V2O5/CNFs/蜂窝状堇青石催化剂的结构控制及其烟气脱硝性能

采用化学气相沉积法,在涂层Al2O3的蜂窝状堇青石表面生长纳米碳纤维(CNFs),通过负载V2O5催化剂,制成低温蜂窝状脱硝催化剂.采用SEM、TEM、XRD和XPS等分析方法,对所制催化剂的物化性质及其脱硝性能进行了分析.研究结果表明,当CNFs在堇青石表面的生长厚度为0.74μm时,所制CNFs/堇青石载体的压缩强度达34.46 MPa;在150~250℃范围内,V2O5/CNFs/蜂窝状堇青石催化剂表现出较高的低温脱除NO活性,其中当CNFs的生长量为12.5%、V2O5担载量为1%时,在250℃下NO的转化率达95%左右.     

共沉淀法制备ZnMn2O4/Ag/RGO复合物及其电化学性能研究

采用共沉淀法和高温煅烧结合的方式,制备出介孔棒状结构的锰酸锌(ZnMn_2O_4,简写为ZMO),其首次放电比容量为1423mAh/g。为进一步优化ZMO的电化学性能,通过改进传统方法制备了纳米银粒子,通过Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再利用盐平衡法,合成了Ag/GO复合物。基于共沉淀法,高温下GO被还原成还原氧化石墨烯(RGO),进而形成ZMO/Ag、ZMO/Ag/RGO复合物。纳米银粒子的添加提高了ZMO的电导率,改善了其倍率性能。GO的添加提高了ZMO的比容量且循环性能、倍率性能都有了不同程度的改善。Ag/GO复合物的添加,进一步提高了ZMO的比容量和电导率。ZMO/Ag/RGO复合物首次放电比容量高达1637mAh/g,在电流密度1000mA/g条件下,其平均放电比容量高达710mAh/g。     

共沉淀法制备YAG微粉及其烧结性能

本实验采用共沉淀方法制备YAG微粉,Al原子和Y原子分布均匀,在900℃煅烧2小时即可全部转变为YAG粉体.该粉体具有较好的烧结性能,在1500℃热压1小时可获得致密烧结体.     

Fe、Ce改性锰钛催化剂的制备及其低温脱硝性能研究

为解决目前高温脱硝催化剂温区窄、易失活和中毒的问题,制备了Fe,Ce改性的MnO_x-TiO_2低温脱硝催化剂。0.08Fe0.05Ce/MnO_x-TiO_2催化剂脱硝效率达到90%以上的温区最宽,达到了99～374℃。XRD、BET测试表明催化剂的活性组分在TiO_2载体上的分散性提高,催化剂的比表面积增加。XPS分析结果表明催化剂表面化学吸附氧增加,Mn以MnO_2和Mn_2O_3的形式存在,Ce和Fe的加入促进了MnO_2和Mn_2O_3之间的转化,有利于脱硝反应的进行。H_2-TPR、NH_3-TPD分析结果表明催化剂表面的弱酸和中强酸含量提高,低温氧化还原能力提高。     

纳米MnO_2/膨胀石墨复合材料的制备及其电化学性能

采用水热法原位合成二氧化锰(MnO_2)/膨胀石墨(EG)复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、x-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)对材料进行表征,并将所制MnO_2/EG复合材料(MEG)作为超级电容器电极,采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱等方法进行电化学性能测试。结果表明,纳米MnO_2沉积填充在EG中,提高了材料导电性和稳定性;与纯MnO_2相比,复合材料不但具有较高的倍率性能,而且在1 000次循环后电容保持率高达100%。     

不同载体Mn-Ce催化剂的制备及其脱硝性能

以TiO_2、SiO_2及Al_2O_3为载体,采用分步共混法制备了三种均质整体式Mn-Ce负载型催化剂,探究了不同载体对催化剂脱硝活性、N2选择性及机械强度的影响。结果表明,以TiO_2和SiO_2为载体的催化剂80℃的脱硝率接近90%,而以Al2O3为载体的催化剂仅达46%。催化剂的表征发现这与Mn-Ce/TiO2和Mn-Ce/SiO2催化剂的比表面积和表面酸量较Mn-Ce/Al2O3更大、更多有关。而三种催化剂的N2选择性在80~200℃之间均接近100%,然而Mn-Ce/SiO2催化剂200℃以上N2选择性比其余两种催化剂差。三种催化剂的机械强度为Mn-Ce/TiO2Mn-Ce/SiO2Mn-Ce/Al2O3,其微观形貌显示这与催化剂体相结构的密实状况有关,各催化剂的活性组分氧化物均以无定形态存在。     

MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能

以纯化的太西无烟煤粉为原料,采用催化石墨化及改良Hummers氧化技术制备煤基氧化石墨烯前驱体,将该前驱体与MnO_2进行原位复合并利用等离子体技术还原制备MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等技术对煤基石墨烯及其复合材料进行表征,采用循环伏安法及恒流充放电法测试MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的电化学性能。结果表明,与煤基石墨烯相比,MnO_2/煤基石墨烯纳米复合材料的比电容有显著提升,在1A/g电流密度下可达281.8 F/g,是煤基石墨烯比电容的3.48倍。     

