多元醇方法制备SnO2包覆碳纳米管复合材料

本文采用SnC2O4.2H2O为Sn源和乙二醇(ethylene glycol,EG)为反应介质的多元醇法,制备得到SnO2包覆多壁碳纳米管复合材料(SnO2/MWNTs),其中SnO2是通过EG中溶解的O2氧化Sn2+反应生成的.没有加入MWNTs的情况下,SnC2O4.2H2O的水解反应生成Sn6O4(OH)4,SnC2O4.2H2O与EG之间的聚合反应生成聚羟基乙酸锡,由于水解反应降低了EG中Sn2+的浓度,使得聚羟基乙酸锡产量较低.加入MWNTs后,仅有少量聚羟基乙酸锡生成,且没有Sn6O4(OH)4生成,主要产物为包覆在MWNTs表面的SnO2.这是由于SnO2在EG中的溶解度极低,随O2氧化Sn2+反应进行,EG中的Sn2+浓度不断降低,Sn6O4(OH)4的溶解结晶平衡不断向溶解的方向进行,并最终转化为SnO2.以上对多元醇法制备SnO2/MWNTs合成机理的理解,将有助于采用类似的方法设计合理条件制备得到其他种类金属氧化物包覆碳纳米管的复合材料.     

H2O分子在α-U(001)表面的吸附和解离

采用广义梯度密度泛函理论研究了H2O分子在α-U(001)表面上的吸附、扩散和解离。结果表明,H2O分子在α-U(001)表面的最稳定构型为平行于表面的顶位吸附结构,吸附能为0.58 eV。吸附作用主要源于H2O分子1b1轨道与表面U原子6d轨道的空间交叠,同时伴有弱的H2O 3a1-U 6d轨道交叠。近邻顶位间H2O分子的扩散能垒为0.20～0.23 eV,预示H2O分子易于在α-U(001)表面发生扩散迁移。OH+H解离吸附较分子吸附在能量上高1.24～1.39 eV,解离能垒为0.56～0.62 eV,预示一定热激活条件下,吸附H2O分子趋向解离形成OH基团和H原子。     

二氧化锡包覆多壁碳纳米管的室温氢敏性能

采用SnCl2溶液法制备二氧化锡包覆多壁碳纳米管(SnO2coated multi-wall carbon nanotubes,SnO2/MWCNTs),研究了SnO2/MWCNTs的室温氢敏性能。SEM和TEM形貌观察表明:粒径5nm的SnO2均匀包覆在MWCNTs表面,并形成连续的包覆层。氢敏性能测试表明:SnO2/MWCNTs材料具有室温氢敏性能,可以实现体积浓度0.01%氢气的检测。在对0.1%氢/氩混合气的室温氢敏测试中发现,当通入空气后出现电流反向波动的现象,这是由于空气中的O2与样品周围的H2生成H2O并吸附在SnO2表面,降低了SnO2/MWCNTs的电阻,随后由于O的竞争吸附,HO又脱附所导致。这一电流反向波动现象暗示SnO/MWCNTs具有室温湿敏性能。