ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。     

RGO/NiCo_2O_4复合电极材料制备及电化学性能研究

采用层-层自组装法制备了前驱体RGO/Ni-Co@Ni-foam(泡沫镍负载石墨烯/镍-钴金属化合物),并在高温下煅烧得到RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及能谱仪对多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料进行结构表征,并通过循环伏安、恒流充放电等测试方法考察了其作为电极材料的电化学性能。结果表明,制备的多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料的比电容在电流密度为0.5A/g时可达到444F/g,并且在经过1 000次循环实验后,比电容仍有342F/g。这表明多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在超级电容器领域具有广阔的应用前景。     

通过添加水溶性材料提高Ni(OH)_2超级电容器的比电容

采用水热法将聚丙烯酰胺(PAM)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作为软性模板合成样品Ni(OH)2-PAM,Ni(OH)2-CTMAB和Ni(OH)2.在PAM和CTMAB的作用下,合成出来的样品有了更多的介孔,并且展现出了较宽的尺寸分布.通过扫描电镜(SEM)可以观察到不同的形貌.Ni(OH)2-PAM和Ni(OH)2-CTMAB基电极在1 A/g的放电密度下的比电容分别是1200 F/g和757 F/g,这大大地高于没加水溶性材料合成的Ni(OH)2样品基的电极的比电容,只有113 F/g.因此,适当的添加一些水溶性材料能够提高电极材料的电化学性能.     

MnO2/碳纳米球电化学超级电容器电极材料的制备与性能研究

利用水热法合成了纳米棒状的MnO_2/碳纳米球(CNPs)作为电化学超级电容器的电极材料.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射光谱分析(XRD)对样品的微观形貌、物相进行分析;利用循环伏安法和恒电流充放电测试材料的电化学性能.结果表明:纳米棒状MnO_2/CNPs复合材料具有良好的电化学性能.在0.1 A/g的电流密度,1 mol/L Na_2SO_4电解液中,电极材料的比电容高达305.6 F/g,远高于纯碳球的比电容(49.3 F/g),当电流密度增至5 A/g时,材料的比电容为235 F/g,比电容仍能保持76.9%.     

负极材料Li4Ti4.75Cu0.25O12/SnO2的合成及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法和化学沉积法制备了Li4Ti4.75Cu0.25O12/SnO2复合活性材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试对材料进行结构、形貌表征及电化学性能测试。结果表明:Li4Ti4.75Cu0.25O12/SnO2复合活性物质能够进一步改善倍率性能的同时,循环性能也得到了很好的保证。当电压在1~3 V时,电流密度为1C倍率条件下,Li4Ti4.75Cu0.25O12/SnO2复合材料首次放电比容量高达202.55 m A·h/g。经过50次循环后,容量仍保持在202.51 m A·h/g,容量保持率高达99.98%。     

基于Mn-MOF制备的竹节结构Mn_2O_3及其电化学性能

通过简单的溶剂热法制备出Mn-MOF前驱体,然后以Mn-MOF前驱体为模板,在空气环境中,450℃温度下煅烧,得到Mn_2O_3。采用XRD、TG、SEM、CV、GCD等表征手段对所得样品进行结构表征以及性能测试。结果表明,制备的Mn-MOF为棒状结构,棒状Mn-MOF经煅烧后得到竹节结构Mn_2O_3。该种竹节结构Mn_2O_3具有良好的电化学性能,在0.5 mol/L Na_2SO_4水溶液电解液中,电流密度为0.5 A/g时,比电容为149 F/g。此类新型竹节结构Mn_2O_3的开发为Mn_2O_3材料在超级电容器领域的应用开辟新的方向。     

聚乙二醇修饰的Fe3O4催化水合肼还原硝基苯

以聚乙二醇(PEG)为修饰剂,采用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4/PEG。用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对Fe_3O_4/PEG进行表征。粒子中的Fe_3O_4为立方晶系,加入PEG6000和PEG20000能有效分散Fe_3O_4,避免颗粒团聚。考察了Fe_3O_4/PEG对水合肼还原硝基苯制备苯胺的催化活性,加入PEG6000和PEG20000作为分散剂制备的Fe_3O_4/PEG具有较高的活性和较好的重复性。1.23 g(10 mmol)硝基苯,0.1 g Fe_3O_4/PEG6000(或Fe_3O_4/PEG20000)催化剂,2.0 g水合肼在乙醇中回流反应1 h,苯胺收率接近100%,催化剂重复使用9次活性基本不变。     

