水热法制备稀土元素掺杂二氧化锡及其对乙醇气敏性能

利用水热法制备了SnO2粉末及掺杂不同稀土离子的SnO2粉末. 通过XRD和气敏测试仪对其结构和性能进行了表征和测试. 结果表明,所制备的SnO2粉末呈四方金红石结构,稀土离子的掺入并没有改变SnO2的晶体结构,也无新晶相的出现. 掺杂镧的SnO2样品(SnO2:La)对乙醇有较高的气敏性. 分析了气敏机理. SnO2:La的灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加,随温度的升高呈现波动状,且当温度在250℃时,SnO2:La对1.00′10-4乙醇的灵敏度最大,可达到101.1. 在此条件下其响应时间和恢复时间约为5 s.     

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。     

基于化学掺杂SnO2的氢泄漏传感器的研制

主要研究了掺杂过渡金属(Mn、Co)的SnO_2纳米晶样品(半导体金属氧化物)的合成及其对氢气的敏感特性。该样品采用溶胶凝胶法制备,随后经过微波辐射进行合成处理。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征方法证实,样品晶粒平均尺寸随掺杂过渡金属浓度的增加而减小;通过实验研究样品在不同温度和浓度下对H2的信号响应,评估采用这种纳米材料作为敏感材料的氢气传感器性能。同时研究了上述传感器对潜在干扰气体一氧化碳(CO)的选择性。结果表明,Co在提高SnO_2纳米晶粒的传感性能方面比纯SnO_2和掺杂了锰的SnO_2更有效,这使得在250℃工作温度下,氢泄漏传感器具有优异的响应性、选择性和再现性。     

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。     

高度单分散的SnO2/含碳复合材料制备及电化学性质

当今电池已应用于各个领域,电池材料的制备是目前研究的热点,其中SnO_2以其优良的性能已经被广泛关注。以乙醇、SnCl_4·5H_2O和碘为反应原料,制备了多形貌的SnO_2/含碳复合材料。制备过程中,同时进行了2个反应,Sn~(4+)的醇解和碘对乙醇的碳化。乙醇不仅作为溶剂出现,同时还是合成含碳材料的前驱体,对SnO_2/含碳复合材料的制备尤为重要。c(NaCl)会影响SnO_2/含碳复合材料的形貌。通过研究得出SnO_2/含碳复合材料制备的最佳配比,而且经研究发现SnO_2/含碳复合材料具有优良的电化学性能。     

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。     

纳米SnO_2粉体的水热法制备及其气敏性研究

以SnCl_4·5H_2O为前驱体,氨水为沉淀剂,利用水热法制备了超细纳米SnO_2粉体。研究了溶液pH值和水热温度对SnO_2粉体粒径的影响。XRD结果表明SnO_2晶粒尺寸范围为3.8~8.8 nm。制备纳米SnO_2的最佳工艺条件为:水热温度180℃,溶液pH值为8,反应时间6 h。纳米粉体对乙醇的气敏性检测表明,制备的纳米SnO_2材料对微量、低浓度的乙醇气体有较好的灵敏度。     

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。     

α-氧化铁纳米花的合成、表征与气敏性能研究

以硝酸铁、草酸和尿素为原料,采用水热合成法制备了具有花状结构的α-氧化铁,通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,采用HW-30A气敏元件测试系统测试其对乙醇的气敏传感性能。结果显示:合成的纳米花状α-氧化铁具有较好的结晶质量,对乙醇气体有着较高的传感灵敏度。该材料在传感领域有着潜在的应用前景。     

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。     

Y2-xLaxMo3O12陶瓷的制备及其热膨胀性能

以分析纯Y2O3、La2O3和MoO3为原料,采用固相反应法制备Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪和热机械分析仪对样品的物相组成、微观结构、吸湿性和热膨胀特性进行了表征。结果表明:在750℃烧结10 h可制备得到Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷;Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)陶瓷断面晶粒呈不规则多边形,为多孔结构。热重分析发现:Y2Mo3O12陶瓷易吸湿,掺入La后吸湿现象消失。在178～600℃测试温度范围内,随La掺入量增加,Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷样品的热膨胀系数呈增大趋势。     

