二维BiOBr/g-C3N4光催化材料的构建及性能研究

高效、稳定光催化材料的开发是光催化技术应用的关键，以尿素、硝酸铋和溴化钾等为原料，通过一步水热法制备了BiOBr/g-C₃N₄(Bix/CN)光催化剂，结合紫外-可见吸收光谱结果计算出BiOBr和g-C₃N₄的导带位置在0.52和-1.1 eV，价带位置在3.38和1.55 eV处，光电催化及荧光测试中Bix/CN表现出较高的光电流和较低的电荷转移电阻，说明复合可有效降低光催化材料中电子-空穴的复合率，其中Bi3/CN在可见光辐射10 min下，对水溶液中罗丹明B的总去除率可达到81.35%，循环使用5次后对RhB的总去除率仅下降了6%。复合材料光催化效率的提高主要依赖于2种二维单体的有效耦合，光电催化和自由基捕获试验结果表明，g-C₃N₄导带上活性物种·O₂^-的有效生成是复合材料光催化性能提高的本质原因。     

孔隙率对水热合成Bi2Te3热电性能的影响

用水热法制备了晶粒尺寸为几十纳米到几百纳米的Bi₂Te₃粉末,再通过压片法制得不同孔隙率的Bi₂Te₃薄片材料,研究了孔隙率对Bi₂Te₃热电性能的影响。通过对热电性能的测试,研究发现压片法制得的Bi₂Te₃样品具有较高的孔隙率,且样品的热传导符合多孔材料的热传导规律。当Bi₂Te₃样品孔隙率较大时具有较低的热导率,在室温下测得孔隙率为43%的Bi₂Te₃薄片热导率为0.282W·m^-1·K^-1。材料热导率、电导率和ZT值均随孔隙率的增加而减小。     

氮掺杂碳包覆Bi2Mn4O10锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能(英文)

为抑制高能锂离子电池负极材料Bi₂Mn₄O₁₀容量的快速衰减,通过简单球磨法制备新型高纯Bi₂Mn₄O₁₀/ECP-N(ECP-N为氮掺杂科琴黑)负极复合材料。所合成的Bi₂Mn₄O₁₀/ECP-N复合材料在0.2C倍率下循环100次后可保持576.2m A·h/g的比容量,容量保持率为75%,而纯Bi₂Mn₄O₁₀的容量保持率仅为27%。3C倍率下Bi₂Mn₄O₁₀/ECP-N复合材料的放电容量仍保持在236.1 m A·h/g。引入氮掺杂的科琴黑ECP-N不仅可以有效地提高比表面积以缓冲体积膨胀,增强材料的电导率和可湿性,而且还可以促进离子传输和可逆转化反应。     

TiO2/Bi2S3光阳极的制备及其光电性能

TiO₂光学带隙较宽,对可见光的响应较弱。为拓宽TiO₂光吸收范围和降低载流子复合概率,采用窄带隙的Bi₂S₃与TiO₂复合,构建异质结光阳极复合材料。首先对复合材料的物相和微观形貌进行表征,其次分析了复合材料的光电性能,结合复合材料的光电特性优化了制备工艺。改变水热生长Bi₂S₃的沉积次数,重点分析Bi₂S₃对异质结光电性能的影响。结果表明：当Bi₂S₃水热沉积次数为2时,复合材料的光电性能最佳,光电流密度达到0.22 mA/cm²,电子寿命为61 ms。与纯TiO₂相比,复合材料可显著提升对光吸收范围和强度,并提高了载流子的分离效率。     

镍基单晶高温合金N5及其纳米晶涂层在900℃下O2和O2+20%H2O气氛中的氧化行为

以镍基单晶高温合金N5为基体,采用磁控溅射技术在基体表面沉积与其成分相同的纳米晶涂层,并对比研究合金及其纳米晶涂层在900℃下O₂和O₂+20%(体积分数) H₂O气氛中的氧化行为。结果表明,水蒸气加快了合金和涂层的氧化速率,促进合金表面氧化膜的剥落,并且影响了氧化膜的组成和结构。在O₂和O₂+H₂O环境中,合金表面氧化膜都由外层NiO、中间层NiAl₂O₄和内层Al₂O₃组成;但在O₂+H₂O环境中,合金氧化速率较大,外层氧化膜发生剥落。纳米晶涂层显著提高了合金的抗高温氧化性能,在O₂气氛中表面形成Al₂O₃,而在O₂+H₂O气氛中表面氧化膜主要为NiAl₂O₄。同时,纳米...     

