钯掺杂对SnO_2纳米纤维气体传感器的线性化改性

采用静电纺丝法制备了钯掺杂的SnO_2纳米纤维,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对其进行了物相分析、形貌观察和表面元素分布分析。钯掺杂SnO_2纤维粉体仍为四方相金红石结构,结晶度有所下降,晶粒减小。将此纤维粉体涂布于带加热丝的陶瓷管制成气体传感元件并在气相色谱仪上进行了流动态气敏性能测试。该传感器对变压器油中溶解故障特征气体的灵敏度降低,但是除H_2外线性响应范围明显增加。     

氧化锡氧化铌共掺杂二氧化钛氧气响应特性的稳定性

研究了氧化锡(SnO2)、氧化铌(Nbb2O3)共掺杂二氧化钛(TiO2)作为厚膜用氧传感器材料的响应特性.X射线衍射分析表明:适量掺杂使厚膜晶粒保持金红石结构,晶胞参数有所增大.扫描电子显微镜显示:厚膜在1 280℃左右长时间(11 h)保温,晶粒仍保持适度尺寸.X射线光电子能谱分析表明;较低的Nb掺杂浓度导致晶粒表面产生高浓度金属缺位(Vm),低温端(300 ℃)的氢气响应时间变短;高温端(600 ℃)的氧气响应时间急剧增大.Nb掺杂浓度较高时,低温端(300 ℃)氢气响应时间变长;高温端(600 ℃)氧气响应时间变短,但仍保持着响应特性的稳定性.结果表明:用摩尔分数x(Sn)=2.31%,x(Nb)=0.48%的组分,既能在同一结构下适度增加晶胞参数,又能相应提高掺杂浓度,可获得工作温度范围(300～600 ℃)内灵敏度和响应速度长期稳定的厚膜材料.     

氧化锌纳米阵列制备及气敏性能研究

为了研究氧化锌纳米线传感器的气敏性能,通过磁控溅射法和水热合成法制备了贵金属Pd掺杂的氧化锌纳米阵列,对制备所得的样品结构和样貌进行了分析,着重研究了掺杂对氧化锌纳米阵列气体传感器的气敏性能的影响,得到贵金属的掺杂能够提高对气体的响应度,并在一定程度上提高气体的灵敏性能。最后,分析了样品的气体传感机理。研究结果表明:在最佳温度下,金属Pd掺杂能够对原件的气敏性能进行改善。     

Co掺杂改性纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备出掺杂金属Co复合改性的纳米TiO2光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附/解吸BET技术对其组织结构进行表征,并研究了不同掺杂量对TiO2相变和光催化性能的影响,确定了最佳的Co掺杂量和热处理温度. 结果表明,Co2+掺杂对锐钛矿型TiO2有稳定作用,阻碍TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变. 经过改性的纳米TiO2晶粒尺寸在10~20 nm之间,Co-TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,最佳Co掺杂浓度为Co/TiO2(mol)=0.1, 紫外光下照射3 h,最高光催化降解甲基橙效率达到85%.     

SnO_2传感器表面微结构的调控及其气敏性能研究

利用水热合成法,以无水四氯化锡(SnO_2·5H_2O)、和NaOH为原料,在乙二胺溶液中通过改变生长液浓度来控制SnO_2的生长,合成了3个不同溶液浓度的SnO_2样品。通过XRD、SEM对其结构和形貌进行了表征。研究了不同制备条件对SnO_2的影响,结果表明低浓度的生长液得到的SnO_2晶粒尺寸小、比表面积大、活性较高。系统测试了所得SnO_2样品对乙醇、丙酮、苯等气体的气敏特性,结果显示,低浓度生长溶液合成的SnO_2纳米材料具有较好的气敏性能,在110m A的最佳工作电流下对50mg/kg的乙醇气体具有较高灵敏度、良好的重复性和选择性,因此本实验合成的纳米SnO_2材料在乙醇气体检测领域具有一定的应用前景。     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

Co~(2+)-TiO_2纳米粒子的制备及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备Co2+-TiO2纳米粒子,利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对样品进行表征。以对-硝基苯酚为目标降解物,考察了Co2+掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响。结果表明,适量Co2+掺杂抑制了纳米TiO2晶粒的成长,使TiO2的光谱响应范围向可见光拓展,有利于提高TiO2的光催化活性,提高TiO2对太阳光的利用率;Co2+-TiO2能有效提高对-硝基苯酚的光催化降解,掺Co量(以摩尔计)不同的TiO2光催化活性依次为:0.5%>0.25%>0%>5%>10%。     

