化学沉淀法制备纳米α-Fe_2O_3及其气敏性能研究

以Fe(NO3)3.9H2O和Na2CO3为起始物,采用化学沉淀法制备了纳米级α-Fe2O3粉体材料.采用XRD、TG-DTA和TEM等技术对产物的晶型、晶粒大小及形貌进行了表征.结果表明,沉淀法所制备的α-Fe2O3粉体材料为分散均匀的球形颗粒,平均粒径大小约40 nm.气敏性能测试结果表明该材料具有可观的气敏性能,对H2S气体表现出较高的灵敏度及良好的选择性,且对乙醇气体的灵敏度明显高于市售样品.在对所制备的α-Fe2O3纳米材料的结构及气敏性能进行系统研究的基础上,初步讨论了其对还原性气体的敏感机理.     

γ-Fe_2O_3/C复合纳米材料的制备及其储钠性能研究

环境问题和能源问题使当下社会对高效友好的储能器件的研究越来越紧迫。储量丰富且安全无毒的钠离子电池引起人们的注意。金属氧化物因其较高的理论容量、丰富的储存和低廉的成本而成为应用前景极广的钠离子电池负极材料。通过液相合成法制备出对苯二甲酸铁前驱体,结合后续的真空退火成功地制备出纳米级γ-Fe_2O_3/C。用制备的γ-Fe_2O_3/C作钠离子电池电极材料时,该电极表现出良好的电化学性能,在电流密度为50 mA/g时,经过100次充放电循环后可逆容量高达277.67 mAh/g,容量保持率为74.63%;在经过高倍率放电-充电循环,电流密度再次降到50 mA/g时,可逆容量可恢复到305.54 mAh/g,容量保持率为93.77%,库伦效率为99.6%。说明在γ-Fe_2O_3作为钠离子电池负极电极材料时,通过碳材料的包覆以及纳米化可以优化其循环性能,为后续研究电极材料的合成方法和储钠性能提供可行的途径。     

g-C_3N_4/α-Fe_2O_3的制备及其降解甲苯性能

采用水热和球磨混合方法,构建了g-C3N4/α-Fe2O3异质结复合光催化体系,通过XRD、SEM、EDS、DRS、FT-IR等研究其表面形貌特点及光学性质,并利用原位红外光谱技术和气相色谱技术检测了复合材料对甲苯的可见光降解活性。结果表明,α-Fe2O3/g-C3N4复合体系对甲苯有较高的可见光降解活性,复合体系中g-C3N4和α-Fe2O3不同能级之间良好的协同效应,可实现光生电子-空穴的有效分离,大大提高光电转化效率,进一步提高复合材料的降解活性。     

γ-Fe_2O_3@C柔性复合纳米纤维的制备及结构性能

磁赤铁矿(γ-Fe_2O_3)具有廉价的成本、独特的催化特性以及良好的磁学性能。由静电纺丝制备了新型柔性磁性纳米纤维,使用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪及超导量子干涉仪对产物进行了表征,结果显示:柔性磁性纳米纤维具有γ-Fe_2O_3磁性纳米粒子包覆在碳骨架上的复合结构。吸附试验结果显示γ-Fe_2O_3@C纳米纤维对甲基橙染料有快速吸附的性能。     

γ-Fe_2O_3@C柔性复合纳米纤维的制备及结构性能

磁赤铁矿(γ-Fe_2O_3)具有廉价的成本、独特的催化特性以及良好的磁学性能。由静电纺丝制备了新型柔性磁性纳米纤维,使用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪及超导量子干涉仪对产物进行了表征,结果显示:柔性磁性纳米纤维具有γ-Fe_2O_3磁性纳米粒子包覆在碳骨架上的复合结构。吸附试验结果显示γ-Fe_2O_3@C纳米纤维对甲基橙染料有快速吸附的性能。     

α-Fe_2O_3的可控合成及机理研究

本文以FeCl3·6H2O和CTAB为主要原料,采用传统水热法制备出球状和立方体α-Fe2O3颗粒.研究了不同因素对产物形貌的影响;并对形成机理进行了探索;XRD分析表明产物的结晶性好,纯度很高;SEM表明产物的分散性好,颗粒尺寸分布均一,并且反应温度和FeCl3浓度对产物的形貌影响很大.结果表明:当T=120℃,CTAB浓度为0.04M,FeCl3浓度为0.05M时得到了立方体α-Fe2O3,当T=160℃,CTAB浓度为0.04 M,FeCl3浓度为0.02M时得到了球状α-Fe2O3.     

