蒲公英状氧化镓纳米线的制备与表征

在1 200℃对Ga2O3粉末和Au覆盖的Si(111)基片加热不同时间,利用热蒸发法制备Ga2O3纳米线。实验中我们发现了一个新的成核过程,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术对样品进行了结构、形貌的表征。SEM显示,在整个样品表面形成大量直径约200~300 nm的蒲公英状纳米线。能量色散谱(EDS)显示,样品为纯净的Ga2O3。由分析可知,生长时间对样品的形态和微观结构有一定的影响。最后,简要讨论了这种奇特结构的生长机制。     

溶胶—凝胶模板法制备有序Mn3O4纳米线阵列

通过模板法制备的一维金属氧化物纳米结构在材料科学领域具有潜在的应用前景。以醋酸锰为前驱体,利用多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide,AAO)为模板,通过溶胶—凝胶法成功制备出Mn3O4纳米线阵列。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析技术等手段分析合成条件与产物的结构、形貌之间的关系。结果表明,所得产物为四方尖晶石结构,纳米线直径约80 nm,长度约几微米。通过测试产物的磁滞回线,发现其在常温下呈顺磁性。     

Mn0.6Zn0.4Fe2O4/α-Fe2O3复合材料的磁性和电阻率温度关系研究

采用化学共沉淀法制备了Mn0.6Zn0.4Fe2O4和α-Fe2O3纳米微粉,进而利用陶瓷工艺制备了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x纳米晶复合块体材料.详细研究了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x样品的相结构、磁学性质和电阻率的温度依赖性.研究发现在Mn0.6Zn0.4Fe2O4中掺入适量的α-Fe2O3可改善材料的高频软磁性能,也可改善样品电阻率的温度灵敏度.从而为锰锌铁氧体性能的改善提供了新的线索.     

单源化学气相沉积法制备In2O3纳米线

以乙酰丙酮合铟[In（acac）3]（acac=acetylacetonate）作为单源前驱体，Au为催化剂，采用化学气相沉积法，于较低温度（550℃）下成功制得了In2O3纳米线．用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能量分散光谱（EDS）对In2O3纳米线进行了表征；制得的In2O3纳米线具有单晶结构，平均直径约为80nm，长度达十几微米，其生长服从气一液一固机理．光致发光研究发现，In2O3纳米线在483nm处有一个强的发射峰，这可归因于氧空位的存在．     

Mn_3O_4/CNTs正极材料的制备及其电化学性能研究

针对水系镁离子电池正极材料循环不稳定及电化学性能差的问题,采用Mn3O4作为水系镁离子电池正极材料,通过简单的溶液共沉淀法将Mn3O4与碳纳米管(CNTs)原位复合形成Mn3O4/CNTs。经X射线粉末衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)、通射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及充放电测试等表征,结果表明CNTs表面均匀附着尖晶石型Mn3O4纳米颗粒,提高了Mn3O4电极的导电性和电化学性能。Mn3O4/CNTs正极材料在100 m A/g下表现出305 mAh/g的比容量及长循环寿命,远高于Mn3O4的电池性能。Mn3O4/CNTs材料作为水系镁离子电池正极材料具有潜在的应用价值。     

微波法制备硫化铋纳米花及其光学性质

以五水硝酸铋（Bi（NO3）3·5H2 O）和硫脲为原材料，以乙二醇为溶剂，采用微波加热法制备了 Bi2 S3纳米花分级结构。利用 X 射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、高分辨率电镜和荧光光谱仪等仪器对材料进行表征。研究结果表明：150℃反应1．5 h 所得纳米花由径向发散的纳米线构成，纳米线的长度达几个微米，是完整单晶结构。室温荧光光谱是峰值位于720 nm、从650 nm 扩展到800 nm 的荧光光谱带。纳米花的生长机制与自组织生长和材料本身易劈裂的性质相关。     

