低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe₃O₄为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO₂/Fe₃O₄磁性光催化剂。利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO₂/Fe₃O₄比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响。结果表明,在100、300和450 ℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100 ℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO₂质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO₂/Fe₃O₄（100 ℃,TiO₂质量分数70%）在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率。     

超顺磁性Fe3O4空心亚微球固定脂肪酶的研究

采用溶剂热法合成磁性亚微米球，并且利用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、振动样品磁强计等对合成样品进行了分析表征，结果表明所获样品为平均粒径为350nm的超顺磁性Fe₃O₄空心亚微球。对该样品进行了SiO₂包覆或氨基硅烷修饰，分别将Fe₃O₄空心亚微球、SiO₂包覆Fe₃O₄空心亚微球和氨基功能化Fe₃O₄空心亚微球作为固定化载体进行脂肪酶固定化。研究表明Fe₃O₄空心亚微球经SiO₂包覆或氨基功能化后对脂肪酶的固载量分别提高3.2和4.0倍，固定化酶比活力提高2.9和3.4倍。固定化的最优条件为pH6、25℃的条件下固定22h。     

室温全固态氢传感器研究

以Sb₂O₅-H₂O-H₃PO₄ 复合氧化物为固态电解质 ,利用混合压膜和蒸发的方法制作传感催化电极和参考电极 ,研制了室温全固态电解质氢气传感器。传感器的组成为:空气 ,Pd(或Ag) |Sb₂O₅-H₂O-H₃PO₄ |Pd ,H₂ (在N₂ 或空气中) ,考察了传感器的电位响应值与氢气体积分数之间的关系 ,以及温度对氢气传感性能的影响;通过测绘极化曲线来研究其应答机理,从而分析传感器电位响应值不同于能斯特值的原因——敏感电极上混合电势的形成。     

乙醇为溶剂超临界干燥法制备纳米Al2O3

以硝酸铝为原料,柠檬酸为分散剂,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶结合超临界干燥的方法制备了纳米AlOOH。经过500～900℃焙烧后得到纳米γ-Al₂O₃。考察了溶液pH值、硝酸铝与柠檬酸物质的量比对AlOOH粉体,以及焙烧温度对γ-Al₂O₃两者形貌和尺寸的影响。采用TEM、XRD、IR对超细粒子的粒径、形貌进行了表征。结果表明,制备溶胶时的pH值和柠檬酸的〖JP2〗加入对经超临界干燥所得的AlOOH的形貌和尺寸有明显影响。在pH=3,n(C₆H₈O₇)∶n(Al(NO₃)₃)=1∶2的条件下可得到纤维状纳米AlOOH(直径为1～10nm, 长为30～40nm)。该AlOOH经500～900℃焙烧后可得纤维状纳米γ-Al₂O₃,其直径为1～10nm,长为30～70nm。     

γ-Fe2O3/SiO2纳米材料的制备及其磁学性能的研究

以尿素铁配合物和正硅酸乙酯分别作为γ-Fe2O3和SiO2的前躯体,通过溶胶-凝胶工艺制备了γ-Fe2O3/SiO2纳米氧化物,并研究了各种反应条件对样品性质的影响,用XRD、FTIR、SEM和磁性测定等手段进行了表征,结果表明,焙烧温度对产物的晶相影响较大,当焙烧温度为200℃时,氧化物中析出的氧化铁为γ-Fe2O3;当焙烧温度高于300℃时,除γ-Fe2O3以外还产生了α-Fe2O3,并且其含量随着焙烧温度的升高而增加;γ-Fe2O3和SiO2的摩尔比对产物也有较大的影响.     

纳米复合金属氧化物的制备、表征和气敏性质研究

采用硝酸铜、硝酸铈为先驱物,乙二醇作溶剂,以改进的溶胶-凝胶法制备了纳米结构CuO/CeO2稀土复合氧化物.表征结果表明,制得的纳米材料的粒径为15 nm左右,而二次分布在20～50 nm之间.考察了焙烧温度、不同CuO含量复合材料敏感元件对CO,H2,C2H5OH,C6H6等气体的灵敏度影响.从实验得出,最佳焙烧温度为600℃,CuO含量为12%,掺入少量贵金属气敏性质得到进一步改进,是由掺杂质和复合物之间电子和化学叠加效应所致.通过制备过程参数控制,裁剪出高热稳定和最佳组成的纳米复合材料,对监测环境有毒和可燃气体具有较高灵敏度和选择性.研究结果也为稀土和过渡金属复合氧化物催化剂的制备与催化性质的研究提供了有益的借鉴.     

纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

复合氧化物Co3O4/Bi2O3对甲苯的光催化作用

采用微乳法制备复合氧化物Co₃O₄/Bi₂O₃纳米粒子， 用TG-DTA， XRD， XPS和FT-IR对其表征， 以甲苯为气相有机污染物研究Co₃O₄/Bi₂O₃的光催化活性. 结果表明， 微乳法制备的Co₃O₄/Bi₂O₃粒子光催化活性优于纯氧化铋； 活性的提高程度与n(Co) ∶n(Bi)有关， 其最佳配比为0.02 ∶1； 光催化活性随焙烧温度升高而增大, 750 ℃焙烧的样品催化活性最好.     

LaCeCuMn/γ-Al2O3纳米稀土催化剂的制备及性能研究

以纳米纤维状γ-Al₂O₃为载体，采用工艺路线简单的浸渍法制备了La_xCe_1-xCuMn纳米稀土催化剂，并应用微反活性评价装置测试了对CO和C₃H₈的氧化活性。利用XRD，TEM，BET等手段，分析了产品的结构和粒子形貌。实验结果表明，催化剂活性组分在载体上分散比较均匀，平均粒径在15～20nm之间，为纳米级催化剂。La物质的量为0.4mol、活性组分质量分数为15.04%时，制得了较为纯净的钙钛矿催化剂，CO和 C₃H₈氧化反应中起燃温度分别可以达到161，186℃，且二者的最终转化率均在99%以上。     

Al2O3或TiO2掺杂的ScSZ固体电解质纳米晶薄膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶旋涂法,在单晶硅基片(100)上分别制得了厚度约为0.31μm的(Al₂O₃)_0.10(Sc₂O₃)_0.08(ZrO2)_0.82和0.36μm的(Sc₂O₃)_0.125(TiO₂)_0.175(ZrO₂)_0.70固体电解质纳米晶薄膜。烧结实验结果表明,两种薄膜均在650℃以上开始晶化,温度越高,晶化越完全,在800℃可完全晶化;所得纳米晶颗粒呈纯的萤石结构立方相;铝和钛掺杂的纳米晶颗粒的平均大小分别为47和51nm。铝掺杂的薄膜非常均匀致密,然而,钛掺杂的薄膜存在少量微气孔。     

纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究

以纳米Fe₃O₄颗粒作吸附剂,研究其用量、粒径、吸附温度以及pH值等因素对Hg²⁺吸附效果的影响,考察了纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附性能,并对吸附结果的重现性和吸附机理进行了研究。结果表明：纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附去除率随其用量的增加、粒径的减小而增大;对Hg²⁺吸附的最佳温度为19℃、最佳pH值为3.5,此pH值不需要经过酸或碱调节,便于控制;实验的重现性良好;纳米Fe₃O₄颗粒吸附水中Hg²⁺以物理吸附为主。纳米Fe₃O₄颗粒对Hg²⁺的吸附符合Freundlich吸附方程,显示了很强的纳米效应,是一种具有较好应用前景的Hg²⁺吸附剂。     

纳米α-Fe2O3的制备及气敏性质的研究

采用沉淀法制备了纳米晶α-Fe₂O₃粉体，并制作了厚膜型气体敏感元件。用热重-差热 (TG-DTA)、扫描电镜 (TEM)和二次粒度分布对α-Fe₂O₃粉体进行了表征。考察了掺杂贵金属或碳酸盐及焙烧温度对敏感元件气体灵敏度的影响。结果表明，纳米氧化铁具有粒度小、颗粒分布均匀的特点，并发现纳米氧化铁在焙烧温度为 600℃及掺杂 3%贵金属或碳酸盐的条件下，对CO气体均有很好的气敏特性。     

高SiO2含量硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的制备

用硅溶胶、丙烯酸酯类单体，以过硫酸钾为引发剂，配以适当的乳化剂，采用乳液聚合法制成了高SiO₂含量硅溶胶-聚丙烯酸酯复合乳液。系统的研究了温度、乳化剂种类及用量、单体SiO₂质量比等因素对乳液稳定性的影响。结果表明：75℃为最佳反应温度；十二烷基硫酸钠(SDS)为最佳乳化剂；当SDS质量分数为0.45%～0.7%、单体SiO₂质量比为3时，可制得SiO₂质量分数为10%的复合乳液，且乳液的稳定性达到使用要求，此法制得的复合乳液的涂膜水白性较共混改性乳液（硅溶胶和纯丙乳液）和纯丙乳液的涂膜有显著的提高；TEM图片显示，复合乳液中，硅溶胶粒子是以纳米SiO₂粒子存在的，且在复合乳液中比在共混改性乳液（硅溶胶和纯丙乳液）中分散的更均匀。     

气固相催化合成吡咯的催化剂的研究

以ZSM-5、SiO₂-Al₂O₃和Al₂O₃为催化剂,在连续流动固定床反应器中,氨与呋喃催化合成吡咯。用程序升温氨脱附法（NH₃-TPD）测定了催化剂表面相对酸强度及酸量分布,筛选出了催化活性好和选择性高的SiO₂-Al₂O₃-d硅酸铝催化剂,并对金属氧化物进行了改性。在反应温度为425～435℃、n (AM)：n (FN)为10：1以及催化剂负荷（以呋喃计）为16.6 mmol /(h•g)的条件下,吡咯的收率可达90％以上。     

