聚合物修饰V2O5纳米复合薄膜的性能研究

近年来,利用能与锂等碱金属离子发生拓扑化学反应的V2O5、MoO3等层状氧化物的层间结构特征,将聚合物嵌入层间对其进行修饰来改善界面和层间性质,使材料呈现出许多优异的性能,对这类材料合成、结构、性能和界面行为的研究引起了人们的极大兴趣.本文采用通氧气气氛下熔融淬冷法制备V2O5溶胶,采用聚合物溶液直接嵌入的方法,用PEO(聚氧化乙烯)对V2O5层间进行修饰制成(PEO)0.5V2O5·nH2O纳米复合薄膜,并通过直流电导率测试、循环伏安法、紫外-可见光吸光光谱对其电学、电化学、光学性能进行了研究.结果表明,PEO的修饰使V2O5干凝胶薄膜的电学、电化学、光学性能都发生了较大的变化.     

不同酸化条件下水热合成V2O5粉末的结构和电化学性能

为了研究酸化条件对V2O5粉末结构和电化学性能的影响,利用HNO3和H2C2O4酸化NH4VO3溶液,经水热和后续热处理制备了V2O5粉体。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站等对V2O5粉体的微观结构与电化学性能进行了测试。结果表明,所得粉体为纯V2O5相,前驱体溶液的pH值和酸化所用酸的酸根阴离子影响了最终粉体的晶体发育和微观结构。其中,利用HNO3酸化NH4VO3溶液至pH值=3制得的粉体为直径约100nm的纳米棒,在0.5和1C的放电速率下循环30次后,放电比容量仍有150mAh/g左右,且大电流放电性能更好。     

V2O5-B2O3-TeO2体系低熔点玻璃形成规律及特性

较详细地研究了V2O5-B2O3-TeO2三元体系的熔化温度、冷却熔体的相组成及玻璃形成规律;并测试分析了V2O5-B2O3-TeO2三元体系玻璃的热性能和特征温度。结果表明,V2O5-B2O3-TeO2三元体系具有较低的熔化温度,存在3个不同的结晶区域和一个较广阔的玻璃形成区,其玻璃形成区域为:V2O50%～70%、B2O30%～30%、TeO230%～100%(均为摩尔分数);V2O5-B2O3-TeO2系玻璃具有较低的熔化温度和封接温度,是无铅低温封接玻璃的理想体系之一。     

堇青石改性V2O5-WO3/TiO2催化剂性能影响研究

采用固液混合方法,利用改性堇青石制备蜂窝式V2O5-WO3/Cordierite-TiO2脱硝催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、热分析(DSC-TG)、X射线衍射分析仪(XRD)、模拟烟气分析装置和磨损装置,考察其表面形貌、热稳定性、晶相变化、耐磨损性能和催化剂活性。结果表明,改性堇青石的引入,制备的催化剂具有表面微气孔多和热稳定性好的特点,700℃煅烧后,V2O5和WO3的仍呈现无定形态或微晶状态;引入10%的堇青石制备的催化剂磨损率低,尤其在250～460℃反应时,脱硝率可以保持在80%以上。     

Sr2NaMg2V3O12的合成及发光性研究

采用高温固相法制备了Sr2NaMg2V3O12荧光粉,研究了焙烧温度、保温时间和NH4VO3用量等工艺参数对合成产物发光性能的影响,得出优化的工艺条件为NH4VO3过量1.5%,600℃预烧2h后900℃保温6h。所合成Sr2NaMg2V3O12荧光粉在紫外激发下发淡蓝绿色近白光,荧光光谱分析结果显示其激发峰主要位于波长小于390nm的近紫外和紫外区,发射谱带为400～640nm,发射主峰位于470nm左右,有望成为新型近白光LED荧光粉。     

Li2CO3-B2O3-V2O5掺杂ZnO-TiO2陶瓷低温烧结的研究

以Li2CO3、B2O3和V2O53种常见的低熔点氧化物为烧结助剂,用传统固相法制备了Li2CO3-B2O3-V2O5掺杂的ZnO-TiO2微波介质陶瓷,并利用XRD、SEM等研究了ZnO-TiO2陶瓷的烧结行为、物相组成、显微结构特征及微波介电性能等。结果表明,当掺入3%(质量分数)Li2CO3-B2O3-V2O5时,在840℃烧结2h可制备出体积密度为4.99g/cm3的ZnO-TiO2陶瓷,达到理论密度的96.5%以上,εr、Q.f、τf分别约为24、22900GHz、-4×10-6/℃。     

