ZnO纳米棒阵列膜的制备及其光电化学性能研究

采用化学溶液沉积法,在ZnO纳米颗粒膜修饰的FTO导电玻璃基底上,制备了ZnO纳米棒阵列。用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征。研究结果表明所制备的ZnO纳米棒为六方纤锌矿相单晶结构,沿c轴择优取向生长,平均直径约为40nm,长度约为900nm;ZnO纳米棒阵列生长致密,取向性较一致。以曙红Y敏化的ZnO纳米棒阵列膜为光阳极制作了染料敏化太阳能电池原型器件,在光照强度为100mW/cm2下,其开路电压为0.418V,短路电流为0.889mA/cm2,总的光电转换效率为0.133%。     

氧化锌纳米结构的制备与应用研究进展

总结了多种氧化锌纳米结构制备的方法,以及在传统工业和高新技术产业等多方面的应用.介绍了一种制备氧化锌纳米结构的水解方法,所得的棒状与块状复合的氧化锌纳米结构在光催化降解有机物方面具有优异性能,扩展了氧化锌纳米结构的制备方法和应用方向.     

超级电容器MnO_2/活性炭复合电极的研究

采用机械混合物理方法将电解MnO2进行细化并与活性炭组成复合电极材料。循环伏安、恒流充放电等测试结果表明,复合电极材电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为。当MnO2和活性炭混合物的平均粒径在3μm左右,并且其配比达到某一值时,电极呈现出良好的大电流充放电性能,解决了活性炭大电流充放电效果差的问题。     

纳米锌水解制氢实验

开发一套全新的纳米锌粉水解制备氢气的实验装置,采用旋流反应器同时完成化学反应和气固分离过程,节省分离设备所需投资。研究表明：研磨11 h的纳米锌结构具有优异的性能,可使反应在较低温度下迅速完成;反应温度为250℃时,固体颗粒的转化率为89%,固相产物氧化锌与未完全反应的锌形成棒状与片状共存的独特结构;旋流反应器内气流带动颗粒作高速旋转运动,改善质量传递和热量传递过程,加快反应进程,颗粒夹带在气流中,可以简单、连续、可控地进出料,有利于工业化应用。     

水解氧化锌纳米复合结构光催化降解性能研究

利用滚压振动磨在干法室温条件下制备出形状规则的纳米锌粉,在260℃下与水蒸汽接触发生水解氧化还原反应,得到氧化锌纳米复合结构.其特征是棒状和块状纳米结构共存,具有良好的分散性,氧和锌的原子比接近2:3.将这种复合纳米结构用于光催化降解甲基橙溶液,在距离40cm的20W紫外灯照射下,研究了不同初始浓度、光催化剂添加量和水解温度对氧化锌纳米复合结构光催化降解性能的影响.在50mL初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液中,添加260℃下水解生成的氧化锌纳米复合结构400mg,在10min内降解率可达80%.以上.     

制备条件对活性炭电极性能的影响

用自制振动磨对活性炭进行研磨,研究了不同粘结剂加入量、导电剂种类、电极制备工艺以及电解液浓度对活性炭电极性能的影响,确定了制作高性能电极的优化方案.结果表明:以PTFE为粘结剂,加入量为5%时电容最大;以碳黑为导电剂对改善电极性能最有利;优化的电极制备工艺条件为干燥温度100 ℃、极片压力18 MPa、浸渍时间12 h、电解液浓度为5 mol/L.     

干法室温改性对活性炭电极性能的影响

采用变频滚压振动磨在干法室温条件下对活性炭改性,通过正交试验,研究了电机转速(振动频率)、研磨时间和添加剂对活性炭电极性能的影响.结果表明:适当降低转速有利于提高活性炭电极性能,在试验范围内,700 r/min为最佳转速;最佳研磨时间为1 h,延长研磨时间无益于活性炭性能进一步提高;添加二氧化锰可以提高活性炭电极性能,电容量可达252 F/g.     

锌纳米颗粒的制备及其应用

在干法室温条件下,以锌粉为原材料,通过滚压振动研磨法制备锌纳米颗粒,经过表征发现研磨11h后的锌纳米颗粒,分散性好,粒度均匀。将该锌纳米颗粒应用到制氢过程中,以氩气为载气携带水蒸气进入反应器,与预热的锌纳米颗粒接触,发生水解反应,生成氢气和氧化锌纳米结构。利用气相色谱仪检测可知,氢气的生成速率最高可达184mL/min。利用能量发射谱图和透射电镜检测可知,固体产物为棒状和块状混合的氧化锌纳米结构,在可见光区有着优异的吸光特性,尤其在波长大于400nm的范围内,吸收因子明显高于商业纳米氢化锌和锌纳米颗粒。