Zn掺杂SrTiO3光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zn含量掺杂的SrTiO_3光催化剂(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜显微(SEM)和荧光光谱(PL)对其进行了表征,用亚甲基蓝(MB)光催化降解实验评价了其光催化活性。结果表明,SrTiO_3经Zn掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn~(2+)进入SrTiO_3晶格对Sr2+进行了替位掺杂,导致晶格畸变;热处理温度升高,样品发生热团聚;适量的Zn掺杂,能有效降低光生电子和空穴的复合几率,提高SrTiO_3的光催化活性;当掺杂量n(Zn)∶n(Sr)=1.5∶100,热处理温度900℃时制备的样品光催化活性达95.5%,明显优于同等条件下纯SrTiO_3活性58.5%,样品具有较高的光催化活性和良好的稳定性。     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。     

氧化镍气凝胶的制备与表征研究

以聚丙烯酸作为模板,NiCl2·6H2O为前驱体,采用环氧化物法制得了镍基复合气凝胶,该气凝胶经过400℃处理后得到氧化镍气凝胶。通过场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附对气凝胶的结构进行了表征,结果表明气凝胶是由大量纳米颗粒堆积而成的,其骨架是由大量含氧化镍的胶体颗粒组成的;N2吸附表明气凝胶具有较高的比表面积为192m2/g。X射线衍射(XRD)谱图表明,室温下合成的镍基复合气凝胶为无定形态,该样品经过400℃处理后气凝胶的晶型发生了变化,得到氧化镍气凝胶。     

二氧化钛光催化剂的制备及其性能研究

本文采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了纯相和掺杂不同量Fe3+、Zn2+、Cu2+和S2-的TiO2粉体,并讨论了不同热处理温度、掺杂元素及掺杂量对TiO2粉体光催化性能的影响。以甲基橙溶液为目标降解物,用紫外可见分光光度计对TiO2粉体的光催化性能进行测定。实验结果表明,煅烧温度为450℃、掺入0.25%的Zn2+的TiO2粉体的催化效果最好。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

Ag掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂纳米二氧化钛。采用SEM、XPS、XRD、UV-Vis对样品进行表征。结果表明,未掺杂的样品的粒径在80～100nm,Ag掺杂的样品的粒径在40～50nm;Ag元素成功进入晶格,含量为0.67%(原子分数);400℃热处理时,掺杂与未掺杂样品晶型基本相同,600℃热处理时,掺杂能够抑制样品晶型的转变;掺杂使二氧化钛的吸收带边发生了一定的红移。在此条件下Ag的最佳掺杂量为0.5%,最佳热处理温度为600℃。在最佳条件下,以甲基橙为模拟污染物,经过120min的光催化实验,降解率达到97.9%。     

Er-Ce共掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Er-Ce共掺杂的TiO2纳米粉体，并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。采用TG-DTA、XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明，Er-Ce共掺杂的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃，结晶完整、主晶相为锐钛矿型，平均粒径约为20nm；掺杂可使TiO2吸收带发生红移，光催化性能增强；共掺杂体系的最佳量为n（Er）：n（TiO2）=0．1％，n（Ce）：n（TiO2）=0．05％。此掺杂量的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果，反应2h降解效果达到92．37％，优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。掺杂复合光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。     

层状锰酸锂正极材料的掺杂改性及性能

采用溶胶-凝胶法制备层状LiMnO2的正极材料，并对其进行不同比例的过渡元素钴镍镧铈掺杂改性。用XRD以及SEM对其进行物相和表面形貌的分析，同时用锂离子电池模具装配电池以及进行恒电流充放电、循环伏安等电化学测试，分析了掺杂元素对其电化学性能的影响。XRD分析结果表明所合成的锰酸锂材料呈斜方晶系，SEM形貌显示产物为明显的层状结构，循环充放电测试结果表明掺杂2％Ni2％Co6％Ce的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为161．8mAh／g，循环稳定性较好：而掺杂了6％Co4％La的层状锰酸锂正极材料的初次放电容量为111．5mAh／g，表现了很好的电化学性能。     

Sol-Gel法制备氧化镍电致变色薄膜研究

以镍的醇盐为前驱体并加入催化剂和各种添加剂制成涂膜溶液,采用浸涂-提拉法(dip-coating)制备NiOx电致变色膜。讨论了先体胶液的性质、热处理制度及变色参数对薄膜表面微观结构和变色性能的影响。     