Mn2+掺杂对V2O5纳米材料结构与电化学性能的影响

以V2O5粉末、H2O2和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用水热法制备了纳米结构的锂离子电池阴极材料Mnx V2O5。运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电镜(SEM)测试对制备的材料进行结构和形貌表征,并利用充放电测试和交流阻抗测试研究了样品的电化学性能。结果表明:随着锰掺杂量的增加,V2O5的正交晶型层状结构未发生改变,其层间距逐渐扩大,形貌由纳米短棒状向纳米带簇状变化。电化学测试表明:Mn2+掺杂提高了V2O5的电化学性能,其首次充放电效率由70.8%提高到90%以上;Mn0.01V2O5经过90次充放电循环后,其容量仍为192.2 mAh/g。Mn2+掺杂对V2O5电极材料的离子电导率有影响,Mn0.02V2O5离子电导率由未掺杂时的6.27×10-4S/cm提高到1.58×10-3S/cm。     

ZnO-Nb2O5掺杂SnO2基陶瓷研究

通过常压烧结制备SnO2基陶瓷,研究了ZnO、Nb2O5单掺杂及ZnO-Nb2O5复合掺杂对SnO2基陶瓷的烧结性能及电阻率的影响。采用SEM及XRD对试样分别进行了微观结构观察及物相分析。研究表明,掺杂ZnO能提高陶瓷的体积密度,但对于降低电阻率的影响不明显,当ZnO掺杂量在0.5%～0.75%(质量分数)时,SnO2基体积密度可达到6.67～6.73g/cm3;掺杂Nb2O5不能有效提高烧成陶瓷的体积密度,但能显著降低SnO2基陶瓷的电阻率;0.5%(质量分数)ZnO～1.5%(质量分数)Nb2O5复合掺杂在1450℃下烧成的陶瓷可得到较好的性能,其体积密度可达到6.61g/cm3,常温电阻率为867.84Ω.cm。     

纳米YMn2O5半导体可见光催化剂

采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法合成了YMn2O5纳米颗粒.XRD分析结果表明,合成的纳米颗粒主要为正交YMn2O5相,兼有少许的六方YMn2O5相,无其它杂质相存在.SEM观察显示,制得的YMn2O5纳米颗粒粒度均匀、形貌规整、呈类球形,平均颗粒尺寸约为45nm.利用紫外—可见光漫反射光谱研究了YMn2O5纳米颗粒的光吸收特性及带隙,获得的光学带隙值为1.21eV.以一种典型的偶氮染料甲基红为目标降解物,研究了YMn2O5纳米颗粒的光催化活性.结果表明,在紫外光和可见光辐照下纳米颗粒均表现出了良好的光催化活性.实验确定了光催化降解率的最佳条件:甲基红的初始浓度为～15mg/L,催化剂的加载量为～1.2g/L.     

激光辐照制备高介电常数Ta2O5陶瓷

采用大功率CO2激光辐照制备高介电常数Ta2O5陶瓷,讨论了激光制备工艺参数如激光光束模式、功率密度、扫描速率、辐照时间、辐照方式等对制备材料介电性能和组织形貌的影响,分析了其作用机理.     

钛酸钾晶须增强双马来酰亚胺树脂体系的研究

以钛酸钾晶须(TKw)为增强剂,以N,N'-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O,O'-二烯丙基双酚A(BA)树脂作为基体,制备了晶须增强热固性树脂基体复合材料.研究了晶须对树脂体系凝胶特性的影响,同时利用红外光谱分析研究了晶须对体系固化反应性的影响;考察了晶须的表面处理方法、含量及复合工艺对树脂体系力学性能和热性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的弯曲及冲击断口形貌.研究结果表明,在晶须添加质量分数约为15%左右,所制备的复合材料的综合性能较佳.     

一种无机包覆钛酸钾晶须的新方法

利用乙酸乙酯作为均匀沉淀剂在钛酸钾晶须表面成功包覆了SiO2 无机层。利用SEM、FTIR、XRD、EDX等手段对钛酸钾晶须表面包覆层进行了表征和定量分析,并利用Zeta电位仪测试了包覆前后钛酸钾晶须的表面电荷情况。结果表明钛酸钾晶须表面形成了无机SiO2 层,并与晶须表面有一定的相互作用;包覆后晶须表面性质接近于SiO2,有助于钛酸钾晶须进一步表面偶联处理。     

钛酸钾晶须增强聚四氟乙烯复合材料性能的研究

为研究钛酸钾晶须(PTW)对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料性能的影响,本文详细地考察了PTW表面改性和含量对PTFE复合材料的力学、耐磨以及热性能影响.结果表明:改性后PTW表面能由69.2 mJ/m2降到50.7mJ/m2,分散性得到明显改善.PTW增强PTFE复合料的上述性能比纯PTFE的分别提高了19%、34%、3%、9%和10倍.SEM表明:PTW-PTFE的内部结构比GF-PTFE均匀致密.复合材料的力学性能最佳点出现在PTW含量为5～10wt%之间,具有纳米填料增强复合材料的特点.     