氧化铜掺杂氧化锌气敏材料的制备及气敏性能研究

本文利用水热法制备氧化铜掺杂的碱式碳酸锌,并经过高温得到尺寸均匀的多孔氧化铜掺杂氧化锌纳米材料.用XRD、SEM等测试手段对材料的结构和形貌进行表征,并研究了掺杂前后多孔纳米材料对硫化氢的气敏性能.结果表明,氧化铜掺杂可以提升材料对硫化氢气体响应的灵敏度、选择性和稳定性,材料对H2S的最佳响应温度降低至180℃,对10 mg/L硫化氢的灵敏度可以达到60,对其他气体响应相对较弱,说明材料具有非常好的选择性.该氧化铜掺杂多孔氧化锌可适用于硫化氢气敏传感器.     

化学沉淀法制备纳米α-Fe2O3及其气敏性能研究

以Fe(NO3)3.9H2O和Na2CO3为起始物,采用化学沉淀法制备了纳米级α-Fe2O3粉体材料.采用XRD、TG-DTA和TEM等技术对产物的晶型、晶粒大小及形貌进行了表征.结果表明,沉淀法所制备的α-Fe2O3粉体材料为分散均匀的球形颗粒,平均粒径大小约40 nm.气敏性能测试结果表明该材料具有可观的气敏性能,对H2S气体表现出较高的灵敏度及良好的选择性,且对乙醇气体的灵敏度明显高于市售样品.在对所制备的α-Fe2O3纳米材料的结构及气敏性能进行系统研究的基础上,初步讨论了其对还原性气体的敏感机理.     

rGO量对SnO_2-Fe_2O_3/rGO锂离子电池负极材料性能的影响

为改善SnO_2-Fe_2O_3的电化学性能,通过一步水热法合成SnO_2-Fe_2O_3/rGO纳米复合材料,采用XRD、SEM、电化学工作站和蓝电电池测试系统,研究rGO加入量对SnO_2-Fe_2O_3/rGO复合材料的结构和电化学性能的影响.结果表明:rGO的掺入能很好地提高SnO_2-Fe_2O_3循环稳定性和倍率性能;对于SnO_2-Fe_2O_3/rGO50复合材料,在160 m A/g的电流密度下,100次循环后,放电比容量仍然保持596.9 m Ah/g,库仑效率为98%;即使在1 A/g的电流密度下,依然有366.6 m Ah/g的平均放电比容量.     

纳米Ni_3Al/Al_2O_3复合陶瓷的制备及性能

利用氢电弧等离子体法制备了纳米Ni3Al金属间化合物,并以此为弥散相,以氧化铝为基体,采用热压烧结工艺在1 450℃下制得纳米Ni3Al/Al2O3复合陶瓷,并研究其力学性能和微观结构。结果表明:加入纳米Ni3Al的复合陶瓷断裂韧性比纯氧化铝陶瓷有了明显提高,当加入质量分数5%纳米Ni3Al时,断裂韧性最高达12.1 MPa.m1/2。利用扫描电子显微镜观察试样的断口形貌,分析陶瓷的微观结构发现:随着纳米Ni3Al含量的增加,片状晶数量逐渐降低,说明纳米Ni3Al质量分数的加入抑制了片晶的生长。     

纳米氧化钛基气敏材料的合成与气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并与均匀沉淀法制备的纳米二氧化锡粉末复合,制备出纳米TiO2-SnO2复合材料.通过硝酸银掺杂制得TiO2-Ag+,TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn一2:1),TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn=3:1)三类气敏材料,采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇,甲醇和甲醛的气敏特性.实验结果表明,TiO2复合SnO2并掺杂适量Ag+能显著改善TiO2的气敏性能,其中Ti:Sn=2的复合材料气敏性能优于Ti:Sn=3的复合材料.     