La、Fe共掺杂TiO_2/活性炭纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为原料,选取活性炭纤维作为载体,制备了La、Fe共掺杂TiO2/ACF复合材料,通过紫外灯照射,对甲醛气体进行光催化降解,考察材料的光催化活性。结果表明,适宜的La、Fe掺杂量能够提高TiO2/活性炭纤维的光催化活性。当La的掺杂量为0.5%(摩尔分数),Fe的掺杂量为0.5%(摩尔分数),焙烧温度为350℃时,La、Fe共掺杂TiO2/ACF光催化性能最佳,反应2h甲醛降解率达到98.9%。     

NiO/AC非对称电容器电极材料的制备及性能研究

以硫酸镍为原料、氨水为沉淀剂, 采用化学沉积法成功制备出氧化镍纳米颗粒, 分别采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)、物理吸附仪等测试手段对纳米氧化镍的物相、形貌和结构进行分析和表征。结果表明, 所制得的纳米氧化镍为球形多孔颗粒, 直径大约为200 nm。其中在300℃下热处理得到的氧化镍比表面积最大, 为132 m²/g, 平均孔径为7.3 nm。将其作为正极, 活性炭作为负极, 组装成非对称电容器, 结果表明非对称电容器具有良好的电容性能和循环稳定性, 在25 mA/g电流密度下, 比电容达到1039 F/g, 充放电效率高达98%以上。     

Synergistic Effect and Electrochromic Mechanism of Nanoflake Li-doped NiO in LiOH Electrolyte

Inorganic metal oxide electrochromic materials have good application prospects for energy-saving windows in buildings and smart display applications.Therefore,the development of electrochromic films with good cycling stabilities,fast color-change response times,and high coloring efficiencies has attracted considerable attention.In this study,nanoflake Lidoped NiO electrochromic films were prepared using a hydrothermal method,and the films exhibited superior electrochromic performances in the LiO...     

N、C共掺TiO2光催化剂的制备与性能研究

以三聚氰胺为掺杂源,采用溶胶-凝胶法制得了平均粒径为20.1nm的锐钛矿型N、C共掺TiO2光催化剂.当n(N)∶n(C)∶n(Ti)为0.064∶0.055∶1时,TiO2对亚甲基蓝3h日光降解率可达68%.探讨了三聚氰胺的用量和煅烧温度对TiO2光催化性能的影响,确定了最佳制备工艺.XPS和FTIR分析表明,N主要以替代O的形式生成O-Ti-N,少量N以填隙式生成-Ti-N-O,而C主要以替位式生成O-Ti-C,以填隙式生成-Ti-C-O、-Ti- COOO.UV-Vis分析表明,N、C掺杂TiO2的吸收边从掺杂前的383nm红移到427nm,禁带宽度从掺杂前的3.2eV降到2.9eV,将TiO2的光响应波长拓展到了可见光区.     

Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料的制备及其性能

以膨润土为载体,硝酸锌、硝酸铈和氢氧化钠为原料,采用沉淀法制备了Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附仪等对其进行表征,并通过对亚甲基蓝(MB)溶液脱色反应,考察紫外光照射下复合材料的光催化性能.结果表明,复合光催化材料中由于Ce掺杂ZnO的光催化作用与膨润土的吸附性相互协同,显示出优良的光催化活性和稳定性.当Ce的掺杂量为3.0%,同时复合光催化材料的加入量为20 mg/L,MB溶液的pH值为6时,复合光催化材料的性能最优,在紫外灯下照射2 h后,MB溶液的脱色率达到98.6%.     

NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研

采用水热法制备了垂直生长的氧化镍(NiO)纳米片薄膜, 并利用电沉积法将普鲁士蓝(PB)负载到NiO纳米片薄膜上, 制备了新型的NiO/PB复合电致变色薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)对样品的晶型以及微观形貌进行了表征, 采用紫外-可见光光度计以及电化学工作站对NiO/PB复合薄膜的电化学和电致变色性能进行了研究和表征。结果表明: NiO/PB复合电致变色薄膜具有多孔结构和较大的比表面积, 可以增大电解质与电极材料的接触面积。PB成功负载到NiO薄膜表面, 使NiO/PB复合薄膜表现出较大的电流密度。相比于单层NiO薄膜, NiO/PB复合薄膜表现出更好的电致变色性能, 其光调制范围可以达到46%, 着色效率为141 cm²/C, 并且其着色时间可以缩短到5 s, 褪色时间为6 s。     