基于纳米γ-A1203掺杂Eu2O3的催化

研究了空气中的甲醛在多种材料表面的催化发光(CTL)现象,发现纳米γ-Al2O3掺杂Eu2O3(γ-Al2O3/Eu2O3)可以作为催化发光材料选择性地测定甲醛气体.在温度383℃,波长425 nm,空气流速为200 mL·min-1的条件下,催化发光强度与甲醛浓度在1 mL·m-3～100 mL·m-3及101 mL·m-3～2 500 mL·m-3内呈良好的线性关系,检出限为0.3 mL·m-3.     

纳米SiO2-Fe2O3复合氧化物的气相爆轰制备

介绍了以氢气和空气的混合气体为爆炸源,在爆轰管内置铁片,同时以四氯化硅为前驱体,制备纳米SiO_2-Fe_2O_3复合氧化物粉末的气相爆轰合成方法;并探究了不同煅烧温度对SiO_2-Fe_2O_3复合纳米氧化物的影响。利用XRD、XRF及TEM对其组成、结构和形貌进行了分析和表征。结果表明:采用气相爆轰法可以制备出纯度高、分散性较好、颗粒形状为标准球形、平均粒径约50 nm、呈典型的层包覆式结构的纳米SiO_2-Fe_2O_3复合氧化物。并且发现随着煅烧温度的增加,纳米复合氧化物粉末分散性变好,晶粒尺寸变得更均匀。     

热喷涂聚酰胺12/纳米SiO2复合涂层的非等温结晶动力学

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12（PA12）及PA12/纳米SiO₂复合涂层,利用差示扫描量热法（DSC）对PA12及其复合涂层的非等温结晶性能进行了分析,对所得的数据分别用Jeziorny法和Mo法进行处理。结果表明：用Jeziorny法和Mo法处理PA12及其复合涂层的非等温结晶过程比较理想;用Jeziorny法求出的Z_c（结晶速率常数）和n（Avrami指数）均随冷却速率的增加而增加;而纳米SiO₂的加入使复合涂层的Z_c和n均大于纯PA12涂层,且使结晶半衰期缩短、结晶速率及结晶度增大。表明纳米SiO₂具有明显的成核剂作用。     

基于纳米γ-Al2O3掺杂Eu2O3的催化发光甲醛气体传感器的研究

研究了空气中的甲醛在多种材料表面的催化发光(CTL)现象,发现纳米γ-Al2O3掺杂Eu2O3(γ-Al2O3/Eu2O3)可以作为催化发光材料选择性地测定甲醛气体.在温度383℃,波长425 nm,空气流速为200 mL.min-1的条件下,催化发光强度与甲醛浓度在1 mL.m-3~100 mL.m-3及101 mL.m-3~2 500 mL.m-3内呈良好的线性关系,检出限为0.3 mL.m-3.     

纳米SiO2提高不同龄期混凝土力学性能试验

 以实际工程项目为背景,用纳米SiO₂等量替换水泥制作混凝土试块,分别进行龄期为7、28、56d的立方体抗压强度试验、弹性变形试验、耐久性试验。采用线性回归的分析方法,对混凝土抗压强度试验数据进行分析,研究纳米SiO₂的掺入量与提高混凝土强度之间的数值关系,建立了以纳米SiO₂掺量为自变量,混凝土龄期分别是7、28、56d的抗压强度计算表达式。对弹性变形试验数据进行统计分析,研究不同纳米SiO₂的掺入量对混凝土各龄期弹性模量的改善和提高、纳米SiO₂对混凝土微观结构的改变、对抗渗标号和抗氯离子渗透能力的提高的影响,得出纳米SiO₂的最佳掺入量,指导纳米SiO₂混凝土的生产。     

溶胶-凝胶法合成ZnGa2O4∶Eu及其光学性能

以柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法合成了铕为激活剂的ZnGa₂O₄:Eu荧光粉。讨论了煅烧温度、保温时间和激活剂的浓度对该荧光粉发光性能的影响。利用X-射线衍射、荧光分光光度计等手段对ZnGa₂O₄:Eu荧光粉的相组成和发光性能进行了检测。实验结果表明,以Zn(CH₃COO)_2^·2H₂O和Ga₂O₃ 为原料,通过溶胶-凝胶法,在950～1000℃煅烧4h可合成出ZnGa₂O₄ 荧光体。当n(Zn)：n(Ga)为1∶4时,所得成品的最强发射峰位于613nm处,为Eu³⁺特征^５D₀→^７F_２ 跃迁,其对应于红色光谱。Eu^３＋离子在ZnGa₂O₄ 晶体中占据的位置为非反演对称中心。