Au/CeO_2催化剂储存失活性研究

采用沉积-沉淀法制备了2%(质量分数)Au/CeO_2催化剂,并用X射线衍射、投射电镜、X射线光电子能谱和程序升温还原等手段研究了纳米金催化剂在室温空气中存放和冰箱冷冻存放失活的机理。结果表明,冰箱冷冻储存更有利于抑制金纳米颗粒的长大,使催化剂保持更高的储存活性。纳米金催化剂储存失活是部分可逆的,导致其失活因素有两方面:(1)金纳米粒子的长大,导致不可逆失活;(2)表面吸附二氧化碳和水,可通过高温焙烧来恢复部分活性,属于可逆性失活。     

PANI/CeO_2纳米复合纤维材料的合成和表征

用水热法制备了纳米CeO2,并利用其氧化性通过原位聚合法制备出PANI/CeO2复合纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等检测技术对复合材料的结构进行了表征。结果表明:复合材料两相间存在化学键合作用;酸浓度和无机纳米相影响了聚苯胺纤维结晶。当CPANI0.1mol/L,随着酸浓度的升高,PANI/CeO2的结构形态从球状逐渐发展成纤维状,CeO2粒子的粒径会影响聚苯胺结晶状态,粒径越小,越易形成结晶规整的纤维结构。     

LDO/CeO_2纳米复合材料的合成及性能研究

以水热法合成出的Mg-Al类水滑石为载体,用Ce(NO3)3·6H2O和HMT作原料,水热合成出LDO/CeO2纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品结构和形貌进行了表征。此外,以H2O2为氧化剂,研究了该复合材料对罗丹明B模拟废水的催化氧化性能,结果表明,相同条件下制备出的LDO/CeO2纳米复合材料比纯CeO2具有更高的催化活性;当CeO2的负载量为50%,LDO/CeO2的投加量为0.2g时,罗丹明B模拟废水的降解接近完全,且催化剂重复使用5次后,脱色率仍保持85%以上。     

基于石墨烯/氯化血红素复合物纳米酶可视化检测谷胱甘肽

纳米酶是一类具有类酶催化活性的纳米材料,与天然酶具有相似的尺寸、形状和表面电荷等,但更易于制备、且价格低廉、稳定性好、有望成为天然酶的替代品,在生物分析、成像、治疗、环境保护等方面具有广阔的应用前景。石墨烯(Graphene, GR)由于比表面积较大、导电性及热导率高、力学性能好、晶格缺陷较少以及表面功能性官能团丰富等特点,在二维催化剂的载体方面有广阔的应用前景。本工作通过石墨烯与氯化血红素(Hemin)的自组装制备了一种具有纳米酶活性的纳米复合材料GR/Hemin。该复合材料保留了石墨烯比表面积大的特征,且在酸性条件下,可以催化氧分子生成自由基(ROS),从而将3, 3′, 5, 5′四甲基联苯胺(TMB)氧化。基于体系中谷胱甘肽(GSH)与TMB氧化的竞争关系,建立了一种快速,高灵敏度的可视化检测GSH检测方法。使用该方法时652 nm处的紫外吸光度与谷胱甘肽浓度在0.2～100μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为0.059μmol/L,肉眼可识别的谷胱甘肽最低浓度为20μmol/L。该方法可实现对血清中GSH的简单、快速、高选择性的检测,在临床检测中有广阔的应用前景。     

微波均相法制备CeO_2纳米带

研究了以Ce(NO3)3·6H2O为原料,尿素为沉淀剂,聚乙二醇为表面活性剂,利用微波均相法制备氧化铈纳米带的方法和结果,考察了聚乙二醇含量以及尿素与Ce(NO3)3·6H2O物质的量比对前驱物及其煅烧产物形貌的影响。结果表明:当聚乙二醇浓度为10g/L,尿素与Ce3+的物质的量比为12∶1时,采用微波均相合成法制得的CeO2前驱体及煅烧产物结晶良好,一维带状结构明显。     

纳米钯模拟酶用于甲醇含量的快速检测

以纳米钯作为辣根过氧化物酶的替代物,用于催化过氧化氢(H2O2)氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)的反应体系。其催化反应生成一种最大吸收波长为653 nm的蓝色产物。通过分光光度法即可实现微量H2O2的检测。在此基础上,研究甲醇在醇类氧化酶的催化下产生过氧化氢的能力,采用纳米钯模拟酶法测定甲醇产生过氧化氢的量,从而实现甲醇的快速检测。     

