氧化钴/镍核壳结构纳米线的合成及其在超级电容器的运用

在本文中,我们通过两步法合成了具有核壳结构的CoO/NiO纳米线。透射电子显微镜的结果显示,CoO纳米线被NiO的纳米片层结构紧密包覆,同时该样品具有独特的多孔结构。由于其特殊结构,该样品用于超级电容器电极材料显示了优异的电容性能（当电流密度为1 A g-1时,其比电容能够达到708 F g-1）,同时该样品显示了良好的倍率特性以及循环稳定性（当循环1000个周期后,其电容保持力为80 %）,其电容性能明显优于单组份样品。这主要是由于CoO纳米线和NiO纳米片相比于单一组分能够为氧化还原反应提供更多的活性位点,这种协同作用有助于提高材料整体的比电容以及电化学稳定性。     

纳米结构氧化锰/碳复合材料的制备及其超级电容器性能研究（英文）

通过水热法在150℃保温6h和9h制备了纳米带状氧化锰与碳复合材料(MnO(OH)/C)。表征和分析结果表明,MnO(OH)为纳米带状结构,直径为4~8nm,长度为几微米,碳为近似球形结构,直径约为50nm。以1.0mol/L的Na_2SO_4溶液为电解液,以所制备的MnO(OH)/C复合材料为工作电极,对其超级电容器循环伏安和恒流充放电性能进行了分析。结果表明,在0.2A/g的电流密度下,电极材料的比电容可达到116.3F/g,当电流密度增加至2.0A/g时,其比电容保持率可达82.6%。     

镍基复合材料在超级电容器中的合成与应用

镍基电极材料具有理论比电容较高、原料经济等优点,但由于缺乏高比表面积,电导率相对较低,阻碍了其在超级电容器的实际应用。镍基复合材料是一类由镍基化合物与一种或多种不同材料组成的复合材料,有效地结合了镍基化合物和其他材料的优势,如良好的导电性和较大的比表面积等,可以克服单一镍基材料的缺点,实现优异的循环稳定性和较高的比容量,在超级电容器电极材料领域具有广阔的应用前景。镍基复合材料的合成方法多种多样,如水热溶剂热法、化学浴沉积法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法、电化学沉积法等。根据镍基复合材料的维度分类,可分为0D、1D、2D、3D四类复合材料,本文重点综述了这四类复合材料的在超级电容器中的应用。     

ZnO-TiO_2核壳纳米线结构及其热稳定性研究

采用热还原法和原子层沉积技术制备了ZnO-TiO_2核壳纳米线,研究沉积厚度、沉积温度及退火对于ZnO-TiO_2核壳纳米线晶化和结构的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)等手段对退火前后核壳纳米线进行表征。结果表明:沉积厚度和温度的增加有利于TiO_2壳层发生非晶向晶化的转变;500℃退火提高了TiO_2的结晶性,但可能会使细核壳纳米线(ZnO纳米线直径80 nm)产生波浪形变形,使150℃沉积的非晶TiO_2壳层形成凸出晶粒,并导致其界面处ZnO缺失。     

化学镀制备玄武岩纤维/镍核壳结构及其表征

采用简单易行的化学镀方法，在较低的温度下制备出一种新型的玄武岩纤维／镍核壳结构。SEM、XRD、XPS分析结果表明，金属Ni颗粒吸附在玄武岩纤维表面，形成了一层均匀连续的镍壳层。通过对试验结果进行分析，得出了制备玄武岩纤维／镍核壳结构的最佳温度和pH值分别为50℃和10．0。文中对化学镀核壳结构的形成机理也进行了初步分析。     

