纳米Ni及碳纳米管对AP热分解的催化性能

分别用溶液还原法和化学沉淀法制备出了纳米NiNi／CNTs复合催化剂粒子,并用TEM,SEM,XRD,FT—IR对其进行了表征;运用差热分析（DTA）研究了纳米Ni及Ni／CNTs复合催化剂粒子对AP热分解性能的影响。结果表明。纳米Ni使AP热分解的高温分解峰温降低104．47C,纳米Ni／CNTs复合催化剂粒子可使AP热分解的高温分解峰温降低137．05℃,证明碳纳米管在纳米Ni对AP热分解的催化过程中起到了很好的助催化作用。     

纳米ZnO立方体催化AP热分解及其在HTPE推进剂中的应用

为改善高氯酸铵(AP)的性能,从而改善复合固体推进剂的燃烧性能,采用AP辅助的金属有机骨架结构(MOF)热分解法合成纳米ZnO立方体催化剂(n-ZnO/cube);采用XRD、FESEM、TEM等对其形貌进行了表征,分析了其比表面积和孔径分布;采用TG-DTA分析了其对AP热分解的影响;将其加入到HTPE推进剂中,测试了其对推进剂工艺性能、安全性能、力学性能及燃烧性能的影响。结果表明,n-ZnO/cube催化剂具有大的比表面积(70.5m2/g)和大量的孔道结构,将AP热分解的高温分解峰从413℃降至279℃,放热量从584J/g增至1520J/g,分解活化能从151.1kJ/mol降至65.3kJ/mol;将质量分数2%的n-ZnO/cube加入到HTPE推进剂中,推进剂的燃速(20℃,6.86MPa)从12.01mm/s提高到16.16mm/s,工艺性能、安全性能、力学性能、燃速压强指数(0.42,20℃,3~16MPa)、燃速温度敏感系数(2.02×10^-3℃^-1,-55~70℃,6.86MPa)均未受到明显影响,表明纳米ZnO立方体结构对AP热分解表现出良好的催化性能,是HTPE推进剂的一种具有潜力的燃烧调节剂。     

Au负载的Co掺杂ZnO分级微球制备及其丙酮气敏性能研究

采用一步水热法制备了Au负载的Co掺杂ZnO分级微球,对其形貌和结构进行了表征分析,研究了Au负载和Co掺杂对ZnO分级微球气敏性能的影响。结果表明,对于100×10^-6丙酮,Au负载的Co掺杂ZnO分级微球比单纯的ZnO分级微球具有更低的最佳工作温度(160℃)和更高的响应度(232),且具有较快的响应恢复速度以及较好的气体选择性。进一步对Au负载和Co掺杂的气敏增强机理进行了讨论。     

ZnO一维纳米结构修饰的微反应器的构建及其催化性能研究

采用湿化学的方法将ZnO一维纳米结构定向生长于石英毛细管微通道反应器内壁,并通过将Pd溶胶直接包覆于ZnO一维纳米结构表面的方法,制备得到Pd/ZnO一维纳米结构修饰的微反应器.采用FE-SEM、XRD、EDX、TEM等测试方法对Pd/ZnO一维纳米结构的形貌结构进行表征,结果表明Pd/ZnO一维纳米结构形貌规整均一,厚度约2～3μm,Pd均匀的包覆在ZnO纳米棒表面;Pd为立方相单质.利用该微反应器进行催化Heck偶联反应,在反应时间为40min时其产率达到100％,而在烧瓶内进行却至少需要120 min,因此,该反应器具有快速高效的催化效果.     

NiCu复合金属粉的制备及其催化性能

采用化学还原法制备得到了纳米级NiCu复合金属粉,对其结构进行了表征. 用热分析法研究了纳米NiCu复合金属粉对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能. 结果表明,组成为Ni60Cu40的纳米NiCu复合金属粉可使AP的高温和低温热分解温度分别降低140.4和26.8℃,使总表观分解热增至1.29 kJ/g,表现出对AP的高温和低温热分解的显著催化作用. 纳米NiCu复合金属粉的组成对其催化性能有一定影响,以Ni60Cu40的催化效果最强. 纳米NiCu复合金属粉的含量增加,其催化作用增强. 纳米NiCu复合金属粉催化AP热分解的作用机理为：(1) 氧化物在AP热分解起始阶段电子转移过程中的桥梁催化作用;(2) 纳米NiCu复合金属粉与AP分解产物发生反应;(3) 纳米NiCu复合金属粉的表面效应等.     