Y_2O_3/GeO_2/环氧树脂基辐射防护材料的制备及性能研究

用表面处理稀土氧化物Y_2O_3,GeO_2的方法制备了Y_2O_3/GeO_2/环氧树脂辐射防护材料.采用X射线衍射仪(XRD)研究了材料的微观结构;用多道γ谱仪测试并分析了材料的辐射防护能力.结果表明,制得的材料中的Y_2O_3和GeO_2粒子并未与环氧树脂发生键和反应,Y_2O_3与GeO_2粉末的加入明显提升了材料防护射线的效果.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

无定形纳米级MnO2电极材料的制备及其准电容性能

 采用化学沉淀法制备了无定形纳米级粉末MnO₂电极材料,运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析和充放电容量测量法及循环伏安等方法对MnO₂制备、准电容形成机理进行了理论探讨.使用0.1 mol/L Na₂SO₄为电解液、烧结温度为80℃时能得到比电容最大的MnO₂材料,其实际电容约为136 F/g.     

WO3-ZrO2/SBA-15的制备及其可见光催化分析

通过溶胶凝胶法,分别制备了不同负载量的WO_3/SBA-15和WO_3-ZrO_2/SBA-15介孔材料,利用XRD、BET和TEM等表征手段对其进行表征,并对其光降解染料罗丹明B的活性进行比对研究分析。结果表明:Wx/SBA-15(x=20,30,40,50)和W_(40)Zry/SBA-15(y=3,5,7,9)均能在可见光下光降解罗丹明B,光催化活性W_(40)/SBA-15W_(50)/SBA-15W_(30)/SBA-15W_(20)/SBA-15;引入ZrO_2后,光催化活性W_(40)Zr_5/SBA-15W_(40)Zr_9/SBA-15W_(40)Zr_7/SBA-15W_(40)Zr_3/SBA-15。其中,W_(40)/SBA-15和W_(40)Zr_5/SBA-15的光降解效率最高,分别为73.4%和86.6%,ZrO_2的引入提高了光降解效率;同时,WO_3/SBA-15和WO_3-ZrO_2/SBA-15也具有很好的循环价值,可多次使用。     

Mn_2O_3/CRF复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

通过采用沉淀法在碳气凝胶表面负载金属氧化物三氧化二锰,制备得到Mn_2O_3/CRF复合材料。采用X射线衍射及电镜扫描等技术对所制备的复合材料进行结构形貌表征。实验结果发现碳气凝胶具有多重片层结构且孔隙发达。通过调节锰盐的含量考察三氧化二锰负载量对复合材料电化学性能的影响作用。采用循环伏安法及充放电测试对材料的电化学性能进行测试,结果表明Mn_2O_3/CRF复合材料具有良好的电容性及较好的可逆性。当Mn_2O_3含量达15%时复合材料的比电容最大,可达118.5 F/g。通过充放电测试1000次后发现该电极的比电容依然能够保持在一稳定值上,具有较好的稳定性。     

Al2O3/WO3/ZrO2催化剂的制备及在酯交换反应中的研究

以松木为模板,采用模板法将不同含量的Al₂O₃添加到WO₃/ZrO₂复合氧化物中,采用X射线衍射、BET比表面积分析、拉曼光谱和NH₃等温吸附测试等手段对其进行表征,以评估其改进结果。将Al₂O₃/WO₃/ZrO₂催化剂应用到甲醇与乌桕油（非食用油）的酯交换反应中,在其他反应条件相同,Al₂O₃质量分数为3%时,生物柴油最高产率达到83.1%。结果表明：添加Al₂O₃稳定了ZrO₂的四方相结构,使得催化剂比表面积更大、孔数量增加;模板法制备的催化剂孔径分布均匀,WO₃呈高度分散无定型状态;引入Al₂O₃增加了WO₃/ZrO₂催化剂的中强酸性,对弱酸性和强酸性无明显改变。     

