催化还原U(Ⅵ)的性能研究.结果 表明:与纯Bi2WO...     

纳米锐钛矿TiO2及负载金催化剂的制备与催化性能

通过简单的水解-沉淀法制备了纳米TiO2,考察了反应条件对其粒径和晶型的影响.结果表明制备小粒径锐钛矿TiO2的有利条件为:倒加法;Ti(OBu)4与C2H3OH、H2O与C2H5OH和Ti(Obu)4与H2O的体积比分别为1/3、1/4和1/1;pH=7和400℃焙烧.沉积-沉淀法制备的Au/TiO2催化剂催化CO氧化结果表明,催化剂的活性受焙烧温度影响很大,200℃焙烧的催化剂具有最好的催化活性.     

纳米Fe3O4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

通过电化学还原法制备纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳（Fe₃O₄-rGO/GCE）电极,用于多巴胺（DA）的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe₃O₄-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液（PBS）中,采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe₃O₄-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明,较裸GC电极和rGO修饰（rGO/GC）电极,由于纳米Fe₃O₄与rGO的协同作用,纳米Fe₃O₄-rGO/GC显著增大了Fe₃O₄-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度i_pa。DA的浓度在6.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L和2.0×10^-6~8.0×10^-5 mol/L范围内,与氧化峰电流强度i_pa呈良好的线性关系,检出限达4.0×10^-9 mol/L（信噪比S/N=3）。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定,选择性高。Fe₃O₄-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定,获得结果较好,回收率为97.1%~103.9%。     

铜、钴、镍纳米晶的化学还原合成及催化性能研究进展

纳米材料是21世纪最具开发潜力的高新技术材料之一,铜、钴、镍等非贵金属纳米材料由于储量高、价格低廉,具有良好的光学、电学、磁学以及催化特性,成为多相催化工业中代替贵金属纳米材料研究的热点。在分析铜、钴、镍纳米颗粒的化学还原法合成过程及其形成机理的基础上,重点综述了其形貌尺寸控制的影响因素,同时对其催化性能进行了阐述。最后对铜、钴、镍纳米材料的研究及发展方向进行了总结与展望。     

铂钴合金纳米电催化剂的制备及性能研究

研制高活性的电催化剂是实现质子交换膜燃料电池的商业化应用必须解决的关键技术之一。本研究以三乙胺为碱性络合剂、硼氢化钠为还原剂, 采用液相合成法制备PtCo纳米合金电催化剂, 再通过高温热处理实现最佳电化学性能。采用各种表征方法对催化剂的微观结构及电化学性能进行测定, 探究硼氢化钠、三乙胺的添加量及高温热处理对催化剂电化学性能的影响。结果显示, 适量的硼氢化钠可提升催化剂的电化学活性面积, 三乙胺可以改变催化剂的质量活性, 高温热处理能有效提升催化剂的质量活性, 极大提升催化剂的氧还原反应(ORR)能力; 在同一测试体系下, 添加100 mg硼氢化钠及100 μL三乙胺在500 ℃高温热处理条件下制备的PtCo纳米合金电催化剂的质量活性达到133 mA/mg_Pt, 是田中贵金属工业株式会社(TKK)商用PtCo合金催化剂的3倍。