雾化-热分解法合成氧化铁纳米粒子及其磁性能

建立了将五羰基铁超声雾化、分段加热分解-氧化及产物收集-修饰一体化的氧化铁纳米粒子合成装置,研究了不同温度参数对纳米粒子的相组成和形貌的影响,并通过在雾化液及收集液中添加修饰剂以控制合成纳米粒子的粒径和分散性。采用XRD、TEM和SQUID对合成的纳米粒子进行了表征。成功合成了不同结晶性和分散性的球形γ-Fe2O3纳米粒子。随着粒径减小,合成纳米粒子由顺磁性过渡到超顺磁性。     

溶剂热法合成纳米Co3O4及其电容特性研究

以甲醇和水为混合溶剂,以NaNO<,3>为矿化剂,用溶剂热法合成了Co<,3>O<,4>.借助XRD和TEM对产物的物相和形貌进行了表征,通过循环伏安和恒流充放电测试对Co<,3>O<,4>电极的电化学性能进行了分析.结果表明,所得样品为30nm左右的立方状Co<,3>O<,4>,在1000次循环充放电的过程中,纳米C...     

天然多孔材料水热合成羟基磷灰石

研究发现牡蛎白垩层是一种天然方解石质多孔微结构材料,并以其为原料,采用水热法在90℃水浴、常压条件下与磷酸氢二铵溶液反应生成羟基磷灰石.产物通过傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行分析.结果表明,常压下反应15min就出现了羟基磷灰石.48h后白垩层几乎完全转化为羟基磷灰石,并且生成的羟基磷灰石仍完好的保留原多孔微结构.这种转化是通过两种历程完成的,即方解石表面的溶解-重结晶及其内部的固态局域规整离子交换反应.     

喷雾热解法制备高产率石墨/炭纳米纤维及其特征研究

基于石墨/炭纳米纤维(GNFs)的克量级(>1 g)制备及其特征表征,通过苯的喷雾热解制备了GNFs,并采用XRD,TEM及SEM对GNFs进行了表征.结果表明:高产率GNFs的最佳生长条件是:喷管内径～0.52mm,苯液流量～5 mL/min,反应温度～750℃,载气H2流量～1 500 mL/min.所制GNFs的典型长度和直径分别为～60um和～250 nm,大部分GNFs样品呈现螺圈/螺旋纤维状.喷雾热解生长模式中GNFs的产率为克量级(1.45 g)/产程.     

新型纳米多孔材料——金属有机配位聚合物的包结作用及其应用研究进展

金属有机配位聚合物(MOCPs)具有纳米多孔的特殊结构,且结构具有可设计性,通过MOCPs活性位点与客体分子的包结作用能够选择性地包结多种客体分子,表现出特有的分子识别能力.MOCPs作为一种新型多孔材料在择形及手性催化、吸附分离、气体储存、分子识别与传感、生物模拟、微反应器等研究应用方面具有诱人的潜力.综述了MOCPs的设计、合成及主-客体相互作用方式,并展望了这种聚合物的应用前景.     

细粒级掺杂石墨材料的制备及其出气特性的研究

通过球磨分散方法制备了细粒级掺杂石墨 ,采用SEM、EDX、TEM、XRD等手段分析了材料微观结构 ,并对其性能作了初步研究。研究表明 :当原始粉粒径小于 10 0nm时 ,材料具有高的热导率和优良的物理机械性能 (抗弯强度为 116MPa) ,与粗晶石墨材料相比 ,细晶石墨材料在电子束辐照前的出气性能与其基本相同。而辐照之后 ,细晶石墨材料释放的H2 、H2 O、CO ,特别是CO2 的量远远少于粗晶石墨材料释放的量     

石墨化改性晶须状碳纳米管及其电容特性

用CVD法合成晶须状碳纳米管(WCNTs),对其进行石墨化纯化处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和热重分析(TGA)对其进行表征。以纤维素为基体材料,WCNTs为功能材料,将分散好的WCNTs与纸纤维混合,抽滤制成WCNTs复合纸,WCNTs复合纸的电导率由石墨化前14.1 S/m提升到石墨化后325.1 S/m。采用两电极体系,以1 mol/L Li PF6为电解液,通过循环伏安及恒流充放电方法来研究WCNTs复合纸为极片的超级电容器性能,在扫描速率为1 m V/s时,石墨化WCNTs复合纸电极的比容量达到90 F/g。在电流密度为800 m A/g时,比能量和比功率分别为21.3 Wh/kg和2.1 k W/kg,表现出良好的超级电容器性能。     

