以玉米衣为模板生物遗态ZnO的制备及Pb2+吸附性能

以玉米衣为模板,利用生物模板法制备了生物遗态多孔ZnO。经过预处理的玉米衣在醋酸锌前驱体溶液中浸渍24h,烘干,800℃煅烧3h得到最终的产物。利用X射线衍射(X-ray)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其进行表征,并研究了对铅离子的吸附性能。结果表明:通过原位生长技术,结晶度良好的ZnO晶粒自组装形成表面多孔的类卷叶状生物遗态ZnO;生物遗态ZnO对铅离子有良好的吸附性能,吸附量为49.9mg/g,在120min可基本达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线拟合结果较为符合Langmuir模型,且升温有利于吸附的进行。     

二维TiO_2纳米网格对CdTe量子点的吸附性能

通过真空蒸镀和高温煅烧方法,从蝴蝶翅膀鳞片生物模板上复制二维TiO2纳米网格,采用SEM、EDS、TEM等对其进行了表征,分析了其对CdTe量子点的吸附性能。结果表明:用此方法可成功制备二维TiO2纳米网格,高温煅烧可以完全去除生物模板;TiO2纳米网格上形成了吸附较好的CdTe量子点,TiO2纳米网格比TiO2膜有更好的吸附性能。     

以丝绸为模板合成纤维状氧化锡纳米晶材料

以丝绸为模板,通过生物模板法合成了纤维形态纳米氧化锡。丝绸模板在前驱体溶液中浸渍后在不同温度下进行焙烧得到最终产物,并采用XRD、SEM、EDS、TEM和IR对其成分和结构进行了表征。结果表明,通过原位自组装合成,产物很好地保留了原始模板的微观结构,蛋白纤维转变为纳米晶粒组成的SnO2纤维,纤维直径约15μm,SnO2晶粒尺寸约55nm。讨论了反应条件对产物微观形貌的影响,确定了最佳反应温度为600℃,并分析了产物的形成机理。这种生物模板法为制备纳米SnO2提供了一种简易、环保的方法。     

High-Specific Surface Area Hierarchical Al2O3 Carbon Fiber Based on A Waste Paper Fiber Template: Preparation and Adsorption for Iodide Ions

In this work, a hierarchical Al₂O₃ carbon fiber (H-Al-CF) was successfully fabricated for application in the removal of iodide ions from water. High yields of Al₂O₃-coated carbon fiber were prepared by a sol–gel process using waste paper fibers as templates and carbon sources. The H-Al-CF is fabricated by an in-situ growth of AlOOH nanocrystals on the surface of carbon fibers following calcination. The synthesized H-Al-CF exhibits the developed porosity including mesopores and macropores, and has high-specific surface area (348.9 m² g^?1) and iodide ions' adsorption efficiency (92.3%). The in-situ growth process ensures that H-Al-CF has a more stable structure, further promoting higher adsorption efficiency.     

蝶翅结构多孔二氧化钛的制备与光催化性能研究

自然界天然存在的多孔结构被证明可以有效增加材料的光捕获效率。为了提高二氧化钛的光捕获效率从而进一步提高其光催化性能,采用生物模板的浸渍-焙烧脱模法制备了具有绿带翠凤蝶典型鳞片结构的二氧化钛(TiO₂),在对其微观结构进行了表征的基础上研究了其光捕获与光催化降解结晶紫性能。研究结果表明,所制备的二氧化钛能较好地复制了原始蝶翅的具有粗糙纹理的倒V型脊结构和纳米多孔阵列。这种具有蝶翅分级多孔结构的二氧化钛通过对光线的反复有序的散射和折射,有效地增强了光捕获效率,进而获得了优于普通二氧化钛的光催化性能。     

