低温熔盐法制备α-Fe_2O_3@SnO_2核壳结构纳米颗粒（英文）

采用一种经济有效的非碳纳米包覆技术制备超细SnO_2颗粒包覆α-Fe_2O_3核壳形式的纳米结构材料。这种技术仅涉及两步低温(300℃)熔盐反应。相对于纯的α-Fe_2O_3纳米颗粒,所制备的α-Fe_2O_3@SnO_2纳米核壳颗粒显示出更好的电化学性能。金属氧化物纳米包覆的方法比较容易实施,其热处理温度远低于传统的固相烧结反应和其他碳或金属氧化物纳米包覆方法的热处理温度。这种新的熔盐反应包覆技术也可用于制备其他氧化物纳米包覆结构,并可将这些纳米复合结构材料用于锂离子电池电极材料。     

ZnO、ZnO/ZnS和ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3纳米复合材料的光致发光行为及可见光催化活性（英文）

为了获得用于染料甲基橙(MEO)降解的高效、经济、易得的光催化剂,采用简单的化学合成法在水溶液介质中制备ZnO、ZnO/ZnS和ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和BET技术测定合成材料的物相、结晶度、表面结构和表面行为。X射线衍射结果表明,ZnO、ZnO/ZnS和ZnO/ZnS/α-Fe2O3纳米材料结晶良好。根据XRD谱中各峰的强度,确定纳米复合材料的组成。BET分析表明,所制备的材料具有介孔行为、Ⅳ型(吸附脱附)曲线和H4型迟滞现象。3种材料中,ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3复合材料的比表面积最大。利用紫外-可见光谱分析,测定材料的带隙能,光致发光光谱(PL)则用来确定材料的发射行为和表面缺陷。在PL光谱中,ZnO/ZnS的紫外峰强度比ZnO的低,且ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3的紫外峰强度更低。与ZnO相比,ZnO/ZnS的可见发射光谱强度增大,且ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3的可见发射光谱强度比ZnO/ZnS的更大。所合成的材料被用作染料甲基橙降解的光催化剂。光降解数据表明,3种染料甲基橙降解的光催化剂中ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3是最佳的。紫外光发射峰强度的降低和可见光发射强度的增大导致电子和空穴复合减少,因而使得ZnO/ZnS/α-Fe_2O_3具有最高的光催化活性。     

静电自组装制备Fe2O3-PANI复合粒子的结构与性能

以十六烷基三甲基溴化铵对α-Fe_2O_3纳米颗粒进行表面修饰,控制体系pH值,将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的纳米聚苯胺(PANI)静电自组装在α-Fe_2O_3粒子表面,形成结构均匀的Fe_2O_3-PANI复合粒子.系统研究了体系的pH值、反应温度、反应时间等因素对复合粒子结构的影响,确定了形成结构均匀复合粒子的最佳工艺条件.应用TEM,XRD,FTIR和电化学工作站对复合粒子进行了结构和性能表征.循环伏安曲线和FTIR光谱分析结果表明,与PANI相比,Fe_2O_3-PANI复合粒子保持了PANI良好的电化学活性,红外吸收能力增强.     

TiO2纳米管阵列的制备与改性研究进展

TiO_2纳米管阵列具有比表面积大、吸附能力强和电子迁移率高等优点,在光催化降解有机污染物、染料敏化太阳能电池、光解水制氢、气敏元器件等领域具有广阔的应用前景,是当前人们的研究热点之一。对TiO_2纳米管阵列的常见制备方法及其制备原理进行了综述,并分析了各种制备方法的优缺点。同时,TiO_2由于是宽禁带半导体,其光吸收波长主要集中在紫外光区,光响应范围窄导致其对可见光的利用率较低。降低TiO_2的禁带宽度、抑制光生载流子-空穴的复合,成为提高TiO_2纳米管阵列的光催化效率及太阳能利用率的改性研究重点。着重阐述了国内外通过掺杂金属和非金属离子、沉积贵金属、复合半导体等方法来引入杂质或缺陷,使其光生载流子-空穴的复合减缓,或使其吸收光谱红移,从而达到提高光催化效果的相关研究进展,并指出了今后TiO_2纳米管阵列在制备、改性和应用等方面的研究重点和方向。     