SnO_2-WO_3复合金属氧化物对丙酮的气敏性能

用SnO_2对WO_3纳米片表面进行修饰,制备了SnO_2-WO_3复合材料,并通过扫描电子显微镜和X射线单晶衍射对所制备的材料形貌和晶体结构进行表征。实验结果表明:制备的WO_3具有纳米片状结构,厚度约为20～30 nm。随着SnO_2含量的增加,复合材料逐渐形成表面附着片的球状结构,球的直径约为2.5μm。此外,气敏性能测试研究表明:由复合量为0.2 mmol SnO_2的SnO_2-WO_3复合材料制成的传感器对丙酮具有最佳的气敏性能,其最佳工作温度为300℃,此时的响应值为纯WO_3纳米片的2倍左右,并且对体积分数为2×10-8的丙酮气体有响应。因此,该SnO_2-WO_3复合材料可以作为一种优良的丙酮气敏材料。     

氧化亚铜/氧化铁基纳微材料的制备与气敏研究

气敏传感器在日常生活和科学发展等方面的应用越来越广泛,本文提出一种基于氧化亚铜好和氧化铁的复合材料,并进行材料的气敏性质研究。测试数据显示该材料室温条件对硫化氢气体具有良好的气敏反应,对室温气敏传感器的发展有促进作用。     

碳纳米管/Fe_3O_4复合电极材料电化学性能研究

针对单独的超级电容器材料,每一种材料都有其自身独特的优点和缺陷的问题,本文通过简便的水热方法合成了多壁碳纳米管与Fe_3O_4纳米粒子的复合物。复合物表现为Fe_3O_4纳米粒子吸附在碳纳米管管壁上组成的网状结构形貌。两种组分协同作用,为这种二元纳米复合物提供了较大的比容量、优异的倍率特性和较好的循环稳定性。实验所得出的结果证明了碳材料CNT对赝电容电极材料电化学性能的改良作用,并且CNT/Fe_3O_4纳米复合物适用于超级电容器电极材料。     

基于CPP-3(In)模板制备In2O3材料及其气敏性能

采用油浴法合成金属有机框架(metal-organic framework, MOFs)材料CPP-3(In)模板,不同温度焙烧后制备成In_2O_3气敏材料,并对其气敏性能进行研究。利用X射线衍射仪和扫描电镜对产物的晶体结构和形貌进行了表征。将合成的In_2O_3粉体制成敏感膜,采用静态配气法测试其气敏性能。制备的CPP-3(In)呈六角棒状,表面光滑;450℃焙烧生成的In_2O_3形貌具备CPP-3(In)模板棒状的骨架,由于焙烧时分解物的扩散,最终使In_2O_3呈现表面粗糙的多孔六角管状。经过气敏性能的测试,发现In_2O_3-450℃材料对10×10~(-6)的硫化氢(H_2S)气敏性能最优,最佳工作温度低至70℃,响应值达到57.2,具有良好的选择性,该传感器的最低检测下限达到0.3×10~(-6),具有较好的重复性和长期稳定性。     

新型离子液体中纳米α-Fe_2O_3的合成及研究

利用新型离子液体——共晶混合物一步合成了球状纳米α-Fe2O3,采用XRD、SEM及红外对其结构及形貌进行了表征,结果表明,合成的α-Fe2O3大小为130—150 nm,分布均匀。提出了纳米α-FeO可能的形成机理。     

聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜性能的研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/Al2O3无机纳米复合薄膜,利用透射电镜(TEM)测试掺杂前Al2O3纳米颗粒的尺寸,采用X射线衍射(XRD)分析薄膜相结构,利用紫外光谱仪等测试方法研究组分对复合薄膜的紫外可见光吸收光谱、热稳定性和耐电晕老化时间的影响.研究表明:Al2O3纳米颗粒掺杂到PI复合薄膜后,颗粒尺寸无明显变化,Al2O3纳米颗粒掺杂良好,能够与聚酰亚胺高分子链形成有机/无机复合结构;复合薄膜的紫外光吸收率提高,出现吸收峰红移现象;随着Al2O3纳米颗粒含量的增加,薄膜的热分解温度和耐电晕老化时间先增大后减小,当Al2O3纳米颗粒的质量分数达到25%时,热分解温度最高,比纯PI薄膜提高20℃以上;耐电晕老化时间最长,达到纯PI薄膜的11倍.     

溶胶水热法制备纳米SnO2气敏材料的研究

利用溶胶水热法制备出纳米SnO2，对其进行了XRD、TEM、TG-DTA、FT-IR等表征；通过研究其粉体IR光谱的Sn-O振动，发现纳米SnO2随着粒径的减小存在明显的红移现象，并对水热制备SnO2产物进行气敏性分析，结果表明：水热SnO2与传统沉淀法制备SnO2产物相比具有对酒精灵敏度高，响应与恢复时间短的特点，适合于用作气敏材料．     

掺镍多孔纳米SnO2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4·5H2O为原料,聚乙二醇(PEG-1000)作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2+作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.