超级电容器用CeO_2-MnO/3D石墨烯复合材料的制备

以西瓜瓜瓤为碳源,采用两步碳化法制备三维石墨烯(3D-Fiberbased Graphene,3D G)材料,并使用水热法制备了CeO_2-MnO/3DG复合材料,以期获得比电容高,循环寿命好的石墨烯超级电容器电极材料。结果表明:3DG材料具有较高比表面积,最高可达到332m~2·g~(-1)。CeO_2-MnO/3DG复合材料具有三维导电网络结构,金属氧化物颗粒在石墨烯片层间生长均匀,粒径在10nm左右。电化学测试结果显示:在0.5 mol·L~(-1)的Na_2SO_4溶液中,电流密度1A·g~(-1),当摩尔比MnO∶CeO_2=4∶1,复合负载量在80%时得到的CeO_2-MnO/3D G复合材料拥有最高比电容,达308.5F·g~(-1),经过1 000次循环充放电测试比电容保持率为95.5%。CeO_2-MnO/3DG复合材料电化学性能的提高主要是因为两种金属氧化物复合负载与石墨烯的协同作用。     

Effect of NiO on organic framework functionalized ZnO nanoparticles for energy storage application

Functionalization of metal oxides nanomaterial by different organic and inorganic species could considerably enhance the electrochemical performance of a supercapacitor. Here, we have synthesized and functionalized ZnO nanoparticles (NPs) via organic compounds of E. cognate and then doped the synthesized nanomaterials by NiO following hydrothermal route involving the bioactive compounds. As synthesized ZnO@NiO was analyzed by field emission-scanning electron microscopy at nanoscale. The organic functional groups were delineated by X-ray photoelectron spectroscopy as well as by Fourier transform infrared spectroscopy. What is more, Tauc plot revealed drastically decreased band gap energy of ZnO@NiO to 2.48 eV resulting in an enhanced electrochemical properties. Therefore, organic framework derived ZnO@NiO nanomaterial was scrutinized as an electrode for supercapacitor by galvanostatic charge-discharge, cyclicvoltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. ZnO@NiO electrode demonstrated specific capacitance of 185 Fg⁻¹ by cyclicvoltammetry, proposing its potential towards supercapacitor due to nanoscale particles and incorporated C, O, and N atoms of organic compounds.     

模板法制备遗态Al2O3陶瓷的研究

以棉花为模板制备纤维状氧化铝陶瓷,并采用X射线衍射、扫描电镜和比表面积检测法对其微观结构及特征进行了研究。结果表明,制备得到的Al2O3成功地保留了植物纤维的结构。在不同的烧结温度下,得到的Al2O3具有不同的晶型,从低温到高温,获得的晶型从非晶态Al2O3→γ-Al2O3→α-Al2O3,物质稳定性逐渐提高。对比表面积和平均孔径的测定结构表明,不同的制备工艺对氧化铝陶瓷的比表面积和孔径影响很大。     

生物模板法制备磁性中空微球的方法和应用

磁性中空微球在功能性吸附、酶固定化载体、物质的分离纯化、活性物质和药物的封装与控释、靶向给药、污染防治、食品和材料学等领域有突出的应用价值。文章综述了利用生物模板法制备磁性中空微球的制备原理和最新研究成果,并主要分析了软模板法和自模板法两种制备工艺。软模板法工艺主要通过吸附-高温炭化法除去生物模板材料获得固定外形的磁性中空微球。自模板法制备磁性中空微球可依据生物材料自身成分经水热碳化反应或在惰性气体氛围保护下的高温炭化反应生成具有特殊官能团结构的中空碳微球,并将磁性物质溶入或吸附到中空微球中,具体分为水热碳化法和浸渍-高温炭化法;也可将制备好的磁性物质吸附于经过特殊处理过的生物模板材料表面,如吸附-共沉淀法和高温炭化-共沉淀法。总之,生物模板法制备磁性中空微球条件较为温和、无污染,生物模板材料对人体无毒,特别适合于食品、医药等行业的应用,具有很好的生产应用前景。     

TiC@NiO核壳纳米结构的制备及电化学储能性能

以棉纤维为碳源和模板,采用生物模板法成功合成出直径50~200nm、长度几至十几微米的碳化钛纳米线,并通过化学浴沉积法在其表面均匀沉积氧化镍纳米片,所构建的TiC@NiO核壳纳米结构具有良好的超电容性能,制备成超级电容器后在1A/g电流密度下比电容量为560F/g,而类似条件下制备的NiO材料的比电容量仅为193.5F/g,并且TiC@NiO在20A/g电流密度下循环5000次后容量保持率达到83.6%,表现出了良好的循环稳定性。