基于可见光磁性纳米γ-Fe_2O_3/TiO_2纳米管复合光催化剂（英文）

研究了基于可见光的磁性复合光催化剂纳米γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))异质结阵列的制备方法,还研究了磁性复合光催化剂的表面形貌、微观结构、磁性能及其对亚甲基蓝的催化降解活性作用。结果表明,磁性复合光催化剂中的TiO_2纳米管阵列呈高度有序,其直径约55 nm、壁厚约10 nm,沉积在上面的γ-Fe_2O_3颗粒粒径约15 nm。复合光催化剂MHP呈超顺磁性,其超顺磁性来源于γ-Fe_2O_3的小尺寸效应。在可见光的照射下γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))的光催化性能明显大于Fe_3O_4/TiO_(2(NT))或纯TiO_(2(NT))。γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间的相互作用有利于电荷分离,并将TiO_(2(NT))红移至可见光区。此外,γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间所形成的异质结结构有利于阻止光电子和空穴之间的复合。     

钠离子电池用多孔α-Fe_2O_3纳米球负极材料的制备与电化学性能

随着大规模储能领域的发展,钠离子电池逐渐得到了更多的关注,其中氧化铁负极材料具有成本低、无毒性和高理论容量的优点。采用水热法和牺牲模板法制备了多孔α-Fe_2O_3纳米球。结果表明,这种材料作为钠离子电池负极,展示出良好的电化学性能,在循环过程中,其独特的结构可以适应大体积变化并促进电子和电解液的交换。在50 m A/g的电流密度下,首次放电比容量达到520 m Ah/g。由于合成技术简单,性能优异,多孔α-Fe_2O_3纳米球在钠离子电池负极材料方面有巨大的应用潜力。     

掺杂对纳米氧化铁晶化相的影响

用X射线衍射、透射电镜和穆斯堡尔谱对由掺杂了不同比例Sb的溶胶—凝胶系统制备得的α-Fe_2O_3纳米晶的晶粒度和精细结构进行了研究。结果显示,未掺杂时由Fe(OH)_3非品相干凝胶晶化而得的α-Fe_2O_3相晶粒较大;掺Sb后,干凝胶晶化时一部分Sb参与形成FeSbO_4 晶相,另外的Sb原子进入α-Fe_2O_3晶相中,形成间隙式固溶体。系统中掺杂量增多,固溶于α-Fe_2O_3晶相中的Sb浓度相应也增大,它们很可能在晶粒的表面相对富集,形成扩散势垒,起抑制晶粒长大的作用。在高温下热处理时,固溶体中的杂质原子脱溶析出,晶粒快速长大。     

氧空位与异质结协同增强的TiO2/WO3复合光催化剂

二氧化钛(TiO₂)因其出色的光催化活性,在光催化领域得到了广泛的研究。然而,二氧化钛的高光生载流子重组率和宽带隙限制了其应用。在这项工作中,通过在TiO₂中引入钨元素(W),合成了具有氧空位缺陷的TiO₂/WO₃异质结纳米复合光催化剂。氧空位的引入降低了带隙并扩大了光吸收范围,而异质结增加了光生载流子并促进了它们的分离。实验表明,TiO₂/WO₃纳米复合光催化剂具有更强的光催化活性,100 mg样品在2 h内最高可产生氢气63.7μmol。另外,TiO₂/WO₃纳米复合材料在模拟太阳光下也表现出了极佳的稳定性,这一探索为TiO₂基复合光催化剂的设计和制备提供了新的思路。     

