柔性Ni网基底上电沉积制备ZnO纳米结构薄膜及其光电性能研究

以ZnCl_2与O_2为原料,通过电化学沉积在柔性金属Ni网基底上制备了ZnO纳米棒阵列,对初级结构表面进行铺膜处理,并于-1. 0 V下沉积3 600 s得到纳米"花状"分级结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对合成样品的形貌、物相、结构进行了表征,研究不同制备条件对ZnO纳米薄膜形貌及光电性能的影响。结果表明,初级结构ZnO纳米棒经铺膜退火处理后,表面可形成均匀的纳米粒子晶种层,为次级结构的生长提供活性位点。再次电沉积后,生成的"花状"分级结构相比于一维纳米棒具有更大的比表面积,能够有效提高N719染料的吸附量,其光电转换效率也相应由0. 52%增大至0. 80%。     

ZnFe2O4的制备及其酸溶特性研究*

本文对分析纯的ZnO和Fe₂O₃超声波分散25min后烘干,高能球磨预处理5h,采用恒温焙烧法制备非纳米ZnFe₂O₄,对铁酸锌产品进行粒度分析、XRD分析及SEM分析,研究焙烧温度对产品的粒度特征、结晶状况、微观形貌的影响。所制铁酸锌产品经机械活化后进行微波焙烧处理,并对其进行孔径和比表面积分析。利用插值法和响应曲面法对微波处理后产品的硫酸浸出实验数据进行分析,研究始酸浓度、浸出温度对铁酸锌酸溶特性的单因素影响及交互作用影响。     

CoAl-LDH/CoFe基普鲁士蓝衍生双金属磷化物异质结构的高效电催化OER性能

电催化水解是生产绿氢的有效途径,但是其阳极的氧气析出反应（OER）动力学缓慢,限制了其大规模应用。采用液相回流法制备了超薄的CoAl-LDH十二边形纳米片,其大的表面积成为良好的催化剂载体,且表面大量未饱和的Co²⁺可有效配位其他阴离子。结合共沉淀法和离子交换法,在CoAl-LDH纳米片表面组装大量超小的CoFe-PB纳米颗粒,以形成CoAl-LDH/CoFe-PB异质结构,再通过原位磷化策略获得CoAlP/CoFeP_x@NC异质结构。在磷化过程中,CoFe-PB纳米颗粒会转化为氮掺杂的碳包裹的CoFeP_x核壳纳米颗粒,以提供足够的活性位点,同时他们也牢固地负载在CoAl-LDH转化而成的CoAlP纳米片的表面,形成稳定的异质结构。由于CoAlP/CoFeP_x@NC异质结构具有丰富的组分、独特的多孔结构和稳定的片层结构,其可以获得优异的电催化OER活性。在碱性电解液（1 mol?L^-1的KOH）中,CoAlP/CoFeP_x@NC在电流密度为10 mA?cm^-2下的过电位为334 mV（vs. RHE）。该研究为低成本和稳定高效的多元金属磷化物基异质结构的电催化剂的设计与制备提供了思路。     

ZrO2/B2O3双包覆单晶高镍材料及锂电池性能研究

开发高能量密度、低成本、高安全性和可持续的材料体系,对于锂电池的高质量发展具有重要意义。高镍三元正极材料具有质量能量密度高、倍率性能好、钴含量较低的优点,是长续航动力锂电池的首选,但其存在压实密度低、表面残碱高、高温循环易产气的问题。本文通过采用在不同温度下进行梯次包覆的方法,制备出ZrO₂/B₂O₃双组分包覆的单晶高镍材料（ZrO₂/B₂O₃@SCHN）。同时,对ZrO₂/B₂O₃双包覆单晶高镍材料及其锂电池性能进行了研究。研究结果表明：ZrO₂/B₂O₃@SCHN材料单一颗粒形貌明显,具有良好的层状晶体结构;ZrO₂/B₂O₃@SCHN锂离子软包电芯在45 ℃循环1500次后容量保持率高达85%,此外ZrO₂/B₂O₃@SCHN电芯通过热箱测试（130 ℃,30 min）后未发生破裂、冒烟、着火和爆炸等现象,表现出优异的热安全性。该研究为进一步改善单晶高镍材料的性能提供可靠的实验探索,为高能量密度长循环锂离子电池的研发提供参考。     