石墨质多孔炭的制备及其双离子电容储能机理

作为锂离子电池和超级电容器的结合,锂离子电容器由于兼备电池和电容器的优点而受到了广泛关注。然而因其正极双电层电容行为的储能机理,锂离子电容器的能量特性受到了较大的限制。因此,为了从根本上增强锂离子电容器正极材料性能,本研究提出了双离子电容器的储能机理。以柠檬酸钾/镁/铁为原料,合成了兼备石墨质结构与层次化多孔结构的石墨质多孔炭,并以其为正极材料,实现了兼具锂离子电容器正极离子吸附行为与双离子电池正极阴离子插层行为的双离子电容储能。由于石墨质多孔炭结构中石墨质结构在高电位下由阴离子插层反应贡献的额外平台容量以及对于材料导电性的增强,石墨质多孔炭正极材料的能量特性明显超过多孔炭及人造石墨正极,实现了从储能机理的层面的器件性能增强。     

纳米级铁酸盐粉体材料合成的进展

本文综述了具有尖晶石结构的纳有铁酸盐（ＭＦｅ２Ｏ４,Ｍ＝Ｍｎ,Ｚｎ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｃｕ等）的合成方法,其中包括：共沉淀法,水热法,溶胶－凝胶法,微乳液法,冲击波法以及本文作者最近发展的共沉淀催化相转化法等。这些方法合成的铁酸盐的粒径一般小于１００ｎｍ,是当今合成的纳米级铁酸盐粉体的有效方法。     

硫模板法制备多孔石墨纳米笼及其性能表征

本文研究出一种利用硫模板制备多孔石墨纳米笼的方法, 其核心为利用空气氧化将石墨层中掺杂的硫除去并在原位产生纳米孔洞。硫的掺杂是在碳包裹铁纳米核壳颗粒制备中同时进行的, 随后将其中铁基内核除去即得硫掺杂的石墨纳米笼。将其中的硫除去后, 石墨纳米笼的比表面积(由540 m²/g提高至850 m²/g)和介孔孔容(由0.44 cm³/g提高至0.9 cm³/g)均有显著提高。与传统制备多孔石墨纳米材料的方法相比, 本方法在显著提高材料比表面积的同时未对纳米笼的石墨化结构有明显破坏。     

共聚炭化法制备多孔炭材料及其电容性能研究

采用酚醛树脂(PF)为热稳定聚合物, 端环氧基的聚合物(QS)为热不稳定聚合物, 利用聚合物共聚炭化法制备多孔炭。经红外光谱分析及热重分析证实, 在酚醛树脂与QS的共聚固化物中, QS链段上的环氧基与酚醛树脂链段上的酚羟基发生反应生成醚键, QS接枝到酚醛树脂的链段上。BET比表面积、孔结构和电化学性能分析表明: 在共聚固化物PF/QS的炭化过程中, QS的热解逸出能起到造孔作用, 并随着QS用量的增加多孔炭的比表面积先增大后减小。QS加入量为15%的多孔炭具有最大的比表面积609.0 m²/g、总孔容0.28 cm³/g和微孔孔容0.22 cm³/g, 与聚合物共混炭化法相比, 在相同热不稳定聚合物加入量条件下, 多孔炭的比表面积和孔容都有所提高。该多孔炭电极在30wt% KOH电解液中的比电容达177.5 F/g, 具有良好的电容特性。     

基于界面相互作用构建纳米纤维素-羧基化碳纳米管-石墨/聚吡咯柔性电极复合材料

以纳米纤维素(CNF)、羧基化碳纳米管(CNTs—COOH)、铅笔石墨(PGr)、聚吡咯(PPy)为原料,通过真空抽滤、涂覆、氧化聚合等方法,同时基于氢键界面相互作用的原理,制备出具有石墨层结构的CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料。结果表明,CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料在平直、折叠和拉伸时不会断裂,展现出较强的力学性能,其拉伸强度达到28.90 MPa。亲水性CNF与CNTs—COOH构筑的多孔结构增强了离子和电子的扩散路径。PGr的加入有效增加了CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料的导电路径,赋予其优良的导电性能。氧化聚合后得到的CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料的电导率达到5.403 S·cm?1。在1 mol·L?1 H₂SO₄溶液中,0.5 A·g?1电流密度下,CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料具有521 F·g?1的高比电容量,且经过1 500次充放电循环后,其电容保持率高达68%。基于柔性电极优良的力学性能、电化学性能和导电性能,CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料具备成为柔性储能器件电极材料的基本特性。      

