石墨烯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能

通过水热法在160℃条件下成功制备了手风琴状石墨烯/MnO₂复合材料.通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、BET法以及拉曼光谱对材料进行表征.结果表明,手风琴状二氧化锰与层状石墨烯之间具有十分高效的贴合,这种创新性设计有效地利用了石墨烯的高电导率、大比表面积以及二氧化锰的优秀赝电容行为.电化学测试结果给出在0.2 A·g^-1时,样品的比电容高达138 F·g^-1,数倍增强于单独的二氧化锰或石墨烯样品.     

可控合成纳米MnO2及电化学性能研究

以高锰酸钾和硫酸锰为原料,采用水热法在相同的反应体系中分别合成了α-MnO2纳米棒和β—MnO2纳米柱,采用XRD,SEM,TEM和BET等分析手段对样品形貌和结构进行表征。结果表明：在MnSO4和KMnO4物质摩尔比为3：2的中性水热反应体系中,反应温度是影响产物形貌和晶型的重要因素。当反应温度在120℃,反应24h时,所得产物为α—MnO2纳米棒和纳米颗粒混合物。当反应温度在150℃,反应24h时,所得产物为β-MnO2纳米柱。BET结果显示,两者的比表面积达118．7m^2／g和84．3m^2／g。采用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行表征。结果表明：α—MnO2的电化学性能明显好于β-MnO2,在-0．2～0．8V的电压范围内,以2．5mA的电流充放电时,α-MnO2的最大比电容是133．2F／g,经过100次循环后容量仍保持在90％以上。     

α-MnO2纳米棒在1 mol/L KOH溶液中的电容行为

通过水热法合成的MnO2纳米粉体,用X射线衍射(XRD)证明其为α MnO2,透射电镜(TEM)证明颗粒形貌为棒状,直径20nm左右,长度在0 5～1 0μm之间。用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了该MnO2电极在1mol LKOH溶液中,-0 25～0 45V(vs·Hg HgO)的电位范围内的法拉第"准电容行为"。结果表明:该MnO2电极在1mol LKOH中具有良好的电容性能,其比电容可达300F g以上,在5mA cm2的电流密度下恒电流充放1000个循环后,其容量衰减在10%以内。     

MoO_2亚微米球的可控水热合成和表征

通过水热法合成了平均粒径约300~500nm的MoO2亚微米球。辅助剂PEG400在合成过程中,既作还原剂又作保护剂。探究了产物从MoO3纳米棒向MoO2亚微米球转变的最佳制备条件。采用XRD和SEM手段对产物进行了系统的表征。初步探讨了MoO3纳米棒向MoO2亚微米球转变的机理。     

金纳米棒包覆钨酸钠钇粉体的制备及光热诊疗性能研究

为了扩展低长径比金纳米棒在信息、生物及医学等领域的应用范围,通过水热合成法掺杂稀土元素在金纳米棒表面包覆钨酸钠钇,制备出了荧光GNRs@NaY(WO_4)_2粉体。其相组成、显微组织形貌、发光性能、光热能力分别通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱仪(PL)和光热成像仪(PTI)进行检测。结果表明:荧光GNRs@NaY(WO_4)_2粉体的相组成、尺寸及形貌均匀一致;在980 nm激光激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)共掺杂使样品呈现很强的绿光(~4S_(3/2),~2H_(11/2)→~4I_(15/2))和红光(~4F_(9/2)→~4I_(15/2));由于荧光共振能量迁移(FRET)机制影响,样品在红光区的发射强度下降,但其表面温度随时间的延长不断增加;与此同时,该粉体具有良好的生物相容性、低溶血性和一定的抗癌能力。     

微米级二氧化硅空心微球的制备及表征

采用硬模板法与溶胶-凝胶法相结合的工艺,以自制的聚苯乙烯(PS)为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳性表面活性剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源制备SiO₂空心微球。重点研究升温速率及CTAB、TEOS、氨水用量等工艺参数对SiO₂空心微球形貌的影响规律。采用XRD、TEM、SEM、TG、FTIR对微球的物相、微观形貌及介孔结构等进行表征。结果表明：SiO₂空心微球粒径为2～5μm、壁厚为117 nm;SiO₂空心微球壁会随着升温速率的增加而出现破损现象;随CTAB用量增加,纳米球数量增加且粒径减小;随TEOS用量增加,球壁变厚直至形成纳米球;氨水小于4 mL时,二氧化硅空心微球不能成形,氨水大于4 mL时,二氧化硅空心微球表面粗糙,有实心颗粒;当升温速率为0.5℃/min、CTAB用量为0.05 g、TEOS用量为0.3 mL、氨水用量为4 mL时,且经过抽滤清洗的SiO₂空心微球的形貌最佳。     

