SnO_2/RGO复合材料的制备与气敏性能研究

以五水四氯化锡、氧化石墨为主要原料,氨水为沉淀剂,采用水热法一步成功合成了二氧化锡/还原氧化石墨烯(SnO_2/RGO)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和氮气吸附脱附仪(BET)对样品的结构和形貌进行了表征,并讨论了温度、乙醇浓度等因素对材料气敏性能的影响。结果表明,SnO_2/RGO复合材料具有致密三维结构和较高的比表面积(175.83 m~2/g)。SnO_2/RGO气敏元件对乙醇的气敏性能最好,在最佳工作温度为280℃时,对100 ppm乙醇的灵敏度达到20.6,比SnO_2的灵敏度(8.5)提高了1倍。     

不同氧化程度氧化石墨烯氨气敏感性能及机理

基于改进的Hummers法,通过改变氧化剂KMnO_4用量制备了各种含氧官能团含量差异明显的氧化石墨烯(GOs)水相分散液,采用旋涂法制备了厚度均一的GOs气敏元件。利用XRD、FTIR、XPS对样品的结构、官能团种类及含量进行了分析;利用气敏测试系统对GOs气敏元件的NH_3敏感性能进行了测试。结果表明:GOs含有羟基(—OH)、环氧基〔—CH(O)CH—〕等含氧官能团,随KMnO4用量的增加,GOs中羟基(—OH)的相对含量(XPS测得)先增加后减少,当m(KMnO_4)∶m(石墨)=3∶1时,—OH的相对含量最高。不同氧化程度的GOs气敏元件对NH_3灵敏度与其—OH的相对含量呈正相关性,GOs中—OH相对含量为43.75%时,气敏元件对体积分数为0.008%的NH_3最大灵敏度达到78%,且有较好的稳定性和重复性,重复性误差为3.1%。GOs对NH_3分子的响应存在两种机制:NH_3分子进入GOs片层间水分子层后水解形成NH_4~+的离子电导,和GOs结构层上含氧官能团对NH_3分子吸附后形成氢键的电荷转移。     

ZnO负载SnO2复合材料的制备及其气敏性能

以五水四氯化锡（SnCl₄·5H₂O）和乙酸锌[Zn （AC）₂·2H₂O]为原料,氢氧化钠（NaOH）为沉淀剂,采用简单的水热法,使二氧化锡（SnO₂）纳米颗粒锚定在蚕蛹状氧化锌（ZnO）表面,一步成功合成了二氧化锡/氧化锌（SnO₂/ZnO）复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和氮气吸附脱附仪（BET）对材料的结构和形貌进行了表征,研究并讨论了温度、乙醇浓度等因素对SnO₂、ZnO及SnO₂/ZnO复合材料气敏性能的影响。结果表明,所得样品为SnO₂纳米颗粒与蚕蛹状ZnO的复合物,SnO₂纳米颗粒较均匀地负载在ZnO表面。SnO₂/ZnO复合材料气敏元件在最佳工作温度为240℃时,对200μL/L乙醇的灵敏度达到39.68,与SnO₂（24.53）及ZnO （17.8）相比,气敏性能得到了很大的提高。     

氧化锌/石墨烯复合物的固相制备及气敏、光催化应用

通过室温固相法制得氧化锌/石墨烯(ZnO/G)复合材料,并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光光谱仪等对复合材料进行表征。考察了ZnO/G复合材料的气敏和光催化性能,并与ZnO进行了比较。结果表明,将ZnO/G复合材料制成气敏元件,其比ZnO对于乙醇蒸汽有更高的响应灵敏度和较好的选择性。复合材料对水溶液中罗丹明B也有较好的光降解性能,在紫外光照射80 min后,其对染料有机物的降解率达94%以上,优于纳米ZnO。     

氧化锌的合成、结构表征与气敏性能研究

以锌粉为原料,采用燃烧法合成六方晶系氧化锌。采用X射线衍射仪对ZnO样品进行了结构表征。对样品的气敏元件进行了在甲醇、乙醇、丙酮气体中的气敏性能测试,该类元件属于金属氧化物半导体气敏元件。对浓度范围为5～200 mg/kg的甲醇、乙醇、丙酮气体测试表明,所有气敏元件在相同工作电压下对乙醇的灵敏度大于其他气体。该气敏元件对甲醇、乙醇、丙酮气体具有较好的气敏性能,并且具有很短的响应时间。     

氧化石墨烯改性磺酸型水性聚氨酯的制备与性能研究

首先对石墨进行氧化处理制备氧化石墨(GO),然后对GO进行超声处理得到氧化石墨烯(GOs),并通过共混法制备了水性聚氨酯(WPU)/GOs复合材料。讨论了超声分散以及GOs加入量对WPU/GOs复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,经过超声分散的复合材料的力学性能比未超声分散的好;随着GOs含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小;加入质量分数0.50%的GOs,其WPU/GOs复合材料的热分解温度可提高44.7℃,明显提高WPU的热稳定性。     