纳米晶粒硬质合金磨削加工表面质量实验研究

以乙酸盐为原料,通过一步微波法烧结制备出了镍钴锰酸锂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料,研究了烧结温度、保温时间对材料结构形貌以及电化学性能的影响。结果表明,在900℃保温4h所制备的正极材料以0.2 C倍率,2.75-4.3 V电压平台下首次放电容量为156 mAh/g,经过30圈充放电循环后,容量为141.65 mAh/g,容量保持率为94.2%;在电流密度0.5 C和1 C条件下,经过30次循环后容量保持率分别为91.2%、89.02%。     

纳米WC的制备及Pt/WC材料电催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以偏钨酸铵为钨源,酚醛树脂(PF)为碳源制备碳化钨(WC)。使用XRD及SEM对样品进行表征,并在酸性介质中测试工作电极的电催化性能。结果表明：制备得到的纳米WC粉体颗粒径为50-90nm,颗粒形貌近似球形。WC可与Pt协同作用加强H₂的电催化氧化作用,10wt%Pt/WC在0.5mol/L H₂SO₄ 中的电流密度达12.21mA/cm₂。     

Si基ZnO纳米结构异质结光伏器件的光电性能研究

采用化学气相沉积的方法在p型Si衬底上生长了n型ZnO纳米棒,并在此基础上制备了Si基ZnO纳米结构异质结光伏电池。器件的平均反射率约为5%,电池具有良好的整流特性。同时发现取向较好的ZnO纳米结构的电池具有好的转换效率,最好样品的转换效率为2.6%,填充因子为45%。     

三维Co2Mn3Ox纳米薄膜的制备及电化学储能特性

泡沫镍的良好导电性及多孔的三维骨架结构有助于电子传输和电解液接触。以泡沫镍为模板,采用水热合成法制备三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,并对其作为超级电容器电极材料的电化学储能特性进行了实验研究。结果表明：在泡沫镍表面可控合成了超薄的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,该薄膜由超小的纳米颗粒组成,并具有一定的多孔结构;合成的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜作为超级电容器电极材料表现出了优异的储能特性,如在电流密度为5 A?g^-1下具有1092.5 F?g^-1的比电容,恒流充放电循环1000次后电容保留率高达89.1%。此外,以Co₂Mn₃O_x纳米薄膜为正极材料,活性碳为负极材料,组装的非对称超级电容器表现出高的能量密度、高的功率密度以及良好的循环稳定性。该研究丰富了自支撑、无粘结剂、高储能特性的赝电容超级电容器电极材料种类,为电化学储能薄膜材料的设计提供了思路。     

高能球磨机叶片尺寸变化对微纳米SiO2粉体的影响

采用EDEM离散元软件模拟了卧式高能球磨设备在制备纳米级SiO₂粉时,研磨仓体内钢球与物料的相互碰撞情况。通过采用实际实验,成功制备出了纳米级SiO₂粉。将模拟的结果与实际实验相互结合,我们得出了一套制备纳米SiO₂粉的成熟工艺。即在叶片长度为115mm、宽度为8mm、转动速度1000rpm-1100rpm、钢球直径3mm、球料比15:1的情况下,使用卧式高能搅拌磨机球磨60min即可得到纳米级的SiO₂粉。     

锂金属专刊 废旧动力锂离子电池中LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的回收与再利用

通过碱液浸出法对废旧动力锂离子电池中的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料进行处理,在NaOH浓度为0.5 mol/L、固液比为0.1 g/mL条件下,25 ℃超声15 min,浸出率可达100 %。将浸出物料通过共沉淀法,控制陈化时间分别为16、20和24 h制备新NCM523正极材料。当陈化时间为20 h时,SEM结果表明所制备出的材料形貌呈类球型,表面最为光滑。XRD精修数据显示其锂镍混排值最低,为3.21 %。将其组装成扣式电池后,在0.1 C下首次放电比容量为153.1 mAh/g,库伦效率为83.49 %。在2.0 C下循环50圈后,放电比容量为120.4 mAh/g,容量保持率为89.9 %。     

