化学沉淀法制备纳米α-Fe_2O_3及其气敏性能研究

以Fe(NO3)3.9H2O和Na2CO3为起始物,采用化学沉淀法制备了纳米级α-Fe2O3粉体材料.采用XRD、TG-DTA和TEM等技术对产物的晶型、晶粒大小及形貌进行了表征.结果表明,沉淀法所制备的α-Fe2O3粉体材料为分散均匀的球形颗粒,平均粒径大小约40 nm.气敏性能测试结果表明该材料具有可观的气敏性能,对H2S气体表现出较高的灵敏度及良好的选择性,且对乙醇气体的灵敏度明显高于市售样品.在对所制备的α-Fe2O3纳米材料的结构及气敏性能进行系统研究的基础上,初步讨论了其对还原性气体的敏感机理.     

利用废弃硒鼓墨粉制备γ-Fe2O3气敏材料

利用废旧硒鼓经过废旧硒鼓破碎磁选装置处理得到的黑色有机墨粉作为原料,采用环境友好的低沸点有机溶剂处理除去表面有机物,通过500℃煅烧处理即可得到棕褐色的磁性氧化铁材料.经XRD测定发现,该方法处理得到的氧化铁为γ-Fe₂O₃;扫描电镜SEM显示,其形貌为均匀的圆颗粒状,平均粒径在200 nm左右.气敏性能测试结果表明,与商业Fe₂O₃相比,这种γ-Fe₂O₃材料对VOCs（乙醇、丙酮等）气体有较好的气敏响应和选择性,有望在挥发性有机化合物气体检测方面取得应用.     

模板调控固相α-Fe2O3的制备及吸附催化性能研究

以甲基橙为矿化模板调控固相合成α-Fe2O3前驱体,经500℃煅烧得到α-Fe2O3纳米粒子,通过XRD及TEM对物相和形貌进行表征,对比研究了有无模板调控α-Fe2O3吸附甲基橙前后的吸附、光催化脱色性能。结果表明:模板调控所制备α-Fe2O3的结晶度降低,且出现大量的介孔,在添加量为0.1g、温度为20℃、pH=5、初始浓度为9mg/L甲基橙时最大吸附容量为1.88mg/g,吸附平衡时间为7h,分别比没有模板调控制备的α-Fe2O3提高了9.04%和缩短了22.2%;对于初始浓度为5mg/L甲基橙,两者的最大光催化脱色率分别为93.21%和89.59%。     

α-Fe2O3纳米棒的水热合成与阻变开关特性研究

采用水热法合成了沿[110]方向具有优先生长取向的α-Fe₂O₃纳米棒,设计了具有非易失性阻变开关性能的W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器。对W/α-Fe₂O₃/FTO器件的阻变开关特性进行分析发现,W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器的电阻比(R_HRS/R_LRS)在一个数量级以上,可保持100 s以上而无明显下降。此外,器件的载流子运输特性分别由LRS下的欧姆传导机制和HRS下的陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制决定。由氧空位的迁移引起的纳米导电细丝的部分形成与断裂可以解释W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器的非易失性阻变开关行为。因此,基于α-Fe₂O₃纳米棒的阻变存储器件可能是下一代非易失性存储应用的潜在候选器件。     

利用纳米铝和沉淀法制备纳米α-Al2O3粉体

以Al(NO3)3·9H2O、氨水和纳米铝粉为原料,采用液相沉淀法制备出Al(OH)3溶胶,经过真空抽滤和高温煅烧获得了纳米α-Al2O3粉体.研究了反应体系pH值、纳米铝粉添加和煅烧温度对Al(OH)3溶胶质量以及Al2O3晶型转化温度的影响.结果表明,反应体系pH值为9时可以获得团聚少、分散性好的Al(OH)3溶胶,添加摩尔分数为3%的纳米铝粉作为籽晶可以使α-Al2O3的转变温度降至1000℃左右.实验获得的纳米α-Al2O3粉体粒度分布均匀,无明显团聚,近似球形,平均粒径约为20 nm.     