二氧化钛/氧化石墨烯复合材料室温下氨气敏感性能研究

本文采用水热法制得氧化石墨烯含量不同的TiO_2/氧化石墨烯复合材料,通过用热重、XRD、SEM、Roman等表征手段对其结构、官能团、缺陷、微观形貌、气敏性能进行了研究。结果表明TiO_2/氧化石墨烯复合材料中二氧化钛可以均匀的分布在氧化石墨烯层间,且随着氧化石墨烯用量的增加,二氧化钛分布的密度减小。通过气敏测试表明复合材料的导电性表现为n型半导体。TiO_2/氧化石墨烯纳米复合材料既可以在室温下工作,又具有较强的附着力和优良的气敏性能。其中样品TIGO-120具备最短的响应时间。     

ZnO纳米棒的制备及其丙酮气敏性能研究

以二水合乙酸锌和氢氧化钠为原料,无水乙醇为反应介质,经溶剂热过程合成了ZnO纳米棒粉体。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构和微观形貌进行了表征,产物属于六方晶系的ZnO,呈规则的棒状,直径150~200 nm,长度约1μm。在不同温度下对其厚膜型元件进行了丙酮气体的敏感性能测试,结果发现,该材料在260℃时对丙酮气体具有良好的气敏性和选择性,可检测浓度低至2×10-6的丙酮气体,并对可能的气敏机理进行了探讨。     

改性氧化石墨烯/不饱和聚酯复合材料的性能研究

制备了硅烷偶联剂KH550、KH570改性氧化石墨烯(GOs),并制得改性GOs/不饱和聚酯(UP)复合材料(KH550-GOs/UP,KH570-GOs/UP)。采用红外光谱、热重分析及X射线光电子能谱研究了GOs的硅烷偶联剂改性效果。通过示差扫描量热分析、定速式实验机及扫描电镜研究了改性GOs对复合材料固化性及耐磨性的影响。结果表明,KH550、KH570成功地对GOs进行了化学改性,改性GOs对复合材料固化性能无不良影响。KH550-GOs/UP与GOs/UP的耐磨性相当,150℃时KH570-GOs/UP的磨损质量分别比纯UP、GOs/UP降低了21.1%、17.0%,200℃时则分别降低了23.4%、15.4%。添加改性GOs后复合材料磨损面平整光滑,无大块脱落的现象。     

片状氧化锌的合成及乙醇气敏性能研究

以乙酸锌、甘氨酸和异烟肼为原料,乙醇和水为溶剂,采用前驱体法制备了片状结构氧化锌(Zn O)。用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对产物的结构和微观形貌进行表征,并将所合成的片状结构Zn O制备成气敏元件,对其进行了气敏性能测试。结果表明,所制备的Zn O为六方纤锌矿结构,形貌为均一的颗粒组装成的二维片状结构。气敏测试结果表明,在工作温度为280℃时,该气敏元件对乙醇气体具有较好的灵敏度和选择性。     

还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷相变材料的制备及性能

以氧化石墨烯(GO)为原料,采用胶体团聚法制备了还原氧化石墨烯气凝胶,再通过自扩散获得了还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷(r-GO aerogel/eicosane)复合相变材料,研究了复合材料结构与性能的关系.采用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)测试了二十烷和复合材料的热性能,确认了二十烷质量分数与复合材料...     

木质素碳/氧化锌复合材料的制备及其光催化性能

以来源于造纸黑液的碱木质素和草酸锌为前驱体采用原位碳化法制备了不同碳含量的木质素碳/氧化锌(LC/ZnO)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外分光光度计(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)等对所制备的LC/ZnO的微观结构和光学性质进行了表征。结果表明所制备的LC/ZnO复合材料是由高度分散的ZnO纳米颗粒和木质素碳纳米片构成,表现出优异的紫外和可见光吸收性能。以常见的有机污染物罗丹明B为降解对象,在模拟太阳光的照射下对所制备的LC/ZnO复合材料的光催化性能进行了研究。结果表明,LC/ZnO复合材料的光催化性能明显优于纯的ZnO纳米颗粒和氧化石墨烯/ZnO复合材料,且在550℃炭化温度下所制备的LC/ZnO-550复合材料具有最佳的光催化性能。     

PVA/CB复合材料气敏性能研究

以聚乙烯醇为基体,以炭黑为导电性添加剂,通过共混法制得常温响应聚乙烯醇/炭黑(PVA/CB)气敏导电薄膜,研究了复合薄膜材料在乙醇蒸气中的室温气敏性能。研究结果表明,PVA/CB复合材料的气敏性能跟炭黑的分散性、含量、材料的厚度等因素有关。炭黑分散性越好,气敏性越好;炭黑含量存在一最佳值;材料厚度增加,阻碍气体的扩散导致气敏性降低。     