溶剂热合成纳米钛酸钡及其表征

为满足钛酸钡纳米陶瓷的需求,本文用TiCl4和Ba(OH)2作前驱体,乙醇和乙二醇甲醚作混合溶剂,溶剂热合成了钛酸钡纳米粉体,并使用TEM、XRD和Raman光谱对产物进行了表征.结果表明,在本文条件下可以得到粒径为10~80 nm纳米粉体,通过控制反应条件可以达到控制颗粒尺寸的目的,反应时间和反应温度对颗粒尺寸有显著的影响.     

纳米NiO的制备及其赝电容特性研究

运用沉淀转化法制备Ni(OH)2超微粉末,并通过热处理得到纳米NiO.利用TEM,TG,XRD,循环伏安和恒流充放电测试对样品进行了分析和表征.结果表明,实验制备的NiO粒径为10nm左右, 在-0.05～0.35V(vs SCE)的电位范围内表现出典型的法拉第赝电容行为, 在电流密度为2mA*cm-2时, 其比容达到243F·g-1.     

超薄MnOx修饰多孔碳纳米纤维及其电容脱盐

MnO₂具有较高的理论比电容而作为良好的电容器材料,但因其导电性和循环稳定性较差,从而限制其电化学应用。本研究以静电纺丝技术制备的多孔碳纳米纤维（PCNF）为载体,经KMnO₄浸泡后,高温退火获得超薄MnO_x层修饰的复合碳纳米纤维（APCNF-MnO_x）。通过接触角、SEM、TEM、电化学表征及电容脱盐测试对比分析了碳纤维多孔结构对MnO_x形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明：APCNF-MnO_x电极的比电容是退火的MnO_x修饰无孔碳纳米纤维（ACNF-MnO_x）电极的4倍（20 mV/s）。以APCNF-MnO_x为电容器负极材料,成功制得电容器去离子器件,其电容脱盐量达到9.23 mg/g,比ACNF-MnO_x提高了29%。     

石墨镶嵌Co纳米晶的形成及其特性

用直流碳弧法在阳极石墨棒中加入金属Ｃｏ产生石墨镶嵌Ｃｏ纳米晶,研究在复合石墨棒中加入不同的Ｃｏ含量对石墨镶嵌Ｃｏ纳米晶的形貌、结构特性及晶粒尺寸分布的影响,探讨石墨镶嵌Ｃｏ纳米晶的形成原因及碳弧法中氦气压力和Ｃｏ含量对掺Ｃｏ阳极石墨棒所产生的碳灰的Ｃ６０／７０产率的影响。结果表明,复合阳极棒中的Ｃｏ含量决定了石墨镶嵌Ｃｏ纳米晶的数量和晶凿直径分布,碳弧法中的Ｈｅ气压力仍是影响掺Ｃｏ阳极棒所产生的碳     

聚苯胺纳米球电极材料的制备及其电容性质

采用化学氧化聚合法,以聚乙烯醇(PVA)为稳定剂,制得直径约为200 nm的聚苯胺(PANI)纳米球电极材料。采用XRD、FT-IR、FESEM和TEM对电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。在三电极体系中测试PANI纳米球电极的电容性质,电流密度为0.5 F/g时PANI纳米球电极的质量比电容为494 F/g,当电流密度从0.5 F/g增加到20 F/g时电容保持率为71%。     

纳米Sb2O3阻燃剂的合成及其纳米聚合材料的阻燃特性

本文综述了纳米Sb2O3的合成方法；并讨论了纳米Sb2O3／聚合物复合材料的阻燃特性与纳米Sb2O3的阻燃性能。     

爆米花衍生多孔炭材料及其在电容去离子中的应用

本研究以常见的生物质-廉价的爆米花为原料,成功地制备出爆米花衍生多孔炭材料.实验将物理化学(微波膨化)与化学活化相结合,制备出具有高比表面积(1425m2 g-1)的蜂窝网装的多孔炭材料PDCP-KHCO-800.在扫描速率5mV s-1下,PDCP-KHCO-800电极比电容为117F g-1.在电容去离子(CDI)...