酞菁铜对纳米α-Fe2O3光催化剂的表面改性

为推动纳米氧化铁基光催化材料在水体环境修复领域中的应用,针对氧化铁半导体导带底能级位置较正而导致的光生电子热力学还原能力不足及其表面催化活化O₂位点少的科学问题,在控制合成小尺寸纳米氧化铁的基础上,通过复合改性实现对其光生电子的有效调控是关键. 首先利用尿素调制的相分离水解-溶剂热法制备了小尺寸纯相α-Fe₂O₃.在此基础上, 通过简单的湿化学法实现了CuPc对α-Fe₂O₃纳米粒子的表面改性. 结果表明:所获得的最佳样品（CuPc和α-Fe₂O₃的质量比为1%）的光催化降解2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的活性达到了纯α-Fe₂O₃的2.5倍;利用紫外-可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)等手段对其进行了结构表征,揭示了CuPc与α-Fe₂O₃之间通过氢键作用实现有效连接;基于羟基自由基荧光测试及电化学分析表明光催化活性提高的主要原因有:CuPc的引入有效改善了其光生电荷分离效率,并且进一步促进了O₂的活化;CuPc对长波可见光的特征吸收进一步改善了其可见光利用范围.该策略也适用于其他过渡金属酞菁对α-Fe₂O₃的修饰,并且均改善了α-Fe₂O₃的光催化性能.     

沉淀法制备纳米Al2O3粉末

以工业用NH4Al(SO4)2·12H2O和NH4HCO3为原料,采用均匀沉淀法制备纳米Al2O3粉末.研究了沉淀剂的滴加方式、表面活性剂等因素对粉体尺寸的影响.经检测,最佳工艺得到的Al2O3粉末的平均粒径小于15nm.     

Co(OH)2/NiAl-LDH共修饰的α-Fe2O3光阳极增强光电化学分解水性能

采用水热法在掺杂氟的SnO₂导电玻璃(FTO)上生长α-Fe₂O₃光阳极薄膜,通过负载不同量的NiAl-LDH及Co(OH)₂双助催化剂,对α-Fe₂O₃的水分解性能进行改进。通过XRD,SEM和XPS对材料的结构进行表征,结果显示,Co(OH)₂/NiAl-LDH薄膜已成功制备,其在α-Fe₂O₃表面呈均匀分布的交联网状结构,该网状结构促进质子和反阴离子的快速转移,减少电解质溶液对α-Fe₂O₃的腐蚀。光电化学性能测试结果表明,在强碱性电解质溶液中,相比较于纯α-Fe₂O₃光阳极,[Co(OH)₂]₁/Ni₃Al-LDH/α-Fe₂O₃复合材料表现出较优的光电催化活性,光电流密度提高4倍,且在光...     

纳米α—Fe2O3制备工艺的研究

用微乳液法制备纳米α-Fe2O3,研究不同反应温度和煅烧温度对其晶型结构和形貌的影响,并用x射线衍射仪（XRD）对其进行表征、用扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌。结果表明,当煅烧温度大于600℃时,所得样品均为α-Fe2O3,随着反应温度和煅烧温度的增加,α-Fe2O3粒子的粒径逐渐增大,表面呈现蓬松多孔状,而且出现少量团聚现象。     

掺镍多孔纳米SnO2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4·5H2O为原料,聚乙二醇(PEG-1000)作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2+作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.     

掺镍多孔纳米SnO_2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4.5H2O为原料,聚乙二醇（PEG-1000）作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2＋作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.     

沉淀法制备Er2O3纳米晶与表征

在乙醇溶液中,用反向沉淀法制备了Er2O3纳米晶.XRD分析表明,不同温度热处理的Er2O3均为立方晶系,空间群为T5-1213.TEM分析表明,所合成的Er2O3粒子呈球形.实验发现Er2O3晶粒度随焙烧温度的升高而增大,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高,晶粒度的增大而减小,衍射强度随焙烧温度的升高而增大.在酸中溶解性试验和红外光谱分析表明,纳米Er2O3比原料Er2O3具有更高的表面活性,Er-O键的吸收具有微小的蓝移,吸收强度减弱.     