纳米ZnO复合涂料的制备及性能研究

选用苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、油酸、纳米ZnO等原料，对纳米粒子表面进行改性，制得核壳结构的纳米ZnO复合乳液。研究了功能单体、分散剂种类、纳米ZnO添加工艺等因素对乳液及涂膜性能的影响。结果表明：分散剂种类、用量及分散方法是影响纳米ZnO分散体系稳定性的主要因素；纳米ZnO在介质pH值为9～10时分散效果最佳；将1／2经表面处理的纳米ZnO在乳液反应前加入进行共聚，其余1／2在反应后共混，所得复合乳液及涂膜的综合性能最佳。     

纳米Cu-Cr复合金属氧化物的机械研磨制备及对AP的催化性能

为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2, 1∶1, 1∶0.5, 1∶0.25的CuO/Cr_2O_3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr_2O_3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的微结构、表面元素和形态;通过热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)技术研究了纳米Cu-Cr复合金属氧化物对AP热分解的催化作用,讨论了纳米CuO/Cr_2O_3含量对AP热分解的影响。结果表明,与其他纳米Cu-Cr复合金属氧化物、单一纳米CuO和纳米Cr_2O_3相比,质量分数2%的CuO/Cr_2O_3(摩尔比1∶0.25)复合金属氧化物对AP热分解具有最佳催化效果,可使AP的分解温度从441.3℃下降到351.1℃,吉布斯自由能从199.8kJ/mol降至172.1kJ/mol,同时表观分解热从941J/g升至1778J/g,这可能是由于在高能研磨力场下,纳米CuO和纳米Cr_2O_3发生晶格变化促进其对AP热分解的协同催化作用。     

ZnO/ZnS异质结构纳米棒的制备及性能研究

本文利用低温二步水热法在ITO玻璃衬底上制备了ZnO/ZnS异质结构纳米棒,研究和比较了Zn O纳米棒和ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌,结构和光学等特性。结果表明:未掺杂的ZnO纳米棒具有明显的六角结构表面,良好的晶体结构和c轴生长取向;ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌和光学性质都发生了变化,纳米棒直径变化范围大,六角结构表面六边形不规则,且引入了较多的深能级缺陷。     

纳米钛酸锌的制备及其对AP热分解性能的影响

以四氯化钛、六水硝酸锌为原料,碳酸铵为沉淀剂,制备了纳米ZnTiO3的粉体,用X射线衍射、红外光谱和透射电镜等对产物进行表征,用差热分析考察了纳米ZnTiO3对高AP热分解的催化作用.结果表明,在550℃可制得结晶良好的立方相纳米ZnTiO3,呈球形或近似球形,粒径约100 nm.在AP中加入质量分数5%的纳米ZnTiO3,AP的低温和高温热分解峰分别提前约18.3℃和25.1℃;提高纳米ZnTiO3的含量可以增强对AP高温热分解反应的催化作用,阻碍AP的低温热分解.     

植物茎诱导原位构筑ZnO分级多孔陶瓷

以三叶草茎为诱导模板,经表面修饰、水热反应和煅烧等工艺原位构筑了ZnO分级多孔陶瓷,表征了煅烧前后多孔ZnO的相组成,研究了表面修饰剂的pH值、水热反应温度以及植物茎/Zn(NO3)2质量比对多孔ZnO微观形貌的影响,并对其分级多孔结构进行观察.结果表明:当表面修饰剂的pH=1、水热反应温度为80℃、植物茎/Zn(NO3)2质量比为1∶1时,所得多孔ZnO具有分级多孔结构,其中微米级孔径约为8μm,纳米-亚微米级孔径＜1μm,比表面积为43.56 m2/g,实现了ZnO对三叶草茎微-纳米分级多孔结构的精密复制.     

