一维纳米TiO_2的可控合成及其应用的研究进展

TiO2是一种重要的多功能无机材料,一维纳米TiO2材料的可控合成是一个十分复杂的过程。由于一维纳米TiO2材料的存在形式多样(包括纳米纤维、纳米丝、纳米带、纳米棒、纳米线和纳米管等),其可控合成的工艺方法也很丰富。综述了一维纳米TiO2材料可控合成的各种方法,包括静电纺丝法、水热合成法、模板法和阳极氧化法等;分析合成过程中参数变化对所合成纳米材料结构和形貌的影响规律;回顾和总结了近年来一维纳米TiO2材料应用的研究进展;对一维纳米TiO2可控合成的研究和应用进行展望,为进一步拓展一维纳米TiO2的存在形式和应用范围提供参考。     

核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜的制备及其电致变色性能研究

采用溶剂热法在氟掺杂的锡氧化物导电玻璃衬底上成功合成制备了长度为400~2000 nm,从基底(80 nm)到尖端(30 nm)锥状塔式WO_3纳米线薄膜,进而通过电化学沉积法在WO_3纳米线表面均匀沉积V_2O_5纳米颗粒,从而得到核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜。运用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对复合薄膜进行表征,并运用循环伏安法、计时电流法和紫外可见光谱分析研究了该复合薄膜的电化学性能和光学性能。结果表明,与单一的V_2O_5薄膜相比,该复合薄膜的电致变色性能获得了显著增强。具有更好的循环稳定性、更大的透射率调制幅度(776 nm为67%)和更高的着色效率(776nm为13.5 cm2/C)。该法制备WO_3/V_2O_5核壳纳米结构电致变色综合性能优良,有望在隐身材料和智能变色薄膜材料等领域得到广泛应用。     

聚(3,4乙烯二氧噻吩)/氧化石墨烯纳米杂化结构薄膜的设计合成与电致变色性能研究

本文成功地将聚(3,4乙烯二氧噻吩)(PEDOT)纳米颗粒修饰在氧化石墨烯(GO)纳米片表面,获得了PEDOT/GO杂化纳米结构。采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱对杂化结构的形貌、微观结构、振动能级特征和表面化学状态进行了表征和分析。电化学性能与光吸收性能测试表明,与PEDOT薄膜相比PEDOT/GO杂化结构的电致变色性能获得了显著的提高,PEDOT/GO杂化结构在480 nm处的着色态和褪色态之间的对比度由杂化之前的23.4%提高到了杂化后37.6%,着色时间和褪色时间分别由1800 ms和1500 ms缩短为600 ms和700 ms,着色效率则由杂化前的55.8 cm2/C提高至杂化后的83.4 cm2/C。研究表明PEDOT/GO杂化结构在发展新型电致变色材料方面具有很大的潜力,在智能窗、可见光隐身材料等领域有望获得广泛的应用。     

一维纳米阵列制备及其在电化学生物传感器中的应用

电化学生物传感器是一种高效、准确检测物质浓度的一种手段,在过氧化氢、尿酸、葡萄糖、胆固醇、硝酸盐以及DNA等物质的检测中取得了丰硕的科研成果。采用一维纳米阵列为基体构筑电化学生物传感器可以改善其综合性能,获得良好的可重复性、较高的灵敏度、较低的检测极限等。本文综述了在过去五年时间内一维纳米阵列的主要合成方法,回顾和总结了近年来基于一维纳米阵列的各种电化学生物传感器的研究进展。     

提高铝电解电容器用阳极箔比表面积的研究进展

铝电解电容器因其成本低廉、存储电容量高而广泛应用于各种各样的电子设备中。市场化经济的快速发展对铝电解电容器的小型化、高比容、低成本、高频低阻抗等性能要求日益激烈。根据电容器的结构特点可知提高铝电解电容器高性能的关键技术就是要提高阳极铝箔的比表面积。本文从铝原箔的质量包括化学成分、组织结构、表面质量,以及腐蚀技术包括改进工艺、添加缓蚀剂、采用模板控制等方面,总结目前科学家在提高铝电解电容器用阳极箔比表面积研究工作的进展。     