微波法制备纳米CeO_2及其光催化性能

以硝酸铈和柠檬酸为原料,采用微波加热法制备纳米CeO2粒子,采用X射线衍射仪和透射电镜对产物进行表征,考察纳米催化剂在太阳光下的光催化活性。结果表明,当微波功率为450 W,微波加热时间为60 s时,制备的样品为萤石型立方结构的纳米CeO2粒子,平均粒径为19.62 nm;以纳米CeO2为光催化剂对次甲基蓝溶液进行降解实验,当催化剂添加质量浓度为0.6 g/L时,日光照射120 min后次甲基蓝的脱色率为82%,较研磨法提高了21%。     

沉淀剂对花球状Au/CeO_2催化剂催化氧化CO活性的影响

采用水热合成法制备花状CeO_2载体,并选择了3种沉淀剂NH_4OH、Na_2CO_3和NaOH,通过沉积-沉淀法分别制备Au/CeO_2催化剂。以CO氧化为探针反应,研究不同沉淀剂对催化剂催化CO氧化性能的影响,通过ICP-AES、XRD、TEM、XPS、H_2-TPR等手段对催化剂进行表征,探讨了不同沉淀剂对Au/CeO_2催化CO氧化性能的影响。结果表明,以NaOH为沉淀剂制备催化剂室温活性最低,以NH_4OH和Na_2CO_3为沉淀剂制备的催化剂具有较好的CO氧化催化活性,室温转化率高于95%,但后者的室温催化活性相对更高。不同沉淀剂制备的催化剂活性与其实际金的负载量、金颗粒尺寸和载体还原的难易程度密切相关。     

CeO_2/ZrO_2-Y_2O_3纳米结构热障涂层的制备与高温性能

将纳米ZrO_2-8wt%Y_2O_3和纳米ZrO_2-8wt%Y_2O_3中掺杂25wt%纳米CeO_2(CeO_2/ZrO_2-8wt%Y_2O_3)的两种粉末进行团聚处理,用等离子喷涂方法在GH30高温合金表面分别制备了两种材料热障涂层.用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对掺杂了25wt%纳米CeO_2的团聚体粉末和涂层的微观组织结构进行分析研究,测试比较了两种涂层在900、1100和1300℃时的热震性能,并试验了两种涂层在1050℃、保温100h后的抗氧化能力.结果表明,纳米粉末经团聚处理后为多孔的球形结构,掺杂纳米CeO_2涂层组成相为稳定的t相(t-ZrO_2、t-Zr_(0.82)Y_(0.18)O_(1.91)、t-Zr_(0.82)Ce_(0.18)O_2)和c相(c-CeO_2),并保持纳米组织结构,平均晶粒尺寸为45nm,其抗热震性能和氧化性能要高于纳米ZrO_2-8wt%Y_2O_3涂层.     

水热制备掺锑纳米TiO2及其光活性抑制研究

在200℃，6h条件下水热制备两种掺锑二氧化钛，Sb2O3：TiO2介于0—0．35mol％．第一种以二氧化钛和SbCl3为原料；第二种以偏钛酸和SbCl3为原料．用XRD、SEM、EDS、TG、IR表征样品，谢乐公式估算晶粒直径．EDS检测到Sb2O3的存在，XRD检测表明掺锑TiO2均为锐钛型．锑的掺入可有效抑制第二种掺锑二氧化钛晶粒的长大．通过罗丹明B的光降解，表明两种掺锑纳米TiO2光活性均得到有效抑制．以偏钛酸为原料制得的掺锑TiO2的光活性低于以二氧化钛为原料制得的掺锑TiO2．当Sb2O3：TiO2为0．21％时，掺锑二氧化钛光活性最低．     

水介质中纳米CeO_2的表面电性研究

为改善纳米CeO2在水介质中的稳定分散,在分析纳米CeO2各种性质的基础上,研究了介质pH值、无机电解质、阴离子表面活性剂对纳米CeO2表面电性的影响,并对分散机理进行了分析。结果表明:添加无机电解质可以显著降低碱性水介质中纳米CeO2的ζ电位,对于改善纳米CeO2在碱性区域内的稳定性有较好的效果。     

CeO_2纳米空心球的制备与光催化性能研究

采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯-丙烯酸微球(P(St-AA))为模板,通过无机物前驱体颗粒的自组装制备出CeO2/P(St-AA)复合微球,煅烧去除聚合物模板后,得到CeO2纳米空心球。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和热重分析仪等测试手段对复合微球和CeO2纳米空心球的表面形貌和结构进行了表征。实验结果表明,CeO2空心球由面心立方相颗粒构成,内空心直径约为250nm,壳厚度约为20nm。CeO2纳米空心球对甲基蓝模拟染料废水具有良好的脱色能力,经4h处理后脱色率达到95%以上。     