共沉淀法制备ATO纳米粉末及其光吸收性能

以SnCl4.5H2O和SbCl3为主要原料,采用共沉淀法制备ATO纳米粉末,用DSC-TG、XRD、FESEM、反射率测试等方法对制得的ATO粉末的形貌、微观结构和激光吸收性能等进行表征。研究结果表明:324℃附近有一个结晶放热峰,说明样品开始发生晶化;XRD分析表明ATO为SnO2四方金红石结构,煅烧温度提高到800℃以后,结晶趋于完善;合成的ATO粉末为不规则球形,初始粒径约为30nm;由于锑的掺杂引起的非化学计量缺陷产生了大量载流子,产生等离子激元效应,并且随着纳米尺寸的减小,纳米晶比表面积增大,因此造成红外吸收峰宽化。     

组合法制备MnO_2/活性碳复合电极材料及其电化学性能研究

在不同温度的反应釜中使KMnO_4与MnCl_2进行反应并掺杂活性碳,然后组合球磨工艺制备了超级电容器复合电极材料。XRD揭示MnO_2/活性碳复合物低于140℃烧结5h为水合非晶态,而165℃烧结时,开始呈现弱的衍射峰。通过SEM分析得出电活性复合物形貌呈现为细小环绕微纳米晶须球状。采用循环伏安、怛流充放电及阻抗谱测试MnO_2/活性碳复合电极的电化学性能。当扫描速率为10 mV/s时,MnO_2/活性碳复合电极的比电容值达365F/g且等效串联电阻值仅为1.32Ω。经3 000次循环后复合电极的比电容值仅下降约6%。     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

低温选择性催化还原脱硝催化剂CeVO_4/凹凸棒土的制备和性能研究

燃煤电厂产生的氮氧化物会严重危害大气环境和人类身体健康,如何减少氮氧化物的排放已成为研究的热点。通过水热法制备的低温选择性脱硝催化剂CeVO_4/凹凸棒土是以凹凸棒土为载体材料,以CeVO_4为活性催化中心,通过XRD、SEM和N_2吸附等表征手段分析表明所制备催化剂的活性成分主要为CeVO_4,同时有微量的CeO_2和V_2O_5生成,且具有大的比表面积(217.571m~2/g),在180℃时的催化转化效率达到最大93.24%,在一定量SO_2存在的条件下,催化转效率依然维持在81%以上,表明CeVO_4/凹凸棒土催化剂具有较好的低温催化活性和抗SO_2毒害性能。     

共沉淀法制备CoFe_2O_4纳米颗粒及其磁电性能表征

通过热力学计算确定Me-NaOH-NH_3·H_2O体系中钴离子和铁离子的最佳共沉淀pH值,然后采用化学共沉淀法制备了CoFe_2O_4的前驱体粉体,再经过热处理制得纯相CoFe_2O_4粉体,并用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁强计和精密阻抗分析仪对其进行表征。结果表明,在pH值=11.4的的共沉淀条件下制备得到前驱体粉体,经400℃煅烧就已经开始形成CoFe_2O_4粉体,温度继续升高生成纯相粉体;并且样品的饱和磁化强度Ms、剩磁Mr及矫顽力Hc随温度升高先增大后减小,在500℃(接近居里温度点)附近达到最大值分别为Ms=14.40A·m~2/kg,Mr=3.15A·m~2/kg,Hc=3.22kA/m,与以往研究报道不同。     

TiO2薄膜的液相沉积法制备及其性能表征

采用液相沉积法（ＬＰＤ）制备了透明ＴｉＯ２薄膜,并研究了所制薄膜的形貌,结构和在紫外光照射下亲水性能的变化。结果表明,用此法制得的ＴｉＯ２薄膜较为均匀致密,热处理前后的薄膜具有相似的亲水性能,在紫外光照射下亲水性能都有提高。热处理后的薄膜在紫外光照射一定时间后可与水完全润湿。     

CuO/CeO2催化剂的制备及低温催化CO性能测试

采用化学共沉淀法制备了CuO/CeO2催化剂,并用XRD,HRTEM和FT-IR等对样品进行了表征,利用微反色谱装置测定了其CO低温氧化活性.主要考察了反应温度对催化剂结构和性能的影响.结果表明,共沉淀反应温度影响CuO/CeO2的物性(形貌、粒度大小及分布等)和催化活性.在共沉淀反应温度为40℃时,CuO/CeO2催...     