核/壳结构Fe/FeS_2纳米线结构与磁性能

利用电沉积及热硫化法制备了核/壳结构Fe/FeS2纳米线,研究了硫化过程对纳米线体系磁特性的影响。试验中,通过直流电沉积方法,可以在纳米孔洞高度有序排布的阳极氧化铝模板中制备Fe纳米线,之后部分溶去模板,再经450℃硫化处理,Fe纳米线表面可形成＂毛刷＂绒状物FeS2,从而形成核/壳结构Fe/FeS2纳米线。结果表明,随着高温硫化处理,Fe纳米线直径略有减小,且择优取向发生变化,并引起复合纳米线饱和磁化强度及矫顽力增强,主要认为是由于核/壳复合结构的形成引起纳米线体系静磁耦合作用降低所致。     

银纳米线晶种诱导法合成超长银纳米线及其分析表征（英文）

采用晶种诱导的方法合成了超长银纳米线,用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)和紫外可见光谱(UV-Vis)等表征手段考察了制备条件对晶种和银纳米线的影响。结果表明,Ag NO3浓度对晶种和银纳米线的形貌有影响。在优化条件下,5 min内即可诱导合成长度为70~100μm,直径为90~200 nm的具有良好均一性的超长银纳米线。     

水热合成还原氧化石墨烯复合氧化镍超级电容器电极材料（英文）

通过水热条件下合成氧化镍前驱物基础上同步还原氧化石墨烯,随后在空气中退火后制备了氧化镍复合还原氧化石墨烯电极材料。电化学性能测试表明,复合体系中,还原氧化石墨烯为体系中电子传导提供了良好的导电网络,因此,在电流密度0.5A/g下,其比电容值达到了360F/g高于单一氧化镍电极材料的310F/g;同时,在对复合材料的循环寿命特性的测试结果表明,由于还原氧化石墨烯提供了氧化镍电化学过程中所需的体积弛豫空间,复合电极材料的循环寿命也得到了明显的改善。由此可见,通过采用上述简单有效的制备方案可以获得性能更为优异的超级电容器电极材料,为相关电极材料的制备提供了必要的实验基础。     

核壳结构银纳米线的合成及神经形态网络特性

银纳米线由于具有独特的核壳结构,被用于构建神经形态纳米线网络。以经典多元醇法为模板,设计正交实验合成了一系列核壳结构银纳米线,分析了反应温度、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的相对分子量、PVP用量和卤离子含量等因素对银纳米线长度、直径及核壳结构微观特征的具体影响。结果表明,相对分子质量高的PVP更适合制备具有AgNWs-Ag核壳结构的银纳米线;由银纳米线组成的神经形态纳米线网络表现出类似人工突触行为的忆阻响应曲线,其神经形态特性受银纳米线核壳结构微观特征影响,并表现出明显的湿度依赖特性。     

镍纳米线的简易合成及其气敏性能(英文)

采用水热法,以聚乙二醇(PEG)作为辅助剂,通过先驱物NiC2O4·2H2O合成氧化镍纳米线,并通过SEM和XRD对样品的微观结构进行分析。实验结果显示:PEG对镍线的合成起重要作用,镍纳米线表现出良好的气敏性能。该形态使得氧化镍(NiO)可作为传感器的气敏材料得到应用。     

含Ag@Ni核壳结构粉体镍基复合涂层的多循环高温摩擦学性能（英文）

为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明：Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层中Ag与NiCrAlY的界面结合强度,进而显著提高复合涂层的硬度。Ni覆层有效地抑制了Ag在高温摩擦过程中的扩散与耗散。800℃时NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层的摩擦因数仅为0.25,磨损率仅为1×10^-5 mm³/(N·m),显著低于NiCrAlY-Mo-Ag涂层。同时,Ag的核壳结构设计使得涂层在高温多循环工况下始终保持良好的自润滑性和耐磨性。     

核壳结构BaTiO_3@Dy_2O-3/PVDF纳米复合材料的合成及电性能研究（英文）

合成了以核壳结构BaTiO3@Dy2O3纳米颗粒填充的聚偏氟乙烯基复合材料。系统分析了不同反应介质对复合材料及其介电性能的影响,同时研究了合成的纳米复合材料的铁电行为。结果表明,分散介质可以影响合成中纳米颗粒和高分子基体的吸附行为,以异丙醇为反应介质可获得介电常数更高、介电损耗和电导率更低的一定体积比的均相纳米复合物(测试频率范围100Hz~1MHz。电滞回线结果显示,合成的纳米复合材料和聚偏氟乙烯相比,电位移明显提升,即能获得更好的储能效果。Dy2O3的引入能够进一步改善介电性能。异丙醇为反应媒介、体积比10%的纳米复合材料,在1kHz下介电常数可达20,介电损耗为0.06,电导率低至6.3×10-10S·m-1。     