物理热蒸发法制备CdS/SiO2纳米线阵列和CdS纳米带

利用物理热蒸发法蒸发CdS和CdO的混合粉末，Si衬底表面发生了选择性刻蚀，并由此制备出CdS／SiO2纳米线阵列和CdS纳米带．研究了CdS／SiO2纳米线阵列的形成原因和CdS纳米带的生长过程，结果表明：CdS枝晶的生长对CdS／SiO2纳米线阵列的形成起到了非常重要的作用；CdS／SiO2纳米线阵列的形成符合“纳米电化学自组织机制”；CdS纳米带的生长过程为气一目过程．     

北京大学在磁性纳米线电荷与自旋输运研究方面取得新进展

源于纳米线的各向异性和低维特性，探索磁性纳米线中的电子输运对于将纳米线应用于与自旋相关的信息存储与操控具有指导性的意义；另一方面，对于深入认识介观物理的基本规律也具有重要的意义。北京大学物理学院俞大鹏教授领导的“纳米结构与低维物理”研究团队研究了Fe3O4纳米线的磁学特性和单根纳米线的电子输运特性，取得了新进展。     

TiO2（B）光催化剂的制备方法及光催化性能的比较研究

采用强碱水热、乙二醇溶剂热及醋酸溶剂热三种不同方法来制备Ti O2(B),结果分别得到了纳米线、纳米片及纳米带3种不同结构的Ti O2(B)光催化剂.进一步通过2-萘酚的太阳光催化降解反应比较了3种Ti O2(B)光催化剂的光催化性能.研究发现,不同方法制备的催化剂光催化活性顺序如下:醋酸溶剂热法强碱水热法乙二醇溶剂热法.最后探讨了引起光催化剂间活性差别的几种可能因素.     

Mn掺杂GaN纳米条的制备和性质的研究

通过在1000℃下氨化锰掺杂Ga2O3薄膜制备了大量GaMnN纳米条。采用此法得到的剑状Mn掺杂GaN纳米条是六方纤锌矿结构,Mn的原子百分比是5.43%,纳米条的厚度大约为100 nm,宽度为200~400nm。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线光电子能谱(XPS)和荧光分光光度计(PL)用于表征所制备纳米条形貌及光学性质。室温下以325 nm波长的光激发样品表面,发现由于Mn的掺杂使GaN的发光峰有较大的红移。最后,简单讨论了GaN纳米条的生长机制。     

AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备与电化学性能

采用高温固相法制备LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂,溶胶-凝胶法制备AlPO₄包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料(AlPO₄-coated LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂).并用XRD、SEM检测等对材料进行了表征,用X-射线衍射、扫描电镜分析以及电化学测试等手段对样品的微观结构、表面形貌和电化学性能进行了研究.结果表明：在AlPO₄-coated LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂中,AlPO₄以无定形态包覆于的表面;AlPO₄的存在,阻止了电极与电解质溶液之间的副反应,降低了电极的表面膜阻抗和电荷转移阻抗,加快了锂离子的扩散速度,使得LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的循环性能和倍率性能显著改善.     

醋酸盐体系无焰燃烧合成LiMn_2O_4及性能研究

以醋酸锂和醋酸锰为原料,浓硝酸为辅助氧化剂,在温度600℃、时间3 h下采用无焰燃烧合成尖晶石型Li Mn2O4锂离子电池正极材料,研究了不同浓度硝酸对制备尖晶石型Li Mn2O4的影响.通过XRD和SEM分别研究了产物的物相组成及微观形貌;通过电性能测试研究了产物的比容量变化.实验结果表明,当n(Li)∶n(Mn)=1∶2(mol/mol)时,可得到Li Mn2O4单相,硝酸浓度对燃烧产物颗粒影响也较大;硝酸浓度为15 mol/L时产物初始放电比容量为112.1 m Ah/g,40次充放电循环后,放电比容量为99.0 m Ah/g,容量保持率为88.3%,具有较好的容量及存储性能.     

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。     

用空气直接氧化游离二价锰离子制备高纯四氧化三锰

一定温度下,根据锰离子浓度变化严格控制溶液pH的条件下,研究了用空气直接氧化游离二价锰制备高纯四氧化三锰的新方法. 结果表明,碱式硫酸锰的氧化速度比氢氧化锰慢,碱式硫酸锰的包裹夹带是造成四氧化三锰产品中硫含量高的根本原因. 该法与用空气直接氧化锰的水解物制备四氧化三锰的方法相比较,前者能大幅度降低四氧化三锰产品中的钙、镁和硫含量,部分解决了锰盐氧化法制备四氧化三锰过程中钙、镁和硫分离的难题.     