苎麻纤维和钛酸钾晶须混杂增强聚丙稀车用材料的研制

为了考察苎麻纤维和钛酸钾晶须混杂增强聚丙稀时的行为特征,采用正交实验设计、转矩流变仪共混和传递模压成型技术研制了苎麻和钛酸钾晶须混杂增强聚丙稀复合材料,并通过方差和极差分析方法对材料的强度和韧性指标进行了研究.结果表明:苎麻和钛酸钾晶须能有效提高聚丙稀的力学性能;在本试验范围内,要提高PP的综合力学性能,晶须含量要求适中,苎麻越多越好且宜选用硅烷偶联剂进行处理;用正交试验法可有效进行聚丙稀多元复合材料的研制工作.     

锂离子注入对V2O5薄膜红外振动特性影响

用反应蒸发法制备了多晶Ｖ２Ｏ５薄膜,采用两电极多锂离子电解质向Ｖ２Ｏ５薄膜注入锂离子,测试了离子注入前后薄膜的红外反射光谱,实验结果表明,锂离子注入对Ｖ２Ｏ５晶体红外振动影响较大。采用多晶Ｖ２Ｏ５振动模型分析了薄膜的红外振动吸收,并得到了锂离子注入产生的Ｖ２Ｏ５薄膜振动的变化是由于晶格扩展和钒离子自身杂质形成引起的。     

V2O5溶胶-凝胶涂膜法及涂膜性能分析

以V2O5溶胶凝胶为原料,采用旋涂法、浸涂法、喷涂法和刷涂法在各种衬底上涂制V2O5薄膜。对4种涂膜方法以及胶体性能对涂膜的影响进行了分析;给出了薄膜厚度与主要影响因素之间的关系。     

钛合金表面K2Ti6O13w涂层的制备及其生物活性

K2Ti6O13晶须不仅具有优越的力学性能和良好的生物学特性,而且具有与常规Ti合金相近的膨胀系数。本研究尝试选用K2Ti6O13晶须（K2Fi6O13w）作为生物活性涂层材料,利用BCC方法（混合-包埋-煅烧）在Ti合金基体上成功制备了K2Ti6O13w涂层,并对涂层的表面形态、结合强度和生物活性进行了研究。结果表明,涂层由K2Ti6O13晶须和少量的TiO2和K2Ti6O9组成,其表面粗糙多孔。由于膨胀系数的良好匹配,涂层与基体之间具有较高的结合强度,达24MPa。模拟体液培养后,涂层表面沉积了一层多孔的骨状羟基磷灰石,它由平均直径20nm,长200nm的羟基磷灰石纳米线组成,这表明钛酸钾涂层具有良好的生物活性。涂层较高的生物活性与其独特的生化特性和组分密切相关。     

TiO2-V2O5纳米复合薄膜的溶胶-凝胶制备及性能研究

采用溶胶-凝胶技术,以钛酸丁脂、V2O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2-V2O5复合薄膜.使用XRD、FTIR、AFM、UV-VIS-NIR分光光度计等方法研究了复合薄膜的特性.实验结果表明:复合薄膜具有纳米孔洞结构;随V2O5含量的增加,TiO2晶相由锐钛矿向金红石的转变率大大提高,从500℃时纯TiO2的0.42%增加到含30%V2O5时的80.5%;复合薄膜在紫外区域的吸收显著增强,吸收边缘发生了红移.     

K2Ta2O6光催化剂的水热法制备及其光催化性能

以Ta2O5和KOH为原料采用水热法系统地制备了钽酸钾光催化剂。通过XRD、SEM、UV-Vis漫反射等测试手段对样品进行表征,探讨了反应时间、温度、KOH浓度等实验条件对结晶性能和形貌的影响。实验结果表明,水热温度为180℃,反应时间为24h,KOH浓度0.5mol/L条件下合成了结晶完善、粒径200nm左右的焦绿石相K2Ta2O6,其形貌是正八面体形;这种结构能有效地提高K2Ta2O6对藏红T溶液的光催化降解效率。