La掺杂TiO_2分子印迹光催化剂的制备及其性能

以乙酰氨基苯酚(APAP)为模板剂,钛酸四丁酯为前驱体、硝酸镧为掺杂剂,经溶胶-凝胶法制备了La掺杂分子印迹TiO_2。对La掺杂分子印迹TiO_2光催化剂样品性能进行了表征,以紫外及可见光(λ400 nm)催化降解APAP模拟废水,考察了La掺杂量、焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明:La掺入抑制了锐钛矿晶粒生长,比表面积增加,可见光吸收增强,光催化活性提高:且当n(La):n(Ti)=0.60%,500℃热处理2h,样品的光催化活性最佳,光催化降解10mg/LAPAP模拟废水,紫外光照射70min去除率为85.5%,总有机碳(TOC)去除率达62.5%:可见光照射40h去除率为90.8%。     

多级结构SnO_2及其碳复合物的制备与电化学性能

针对SnO_2作为锂离子电池负极材料循环性能和导电性差的问题,采用水热法制备了SnO_2/C复合物。研究了多级结构SnO_2的制备工艺并以此为基础制备了SnO_2/C复合物,通过XRD、SEM、TEM等分析方法表征了材料的结构、组成和形貌;采用循环伏安、恒流充放电等电化学方法表征SnO_2和SnO_2/C复合材料的电化学性能。实验结果表明,在200 mA·g~(-1)恒电流密度充放电时,SnO_2/C复合物电极充放电循环50次后比容量为346.1 mAh·g~(-1),远高于SnO_2电极;与此同时,无定形碳的引入使SnO_2/C复合物电极的倍率性能也显著提高。     

石墨烯负载纳米SnO2复合材料制备及其电化学性能

采用水热方法制备了纳米金属氧化物SnO_2/石墨烯(RGO)复合材料,同时用相同工艺制备了纯SnO_2与纯RGO作为对比。SnO_2/RGO复合材料中SnO_2均匀分布在RGO结构中,晶粒尺寸约为5 nm,与合成的单相SnO_2相比晶粒尺寸显著减小。电化学性能测试表明,RGO、SnO_2和SnO2/RGO的首次可逆容量分别为339.3、862.7和1 054.2 m A·h/g,50次循环后容量分别为198.5、306.2和977.8 m A·h/g。SnO_2/RGO复合材料的可逆容量和循环稳定性比纯RGO和SnO_2有显著增加。电化学性能的提高归因于RGO的加入显著减小SnO2尺寸,提高了材料导电性,同时有效阻止了SnO_2团聚。     

射频反应磁控溅射制备的SnO_2及SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能

以Sn和Sn+SnF_2为靶材,采用射频(RF)反应磁控溅射法在150℃不同O_2流量下制备了厚度约为300 nm的SnO_2和SnO_2:F薄膜。通过X射线衍射、Hall效应测试系统和紫外–可见分光光度计研究了两种薄膜的结构和透明导电性能。结果表明:随O_2流量增加,SnO_2薄膜由非晶变为多晶,择优取向从(101)面过渡到(211)面,薄膜电阻先减小后增大,平均透光率逐渐上升。随O_2流量增加,SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能的变化规律与SnO_2薄膜类似,SnO_2:F薄膜的择优取向依次为(002)、(101)和(211)面,由于F掺杂,SnO_2:F薄膜的载流子浓度和迁移率明显增加,电阻率降低,同时平均透过率有所提高。目前,在合适的O_2流量下,SnO_2:F薄膜可达到的最低电阻率为4.16×10~(–3) ?·cm,同时其平均透光率为86.5%。     