Bi2S3/CdS/TiO2纳米复合材料的制备及对304不锈钢的光生阴极保护性能研究

通过超声辅助连续离子层吸附和反应法在TiO₂纳米管上负载CdS和Bi₂S₃,通过SEM、XRD、XPS等手段对材料的形貌、结构、元素组成和价态进行表征,在模拟太阳光下,系统研究TiO₂纳米复合材料的电化学性能。结果表明,负载CdS和Bi₂S₃的TiO₂纳米复合材料的光吸收范围扩展到可见光区,载流子的复合率也大大降低,光电流密度提升至850μA·cm^-2,是改性前的3.4倍;将其与304不锈钢耦合后,电位降至-0.99 V,比改性前的耦合电位低约70 mV,可以进一步提升对304不锈钢的光生阴极保护效果。     

ZK60合金表面含纳米Y2O3微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性(英文)

为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能，通过在电解液中加入纳米Y₂O₃的方法，制备含纳米Y₂O₃的镁合金MAO涂层，并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明，微弧氧化涂层中主要含有Ca₈YMg(PO₄)₇和Y₂O₃颗粒，Ca₈YMg(PO₄)₇能稳定涂层，纳米Y₂O₃能封闭微孔，从而降低涂层的降解速率，并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中，涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下，涂层体积损失从0.46 mm³降至0.27 mm³。MAO涂层具有良好的生物相容性，细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y₂O...     

具有增强光催化和抗菌活性的TiO2@Ag-GO复合材料

光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO₂)是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO₂基光催化复合材料具有重要意义。通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO₂和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO₂@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物。同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO₂光催化活性。AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag⁺,赋予材料广谱的抗菌性能。光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2 h降解率达到74.5%,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用。这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO₂基复合材料在光催化清洁...     

连铸铁泥制备纳米α-Fe2O3及光催化去除Cr(Ⅵ)

连铸铁泥富含铁元素,资源化利用是必然选择。以连铸铁泥为原料,采用水热法成功制备纳米α-Fe₂O₃,实现高附加值利用。研究结果显示,所制备的纳米α-Fe₂O₃为均匀的球状介孔结构,比表面积为48.78 m²/g,平均晶粒尺寸约40～50 nm,较大的比表面积与较小的晶粒尺寸可提供大量的光催化活性位点,有利于提升材料的光催化性能。将纳米α-Fe₂O₃应用于Cr(Ⅵ)脱除的光催化剂,显示较好的Cr(Ⅵ)废水脱除效果,180 min内去除率可达100%。经过5次循环后,Cr(Ⅵ)的去除效率仍可达到89.2%,说明纳米α-Fe₂O₃具有良好的可重复使用性。对光催化去除Cr(Ⅵ)的反应机理进行研究,表明光生电子(e^-)、羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(·O₂^-)是参与Cr(Ⅵ)去除的主要活性物质。本研究可将工业副产品连铸铁泥转化为高附加...     

空心结构ZnSn(OH)6立方体制备及其可见光催化性能研究

以乙酸锌、锡酸钠、氟化铵为原料,利用NH₄F刻蚀,采用水热法制备了尺寸250 nm的空心结构ZnSn(OH)₆立方体,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)等来表征ZnSn(OH)₆的晶体结构、形貌和光学性能,研究水热时间对ZnSn(OH)₆形貌的影响,通过降解亚甲基蓝(MB)来探索不同形貌的ZnSn(OH)₆的光催化性能。结果表明,水热2 h制备的ZnSn(OH)₆具有完整的空心结构,且对亚甲基蓝(MB)在可见光下降解效率最优,在降解过程中·O^2-起主要作用,其稳定性良好。说明空心ZnSn(OH)₆立方体光催化材料是一种具有广阔应用前景的可见光催化降解材料。     

MgAl2O4:Eu3+荧光粉的制备及其光谱特性

采用水热辅助固相法合成一系列Eu³⁺掺杂MgAl₂O₄:Eu³⁺荧光粉。主要考察粉体的物相结构、形貌、颗粒尺寸及电/磁偶极跃迁强度随Eu³⁺摩尔分数的变化规律。结果表明:当Eu³⁺不等价取代Mg²⁺后并未影响基质材料的晶体结构,产物全部为立方相MgAl₂O₄,但间隙O^2?的存在会影响被取代离子Mg²⁺的配位关。当Eu³⁺掺入时,其会与溶液中的NH₄⁺共同参与调控样品的形貌和尺寸,以致片状颗粒的厚度减小、不规则程度加剧。基于J-O理论认为,在248 nm紫外和395 nm近紫外光激发下,Eu³⁺在MgAl₂O₄中所处格位的对称性差异是引起电偶极(⁵D₀→⁷F₂)和磁偶极(⁵D₀→⁷F₁)跃迁相对强度不同的主要原因。     