Gd2O3低维纳米结构的形貌可控合成研究

研究了Gd2O3低维纳米结构的形貌可控的合成方法。通过不同的水热条件,得到不同形貌的碱式碳酸钆,再经过热处理,制备不同形貌的Gd2O3纳米材料。在反应条件简单的基础上,在不同水热温度下分别得到了分散性良好的纳米球和尺寸均一的纳米棒,并对产品进行XRD、SEM和TEM表征。还对温度、溶剂以及尿素的浓度等条件对Gd2O3形貌的影响及其形成机理进行了探讨。     

溶液燃烧法制备Mn_3O_4/碳纸三维纳米多孔复合电极及其在超级电容器中的应用

采用硝酸锰(Mn(NO3)2)、甘氨酸(NH2CH2COOH)为原料,利用溶液燃烧法将锰氧化物通过一步反应直接包覆在碳纸表面,获得三维且具有纳米多孔结构的四氧化三锰/碳复合电极材料。利用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对该材料的表面形貌、结构和物相进行分析表征。采用Princeton电化学工作站和Arbin超电容测试系统对材料的电化学性能进行测试。结果表明:通过调整反应物Mn(NO3)2与NH2CH2COOH的比例,可获得不同包覆形貌的锰/碳复合材料。Mn(NO3)2与NH2CH2COOH的物质的量比n(Mn(NO3)2)/n(NH2CH2COOH)为1时,得到锰氧化物连续包覆的三维纳米多孔复合电极材料。所制备的电极材料的电化学性能优良,在0.5 A/g的电流密度下,比容量达到201 F/g。在5 A/g的电流密度下循环1 000次后,仍保持94%的初始容量。     

α型二氧化锰的制备及电化学性能研究

选用过硫酸钾(K_2S_2O_8)和一水合硫酸锰(MnSO_4·H_2O)为原材料,通过液相共沉淀法制得MnO_2,用X射线衍射和扫描电镜对制得的MnO_2进行结构形貌表征。结果表明,在控制溶液p H值为l,反应温度为60℃,反应时间为22 h的条件下,制得的四方晶系α-MnO_2微球的表面具有明显的纳米刺结构特征。将所制得的四方晶系α-MnO_2用于超级电容器的电极材料,以6 mol/L的KOH作为电解质溶液,研究其恒电流充放电、循环伏安及交流阻抗等电化学性能,当扫描速度为5 m V/s时,其比容量为156.0 F/g。     

微波水热法快速合成氧化锌纳米棒及其光催化性能

以硫酸锌、醋酸锌和氢氧化锌为原料,制备出氢氧化锌前驱体和氧化锌晶种,在微波水热条件下快速合成了氧化锌纳米棒。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和紫外?可见分光光度计（UV-vis）对氧化锌纳米棒的形貌、结构和光学性质等进行了表征,并通过降解罗丹明B（RhB）测试了样品的光催化性能,探讨了微波辐射作用对产物的催化活性的影响。实验结果表明,氢氧化锌作为前驱体在微波作用下30 min,生成为基于氧化锌纳米棒自组装的三维笼状结构,与常规方法制备的氧化锌纳米棒相比,微波辐射作用下生成的样品结晶度更高。紫外?可见分光光度计结果表明微波辐射会导致合成的氧化锌纳米棒吸收边红移,缩小带隙能量,从而提升氧化锌纳米棒的催化活性。光催化测试表明微波辅助合成的氧化锌纳米棒具有更好的可见光吸收特性,在紫外和可见光照射下,对罗丹明B都具有较好的降解效率,在紫外光照射下80 min内罗丹明B的降解率可达到98.5%。这种微波辅助的合成方法能够在短时间内合成大量的氧化锌纳米材料,具有高效批量制备、清洁环保等优点。      

Effects of electrochemical doping of manganese dioxide with copper and lithium on the physicochemical properties

An electrochemical method has been used with fluoride electrolytes to synthesize specimens of manganese dioxide doped with copper and lithium. The compositions, structures, and physicochemical properties have been examined by chemical analysis and x-ray diffraction. It is found that the specimens have highly defective structures. Conclusions are drawn on the scope for using such products as electrode materials in chemical batteries and as catalysts based on manganese dioxide. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 3–4(448), pp. 62–66, March–April, 2006.     

弱结晶二氧化锰超级电容器充放电分析

以等物质的量的高锰酸钾和乙酸锰为原料,采用机械化学法制备出弱结晶型α-MnO₂超级电容器电极材料.在1.2V电压内,200mA·g^-1电流密度下对对称型超级电容器进行恒流充放电测试.采用XRD法、循环伏安及交流阻抗法对充放电前后电极材料的结构以及电化学性能进行表征,首次采用求斜率法对充放电曲线分析.结果表明:超级电容器表现出法拉第电容与双电层电容的双重特征;在循环过程中,电化学惰性物质Mn₃O₄生成,循环伏安图中氧化还原峰逐渐消失;充放电曲线的法拉第电容特征逐渐消失而接近双电层电容理想曲线;超级电容器的比容量、等效串联电阻发生了对应的变化,其最大电极比容量达到416F·g^-1,经过近500次循环后,比容量为220F·g^-1.     