钇掺杂TiO2纤维的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制得二氧化钛电纺前驱体溶胶,再以聚乙烯吡咯烷酮作为络合剂通过静电纺丝工艺制备了纯的和不同浓度Y3+掺杂的TiO2纳米纤维,并运用XRD、UV-Vis手段对样品进行了表征,研究了焙烧温度和掺杂浓度对样品结构、光吸收性能以及可见光催化活性的影响。研究结果表明,Y3+掺杂能够抑制TiO2的晶粒生长,提高相转变温度,扩大光响应范围。当热处理温度为550 C,Y3+掺杂浓度为1.5%时TiO2对甲基橙的可见光催化活性最高,经4 h降解率可达90.6%。     

掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的制备及表征

对纳米TiO2光催化剂的溶胶-凝胶法合成工艺方法进行了改进。分别考察了不同掺杂金属离子(Fe3+、Cu2+、Pb2+)的不同掺杂量对TiO2的晶相和晶粒尺寸、光学性能、以及其光催化降解性能的影响。所得到的改性纳米TiO2光催化剂,扩大了对可见光响应范围,提高了光催化降解效率,对进一步利用太阳能治理工业有机废水有重要的参考价值。     

预涂钴离子的二氧化钛薄膜制备和性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面预涂一层Co离子TiO2薄膜.研究了Co离子掺杂对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝活性的影响.实验结果表明,钴的掺杂对二氧化钛的相变有很大的抑制作用,并使其光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的二氧化钛相比较,经钻掺杂的二氧化钛具有更高的催化性能.     

过渡金属掺杂BaTiO3的晶格结构和相变特性

采用溶胶-凝胶法制备纯净BaTiO3,将1.0mol%的Cr、Fe、Mn、Co掺杂BaTiO3和浓度分别为1.25mol%、1.5mol%、1.75mol%、2.0mol%的Fe掺杂BaTiO3前驱粉体,经热压烧结,并在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品。对样品进行XRD和DSC表征的研究。分析了掺杂离子种类和浓度对样品的晶格四方性、相变温度(居里点)和相变潜热的影响。分析结果表明,掺杂BaTiO3的四方性、居里点和相变潜热低于纯净BaTiO3且随Cr、Fe、Mn、Co的掺杂顺序以及Fe掺杂浓度的增加而减少。过渡元素掺杂BaTiO3的居里点和相变潜热随晶格四方性的降低逐渐减小。     

过渡金属硼化物作为电解水催化剂的最新研究进展

对提高电解水制氢的效率的过渡金属硼化物催化剂做了详细介绍,同时阐述了掺杂非金属原子和碳基材料的过渡金属硼化物的合成和催化电解水性能的研究。过渡金属硼化物主要选取Fe, Co, Ni, Mo的硼化物,掺杂非金属原子C,N,P,碳基材料石墨烯,碳纳米管和碳纳米纤维,对它们的合成方法以及性能进行总结概括,最后提出其现存的主要问题以及未来的发展方向。     

过渡金属掺杂BaTiO3的晶格结构和相变特性

采用溶胶一凝胶法制备纯净BaTiO3,将1．0mol％的Cr、Fe、Mn、Co掺杂BaTiO2和浓度分别为1．25mol％、1．5mol％、1．75mol％、2．0mol％的Fe掺杂BaTiO2前驱粉体,经热压烧结,并在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品。对样品进行XRD和DSC表征的研究。分析了掺杂离子种类和浓度对样品的晶格四方性、相变温度（居里点）和相变潜热的影响。分析结果表明,掺杂BaTiO2的四方性、居里点和相变潜热低于纯净BaTiO。且随Cr、Fe、Mn、Co的掺杂顺序以及Fe掺杂浓度的增加而减少。过渡元素掺杂BaTiO2的居里点和相变潜热髓晶格四方性的降低逐渐减小。     