超临界CO2输送环境中O2、SO2和NO2杂质对X52钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验、表面分析技术水化学模拟计算等方法,对比了在含O₂、SO₂或NO₂杂质超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀行为差异,探讨了杂质及其交互作用对X52钢腐蚀的影响机理。结果表明：在含0.02%(体积分数)O₂的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀速率仅为0.007 mm/a,而在含0.02%SO₂或0.02%NO₂环境中X52钢的腐蚀速率均高于0.300 mm/a;当O₂与SO₂或NO₂共存时,二者交互作用促进腐蚀性物质H₂SO₄或HNO₃形成,进而促进X52钢的腐蚀速率提升;在含不同杂质的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀和成膜反应过程主要由杂质控制,X52钢腐蚀程度不...     

基于Bi2O3-B2O3体系的陶瓷结合剂金刚石砂轮制备及其对单晶硅的磨削性能

针对陶瓷结合剂烧结温度高的问题，提出一种基于Bi₂O₃-B₂O₃的新型低温陶瓷结合剂。分析添加纳米SiC和纳米ZrO₂对结合剂物相组成、流动性和力学性能的影响，并探索添加核桃壳粉造孔剂对金刚石砂轮微观形貌的影响；制备基于Bi₂O₃-B₂O₃体系的陶瓷结合剂金刚石杯形砂轮，测试其对单晶硅晶圆片的磨削性能。结果表明：添加纳米SiC会导致陶瓷结合剂中出现一定量的Bi单质，破坏结合剂的[BiO₄]玻璃网络；添加纳米SiC及纳米ZrO₂后，结合剂的流动性降低；随烧结温度上升，结合剂的流动性、抗弯强度和硬度有增大的趋势，在560℃烧结时结合剂的抗弯强度和硬度达到最大。随着造孔剂含量的增大，砂轮中大气孔的数量显著增多、尺寸显著增大。在砂轮线速度为12.56 m/s，工件转速为5.23 m/s，进给速度为0.1μm/s条件下，使用以M10/20金刚石(粒度号为80...     

煆烧温度对BiOX(X=Cl,Br)的微观结构和光催化活性的影响（英文）

采用简单水解法和后热处理制备一系列BiOX(X=Cl,Br)光催化剂,通过XRD、拉曼、SEM、DSC-TGA、BET和UV-Vis表征所获得的样品,并且通过在模拟太阳光源下光催化降解甲基橙(MO)来评价煅烧温度对样品活性的影响。结果表明,催化剂的相结构、晶粒尺寸、形貌、比表面积、多孔结构和吸收带边缘均与焙烧温度有关。BiOBr在600℃已完全转变为Bi₂₄O₃₁Br₁₀,并在800℃开始转变为Bi₂O₃;而BiOCl在600℃才开始转变为Bi₂₄O₃₁Cl₁₀,在800℃全部转化为Bi₂₄O₃₁Cl₁₀。BiOCl的光催化活性随温度的升高而降低,这归因于比表面积和孔径的减小;而BiOBr的光催化活性先升高后降低,这与其良好的结晶和三维结构有关。     

水系锌离子电池MnO2正极的3D打印(英文)

为了解决Mn O₂正极在水系锌离子电池中循环稳定性差及离子运输缓慢等问题，采用直写成型技术制备高精度定制的3D打印Mn O₂正极。流变测试表明，打印墨水表现出剪切变稀行为，存储模量平台值高达105 Pa。SEM图像显示，100次循环后该定制网-层状结构保持完整。具有良好力学强度的3D结构有利于降低电极内残余应力，同时提供更大的比表面积。所得的3D打印正极在50 m A/g的电流密度下循环110次后，比容量为对照传统2D电极的4倍。采用多种非原位技术系统研究了3D打印电池的可逆Mn²⁺/Mn⁴⁺双氧化还原储能机制。     