用空气直接氧化锰的水解物制备高视密度初级化学二氧化锰

研究了在催化剂R存在下用空气直接氧化氢氧化锰制备高视密度初级化学二氧化锰的方法.该方法是在硫酸锰溶液中加入氨水后获得的锰水解物滤饼在碱性介质中进一步处理,获得的氢氧化锰在一定温度和催化剂存在下用空气直接氧化,将二价锰氧化为四价锰.研究结果表明:氢氧化锰的氧化速度很慢,获得的初级产品中二氧化锰质量分数小于66%;催化剂R能加速氢氧化锰的氧化,且在催化剂R存在下温度、氢氧化锰颗粒大小等因素对其氧化速度有影响;在催化剂R存在和优化条件下,获得了视密度为1.7~1.8和二氧化锰质量分数大于83%的初级二氧化锰.     

软锰矿中二氧化锰含量的快速滴定

利用碘量法基本原理 ,建立了一种快速测定软锰矿中二氧化锰含量的新方法。在优化后的测定条件下 ,其测定结果与标准值对照完全一致 ,相对标准偏差小于 0.15 %。此法简便、快速、准确可靠 ,结果满意     

二氧化锰沉淀分离重铬酸钾滴定法测定活性二氧化锰生产液中氯酸纳

由于活性二氧化锰生产液成分复杂,采用目前测定纯NaClO3的方法分析活性二氧化锰生产液中氯酸钠时,共存组分对测定存在严重干扰.因此,本文就消除干扰组分,优化测定条件做了一些试验,确立了用二氧化锰沉淀分离锰后,重铬酸钾滴定法测定活性二氧化锰生产液中氯酸钠.本法可用于生产过程监控、测定.NaClO3回收率达99.5%～100.5%,相对标准偏差为0.33%.     

MoO_3的水热法制备与表征的研究

以四钼酸铵为前驱体材料,采用水热合成法制备三氧化钼(MoO_3),研究了不同pH值、水热反应时间、填充度、焙烧温度对MoO_3粉体的影响,并应用SEM、XRD微观分析手段对MoO_3粉体进行表征。结果表明:在p H值为1,水热反应时间为16 h,填充度为90%,焙烧温度为550℃时,可以得到大小均匀、表面光洁平整、分散性好的MoO_3粉体;焙烧过程中MoO_3晶体发生了晶型转变,焙烧温度达到350℃时,MoO_3晶体全部由hMoO_3转变为α-MoO_3。     

碘量电位滴定法测定锌锰废旧电池中二氧化锰

在测定锌锰干电池锰粉中活性二氧化锰含量时,由于制备电池时正极锰粉中添加了乙炔黑、石墨等导电材料,使制得的样品溶液显色且混浊,影响用淀粉作为指示剂进行碘量法滴定终点的判断。本文提出结合电位滴定技术用碘量法测定废旧锌锰干电池锰粉中剩余活性二氧化锰含量的新方法,对方法中反应时间、温度、碘化钾用量等影响因素进行试验,确定了最优实验条件。结果表明:选择在室温下加入1～1.5g碘化钾、5mL1mol/L硫酸,静置30min,结果准确,精密度高。样品加标回收率为96.9%～99.2%,RSD为0.2%,0.8%。     

微纳米氮化铬粉体合成方法的研究进展

综述了过渡金属氮化物及氮化铬粉体的特性和用途,重点介绍了微纳米氮化铬合成方法的研究现状并对各类方法的优缺点进行了评述,对微纳米氮化铬合成方法的发展前景进行了展望。     

铋和二氧化锰共沉淀分离-火焰原子吸收光谱法测定铅锭中铋

铅锭样品经硝酸(1+3)溶解,分别用氨水和硝酸(1+3)调节溶液的pH值约为3.1,加入10mL 100g/L硝酸锰溶液,于70℃的温度下,在0.47~0.70mol/L硝酸中加入10mL10g/L高锰酸钾溶液并不断搅拌,利用二氧化锰与铋共沉淀的特性实现了铋与基体铅的分离,将过滤所得沉淀用盐酸双氧水混合酸(49+2)溶解,以10%~25%(V/V)盐酸为测定溶液介质,选择223.1nm为测定波长,建立了火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定铅锭样品中铋的方法。在选定的仪器条件下,铋在0.50~5.00μg/mL范围内和其对应的吸光度呈良好的线性关系,相关系数r=0.999 8,铋的方法检出限为0.002 8μg/mL。干扰试验表明,铅锭中分离后余下的铅及其他元素不干扰对铋的测定。将实验方法应用于4个质量分数为0.000 39%~0.062%的铅锭标准样品中铋的测定,结果与认定值基本一致,相对标准偏差(RSD,n=11)在0.67%~8.1%之间,加标回收率为98%~102%。