W掺杂ZnO纳米线型矿业安全用NO2气敏材料研究

以二氯化锌（ZnCl2·2H2O）、碳酸钠（Na2CO3）为前驱体,钨酸钠（Na2WO4·2H2O）为钨源,采用水热法制备不同W掺杂浓度的ZnO纳米线,并对其结构形貌和NO2气敏性能进行研究。利用X射线衍射（XRD ）和扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构性能进行表征,表明W掺杂浓度对ZnO纳米线的结构和形貌基本没有影响,所获产物为直径50~80 nm、长度2.0~5.2 μm的六方纤锌矿结构ZnO纳米线,其表面光滑,结晶度优良 ,分散性良好。针对NO2的气敏特性结果表明,W掺杂浓度为1%时,ZnO纳米线可获得对NO2气体的最大灵敏度,其最佳工作温度为200 ℃,且具有优良的选择性、可逆性和重现性。通过电子耗尽层理论和反应活性位点 对气敏机理进行了分析和探讨。     

一维纳米氧化锌制备方法及生长机理浅析

氧化锌(ZnO)是一种优良半导体材料,一维纳米结构ZnO因其极大地应用前景,更是引起了研究者的高度关注与深入研究。归纳、分析一维纳米ZnO的气相、液相、固相三类制备方法及其生长机理,深刻剖析气相制备方法的三种生长机制及其研究概况,为实现一维纳米ZnO的可控制备提供研究基础,对一维纳米ZnO制备方法的研究具有一定的理论指导意义。     

氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基钠黄药

为探索高效降解选矿废水中残留的常用浮选药剂异丁基钠黄药,以锌片为基底,采用水热法制备了一种可循环利用的新型光催化降解材料——氧化锌纳米线阵列,通过XRD、SEM、TEM、PL和DRS等手段对所制备样品进行了晶相、形貌及光学性能表征,并研究了异丁基钠黄药初始浓度、模拟废水pH和光催化降解时间等对材料光催化活性的影响。结果表明:当异丁基钠黄药初始浓度为60 mg/L、模拟废水pH=7、氧化锌纳米线阵列(锌片规格为2cm×2 cm×0.8 mm)催化降解时间为60 min时,异丁基钠黄药的降解率为91.46%;氧化锌纳米线阵列循环利用10次仍保持良好的光催化活性。动力学研究表明,氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基黄药的行为符合一级反应动力学模型。     

爆炸喷涂纳米WC-12Co涂层的性能

采用爆炸喷涂工艺分别翩备纳米结构和常规结构WC-12Co涂层，研究了2种涂层的显微硬度、结合强度和摩擦磨损性能，并用扫描电镜（SEM）分析喷涂材料和涂层的形貌。结果表明，经爆炸喷涂，喷涂粉末中的WC颗粒的纳米晶特征能够保留到涂层中，得到纳米晶涂层。采用爆炸喷涂制备的纳米结构WC-12Co涂层较常规WC-12Co涂层组织致密，孔隙率低，其结合强度约为常规WC-12Co涂层的1．4倍，显微硬度约为常规涂层的1．3倍，摩擦磨损量约为常规涂层的1／2。     

复合材料BiVO4/ZnO光催化降解废水中的丁基黄药

针对选矿废水中残留的有毒有害丁基黄药,通过水热法制备出一种高效复合型光催化材料BiVO₄/ZnO。采用XRD、SEM和UV-Vis等对样品的结构、形貌和光学性质等进行了表征。在模拟太阳光照射下,考察了降解时间、BiVO₄与ZnO不同质量百分比的BiVO₄/ZnO和不同丁基黄药初始浓度等因素对光催化降解效果的影响。结果表明：①BiVO₄与ZnO按质量比25%复合的光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药模拟废水具有强降解效果;丁基黄药初始浓度越低、降解时间越长,丁基黄药的降解率越高;pH=7、初始浓度为50 mg/L的丁基黄药模拟废水50 mL,在复合光催化材料BiVO₄/ZnO用量为50 mg时的降解率为96.00%。②复合光催化材料BiVO₄/ZnO可循环用于丁基黄药的降解,丁基黄药的降解率几乎不受循环利用次数的影响。③复合光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药的降解行为符合一级反应动力学模型。     