原位聚合物限制法合成核-壳结构的LiFePO_4/C纳米复合材料及其热分析动力学研究（英文）

以FeCl_36H_2O、NH_4H_2PO_4、CH_3COOLi等为原料,通过原位聚合物限制法制备出了具有核-壳结构的LiFePO4/C纳水材料,利用XRD、HRTEM和TG-DSC等分析测试手段对材料的组成、形貌和热稳定进行表征。结果表明,LiFePO_4/C纳米材料是由20~40 nm的LiFePO4核和1~2 nm的炭壳组成。LiFePO_4/C纳米材料的热分解机理为1维随机成核,热分解动力学公式为da/dT=(A/β)exp(-E_a/RT)(1-a),动力学参数为lgA=10.386 min~(-1),E_a=1 38.849 kJ·mol~(-1)     

ZnSe/CdSe核壳微球的制备与表征（英文）

在水热条件下,以水热法合成的Zn Se微米球为牺牲模板,成功制备出球形ZnSe/CdSe核壳结构纳米复合材料。讨论反应物ZnSe和Cd(NO3)2的不同摩尔比对最终产物形貌和结构的影响,并借助XRD,SEM,TEM和PL对Zn Se/Cd Se核壳结构纳米复合材料的性能进行表征。结果表明:当n(ZnSe):n(Cd(NO3)2大于1:1时可以制备出核壳结构,n(ZnSe):n(Cd(NO3)2)等于1时为实心球结构。PL光谱表明:Zn Se/Cd Se核壳结构纳米复合材料具有高的PL发射强度,且当n(ZnSe):n(Cd(NO3)2为1:0.5时发光性能最好。     

新型钴铝层状双金属氢氧化物/碳球复合物的构建及其超级电容器性能（英文）

介绍了一种构建钴铝层状双金属氢氧化物/碳球(CoAl-LDH/CSs)复合物的新设计路线。通过生长法使CoAl-LDH生长在CSs上,生长在CSs上的CoAl-LDH薄层由厚度为20 nm的纳米片组成。恒流充放电测试表明,CoAl-LDH/CSs复合物在6 mol/L KOH溶液中以1 A/g的电流密度充放电的比容量为1198 F/g(基于CoAl-LDH/CSs复合物的质量),甚至在高达10 A/g的大电流密度下仍然呈现出920 F/g的较高比容量。而且该复合物以2 A/g的电流密度充放电循环1000次后仍保留928 F/g的比容量,比容量的保留率为84%,这表明与纯的CoAl-LDH相比,CoAl-LDH/CSs复合物具有较高的比容量、优良的倍率性能和良好的循环稳定性。     

聚苯胺包覆法制备纳米LiFePO_4/C核壳复合材料及其表征（英文）

采用聚苯胺包覆法合成了具有核壳结构的纳米LiFePO_4/C复合材料。聚苯胺包覆层对限制先驱体FePO_4的粒径起着关键性的作用。反应热力学理论计算和实验结论都表明制备FePO_4/PANI最适宜的pH值约为5。FePO4/PANI复合物的粒径由苯胺添加量决定,当添加的苯胺与FePO_4摩尔比为0.44时,可以合成粒径约50 nm的FePO4/PANI复合物。经过碳热还原过程,FePO_4表面的聚苯胺层转化为LiFePO_4表面导电性良好的碳包覆层。采用优化工艺合成的LiFePO_4/C颗粒近似球体,粒径约为55 nm,碳包覆层厚度约为2 nm,0.2和1 C倍率下放电比容量约为136 mAh.g~(-1),在10、20、30和40 C倍率下放电比容量分别为118,103,94和87 mAh·g~(-1),高倍率下放电比容量和循环性能明显优于固相法合成的LiFePO_4材料。.     