ZnO/SnS_2复合物的NO_2气敏性能

采用沉淀法合成了具有NO_2气敏性能的ZnO/SnS_2系列复合物。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及透射电子显微镜等测试手段对ZnO/SnS_2系列复合物进行了表征,采用静态配气法对其气敏性能进行了测试,研究了ZnO含量、工作温度、NO_2浓度等对NO_2气敏特性的影响。结果表明:加入质量分数为1%和2%的ZnO,可以有效提高Sn S2的气敏性能,其中1%ZnO/SnS_2样品对NO_2气体的灵敏度最高,相对于Cl2、SO_2等其他7种测试气体,该样品对NO_2气体具有更高的响应,其对体积浓度10×10-6的NO_2气体响应和恢复时间分别仅需7 s和49 s。这主要是由于ZnO与SnS_2之间形成异质结,有效增加了电子流动所致。     

钨掺杂二氧化钒/石墨烯复合物的制备及性能

以氧化石墨烯粉末(GO)、五氧化二钒、草酸和钨酸铵为原料,用水热法制备了一系列钨掺杂二氧化钒/石墨烯复合物,考察了钨掺杂量、氧化石墨烯用量对复合材料的相变温度及导热率的影响。通过XRD、SEM、DSC、FTIR、激光导热系数测量仪对复合材料的结构形貌、相变性能进行了表征。结果表明,石墨烯复合材料的二氧化钒粒子团聚情况得到有效改善,并均匀负载在石墨烯表面。当钨原子百分含量为2.5%、氧化石墨烯含量为4%(以五氧化二钒质量为基准)时,形成的钨掺杂二氧化钒/石墨烯复合物与纯二氧化钒相比,相变温度由66.0℃降低到32.2℃,导热率提升到16.341W/(m·K)。该复合材料能同时满足良好的隔热性与高导热性等要求。     

Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备及其乙炔气敏性能的研究

采用静电纺丝法制备了Fe掺杂ZnO纳米纤维,研究了不同浓度Fe掺杂对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构及乙炔气敏性能的影响。结果表明:Fe掺杂对其结构及形貌未产生影响,Fe掺杂明显提高了ZnO纳米纤维的气敏性能,Fe掺杂量为6%的ZnO纳米纤维对乙炔气体具有最佳的气敏特性,工作温度为300℃时,粉体对1000 ppm HCHO气体灵敏度达到74.61,随着乙炔气体浓度增大,Fe掺杂ZnO纳米纤维粉体的灵敏度呈上升趋势。这主要是由于Fe元素掺杂使ZnO的缺陷增多,为气敏反应提供更多的活化点,从而提高了气敏性能。     

ZnO/g-C_3N_4的制备及其光催化性能研究

以六水硝酸锌、2-甲基咪唑为原料制备氧化锌,分别与尿素、硫脲复合,高温聚合制备ZnO/g-C_3N_4复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行表征,并对所得试样进行光催化性能测试。光催化测试结果表明,ZnO/g-C_3N_4复合材料比ZnO的光催化性能好,两种不同原料制备的ZnO/g-C_3N_4复合材料催化性能相比,以尿素为原料制备的ZnO/g-C_3N_4复合材料的光催化性能最佳。     

ZnO/TiO2复合纳米材料的制备及其乙醇气敏性能研究

采用凝胶法制备了TiO_2、ZnO/TiO_2纳米材料,材料的结构和形貌分别用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器进行了表征,同时研究了TiO_2、ZnO/TiO_2在常温下对乙醇气体的敏感性能。结果表明,ZnO/TiO_2复合纳米材料对乙醇气体的响应、恢复时间分别为1.5 s、1 s,相比纯TiO_2,分别提升了0.5 s、1 s,具有更加优异的气敏响应特性。     

硼掺杂石墨烯基介孔碳的制备及性能EI北大核心CSCD

以酚醛树脂为碳前驱体,硼酸为硼源,三嵌段共聚物F127为软模板,氧化石墨烯为改性剂,通过溶剂挥发诱导自组装法制备了硼掺杂介孔碳(BMCs)以及硼掺杂石墨烯基介孔碳材料复合材料(BMC/GOs)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪等研究硼掺杂及氧化石墨烯复合对介孔碳结构的影响,利用电化学工作站研究硼掺杂及氧化石墨烯复合对介孔碳性能的影响。测试结果表明,所制备的复合材料BMC/GO-40(氧化石墨烯悬浮液质量为40 mg)的比表面积为462.5 m^(2)/g,平均孔径为5.52 nm。硼元素以BC_(3)键和BCO_(2)/BC_(2)O键的形式存在于介孔碳中。电化学测试表明,通过适量硼掺杂以及调整氧化石墨烯复合量可获得最大比电容。在电流密度为0.5 A/g,样品BMC/GO-40容量达167 F/g。     

WO_3/氮掺杂石墨烯复合材料的制备及室温气敏研究

以氨水为氮源,采用简便的超声法将氮元素掺杂进石墨烯,通过溶胶-凝胶法制备WO3/氮掺杂石墨烯复合材料,经Raman、XPS、TEM等表征对其进行结构和形貌分析,并在光电流平台上测试其对NO2气体的室温气敏性能。结果表明,对石墨烯进行氮掺杂后形成新的C-N键,石墨烯表面缺陷增加,导电性能提升,WO3/氮掺杂石墨烯复合材料表现出优异的室温气敏特性。