高寒地区高浓度尾矿库分级上游池填法筑坝试验

针对高寒地区高浓度尾矿库上游法筑坝过程中遇到的水力筑坝时间短、全尾脱水固结时间长且滩面软弱承载力低的状况，以分级上游法和池填法为基础，提出了分级上游池填法筑坝工艺，并依托某尾矿库开展了现场筑坝试验研究，对旋流分级筑坝系统的设计方案与调试方法进行了系统阐述，同时也详细介绍了现场筑坝试验流程及分级上游池填法的应用效果。现场试验结果表明，对于浓度60%以上且+200目颗粒为20%~30%的原尾矿，经旋流分级筑坝系统分选后，底流尾矿在满足+200目颗粒不低于65%的条件下产率可达30%以上；充填围埝池的底流尾矿能够在较短的时间内脱水固结并形成强度，底流沉砂滩面后期沉降速率稳定。分级上游池填法能够满足高寒地区高浓度尾矿库快速安全筑坝的需求。     

纳米氧化锌的制备及表征

以镀锌厂含铁锌渣和碳酸钠为原料，先后加入离子型和非离子型表面活性剂，在超声波搅拌的作用下，用化学沉淀法制得淡黄色纳米氧化锌粉体．用XRD，TEM，SHET等方法分别对产品的粒径、颗粒形状及晶形结构等进行检测．结果表明，所得产品为六角相氧化锌，平均粒径约25nm，外观近似球形，分散性较好．     

钛对激光熔覆Ni_3Si金属间化合物涂层的影响

利用激光熔覆技术合成Ni3Si涂层修复改善高温合金的使用性能,添加合金化元素改善Ni3Si的脆性问题。以镍、硅、钛元素粉末为原料,利用10 k W CO2连续激光器在GH864表面激光熔覆制备Ni-Si金属硅化物复合材料涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计表征熔覆试样的微观组织、相组成和显微硬度。结果表明,熔覆层组织主要由镍固溶体、Ni3Si和Ni3 1Si12组成,随着钛含量的增加涂层组织为镍固溶体和Ni3(Si,Ti)。熔覆层的平均硬度随钛含量的增加而减小,主要是因为钛的添加减小了涂层组织中硬质相的含量。随着钛含量从0增加到9%,涂层合金晶格常数从0.351 00 nm增加到0.353 18 nm。     

石墨烯基复合催化剂的光催化杀菌效应

以醋酸锌、尿素、天然沸石和石墨烯为原料,采用水热-煅烧法分别制备了氧化锌/红辉沸石(ZnO/stellerite)和氧化锌/石墨烯(ZnO/graphene)两种复合光催化剂。运用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)N。吸附仪(BET)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis DRS)对催化剂的组成、形貌、比表面积、孔径分布和光吸收性能进行了分析。结果表明:制备的复合光催化剂ZnO/ stellerite和ZnO/graphene均具有良好的六方纤锌形貌;ZnO粒径分别为22.42 nm和15.72 nm;S;r分别为16.54 m'/g和35.55 m'/g;graphene与ZnO之间构筑的三维结构,使光响应扩展到可见光区域,抑制了自由电子的复合,促进了界面电荷迁移。日光灯照射下灭活金黄色葡萄球菌(S.aureus）的试验结果表明,复合催化剂ZnO/graphene的最优杀菌浓度为100 mg/L,其杀菌效率与ZnO/stellerite相比明显提高,杀菌速率常数k为ZnO/stellerite的1.31倍,达到1.17 h'。     

Ti/ZnO/C复合材料的制备及其在处理四环素类废水中的应用

以MOF-5为模板,采用浸渍法和焙烧法制备了一种Ti/ZnO/C复合材料,并应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、N₂吸附-脱附技术等多种方法对Ti/ZnO/C的结构、形貌、成分、光谱性质等进行了分析。结果表明,Ti/ZnO/C是一种介孔材料,BET比表面积为123 m²/g,孔径为2.56 nm。C的复合使ZnO的禁带宽度从3.25 eV降至2.88 eV,极大地增加了ZnO的光响应范围。Ti⁴⁺的复合可抑制ZnO晶粒长大,增加ZnO的表面羟基数量。研究了Ti/ZnO/C对四环素(TC)、土霉素(OTC)和强力霉素(DC)的降解性能,并与ZnO和ZnO/C进行了比较。结果显示,Ti/ZnO/C是一种良好的光催化材料,TC、DC和OTC的降解率分别为99.2%、95.1%和84.7%。