DD98M纳米晶AlSi渗层制备及抗高温腐蚀性能研究

采用磁控溅射技术在DD98M合金表面制备了同成份的纳米晶,采用多弧离子镀技术在DD98M纳米晶涂层表面沉积了AlSi涂层,对上述制备态纳米晶+AlSi复合涂层进行了真空扩散处理,得到了外层为β-NiAl层、内层为γ'-Ni_3Al层的双层结构复合涂层。研究了合金、DD98M纳米晶涂层及复合涂层在1050℃恒温氧化及900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4混合熔盐体系中的热腐蚀行为。结果表明:1050℃恒温氧化时,DD98M合金表面生成NiO,α-Al_2O_3,Ta_(0.8)O_2,CrTaO_4及NiAl_2O_4等组成的混合氧化物膜,氧化膜开裂剥落严重。纳米晶涂层表面生成α-Al_2O_3和少量NiAl_2O_4组成的混合氧化物膜,复合涂层表面形成了均匀致密的单一α-Al_2O_3膜。纳米晶涂层和复合涂层大幅提高了合金的抗恒温氧化性能。在900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔盐中,DD98M合金20 h后即发生了灾难性腐蚀,沉积态纳米晶及其预氧化涂层提高了合金的抗热腐蚀性能,复合涂层大幅提高了合金的抗热腐蚀性能。     

TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化产氢活性研究

采用阳极氧化法在乙二醇电解液中制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,分别通过SEM、EDX表征其形貌及元素组成,并探讨了TiO2纳米管的生长过程。结果表明,TiO2纳米管的形成过程是一个由纳米多孔膜结构向独立有序的纳米管阵列转变的过程。同时以TiO2纳米管为光阳极,采用双室光电化学池制氢体系,利用光照TiO2产生的光电压与双室电解液pH差产生的化学偏压的协同效应可达到水的分解电压,充分实现高效率、低能耗制氢的目标。无外加电压及牺牲剂条件下,TiO2纳米管的光电流密度为6.51 m A/cm2,光照1 h产氢量高达108.9μmol/cm2。     

核级不锈钢和铁素体-马氏体耐热钢在400℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为

利用腐蚀增重法,XRD,Raman光谱和SEM研究了核级304不锈钢和铁素体-马氏体耐热钢P92在400℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为.结果表明,2种材料都以均匀腐蚀为主,增重曲线遵循幂指数规律.304不锈钢的腐蚀增重比P92钢低近一个数量级,其氧化膜很薄,局部存在少量的疖状腐蚀.氧化膜主要由Cr_2O_3,α-Fe_2O_3,Fe_3O_4和尖晶石结构氧化物组成.P92钢的氧化膜主要由α-Fe_2O_3,Fe_3O_4和尖晶石结构氧化物组成,表层主要含α-Fe_2O_3.延长腐蚀时间.P92钢表面氧化膜在超临界水中溶解,导致氧化膜形貌由致密的多面体颗粒演化为相互连通的多孔网络结构.     

高频硫氮共渗层的剥层X射线衍射分析

本文利用X射线衍射仪对高频硫氮共渗层的相结构进行了分析,发现渗层表层部位主要由FeS、Fe_3O_4及ζ-Fe_2N等相组成,中间白亮层为ζFe_2N ε-Fe_3N,扩散层由α-Fe ε-Fe_(2-3)N等组成。     

核/壳结构的铁氧体/PZT原位合成与磁性能分析

通过水热和热处理相结合的方法制备了具有核/壳结构的γ-Fe_2O_3/PZT和Pb Fe_(12)O_(19)/PZT磁电复合颗粒。选用Fe_3O_4纳米粒子作为磁性相核心,钙钛矿壳层的A位铅离子和B位锆、钛离子通过原位的水热反应形成致密包覆的非晶PZT层。经过650°C的热处理,PZT层开始结晶,同时Fe_3O_4核心转变成了γ-Fe_2O_3。经过750°C的热处理,壳层中的Pb向核心扩散形成了Pb Fe12O19相。两相具有良好的界面和有序取向生长特征。γ-Fe2O3-PZT和Pb Fe12O19-PZT的饱和磁化强度分别为18.47和17.79 A·m2/kg,其矫顽力分别为69.3×79.6和2552.7×79.6 A/m。     

铂氧化铁电极在硼酸-四硼酸钠溶液中的阴极过程

用动电位法研究了铂氧化铁(Fe_3O_4,α-Fe_2O_3,γ-Fe_2O_3)电极在不同pH的H_3BO_3-Na_2B_4O_7水溶液中的阴极过程。对脱氧溶液中,较低过电位区域出现异常的Tafel常数,作者从电极过程动力学分析确认这-反应是氧化铁的固相还原反应。讨论了溶液pH对氧化铁还原反应速率的影响和氧化铁铁锈在腐蚀过程中的作用。     