MnO_2/TiO_2复合物电极的制备及超级电容性能

采用水热法在阳极氧化的TiO_2纳米管阵列上修饰MnO_2,制备MnO_2/TiO_2复合物电极,并组装为对称超级电容器。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:MnO_2以纳米颗粒形态均匀分布在TiO_2纳米管阵列管口和内部,充放电电流密度在1A/g下时,比电容为429.3F/g,经5 000次循环后的电容保持率为82.4%。MnO_2/TiO_2对称超级电容器在电流密度5A/g下充放电比电容为39.9F/g,经5 000次循环后的电容保持率为91.5%;功率密度400 W/kg下,能量密度为18.98 Wh/kg。阳极氧化的TiO_2纳米管阵列既可做MnO_2的载体,基底Ti又可做集流体,减轻了超级电容器的质量,为制备超级电容器提供了一种思路。     

TiO2薄膜的液相沉积法制备及其性能表征

采用液相沉积法（LPD）制备了透明TiO2薄膜,并研究了所制薄膜的形貌、结构和在紫外光照射下亲水性能的变化．结果表明,用此法制得的TiO₂薄膜较为均匀致密,热处理前后的薄膜具有相似的亲水性能,在紫外光照射下亲水性能都有提高．热处理后的薄膜在紫外光照射一定时间后可与水完全润湿．     

氧化还原沉淀法制备MnO2/MWCNTs催化剂及其低温SCR活性

先用十二烷基硫酸钠(SDS)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性, 然后采用氧化还原沉淀法制得一系列的MnO₂/MWCNTs催化剂。考察了催化剂在80~180℃的选择性催化还原(SCR)反应活性, 并通过BET、XRD、FESEM、TEM、XPS和H₂-TPR等表征手段对催化剂的结构及性能进行分析。结果显示, MnO₂/MWCNTs催化剂在空速210 L/(g_cat·h)和温度140~180℃条件下, 脱硝效率达到85%~100%, 这明显优于等体积浸渍法制备的催化剂的低温SCR催化活性, 且10% MnO₂/MWCNTs催化剂的活性最优。分析结果表明, MnO₂/MWCNTs催化剂中MnO₂以纳米片状均匀分散在多壁碳纳米管载体表面; 弱结晶性的结构和高价锰, 较高的表面吸附含氧量及较强的低温区氧化还原能力是10% MnO₂/MWCNTs催化剂具有优异低温SCR活性的原因。另外, 和MnO_x/MWCNTs催化剂相比, 10% MnO₂/MWCNTs催化剂表现出良好的抗水和抗硫性能。     

多孔PVA/CNFs复合水凝胶的制备与性能

目的研究聚乙二醇(PEG)的加入对复合凝胶微观结构、溶胀性能和热稳定性的影响,扩大复合凝胶在包装领域的应用。方法以PEG为致孔剂,纳米纤维素(CNFs)为增强相,利用物理交联法制备出多孔聚乙烯醇/纳米纤维素复合水凝胶。结果 PEG作为致孔剂时可制得网络互穿结构的多孔水凝胶,复合凝胶的溶胀度可达到1000,相比于纯PVA水凝胶有极大的提高,同时加入CNFs的聚乙烯醇凝胶与纯的聚乙烯醇凝胶相比具有更好的热稳定性。结论这种有着高溶胀性和良好热稳定性的多孔复合凝胶可用于包装产品的保鲜与物流防护。     

液相法制备石墨烯及其摩擦学性能研究

以膨胀石墨为原料,采用液相剥离法和改进Hummers氧化石墨工艺,对氧化石墨进行肼预还原和高温还原,进行了SEM、TEM、Raman以及EDX分析,结果表明,该方法可以制备出微米量级的高质量、高浓度、高产量的石墨烯,又运用SRV试验机检测了石墨烯作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能,并对其润滑机理进行探讨。     

液相等离子体法制备石墨烯及其摩擦学性能

为制备一种低成本的石墨烯作为润滑油添加剂,采用液相等离子体法制备了石墨烯粉末,研究放电电压与电流的对应关系及电解质浓度对起始放电电压的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱对石墨烯的微观形貌和组成进行表征,利用分光光度计研究不同石墨烯添加量在润滑油中的分散性和透光性,利用往复式摩擦试验机对不同石墨烯添加量的润滑油的摩擦学性能进行测试。结果表明:在相同电解质环境下,等离子体放电所需的功率基本恒定,当电解质Na2CO3浓度为0.3 g/L时,所需的起始电压(1.24 k V)和功率(0.258 kW)最低;制备的石墨烯粉末呈片层结构,在润滑油中的分散稳定性较好,静置48 h后透光率略有下降;当石墨烯添加量为0.4%和0.5%时,润滑油摩擦系数较低,约0.04,缸套和活塞环的磨损率下降至(2.5～2.8)×10-7mm3/(N·m),且随石墨烯添加量的增加继续稳定在较低水平;石墨烯作为润滑油添加剂可在摩擦表面形成稳定的吸附膜和化学反应膜,减少摩擦副的直接接触,使黏着磨损转变为轻微的磨粒磨损和腐蚀磨损,降低了摩擦系数和磨损率。