阳极电沉积制备CeO2薄膜

用阳极电沉积技术在304不锈钢基体上制备CeO₂薄膜,用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段探讨不同配体阳离子种类、配体浓度和O₂对镀层表面结构的影响规律。结果表明,CH₃COONH₄配体中的铵离子（NH₄⁺）对CeO₂薄膜晶粒的细化具有重要作用,镀液中高CH₃COONH₄配体浓度及镀液的脱氧作用有利于阳极电沉积CeO₂薄膜的致密化;在镀液组成为0.1 mol/L Ce(NO₃)₃和0.2 mol/LCH₃COONH₄、且镀液脱氧的实验条件下,获得了平整致密的纳米晶CeO₂薄膜,其晶粒粒径范围为5~10 nm。     

流速对CO2/O2环境中L485钢腐蚀行为的影响

为研究CO₂/O₂共存环境中流速对L485钢腐蚀行为的影响,在高温高压动态反应釜中进行模拟腐蚀试验,测试L485钢的均匀腐蚀速率,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等方法观测腐蚀产物的微观形貌和成分。结果表明：CO₂/O₂共存体系中,随着流速的增大L485钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且表面呈现由局部腐蚀向均匀腐蚀转变的特点;CO₂/O₂共存体系中L485钢的腐蚀产物为Fe₂O₃、FeOOH、Fe(OH)₃、Fe₃O₄、FeCO₃。     

分子模拟O2在Ag表面的吸附行为

空气中的Ag熔化时会溶解大量的O₂,O₂在Ag上的吸附特性对研究其相互作用至关重要。基于分子动力学和蒙特卡洛模拟方法，先根据吸附曲线得到了不同温度、压强下O₂在Ag(111)表面上的吸附量，然后建立Ag-O₂体系的吸附模型，研究了Ag(111)表面对O₂的吸附行为。结果表明，O₂会大量吸附在Ag表面，距Ag原子0.325 nm处O₂最容易被吸附，但随着温度升高，O₂在Ag(111)面上的自由能增加、扩散系数增大且吸附能降低。随着压强增大，O₂的吸附量逐渐上升，直至达到饱和吸附。     

树莓形SiO2–TiO2纳米粒子的制备及其在光学涂层中的应用

目的 提高Ti O₂纳米粒子在复合光学薄膜中的分散性及光催化自清洁效率。方法 以通过St?ber法制备的粒径为70、140 nm的Si O₂粒子与酸催化法制备的粒径为5 nm的Ti O₂粒子为原料,分别使用硅烷偶联剂3–氨丙基三乙氧基硅烷（APTES,或KH550）与γ–缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷（GLYMO,或KH560）对2种纳米粒子进行表面改性。通过2种粒子表面的化学基团之间的化学键,将2种粒子进行偶联,形成了小粒子包覆大粒子的树莓形结构,并利用溶胶–凝胶法制备了光学涂层,通过紫外–可见分光光度计、红外光谱仪、激光粒度仪等多种表征设备对制备的复合纳米粒子及构筑的薄膜的结构、形貌和性能进行了分析。结果 粒径较小的Ti O₂纳米粒子通过表面基团的反应均匀地包覆在粒径较大的Ti O₂纳米粒子表面形成树莓形的复合结构,构筑的薄膜具有较高的透光率（>90%）,较好地保留了玻璃基底的透过率,在紫外辐照条件下可在120 min内完全降解有机污染物,具有高效的光催化自清洁功能。水...     

Fe60Cr18Cu3(MnCoNiMoAlTi)19中熵合金时效硬化与耐蚀性能

采用真空电弧炉熔炼制备Fe₆₀Cr₁₈Cu₃(MnCoNiMoAlTi)₁₉中熵合金，研究了合金的时效硬化机理和耐腐蚀性能。结果表明，中熵效应使合金凝固组织具有简单的BCC固溶体结构。HRTEM研究发现，超饱和固溶体基体高晶格畸变有利于合金时效后纳米有序B2共格相大量弥散析出，最高时效硬度达到621HV0.5。特别是抗热硫酸腐蚀和NaCl溶液点蚀性能与相同Cr、Ni含量的时效硬化不锈钢17-4PH相比均获得了大幅提升，表现为更宽、更稳定的阳极钝化区和显著较低的腐蚀溶解速度。XPS分析结果表明，高含量Cr_hy³⁺、Cr_ox³⁺、Cu_ox⁺、Ti_ox⁴⁺、Al_ox³⁺和Mo_ox⁶⁺耐蚀元素离子组成的多元钝化膜是其抑制Cl-点蚀坑形核和扩展的重要...