化肥与农药控失技术研发及产业化

针对我国肥料农药高施低效的关键问题,以天然黏土为基础材料,建立了基于纳米网捕的化肥农药迁移阻控方法,研制出控失化肥和控失农药***并实现产业化。迄今,技术累计推广约2亿亩,创造显著的经济、社会和生态效益,为我国肥料农药双减提供有效科技支撑,对于推进农业高质量发展和乡村振兴两大战略具有重要意义。     

嗜热链球菌为模板制备银微米球及其电化学性能

以生物体作为模板制备微纳米材料是一种融合了生命科学和材料科学而发展起来的制备纳米材料和纳米结构的新方法.大部分生物模板具有廉价易得、环保无毒等优点.使用乳酸菌种属中的嗜热链球菌作为模板,以抗坏血酸作为还原剂,制备了银微球.扫描电镜测试表明银微球直径约为0.88².0μm.改变反应条件可以调控所制备的银微球的大小.循环伏安分析表明使用银微球修饰的玻碳电极对对苯二酚具有电催化作用,有利于对苯二酚的检测,且直径较小的银微球对对苯二酚的检测更加有利.     

PVDF基复合材料的制备及热学性质研究

采用溶液法制备了以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,多壁碳纳米管(MWNTs)和纳米二氧化锆(Zr O2)为填料的纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的表面形貌、热学行为和结晶度分别进行了观察和研究。结果表明,多壁碳纳米管和纳米二氧化锆对材料的热力学行为都有影响。填料含量较少时能起到诱导结晶作用,随着纳米填料粒子含量的增加异相形核作用有所下降。当两种填料同时加入时,其诱导结晶作用增强。     

热致相分离法制备丙烯腈-丙烯酸甲酯/纳米TiO_2复合膜及膜性能研究

以自制的可熔融丙烯腈(AN)-丙烯酸甲酯(MA)共聚物为基体,以碳酸乙烯酯(EC)与柠檬酸三乙酯(TEC)为复配稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备丙烯腈-丙烯酸甲酯(AN-MA)/纳米二氧化钛(TiO2)复合膜。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X-射线衍射仪(XRD)和万能试验机,从微孔膜的力学性能、水通量、孔隙率、晶型等方面对膜的结构与性能进行表征。结果表明,添加TiO2纳米粒子可以显著提高AN-MA微孔膜的机械强度和水通量。随着TiO2含量的增加,微孔膜的机械强度先增加后降低,TiO2质量分数为0.1%时,断裂强度最高可达8.0 MPa,比未添加TiO2的样品高36%。纳米TiO2的加入一定程度上抑制了大孔的产生,微孔膜结构更加均一。随着凝固浴温度的升高,微孔膜的力学性能逐渐提高,通量出现下降趋势。     

共沉淀法制备多孔TiO2/Al2O3纳米复合材料及其光催化性能研究

以TiCl4 为钛源,Al（CH3）3 为铝源,采用共沉淀法制备出了具有高比表面积且热稳性良好的多孔TiO2/Al2O3 纳米复合材料.对合成的材料进行了XRD、SEM、氮气吸附脱附等温曲线测试及光催化性能测试.分析了焙烧温度对材料的结晶度和晶相组成、孔尺寸和比表面积的影响,并重点考察了焙烧温度对光催化性能的影响机制.制备出的材料在800 ℃高温焙烧后,比表面积仍高达50.9m2/g,同时其具有的高度连通的三维孔道结构也能很好地保持.研究发现复合材料中氧化铝的加入将氧化钛由锐钛矿向金红石的相转变温度提高了200～300℃,同时对材料的孔结构也有稳定作用.其中800℃焙烧的样品的光催化性能最好,紫外加可见光照射下,50min内对罗丹明B染料的降解率达81.7%.     