负载型SrTiO_3/HZSM-5光催化材料制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备HZSM-5负载SrTiO_3,对其进行XRD,SEM,BET,BJH和FT-IR表征,研究SrTiO_3/HZSM-5光催化降解活性艳红X-3B的活性。结果表明:SrTiO_3材料的主要成分为钙钛矿结构SrTiO_3,并含有少量SrCO3相。在负载型χSrTiO_3/HZSM-5样品中,SrTiO_3包覆在HZSM-5的外表面。负载型催化剂的比表面积主要由分子筛提供,材料中的孔径主要分布在2~20nm范围内。负载后SrTiO_3的光催化活性明显提高,30%SrTiO_3/HZSM-5具有最强的光催化活性。经90min光照后,93.8%的活性艳红X-3B在30%SrTiO_3/HZSM-5上降解,而在纯SrTiO_3上只能降解23.9%。     

溶胶凝胶旋涂法制备NiO薄膜及其电致变色性能

本文利用sol-gel旋涂法在ITO玻璃衬底上成功制备了氧化镍(Ni O)薄膜。薄膜在550nm处的透过率为83.9%,直接禁带宽度为3.65 eV。XRD分析结果表明Ni O薄膜为立方晶相,沿(111),(200),(220)晶面生长,垂直于晶面(200)方向的晶粒直径尺寸大约为6.82 nm。循环伏安实验测试表明,Ni O薄膜在电化学反应过程中Ni2+不只经历了一次氧化反应,而是被氧化成更高价态的Ni3+,Ni4+价态,并通过计算得出薄膜在最强的阳极/阴极峰处的扩散系数为13.4×10-12cm2/s和2.29×10-12cm2/s,并且薄膜在550 nm处致色态与褪色态的透过率之差为36.5%,T/T为1.8。     

TiO_2/改性膨润土复合光催化材料的制备及其性能

本文采用无机和有机两种改性方法对钠基膨润土进行改性,在超声辅助下采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/改性膨润土复合光催化材料。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)等测试技术对复合材料进行了表征,以TNT的吸附和降解为模型反应,考察了膨润土的改性对复合材料的吸附和光催化性能的影响。实验结果表明:无机改性的膨润土层间距减小,而有机改性膨润土的层间距增大;膨润土的改性提高了其对水中有机物的吸附性能,且能有效地抑制复合材料中TiO2晶粒尺寸,提高复合材料的光催化性能。     

Electrical Properties of Li-doped P-type ZnO Ceramics

Li-doped p-type ZnO ceramics were prepared by conventional methods according to the chemical formula Zn1-xLixO2 where x=0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mole fraction, respectively.The crystal structures of the prepared samples were studied by X-ray diffraction analysis.The dielectric properties (including dielectric constant ε'and dielectric loss ε") and dc-electrical conductivity [σ(Ω-1.cm-1)] were investigated.The dielectric constant ε' was sharply decreased at the low frequency range and independent on frequency at high frequency range.Otherwise, the dielectric loss ε" varied with frequency and showed absorption peak located from 200 Hz to 4 kHz and moved to higher frequency as the concentration of Li+ doped increased.It was found that dcelectrical conductivity logσ varied from -9 to -5 and the energy gap width were calculated by using Arrhenius equation.The p-type conductivity of Li-doped ZnO may be attributed to the formation of a Lizn-Lii donor complex, which is limited by reducing the amount of Lii.     

水凝胶负载的纳米银/氮化碳光催化剂的制备及性能研究

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有独特的二维平面结构和半导体能带结构, 广泛应用于光催化。但其又存在光生电子空穴对复合过快、可见光利用效率低、在水中分散性差等问题, 阻碍了其实际应用。本研究以海藻酸钠制备的水凝胶为基体, 通过与负载银纳米颗粒(AgNPs)的g-C₃N₄复合, 提升光生电子-空穴的分离效率, 同时解决催化剂在水中的分散性问题, 改善其光催化性能。首先, 采用热聚合法合成g-C₃N₄, 结合超声的高能量使其剥离成纳米片; 然后采用溶液法在g-C₃N₄表面原位生成银纳米颗粒, 制备得到负载银纳米颗粒的g-C₃N₄(Ag@C₃N₄); 最后以海藻酸钠(SA)为前驱体通过钙离子交联的方法得到负载有Ag@C₃N₄的水凝胶(SA/Ag@C₃N₄)。通过不同手段表征SA/Ag@C₃N₄的形貌、微观结构和相组成; 以甲基橙为模型物, SA/Ag@C₃N₄的光催化降解速率是Ag@C₃N₄的2.5倍。通过光致发光谱、时间分辨光致发光谱、电子顺磁共振波谱等表征手段对材料的催化机理进行探究。结果显示, 体系中银纳米颗粒表面等离子体共振效应与海藻酸钠水凝胶的多孔结构及传质通道发挥协同效应, 促进了光催化性能的提升。