Al2O3/Ni纳米复合电刷镀技术应用于失效凸轮轴再制造的实验研究

目的将Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术应用到失效凸轮轴修复,使失效凸轮轴得以再制造利用。方法在快速镍镀液中加入Al_2O_3纳米颗粒和分散剂柠檬酸三铵、十六烷基三甲基溴化铵形成复合镀液,将复合镀液放在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌,使复合镀液温度达到50℃且纳米Al_2O_3悬浮稳定。利用电刷镀技术将复合镀液镀于与凸轮轴材质相同的45#钢板表面,通过硬度测试,分别评价纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压对复合镀层硬度的影响。结果复合镀层的硬度大于45#钢,且硬度随刷镀电压、纳米Al_2O_3质量浓度的增加而增加。当刷镀电压大于10 V后,硬度随纳米Al_2O_3质量浓度的增加而减小。复合镀层表面裂纹随纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压的增加而增多,纳米Al_2O_3的质量浓度越低,电压变化对复合镀层表面硬度的影响越大。相对纳米Al_2O_3质量浓度,电压对复合镀层表面硬度的影响更大。结论用Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术修复失效凸轮轴可提高凸轮轴表面硬度,使其得以再制造利用。为提高凸轮轴表面质量,避免出现表面疏松、焦糊等缺陷影响表面硬度,应开发自动化纳米复合电刷镀设备及采用不同镀层交替叠加方式刷镀。     

TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂的制备及光催化性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料,采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe_3O_4载体,进而采用水热法制备出TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对产物进行表征,并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明,Ti O_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能,且催化活性均高于纯Ti O_2。石墨烯由于担当了载体和电子受体,增强了Ti O_2在可见光区域的吸收,能有效提高对目标污染物的光催化降解活性,同时通过添加磁性Fe_3O_4,进一步提高了其回收再利用性。     

氧化铝基复合金属陶瓷模具材料的力学性能研究

以微米Al_2O_3为主要原料,以纳米ZrO_2和TiC作为添加剂,以微米Y_2O_3粉作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了氧化铝基复合金属陶瓷模具材料。分析了样品的抗折强度、硬度以及断裂韧性等性能,采用现代材料测试手段对最佳烧结样品的显微结构进行了分析。结果表明,最佳烧结温度为1660℃;当微米Al_2O_3添加量为74wt%,纳米ZrO_2为18wt%、纳米TiC为6wt%以及微米Y_2O_3粉添加量为2wt%时,所制备的氧化铝基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,抗折强度912.78 MPa,硬度19.856 GPa,断裂韧性5.84 MPa·m1/2。     

纳米TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2涂层耐磨性的影响

采用大气等离子喷涂设备在H13热作模具钢表面制备了不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷复合涂层,并应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了陶瓷复合涂层的微观形貌、物相组成、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷涂层均为层片结构,存在一定的孔隙和裂纹,纳米TiO_2添加可以改善涂层表面质量。XRD图谱显示陶瓷涂层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和Rutile-TiO_2相组成,Al_2O_3再结晶过程中部分α-Al_2O_3转变为γ-Al_2O_3,且再结晶过程发生晶粒细化。涂层显微硬度平均值为1153 HV0.2。纳米TiO_2添加可以降低涂层摩擦因数,但其含量对涂层耐磨性影响不明显。     

Ag/BiVO_4复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝法制备了不同Ag负载含量的Ag/Bi VO_4纳米纤维复合材料,并对其相结构,形貌,可见光催化性能进行了表征。结果表明,Ag的引入能够很大程度提高复合材料的光催化效率,10%Ag负载的Ag/Bi VO_4复合纳米纤维能够在可见光辐照20 min内将罗丹明B完全降解。这种异质结够有利于光生电子空穴对的分离,提高光生载流子寿命,是Ag/Bi VO_4复合纳米纤维光催化性能显著提高的原因。     

太阳能光电催化分解水制氢研究新进展

6月9日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室李灿院士领导的太阳能研究团队在“太阳能光电催化分解水制氢”研究方面取得新进展。在以Ta3N5为基础的半导体光阳极研究中,发现“空穴储存层”电容效应,藉此设计并获得了高效稳定的太阳能光电化学分解水体系,