聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

针对聚苯胺作为赝电容超级电容器电极材料时存在循环稳定性差的问题,设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维.采用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法制备了聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱以及X-射线衍射等对该复合材料的形貌、组成和结构进行表征,并采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗等方法对其电容性能进行研究.结果表明,利用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法能够成功将聚苯胺纳米纤维包裹进氧化石墨烯纳米卷中,最终将氧化石墨烯还原后得到聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料;该复合材料经过5 000次循环充放电后电容量保持率达到75%;当复合材料中的聚苯胺纳米纤维质量分数为67%时,该复合材料在2.2A/g的电流密度下,质量比电容达到639F/g,表现出优异的电容性能.     

聚苯乙烯/聚苯胺核-壳型复合粒子的制备及形貌控制

在苯胺的化学氧化种子聚合体系中,以乳化剂预处理和与丙烯酸共聚改性的聚苯乙烯粒子为种子,制备具有一定分散稳定性的聚苯乙烯/聚苯胺核-壳型复合高分子粒子乳液.讨论了用于预处理的乳化剂种类与用量、苯胺与种子粒子的重量比、与丙烯酸共聚所得种子粒子的表面改性等对复合粒子形态的影响.采用透射电子显微镜、动态激光散射和红外吸收光谱分析等手段表征了复合粒子的形貌与结构、粒径及其分布、分散性等.结果证明,采用吐温-40预处理的聚苯乙烯粒子,且苯胺与其重量之比较小时,或者用少量丙烯酸与苯乙烯进行共聚得到的P(S-AA)粒子为种子时,可以获得形貌规整、壳层结构完整、均匀的核-壳型聚苯胺复合粒子.     

纳米碳对DMcT-PAn正极材料电化学性能的影响

研究了纳米碳对DMcT-PAn正极材料的电化学性能的影响.实验结果表明:DMcT-PAn正极材料的电化学氧化还原电流随着纳米碳含量的增加而增大;纳米碳使聚苯胺(PAn)膜的第2个氧化还原峰(位于0～0.2 V)电位发生正移,而微米级碳的存在使得PAn膜的氧化还原电位发生负移,因此,纳米碳主要是影响复合材料中聚苯胺的电化学性能;同时,在纳米碳的作用下,DMcT-PAn的电化学反应阻抗变小,复合膜的电化学容量增加,说明纳米碳对DMcT-PAn电化学反应有电催化作用;当纳米碳质量分数为8%～15%时,含碳复合膜的电化学容量比本征DMcT-PAn膜的电化学容量高,电化学反应阻抗Ret较低;纳米碳可有效改善DMcT-PAn正极材料的电化学性能.     

聚苯胺/钛酸纳米复合材料的合成及其电化学和可见光催化性能的研究与应用

聚苯胺(PANI)/钛酸(H_2Ti_4O_9)层状纳米复合材料以苯胺(ANI)/H_2Ti_4O_9为前驱体,通过原位聚合的方法合成。复合材料的合成过程、形貌和结构通过XRD、SEM、IR和TGA/DSC表征手段进行研究。苯胺以单层且苯环垂直于层板的方式排列在H_2Ti_4O_9层间,聚合后的聚苯胺分子以单层方式排列在层间。PANI/H_2Ti_4O_9复合材料具有优异的热稳定性、氧化还原活性以及可见光催化降解亚甲基蓝活性,在电化学传感器和污水处理方面具有潜在的应用前景。     

核壳型Ni-Pt纳米微粒的氧还原电催化性能

应用化学还原两步法制备了壳层厚度不同的Ni-Pt核壳型纳米粒子,并用XRD,XPS,TEM,SEM技术表征了微粒的表面元素组成和物理结构,用动电位扫描法考察了该纳米粒子对氧还原反应的电催化活性。实验结果表明,合成的Ni-Pt微粒为球形核壳结构纳米粒子,外直径平均值约30 nm,Ni核直径约17 nm,Pt壳层厚度约8 nm;核壳Ni-Pt/C相对Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,电催化氧还原活性和抗甲醇能力随Pt壳层厚度改变有明显变化,变化的规律呈火山形,核壳Ni-Pt/C催化性能随Pt壳层厚度改变的机理符合"d电子调变效应"机理。     

水杨酸掺杂聚苯胺纳米管的合成机理及表征

采用化学氧化法制备水杨酸掺杂聚苯胺纳米管,获得约15℃下制备聚苯胺纳米管的反应条件.表征产物的结构与性能,并讨论聚苯胺纳米管的形成机制.结果表明:当水杨酸与苯胺物质的量比为0.06时,合成了管长大于1μm,外径约150nm,内径约为30nm的圆型孔腔聚苯胺纳米管.随着水杨酸和苯胺物质的量比减少,产物由一维结构的纳米纤维和纳米管向二维结构的纳米片转变,这种转变可归因于反应体系中水杨酸与苯胺盐在水溶液中形成球型胶束的能力.该聚苯胺纳米管室温下电导率为8.66×10-2 S/cm,并显示出良好的电化学活性.     