镍纳米颗粒与含氮碳片复合材料在锂氧气电池中的应用

以NiCl2·6H2O为金属源,尿素和柠檬酸分别为N源和C源,采用一种简单的溶胶凝胶法制备出Ni纳米颗粒高度分散在含氮碳片上的复合材料（Ni-C-N）.将该复合材料用作锂氧气电池的正极催化剂,与常用的空气正极材料科琴黑（KB）相比,其表现出更高的电化学催化活性.当使用Ni-C-N作为正极催化剂时,电池的首周放电容量及放电平台均有明显的提高,尤其在电池的循环性方面表现出更加显著的效果,循环可达38周.     

微波辅助溶胶-凝胶法合成镧掺杂钛酸钡纳米微粉

以乙酸钡、钛酸四丁酯为原料,采用微波辅助溶胶-凝胶法制备La3＋掺杂钛酸钡,通过物相分析、电镜分析、红外分析及电化学分析等手段,研究其晶胞结构与电化学性能的改变. XRD分析表明：La3＋掺杂可以增大钛酸钡的晶胞体积、晶格常数a.扫描电镜分析显示：样品直径约50～200纳米的颗粒,为更小的粒子团聚而成,粒径不均匀,有团聚.红外光谱分析表明：制得的样品具有钙钛矿的钛氧八面体结构.电化学分析表明：La3＋掺杂的钛酸钡可以增大钛酸钡的储电性能,随着La3＋掺杂量的增大,储电量逐渐增加.当La3＋掺杂量达到0.002时,储电性能达到最优,随着La3＋掺杂量的增大,储电性能逐渐降低,但仍然比纯钛酸钡的储电性能好.     

单壁碳纳米管超声裂解制备石墨烯纳米带

将单壁碳纳米管仅通过气相氧化和超声裂解两步制备出了石墨烯纳米带,采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)对制备出的石墨烯纳米带进行形貌和结构分析。结果表明,此方法制备的石墨烯纳米带宽度狭窄、边缘光滑,并且相比于刚性的单壁碳纳米管具有良好的柔韧性,大约为2nm的厚度也说明了石墨烯纳米带的双层结构。在气相氧化和超声裂解的过程中,拉曼光谱中D峰与G峰的比值始终保持在0.15左右,表明在整个制备过程中,并没有引入新的缺陷。此方法相比于其他方法制备出的纳米带具有结晶度高、宽度狭窄、边缘光滑等优点。     

模板辅助sol-gel法制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe_2O_4材料

以金属硝酸盐和柠檬酸为主要原料,医用脱脂棉为模板,通过简单易行的模板辅助sol-gel法来制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2O4材料.采用XRD,TEM,BET,VSM和Easy heat等方法研究了模板和热处理温度对所得材料组成、微观结构、磁性能和磁加热效率等的影响.结果表明:添加模板有利于获得不含杂质相的尖晶石型纳米磁性CoFe2O4颗粒,随热处理温度的升高,颗粒的平均晶粒尺寸逐渐增加,比表面积减小.未添加模板的纳米颗粒存在较为严重的堆积现象,添加模板后所得CoFe2O4颗粒呈近似椭球形,不同颗粒之间首尾相接,类似线形,团聚程度明显下降.添加模板后800℃热处理所得试样的平均晶粒尺寸约为70.0nm,比表面积为23.7m2/g,饱和磁化强度为79.0emu/g,剩磁强度为37.1emu/g,矫顽力为856.4G,磁加热速率为2.95℃/s,均显著高于相同热处理温度下未加模板所制备的铁氧体颗粒.最后对类线形纳米CoFe2O4的形成过程进行了探讨.     

纳米多孔InP对氨气的气敏特性研究

InP是继Si和GaAs之后的新一代电子功能材料,利用多孔半导体制成微型化和集成度较高的气敏传感器也一直是研究的热点,但对多孔InP的气敏特性研究甚少.本文拟通过电化学刻蚀方法制备纳米多孔InP,并观察其对氨气的伏安特性响应,从而分析该材料的气敏特性.