锂掺杂二氧化钛空/燃比厚膜材料的氧敏特性

研究了锂(Li)掺杂二氧化钛(TiO2)作为空/燃比控制用厚膜敏感材料的响应特性.X射线衍射分析表明:适量掺杂能保持TiO2厚膜的金红石结构,但晶胞参数有所增大.扫描电子显微镜显示:在摩尔分数(下同)为2%～4%范围内,TiO2厚膜晶粒没有明显变化.Kroger-Vink缺陷分析表明:锂离子主要以替位方式占据Ti的格点位置;600℃下样品呈p型半导体特性,电阻随氧分压增加而减小.伏安法测试结果显示:在一定Li掺杂范围内,既能提高样品响应特性和响应速率,又能扩展样品工作的温度范围(200～600℃),但较高Li(4%)掺杂导致样品的底电流增加而影响响应时间.结果显示:合适(3%)的Li离子掺杂,在金红石结构下增加晶胞参数,产生大量导电空穴,从而拓宽样品敏感温度的范围,增强氧气敏感特性.     

La掺杂SnO_2材料的制备及其对乙醇敏感性能研究

利用水热法分别制备了SnO_2和La掺杂SnO_2粉末样品。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和智能气敏分析系统对其结构、形貌以及对乙醇气体的敏感性能进行了表征。结果表明,所制备的粉末样品均呈四方石结构,La的掺入未改变SnO_2的晶体结构;此外,La的掺入无新相出现但使颗粒出现了团聚现象。掺入La的样品极大地提高了对乙醇气体的敏感性能,且灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加。     

掺杂金属离子对Ca3Co4O9的热电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在常压空气中,经850℃烧结4h制备了Ca3Co4O9掺杂不同金属离子M(Na ,Ag ,La2 )的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料.通过X射线衍射、扫描电镜等对材料的微结构进行了表征,重点考察了掺杂不同金属离子对Ca3Co4O9中温热电性能参数Seebeck系数、电导率和功率因子的影响.结果表明:金属掺杂的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料具有致密的内部结构,并能够明显改善Ca3Co4O9的热电性能,尤其是掺杂Na 样品的热电性能有较为明显的提高,并且掺杂离子浓度对改善热电性能也有一定影响,组成为(Ca0.90Na0.10)3Co4O9时的功率因子提高最明显.     

四氧化三锰制备掺杂LiMn_2O_4及其性质研究

以Mn3O4、Li2CO3、Co3O4、Al2O3和NiCO_3为原料,固相法合成Co、Al、Ni掺杂LiMn_2O_4。采用X-射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电和电化学阻抗等技术研究合成材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:Co、Al、Ni掺杂没有改变LiMn_2O_4的晶体结构,但晶格常数略有减小。掺杂后LiMn_2O_4晶粒规整,表面光滑,晶粒形貌差别不大。掺杂后LiMn_2O_4的比容量有所下降,循环性能得到改善,容量保持率是Li Co0.05Mn1.95O4Li Ni0.05Mn1.95O4Li Al0.05Mn1.95O4LiMn_2O_4。Li Co0.05Mn1.95O4的循环性能最好。掺杂后LiMn_2O_4锂离子扩散系数有所提升,其中Li Co0.05Mn1.95O4的锂离子扩散系最大。     

Ag掺杂二氧化锡纳米颗粒的制备和H2S气体检测研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯SnO_2和1.5wt%、3wt%和4.5wt%Ag-SnO_2纳米颗粒样品,并采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散x射线(EDAX)等分析方法对样品进行了结构、形貌和成分的表征研究。随后在特定温度、特定浓度(目标气体为硫化氢)的条件下,测试上述4种样品对H_2S气体的敏感特性。结果显示,在100℃的工作温度下,3wt%Ag-SnO_2对450 ppm硫化氢气体(H_2S)具有良好的敏感特性。     

气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶的光催化性能

以四氯化钛和乙酰丙酮锌为原料,采用气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶,利用XRD, XPS和ICP-AES研究了纳米晶结构,考察了锌掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下催化降解罗丹明B(Rhodamine B)的活性,探讨了光催化机理. 研究结果表明,掺杂相锌主要分布在TiO2表相,并形成均匀分散的ZnO团簇;燃烧过程中锌掺杂对纳米TiO2的晶相组成及晶粒尺寸影响不大. 当掺杂量为0.21%(mol)时,样品具有最高的光催化活性. 光催化机理分析表明,TiO2与ZnO不同的能带位置使光生载流子能够有效分离,改善了纳米TiO2光催化活性.