沉淀法制备Er2O3纳米晶与表征

在乙醇溶液中,用反向沉淀法制备了Ｅｒ２Ｏ３纳米晶。ＸＲＤ分析表明,不同温度热处理的Ｅｒ２Ｏ３均为立方晶系,空间群为Ｔ５－１２１３。ＴＥＭ分析表明,所合成的Ｅｒ２Ｏ３粒子呈球形。实验发现Ｅｒ２Ｏ３晶粒度随焙烧温度的升高而增大,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高,晶粒度的增大而减小,衍射强度随焙烧温度的升高而增大。在酸中溶解性试验和红外光谱分析表明,纳米Ｅｒ２Ｏ３比原料Ｅｒ２Ｏ３具有更高的表面活性,Ｅｒ     

新型离子液体中纳米α-Fe2O3的合成及研究

利用新型离子液体——共晶混合物一步合成了球状纳米α-Fe2O3,采用XRD、SEM及红外对其结构及形貌进行了表征,结果表明,合成的α-Fe2O3大小为130—150 nm,分布均匀。提出了纳米α-FeO可能的形成机理。     

新型离子液体中纳米α-Fe_2O_3的合成及研究

利用新型离子液体——共晶混合物一步合成了球状纳米α-Fe2O3,采用XRD、SEM及红外对其结构及形貌进行了表征,结果表明,合成的α-Fe2O3大小为130—150 nm,分布均匀。提出了纳米α-FeO可能的形成机理。     

室温固相法制备纳米Fe2O3

以FeSO4·7H2O和NH4HCO3为原料,聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10)为分散剂,在室温下通过固相反应制备前驱物,然后灼烧前驱物制得纳米氧化铁;研究了反应时间和灼烧温度对产物的影响;利用XRD和SEM对制备的纳米氧化物进行表征.结果表明:反应物转化率高,灼烧温度对产物的晶型和粒径均有影响,300℃灼烧得到产物为γ-Fe2O3纳米粒子;在500℃、550℃、800℃灼烧得产物均为α-Fe2O3纳米粒子;随着温度的升高,纳米Fe2O3的粒径增大.     

氧化铟纳米纤维的制备及其甲醛气敏性能

采用静电纺丝法和随后的热处理过程制备了新颖的氧化铟纳米纤维材料. 利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射等表征手段对该材料形貌和晶体结构进行表征. 结果表明,所得到的纳米纤维材料的直径约为250 nm~300 nm. 这些纳米纤维由氧化铟纳米颗粒组成,而且其颗粒尺寸均一. 将这种纳米纤维材料制备成气敏传感器,研究表明基于该敏感材料的传感器对甲醛具有优异的气敏性能. 氧化铟纳米纤维传感器具有较低的最佳工作温度 200 ℃,并且对低体积浓度为百万分之五的甲醛气体具有2.1的灵敏度响应值. 在探讨甲醛的气敏机理的过程中,认为氧化铟纳米纤维的一维结构、甲醛的高还原性及敏感材料表面吸附氧促使了该材料对甲醛的优异的气敏性能. 此外,通过对传感器的选择性及稳定性测试,传感器对甲醛具有非常好的选择性和稳定性,这为制备高性能的甲醛传感器开拓了一种优异的气敏材料.     

纳米氧化钛基气敏材料的合成与气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并与均匀沉淀法制备的纳米二氧化锡粉末复合,制备出纳米TiO2-SnO2复合材料.通过硝酸银掺杂制得TiO2-Ag+,TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn一2:1),TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn=3:1)三类气敏材料,采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇,甲醇和甲醛的气敏特性.实验结果表明,TiO2复合SnO2并掺杂适量Ag+能显著改善TiO2的气敏性能,其中Ti:Sn=2的复合材料气敏性能优于Ti:Sn=3的复合材料.     

WO_3纳米粉体的制备及其气敏性能分析

以PEG-400为分散剂制得WO3纳米粉体,用粉末X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相和形貌进行了表征。结果显示:产物为球形颗粒,600℃下热处理2h颗粒平均粒径为80nm。将粉体制成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:该WO3纳米粉体对三甲胺具有较高的灵敏度和选择性。600℃下热处理2h材料气敏性最好,在240℃(最佳工作温度)下对体积分数为1×10-8的三甲胺灵敏度可达到3.2。     

室温固相法制备纳米Fe_2O_3的工艺研究

以FeCl3·6H2O和NaOH为原料,Tw een-80为分散剂,在室温下通过固相反应制备前驱物,然后煅烧前驱物制得纳米氧化铁。研究了表面活性剂的用量、前驱物的煅烧温度、煅烧时间对产物的影响。利用XRD对制备的纳米氧化物进行表征。结果表明,制备的产物为纳米α-Fe2O3。表面活性剂Tween-80可使产物的产率明显提高,粒径减小;随煅烧温度的提高,煅烧时间的延长,产物的粒径先减小,再增大。煅烧温度500℃,煅烧时间2h,制得的α-Fe2O3的平均粒径为21nm。