金属纳米线结构中的量子化声子模式（英文）

对金属纳米线结构中量子化的声学声子模式进行了详细的理论研究。利用柱形纳米线结构来描述以氧化铝为模板制备的金属镍纳米线。考虑器件结构中弹性声波对应的边界及连续条件,求解弹性波波动方程,可以得到纳米线结构中量子化的声学声子模式。发现量子化的声子能量和不同声子态之间的能量差会随着纳米线半径的减小而增大。在色散关系中,允许的声子模式位于q_zV_(Al2O3)这条直线的下方,这一特征不随纳米线半径的变化而改变。研究结果表明,金属纳米线系统在高频超声器件中具有潜在的应用前景。     

磁性核壳结构Ce掺杂氧化锆的制备及其As(Ⅲ)吸附性能（英文）

采用溶剂热法和溶胶–凝胶法制备磁性介孔As(Ⅲ)吸附剂Fe₃O₄@SiO₂@Ce-ZrO₂。该核壳结构材料具有高比表面积(168.2 m²/g)和快速磁分离性能(5.37 A·m2/kg)。与Fe₃O₄@SiO₂@ZrO₂相比,Ce掺杂样品的As(Ⅲ)平衡吸附量提高12%-23%(pH3-11),这主要归因于双金属M—O—As配合物的形成。共存的SO₄^2-和PO₄^3-会削弱As(Ⅲ)的吸附,Ca²⁺对除As(Ⅲ)有积极作用,而Cl^-和NO₃^-的影响很小。在初始As(Ⅲ)浓度5mg/L、313K和pH中性条件下,As(Ⅲ)最大吸附容量可达24.52 mg/g。准二级模型对As(Ⅲ)吸附动力学数据的拟合效果良好。此外,吸附...     

NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构纳米颗粒的制备及性能研究（英文）

采用微乳液法成功合成出以磁性铁氧体(NiFe_2O_4)为内核,以氧化硅(SiO_2)为壳层的纳米颗粒。NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构纳米复合材料的形成过程是:将合成出的NiFe_2O_4纳米颗粒均匀分散正硅酸乙酯(TEOS)溶液中,然后对TEOS进行水解并在NiFe_2O_4纳米颗粒表面沉淀,将纳米颗粒分离出并进行后续热处理。通过XRD、IR、SEM、TEM等测试手段对纳米颗粒样品的显微组织结构进行了相应分析和观察。研究发现,纳米颗粒具有NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构,其晶粒的平均直径大约为40 nm。采用振动样晶磁强计测试样品磁性能可发现纳米颗粒表现出典型的超顺磁性,其饱和磁化强度为12.97 emu·g~(-1)     

C/C复合材料表面无催化剂CVD制备SiC纳米线的结构表征（英文）

在无催化剂条件下,以CH3SiCl3为前驱体,采用化学气相沉积技术(CVD)在C/C复合材料表面制备SiC纳米线。SEM形貌表明:CVD产物有大量数十微米长的纳米线,部分纳米线团聚呈球状,同时也发现类似带刺板栗外壳的短纳米线聚集,且纳米颗粒在其表面沉积等现象。XRD、拉曼光谱和红外光谱分析结果表明,此产物为典型的β-SiC。TEM形貌表明,此类纳米线的直径分布范围为10~100 nm,一些较细的纳米线可通过无定形SiC与较粗的纳米线结合在一起。在一根较粗SiC纳米线的无定形区域长出一根与其直径相近的分支,二者之间的夹角为70°,其与β-SiC晶体中[111]轴堆垛夹角一致。SAED和FFT结果表明,纳米线的生长轴线较多,在纳米线的竹节状区域存在大量堆垛层错和孪晶。边缘弯曲的SiC纳米线晶格面表明,螺旋位错生长为其主要的生长机制。