共掺杂ZnO纳米材料的制备及光学性能研究

利用共沉淀法制备了Y和Cd共掺杂的ZnO纳米材料。X-射线衍射分析表明,样品为单一相的ZnO纤锌矿结构,随着掺杂量的增加,样品的晶粒尺寸减小。光学性能测试结果表明,样品具有较强的紫外发射峰和较弱的可见光发射峰,紫外发射峰强度随着掺杂量的增加而减弱并发生红移。     

催化新材料的制备方法与性质

催化新材料主要包括纳米材料、无机有机复合材料、离子液体、金属氮化物、碳化物等,是当前研究的热点。综述了这几种材料的性质、制备技术、研究进展等。     

ZnO/AgBr复合纳米棒的制备及其光催化性能研究

以ZnNO3·6H2O、AgNO3、十六烷基三甲基溴化铵和氨水为原料,通过水热法制备了ZnO/AgBr复合纳米棒.利用SEM、XRD分别对产品的形貌和结构进行表征.以ZnO/AgBr复合纳米棒为光催化剂,通过降解有机污染物甲基橙进行了光催化活性测试,结果表明,在可见光照射150 min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

TiO2/CNTs复合粒子的制备及其对风化煤氧解催化性能的研究

以自制碳纳米管(CNTs)为载体,采用液相化学沉积法制备了纳米级均匀负载的TiO2/CNTs复合粒子。采用TEM、XRD和FR-IR等手段对所得产物的形貌和晶相结构进行表征,并将所得样品作为风化煤硝酸氧解制备腐植酸的催化剂,结果表明:TiO2/CNTs复合粒子的催化性能明显优于单纯的CNTs和TiO2的催化性能,能显著提高腐植酸的产率,而且,所得腐殖酸的芳构化程度较低,分子量较小。     

溶胶-凝胶法制备ZnO微粉及其电学性质

以柠檬酸和柠檬酸三铵为络合剂,利用溶胶凝胶法制备ZnO微粉。在乙酸锌浓度为0.2mol/L、柠檬酸浓度为0.05mol/L时得到的ZnO微粒粒径较小;在乙酸锌浓度为1.0mol/L、柠檬酸三铵浓度为0.5mol/L、灼烧温度为600℃时得到的ZnO微粒粒径较小。并分别对其性能进行表征,包括激光光散射粒度分析、红外检测、X 射线衍射分析、电学性质测定(阻抗、伏安特性曲线)。     

HClO4/SBA-15固体酸催化剂的制备及催化性能

将高氯酸引入具有较大孔径和比表面积的介孔分子筛SBA-15中,制备了用于异相催化的固体酸催化剂HClO4/SBA-15,并通过采用X-射线衍射(XRD)、多孔性检测、透射电镜(TEM)分析等方法,对其结构进行了分析表征.HClO4被负载后,材料的比表面积、孔径及孔容等多孔性参数都有所降低,但并没有破坏介孔分子筛SBA-15的孔道结构.为了证明HClO4/SBA-15的催化性能,探究了HClO4/SBA-15催化的选择性脱异丙叉基及乙酰化的一锅法反应.在室温条件和催化量的HClO4/SBA-15作用下,反应30 min内即可完成,产率达到98％,产物的化学结构通过1H NMR、13C NMR及MS等手段得到了表征.该法后处理简单、收率较高,而且不需要任何溶剂.     

细菌纤维素负载金纳米粒子复合膜的制备及催化性能

以细菌纤维素(BC)为基底,氯金酸(HAu Cl4)为金前驱体,通过原位还原法制备了BC负载金纳米粒子(Au NPs)复合膜。采用紫外-可见光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪、电感耦合等离子发射光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对复合膜的结构和性质进行了表征,并通过对硝基苯酚(4-NP)催化还原反应来评价Au NPs-BC复合催化剂的催化性能。研究结果表明:复合膜上Au NPs的粒径大小为(5.30±1.23)nm,其反应速率常数高达5.09×10-3s-1,Au NPs-BC催化剂表现出优异的催化活性及重复稳定性。