La掺杂对0.75PMN-0.25PT压电陶瓷结构及其性能的影响

采用铌铁矿预产物合成法制备La掺杂Pb(1-x)Lax(Mg1/3 Nb2/3)0.75Ti0.25O3(0.75PMN-0.25PT-xLa,x=0、0.01、0.015、0.02)铁电陶瓷,并研究了不同含量La掺杂对PMN—PT的微观结构及其性能的影响.结果表明,所有陶瓷样品均为纯钙钛矿结构,没有其他任何杂相,而且随La含量的增加,材料相结构逐渐由三方相向四方相转变.当La掺杂量为0.015时,0.75PMN-0.25 PT-xLa陶瓷出现三方和四方相共存现象,即出现了准同型相界(MPB),使得0.75PMN-0.25PT-xLa陶瓷的电学性能得到了较大的提高,压电常数d33～ 360 pC/N,介电常数εr～6000.La掺杂量达到0.02时,材料的相结构已全部转化为四方相,提高了晶体的对称性,为制备La掺杂0.75PMN-0.25PT电光透明陶瓷提供了依据.     

单质铜颗粒的制备及其光催化性能研究

采用化学还原法,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,以氯化铜(Cu Cl2·2H2O)为铜源制备单质铜颗粒。利用XRD和SEM对样品成分、形貌和结构进行了表征分析,并以甲基橙溶液的降解率来评估纳米铜颗粒的光催化性能。结果表明,在未通入保护气体的情况下,该法成功制得单质铜。所制备的单质铜粉末都具有光催化活性,且光催化能力随CTAB加入量的增加而提高。     

花状SnO_2纳米粉体的制备与气敏性能

由于纳米颗粒形貌对其气敏性具有重要的影响,本文采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,考察了溶液pH值、水热反应温度、时间以及表面活性剂对SnO_2粉体晶相结构及形貌的影响,通过XRD和SEM对其物相结构及微观形貌进行分析。结果表明:当溶液pH值为4,水热反应温度为220℃、时间为12 h时最佳,制备的金红石型SnO_2纳米颗粒呈现花状生长,由平均直径为40 nm,长度约为100nm的纳米棒组成,而添加表面活性剂则可以改变SnO_2纳米棒聚集生长的形貌。花状SnO_2颗粒制备的气敏元件在300℃下对70μL·L-1的乙醇气体的灵敏度为6.5,响应-恢复时间为2s和20s。     

SnO_2@C锂离子电池负极材料的制备及其性能研究

采用实心六面体Zn SnO_3为前驱体,以酚醛树脂为碳源,经酚醛树脂包覆Zn SnO_3纳米立方体,然后碳化并经Na_2EDTA处理后获得空心六面体SnO_2@C复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman等表征手段研究SnO_2@C样品的化学组成、结构与形貌,并通过电池测试系统对样品进行电化学性能测试。结果表明,该材料具有空心结构,表面均匀地包覆了一层碳,这种在材料表面包覆的碳不仅增加了复合材料的整体导电性,同时又作为保护物质缓解了Sn粒子在充放电过程中的团聚及体积膨胀。因此,以其制备的负极表现出优异的电化学性能。     

溶胶-凝胶法制备掺杂稀土元素二氧化钛及其气敏性能

采用溶胶凝胶法制备了TiO2粉末和掺杂不同稀土离子的TiO2粉末,并通过XRD对制备的样品结构进行了表征,结果表明,制备的TiO2粉末为锐钛矿结构;稀土离子的掺杂抑制了TiO2晶粒生长.其次通过气敏测试仪测试所制备的样品对甲醛、甲苯和丙酮的气敏性,结果表明,掺杂铈的TiO2(TiO2:Ce)对3种气体均具有较高的灵敏性和选择性,可能是由于Ce的掺杂增强了TiO2表面对氧的吸附能力所致.通过TEM分析TiO2:Ce粉末的形貌为粒径约5～12nm的颗粒.