Mn(OH)2空气氧化反应研究

研究了在碱条件下,用ＭｎＣｌ２,ＭｎＳＯ４,Ｍｎ（ＮＯ３）２溶液生成的Ｍｎ（ＯＨ）２的空气氧化反应。Ｘ－射线衍射测定结果表明,氧化产物为Ｍｎ３Ｏ４。用电势－ｐＨ图对反应结果做了分析,测定并分析了Ｍｎ（ＯＨ）２空气氧化过程中ｐＨ值随时间的变化特征。     

NaCl?CaCl2熔盐回收废旧锰酸锂电池中金属锰的电化学方法

750°C条件下NaCl?CaCl₂熔融盐中直接电解还原LiMn₂O₄回收金属锰为废旧锂离子电池的回收提供了新的思路。采用电化学手段研究LiMn₂O₄在涂覆电极表面的还原过程，结果显示，锰酸锂的还原过程是分步进行的，还原过程为Mn(IV) → Mn(III) → Mn(II) → Mn；在电脱氧12 h条件下，0.5?3 V的产物为CaMn₂O₄、MnO、(MnO)_x(CaO)_1?x、Mn，电解电压达到电压在2.6 V时单质锰出现，增加电压可促进锰的脱氧进程。电脱氧随着三相界面的推进由外向芯部逐渐进行，当电压较大时会加快还原反应的动力学过程，并产生两个阶段的三相界面。     

精矿粉和Mn3O4制备类PC30 MnZn铁氧体

采用传统氧化物工艺,用精铁矿粉代替Fe2O3、用Mn3O4代替MnCO3制备出高性能功率软磁MnZn铁氧体,研究了精铁矿粉和Mn3O4制备MnZn铁氧体的固相反应及预烧温度、烧结温度和掺杂对样品磁性能的影响,选择合适的配方及制备工艺,用精铁矿粉和Mn3O4可以制备出综合性能达到日本TDK PC30材料性能水平的功率软磁MnZn铁氧体。此项目研究成功可使功率铁氧体成本大幅下降,促进精铁矿资源深度开发,具有显著的社会经济效益。     

三(2-甲基苯并咪唑)-锰配合物的合成、表征及对催化H2O2岐化反应活性的增强作用

在乙醇溶剂中,通过Mn(Ⅱ)盐与N,N,N-三(2-甲基苯并咪唑)胺(NTB)反应合成了[Mn(NTB)(Im)]Cl2、[Mn2(NTB)2(H2NCONH2)]Cl4*3H2O、[Mn(NTB)(NO3)](NO3)*3H2O和[Mn(NTB)(HO-phen-OH)]Cl2 4种新配合物,并运用元素分析、摩尔电导、红外光谱和紫外光谱进行了表征.研究了配合物对H2O2岐化反应的催化活性,以及对过氧化氢模拟酶[Fe(NTB)Cl2]Cl*3H2O对H2O2岐化反应活性的影响.实验表明,所合成的锰配合物具有明显的活性增强作用.     

掺杂金属氧化物贮氢电极的电化学性能

研究了掺杂金属氧化物Fe3O4和Cr2O3贮氢电极MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4(Mm: 混合稀土)的电化学性能.结果表明,Fe3O4和Cr2O3的掺杂均使贮氢电极的放电容量增大和充电效率提高,且活化性能得到改善,活化次数减少到3～5次.Cr2O3的掺杂可使贮氢电极的放电过电位减少3.0 mV、快速放电能力(放电电流密度为500 mA*g-1)提高8.1%,同时改善了电极的循环稳定性;在同样条件下,Fe3O4的掺杂使电极过电位增大50.2 mV、快速放电能力降低11.6%,并导致电极的电荷保持能力下降.从MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4电极的综合性能考虑,Cr2O3的掺杂对改善贮氢电极的电化学性能是有利的.