纳米TiO_2在水污染治理与检测中应用的研究进展

二氧化钛作为一种无机半导体材料,因其无毒性、催化活性高、稳定性好以及抗光腐蚀能力强等优点近年来已成为材料研究领域的明星材料,并且纳米TiO2光催化应用技术工艺简单、成本低廉。介绍了纳米TiO2光催化的机理,综述了纳米TiO2在水污染治理与检测中应用的研究进展。重点讨论了近年来对纳米TiO改性方面的研究,包括沉积贵金属、金属离子掺杂、非金属离2子掺杂和窄禁带半导体复合修饰等改性方法:指出了纳米TiO2在水污染治理与检测应用中的不足之处以及可能的改进方法,并对纳米TiO2在水污染治理与检测应用中的发展趋势进行了展望。     

Sc元素对Al-Mg-Si架空导线的组织及性能影响北大核心CSCD

在6201号Al-Mg-Si合金中添加微量的Sc元素,经过固溶时效处理后,研究了Sc元素对其组织结构、力学性能和电导率等性能的影响。结果表明:微量的Sc元素能显著细化Al-Mg-Si合金的晶粒,对合金的力学性能有很大的提升和优化,Sc含量为0.15%时,合金的抗拉强度增加到301 MPa,提高了49%,而导电率仅降低6.9%,同时Sc元素的添加也改善了合金的耐蚀性。     

配位聚合物衍生的硒化锡@多孔碳纳米棒及其储钠性能研究

负极材料是钠离子电池的重要组成部分,其直接影响电池的比容量,倍率性能以及循环稳定性。金属硒化物因其高比容量和较高的反应动力学,被认为是最有前景的钠离子电池的负极材料之一。利用配位聚合物为前驱体,通过碳化-硒化策略,制备出SnSe₂@多孔碳纳米棒。研究了碳化-硒化工艺对SnSe₂@多孔碳纳米棒钠离子存储性能的影响。研究结果表明,700℃碳化结合400℃硒化获得的SnSe₂@多孔碳纳米棒具有优异的钠离子存储性能,在10 A g^-1电流密度下,其可逆比容量达到172.6 mAh g^-1,同时在5 A g^-1电流密度下,经过900周次循环后其比容量仍可达到175.8 mAh g^-1。     

FeP(Fe_2P)纳米颗粒/氮掺杂碳纳米复合结构的控制合成与电催化性能研究

采用溶液聚合法一步合成铁离子改性、植酸掺杂的聚苯胺,在800~900℃氩氢还原气氛下,将电催化析氢性能良好的磷化铁与磷化亚铁颗粒,负载在高温裂解聚苯胺高分子生成的网络多孔碳骨架上。制备了FeP(Fe_2P)纳米颗粒/多孔氮掺杂碳(NC)复合催化剂薄膜,通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析表征了催化剂的微观结构。样品的催化性能采用线性扫描伏安法测试。结果表明,850℃条件下,得到的催化剂同时具有最好的电解水析氢及氧还原催化活性。     

MnO_2/TiO_2复合物电极的制备及超级电容性能

采用水热法在阳极氧化的TiO_2纳米管阵列上修饰MnO_2,制备MnO_2/TiO_2复合物电极,并组装为对称超级电容器。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:MnO_2以纳米颗粒形态均匀分布在TiO_2纳米管阵列管口和内部,充放电电流密度在1A/g下时,比电容为429.3F/g,经5 000次循环后的电容保持率为82.4%。MnO_2/TiO_2对称超级电容器在电流密度5A/g下充放电比电容为39.9F/g,经5 000次循环后的电容保持率为91.5%;功率密度400 W/kg下,能量密度为18.98 Wh/kg。阳极氧化的TiO_2纳米管阵列既可做MnO_2的载体,基底Ti又可做集流体,减轻了超级电容器的质量,为制备超级电容器提供了一种思路。