CeO_2纳米棒及纳米八面体的制备及生长机理分析

以Ce(NO3)3·6H2O为起始原料、Na5P3O10和Na3PO4·12H2O分别为矿化剂,采用水热法制备了CeO2纳米八面体和纳米棒,并且对Na5P3O10和Na3PO4·12H2O不同体系中pH值的影响作了分析研究。通过XRD、FESEM、TEM等方法对CeO2纳米棒和纳米八面体样品分析结果表明,在Na5P3O10和Na3PO4·12H2O系统中,初始时CeO2八面体与纳米棒共存,但随着水热时间的延长,在Na5P3O10体系中以CeO2八面体成为主要产物,而在Na3PO4·12H2O体系中以CeO2纳米棒为主要产物;在pH值约为2的条件下,两系统中均只有纳米棒生成。研究得出,Na5P3O10水解产生的HPO2-4是CeO2纳米八面体形成的主要原因,而Na3PO4·12H2O水解产生的H2PO-4是纳米棒形成的主要原因。     

纳米CaO/CeO_2复合粉体的紫外吸收及氧化催化性能研究

采用直接沉淀法制备纳米CaO/CeO2复合粉体,研究复合粉体的紫外屏蔽和氧化催化性能,并对其进行了表面改性,结果表明,适当比例CaO掺杂的纳米CaO/CeO2复合粉体在280-400nm区域内较纯CeO2有更强的紫外线吸收能力,氧化催化活性得到抑制。通过表面改性,粉体表面由原来的亲水疏油变为亲油疏水。     

水热与真空冷冻干燥技术结合制备纳米CeO_2

采用水热法,结合真空冷冻干燥技术并在一定的焙烧温度条件下,成功地制得了单分散类球形CeO_2纳米粒子。用SEM、TEM及ICP等分析手段对样品进行了表征,研究了水热和焙烧温度对产物粒径、形貌的影响。结果表明:反应温度为200℃、焙烧温度为700℃下制备的纳米CeO_2粉末颗粒的粒径为55～65nm,分散性好,粒径分布均匀且呈类球形,纯度达到99.9%。     

表面活性剂辅助合成不同形貌纳米CeO_2研究进展

氧化铈(CeO_2)是一种重要的稀土金属氧化物,由于其独特的结构和优良的性能广泛应用于各个领域。CeO_2的形貌对其性能和应用有显著的影响,因此不同形貌CeO_2的合成引起了科研人员的关注。表面活性剂是一种用途非常广泛的双亲分子,可以有效调控纳米CeO_2的形貌和结构,因而在纳米CeO_2的合成中发挥着重要的作用。主要介绍了表面活性剂辅助合成不同形貌的二氧化铈,并对表面活性剂在CeO_2合成中的前景进行了展望。     

纳米CeO_2与碳基低温固体氧化物燃料电池

强调了发展可再生能源的战略意义;阐明了可直接将化学能转化为电能的固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构、特征、优点、应用及其两大研究趋势;评述了目前碳基低温固体氧化物燃料电池的研究进展;重点介绍了作者所在的实验室最近在研究具有微纳结构的CeO_2对碳基低温SOFC性能的影响,并指出:研究结果是初步的,然而是十分令人鼓舞的。     

CeO_2/In_2TiO_5纳米纤维异质结可见光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)、硝酸铟(In(NO_3)_3)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备钛酸铟(In_2TiO_5)纳米纤维;通过水热合成,使二氧化铈(CeO_2)均匀分布于In_2TiO_5纳米纤维表面,制备了CeO_2/In_2TiO_5可见光催化剂。利用XRD、SEM、UV-Vis DRS和TG-DTA等技术对样品进行了表征。以罗丹明(RhB)为目标降解物,考察了催化剂的可见光光催化性能,结果表明250W氙灯下,180min罗丹明的降解率为83.70%,降解过程服从一级动力学模型。     

PANI/CeO_2/WC复合材料的制备及性能

采用原位聚合法分别制备聚苯胺/二氧化铈(PANI/CeO2)、聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)、聚苯胺/二氧化铈/碳化钨(PANI/CeO2/WC)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和拉曼光谱(Raman)对三种复合材料进行物相和结构分析,并且通过交流阻抗和阳极极化测试材料在65g/L Zn2++150g/L H2SO4体系中的电化学行为。通过实验数据分析,得到了一些具有一定学术意义与应用价值的结果。     

纳米TiO2/聚氨酯复合涂层的光催化活性研究

用纳米二氧化钛浓缩浆制成了纳米TiO2／聚氨酯复合涂料。纳米TiO2／聚氨酯复合涂层的TEM观察和光催化实验表明,这种复合涂层中的纳米粒子分散均匀,无团聚体,并且具有良好的光催化活性。随着颜基比的增大,复合涂层的反应速率常数增大,光催化活性提高。在二氧化钛粒径不大于250nm时,复合涂层的反应速率常数和光催化活性在二氧化钛粒径为100nm处有一最大值。