核壳型Co-Pt纳米粒子的氧还原电催化性能

采用两步化学还原法制备不同壳层厚度的核壳型Co-Pt纳米粒子。采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)技术表征催化剂的结构和组成,用旋转圆盘电极动电位扫描法测试其对氧还原反应的催化性能。结果表明:核壳型Co-Pt纳米粒子直径约30 nm;相对于Pt/C,Co-Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,催化剂随着Pt壳层厚度的增加氧还原活性增大,抗甲醇能力逐渐降低。随着甲醇浓度的增加,氧还原起始过电位增大,峰电流密度减小。     

羧酸化改性对纳米纤维素/聚苯胺复合材料电性能的影响

以具有发达三维网络结构和丰富化学基团的纳米纤维素为基体,对其进行羧酸化改性,进一步在羧酸化纳米纤维上原位合成聚苯胺,制备羧酸化纳米纤维素/聚苯胺复合凝胶材料。研究了不同条件下羧酸化改性对复合材料微观形貌和电学性能的影响。扫描电镜照片表明聚苯胺均匀包覆在纳米纤维素纤维上形成导电网络结构,电化学测试结果表明羧酸化改性可以提高复合材料的离子电导率,达到5. 12×10~(-4)S/cm,同时具有较好的电化学稳定性,在电池、电容器等电子器件上有潜在应用。     

聚苯胺/氧化石墨烯复合材料在电致变色中的应用

使用高氯酸和聚苯乙烯磺酸作为掺杂酸,通过两步法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合材料。通过红外,扫描电镜,电化学测试等手段测试其组成、结构、及电化学性能,通过数字照片记录其电致变色效果。研究结果表明,两步法制备的复合材料即具有优异的电化学性能,又表现出良好的成膜性、粘附性和电致变色效果。此方法为聚苯胺复合材料在电致变色窗器件中的应用提供了新的思路。     

聚苯胺蒙脱土导电复合材料的制备与性能研究

采用电化学聚合法制备了插层聚苯胺钠基蒙脱土复合材料.探讨了复合材料前躯体插层苯胺-钠基蒙脱土的制备过程,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学方法对复合材料的形貌结构和性能进行了表征.XRD结果表明,经苯胺插层后钠基蒙脱土的层间距明显增大,插层苯胺经电化学聚合后,其层间距仍比纯钠基蒙脱土层间距大,但小于苯胺插层的钠基蒙脱土.SEM照片表明,经电化学聚合后,钠基蒙脱土复合材料的致密程度高于未经电化学聚合的钠基蒙脱土的致密度.由插层聚苯胺-钠基蒙脱土复合材料修饰的电极对甲醇的电化学氧化和铁氰化钾的氧化还原具有优异的电催化性能.     

冷冻电镜技术的应用与发展

近年来,冷冻电镜技术获得了突飞猛进的发展,取得了许多具有开创性意义的成果,为科学研究起到了积极的推进作用。系统地综述了冷冻电镜技术与方法在科学研究中的应用,简要介绍了冷冻电镜技术的流程、发展、原理及解析方法,列举实例说明了冷冻电镜在结构生物学、生物医学、药物筛选方面的研究进展,分析了冷冻电镜技术与其他技术比较所具备的优越性以及存在的问题,并展望未来的发展。     

FeNiPB(Cu,Nb)纳米晶软磁材料的研究

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及场发射扫描子显微镜并借助X－ray衍射仪分析研究了Fe基纲米晶软磁材料，结果表明：用机械合金化法可以合成FeNiPB(Cu,Nb）非晶合金，非晶粉末经晶化处理可以得到FeNiPB(Cu,Nb）纳米晶组织。     

简便合成椭球形二氧化硅包覆的金纳米棒

采用溶胶-凝胶法成功地制备出一种椭球形核-壳结构二氧化硅包覆的金纳米棒.分别采用透射电镜、扫描电镜、紫外、电子衍射和扫描电镜能谱对制备出的二氧化硅包覆的金纳米棒进行表征.结果表明二氧化硅包覆的金纳米棒呈椭球形,大小为60～80nm,壳层二氧化硅厚度约10～20nm.通过紫外检测发现,二氧化硅壳层对金纳米棒的光学特性几乎没有影响.试验结果表明,这种新颖的二氧化硅包覆的金纳米棒微球在生物医学(如治疗、传感器和分子影像等)中有着潜在的应用价值.     