球磨法制备Bi12GeO20/WO3复合材料及可见光催化去除NO性能研究

采用简易球磨法制备了一系列Bi₁₂GeO₂₀/WO₃二元半导体复合材料,并对其物相、光学和电化学性质进行了分析。可见光光催化去除NO试验表明：随着WO₃负载量的逐渐增大,材料去除活性先增大后减小,这主要归结于合适的相组成以及异质结提高了界面载流子的分离效率。另外,WO₃的加入可有效抑制有毒中间产物NO₂的生成,从而促进硝酸根与亚硝酸根的生成。通过活性物种捕捉试验发现,超氧自由基和空穴在光催化反应中均起到了主要作用,羟基自由基起到了辅助作用。能带结构分析表明,复合材料的光催化机制遵从Ⅰ型过程。循环试验证明,材料具有较好的重复利用性和结构稳定性。     

基于掺铕钨酸盐荧光强度比的非接触温度传感

为了突破传统测温技术应用的局限性,利用NaY （WO₄）₂：Eu³⁺玻璃陶瓷（glass ceramics,GC）实现了具有非接触、实时响应、自校准等优势的双模荧光强度比（luminescence intensity ratio,LIR）测温。采用高温熔融淬灭法制备出含NaY （WO₄）₂：Eu³⁺纳米晶的透明GC样品,并进行系列光谱测量和热敏性能分析。结果表明,样品中Eu³⁺的激发态能级⁵D₁和⁵D₀和基态能级⁷F₂和⁷F₀为两对独立的热耦合能级,可分别基于这两对热耦合能级实现性能优异的双模LIR温度传感。该双模LIR测温技术数据可靠、测温范围广、灵敏度高,再结合GC材料优势,是可用于光纤温度传感器的核心技术材料。     

光还原法制备Ag/Bi2WO6可见光催化剂及其性能研究

利用离子液体辅助醇热法制备了具有较高活性的Bi_2WO_6可见光催化剂,并进一步采用光还原法将Ag纳米粒子负载到Bi_2WO_6催化剂表面.利用Ag良好的导电性以及表面plasma效应,有效增强了催化剂的可见光吸收,降低了光生载流子复合的几率,显著提高了污染物降解的光催化活性.同时确定了最佳Ag含量和反应条件.     

基于正交实验法的WO3电致变色薄膜Li掺杂分析

单一纯净的WO₃电致变色薄膜的性能已经不能满足实际应用的需要,通过掺杂对薄膜性能进行提升已经成为WO₃电致变色薄膜研究领域的一个重要环节.笔者采用乙酸锂作为Li源进行Li掺杂,分析表明：Li掺杂后的WO₃薄膜性能得到了很大的提升,并对正交实验法的Li掺杂量进行了讨论.     

Synthesis and modification of well-ordered layered cathode oxide LiNi<Subscript>2/3</Subscript>Mn<Subscript>1/3</Subscript>O<Subscript>2</Subscript>

Oxalic-acid-based co-precipitation method was employed to prepare LiNi_2/3Mn_1/3O₂ sample with a high-ordered structure. Li⁺, Ni²⁺ and Mn²⁺ acetates were used as starting materials. The influence of the amount of lithium source in the starting materials on Li⁺ content, disorder of Li⁺-Ni²⁺ ions, and electrochemical performance has been investigated. Rietveld refinement shows that the sample prepared with 20% excess Li-source in the starting materials exhibits a perfect ordered structure. A specific discharge capacity is as high as 172 mAh/g at C/20 in the voltage range of 4.35–2.7 V. However, the cyclability is not satisfactory: about 25.3% fade in capacity was observed over 50 cycles. Chemically stable SiO2 was coated on the surface of LiNi_2/3Mn_1/3O₂ particles. A significant improvement in cyclability was attained with 3 wt% SiO2 coating, which is ascribable to the protection of LiNi_2/3Mn_1/3O₂ particles from being dissolved into the electrolyte.     

三价铁离子掺杂对钛酸锂结构和化学性能的影响

采用溶胶凝胶法制备Li4-x/3FexTi5-2x/3O12(x=0,0.03,0.06,0.09)粉体活性材料,并优化了最佳掺杂量为x=0.03。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试对材料进行结构、形貌及电化学性能表征。结果表明:掺杂适量的铁离子不会改变钛酸锂的尖晶石结构和形貌。1C时,Li3.99Fe0.03Ti4.98O12首次放电比容量为145.40 m A·h/g;纯相的首次放电比容量仅为116.95 m A·h/g。