基底预处理对水热法制备SnO2纳米阵列生长的影响

采用水热法,在磁控溅射铺膜后的ITO-基底(MST-基底)上制备出取向一致的SnO2纳米线阵列.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对制备的纳米线阵列进行了表征.考察了不同的基底铺膜方式和退火温度对产物形貌、尺寸和取向性的影响.结果表明,不同的基底铺膜方法对产物的形貌和尺寸有较大的影响:在磁控溅射法铺膜的基底上生长出SnO2纳米线阵列;在旋涂法铺膜的基底上生长出SnO2纳米棒阵列;在未铺膜基底上生长出SnO2纳米颗粒薄膜.另外,退火温度对生长在磁控溅射铺膜基底上的产物的取向性有较大的影响,随着退火温度的升高,产物的取向性增强.     

含铌TRIP钢连续退火后的组织性能及强化机理

在实验室模拟了含铌与无铌TRIP钢的连续退火工艺过程,通过金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等检测手段研究了TRIP钢的组织性能,分析了TRIP钢中残余奥氏体稳定性的影响因素及强化机理.结果表明:在连续退火工艺条件下,Nb的存在细化了TRIP钢的微观组织,与未添加Nb的钢相比,添加Nb可以提高TRIP钢中残余奥氏体含量和残余奥氏体碳含量.含铌TRIP钢中残余奥氏体主要以团块状或薄膜状分布于铁素体与贝氏体晶界,极少部分以细小球状分布于铁素体晶内.含铌TRIP钢热轧后的主要析出物为Fe3C和(Nb,Ti)(C,N),退火后的主要析出物为(Nb,Ti)(C,N).细小含铌析出物的析出强化导致了随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度升高.     

40Cr钢表面纳米化的研究

采用高能表面处理技术在40Cr钢表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析研究了表面纳米层的组织结构.结果表明,高能表面处理后40Cr钢表面形成纳米层的过程中,渗碳体先于铁素体纳米化.     

六方相NaYF4微米棱柱晶体的水热生长

通过温和的水热方法合成了六方相NaYF4微米棱柱.场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析表明:该晶体结晶性较好,尺寸均一,直径约为1μm,长度约为5μm,晶体笔直且边缘清晰.研究发现六方相NaYF4微米棱柱是随着反应时间的延长由微米花状球上脱落而成的.提出了其可能的生长机制.     

钌铱钛锡钴五元氧化物纳米晶涂层的制备

采用热分解法在５００℃氧化烧结获得五元金属氧化物涂层的制备方法，可获得７ｎｍ晶粒的纳米涂层。采用扫描电子显微镜，透射电子显微饶和Ｘ射线衍射技术分析该涂层的表面形貌、内部晶粒形貌和晶体结构特点。     

两阶段控制冷却工艺对含钼X80抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,在试验室制备了含Mo成分的X80级抗大变形管线钢,并利用扫描电镜和透射电镜等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响.结果表明,采用两阶段控制冷却工艺的含Mo成分X80抗大变形管线钢为铁素体-贝氏体双相组织;随加速冷却中开冷温度降低,组织中铁素体含量增加,试样强度降低,屈强比降低,均匀伸长率提高;随加速冷却中终冷温度降低,贝氏体中M/A含量减少,尺寸更细小,分布更分散,试样强度变化不大但均匀伸长率显著提升.分析表明,当铁素体含量一定时,均匀伸长率与贝氏体中M/A密切相关,细小且均匀分布的M/A可提高加工硬化速率,推迟颈缩发生,使均匀伸长率升高.当加速冷却中开冷温度为690℃、终冷温度为450℃时,组织中铁素体的体积分数约为23%、晶粒尺寸约为5μm,M/A岛尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配.     

纳米粒子在生物膜上的成核和生长

通过室温液相浸渍优化技术,新鲜的蛋膜材料依次在醋酸铅和硒代硫酸钠溶液中进行浸渍处理,在蛋膜载体上均匀析出硒化铅纳米晶粒并组装成一定形状的纳米团簇.并用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对产物形貌和结构进行了表征.