MnFe2O4/CNTs/GA光催化材料的制备及其类Fenton催化性能

采用低温共沉淀法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)纳米颗粒,水热法合成了碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)、MnFe₂O₄共掺杂石墨烯气凝胶(Graphene aerogel, GA)的MnFe₂O₄/CNTs/GA复合光催化材料。同时,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectoscopy, FT-IR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等技术对催化剂的晶体结构、微观形貌、孔结构和元素价态等进行了表征。催化降解实验结果表明,水热反应温度为180℃时制备的MnFe₂O₄/CNTs/GA催化剂光催化活性最佳,类...     

Y3+掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的研究

采用固相法制备了Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂.以X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)等分析手段对其晶相和形貌进行了表征,用紫外-可见漫反射光谱UV-Vis分析了微粒的光吸收能力和光吸收带边移动的情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移.以甲基橙溶液为目标降解物,自然光为光源,研究Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的光催化活性,结果表明,Y3 掺杂能够扩大纳米二氧化钛吸收光的波长范围,提高对太阳光的利用率,发现当复合光催化剂中TiO2的质量分数为70%,复合ZnO中Y3 掺杂量为3%时,催化剂的活性最高.     

基于Y2O3∶Tm3+, Eu3+荧光粉FIR线性变化的光学温度传感特性研究

以尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备了Tm³⁺、Eu³⁺共掺杂的Y₂O₃荧光粉.X射线衍射仪表明样品为体心立方结构,扫描电子显微镜观测到亚微米级球形颗粒.测得了样品的温度依赖性发射光谱,发现Eu³⁺表现出正常的热猝灭趋势,而Tm³⁺有缓慢的热增强现象.随着温度变化,Tm³⁺和Eu³⁺的荧光强度比(FIR)呈现线性上升趋势,可用于温度的表征.样品的最大相对灵敏度(S_r)为0.423%K^-1(303 K).温度循环测试表明,Tm³⁺和Eu³⁺的FIR具有良好的可重复性,适用于温度传感领域.     

CuPc/ZnO纳米复合材料的制备及其可见光光催化活性

采用均匀沉淀法合成了CuPc/ZnO纳米复合材料,通过X射线衍射、紫外-可见光谱、红外光谱、扫描电镜等对复合材料进行表征,并考察其在可见光下降解甲基橙的光催化活性.实验结果表明,掺杂后的ZnO粒径变小,吸收峰红移,光催化活性有所提高.用20mg复合催化剂,对100mL 15mg/L的甲基橙溶液降解2.5h后,降解率达到90%以上.当n(CuPc)∶n(ZnO)=1∶300,焙烧温度500℃,保温2h,复合颗粒用量为20mg,反应时间为2.5h时,光催化性能最好,降解率达99.8%.     

Ag掺杂g-C3N4纳米管的制备及其可见光催化CO2还原

以尿素(CO（NH₂）₂)和硝酸银（AgNO₃）为原料、三聚氰胺海绵为模板,在氮气保护下焙烧制备Ag掺杂g-C₃N₄纳米管（Ag/CNT）,并通过广角X-射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、紫外-可见漫反射（Ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroelectrochemistry, UV-Vis DRS）光谱、光致发光（Photoluminescence, PL）光谱、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope, SEM）和氮气吸附-脱附（N₂ adsorption-desorption）手段对催化剂进行表征。结果表明,Ag/CNT有较强的可见光吸收。相比于g-C₃N₄纳米片（CNP）和未掺杂的g-C₃N₄纳米管（CNT）,Ag/CNT表现出良好的可见光催化CO     

溶胶-凝胶法制备的BaTiO3薄膜表面态

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在SiO₂/Si(111)基片上生长了钙钛矿结构BaTiO₃薄膜.用X射线光电子能谱技术(XPS)和角分辨X射线光电子能谱技术(ARXPS)研究了薄膜的表面化学态以及最顶层的原子种类和分布状况,结果显示在热处理过程中薄膜表面形成一层富含BaO的非计量钛氧化物层,并且钡-钛原子浓度比随着探测深度的增大而逐渐减小.     

闪烁晶体CdWO4的光学性质

X射线计算机断层摄影(简称XCT),自1972年面世以来,愈来愈显示出其诱人的前景。而其探测器用的闪烁晶体有OsI (Tl)、NaI (Tl)、BGO、ZnWO₄和CdWO₄等。就目前来说,CdWO₄的综合性能最优,它的发光强度高,余辉时间短,对X射线吸收系数大,透光性能好。然而,由于此晶体具有严重的解理特性,且原料挥发严重以及镉蒸汽有毒,生长极为困难,晶体质量太差,这些都严重影响了它的广泛应用。本文通过研究,基本掌握了它的挥发、解理机理,通过选择配料和温场,用高频感应引上法获得了较好的CdWO₄大单晶。并首次提出氧空位和Fe³⁺等杂质是晶体着色的主要原因。实验测量了它的发光光谱。     

退火温度对镁、铕共掺杂氧化锌纳米材料光学性能的影响

采用化学溶液沉积法制备了镁、铕共掺杂氧化锌纳米材料,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光谱(PL)等测试,选取了5个退火温度,研究了退火温度对镁、铕共掺杂氧化锌纳米材料结构和光学性能的影响.结果表明:所制备的镁、铕共掺杂氧化锌纳米材料均为六角纤锌矿结构,其光学性能与退火温度关系密切,当退火温度为400℃时,发光性能最好.     

(BiTm)3(FeGa)5O12磁光单晶薄膜

本文论述(BiTm)₃(FeGa)₅O₁₂膜的液相外延和磁光特性.研究了外延工艺对膜的生长速率和磁光性能的影响,得到膜的磁光优值θ_F/α达2.9deg/dB,并观察了膜的磁畴结构和内部缺陷.对该薄膜制成的磁光调制器进行了低频调制试验.     

钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片的制备及电催化OER性能研究

【目的】为提高Co(OH)₂催化电解水阳极析氧反应(OER)活性,通过试验,验证提高催化OER活性的具体方案,为加快OER反应提供试验依据和构筑方法。【方法】首先通过一步高温热解法制备嵌入金属Co单质的氮掺杂碳纳米管(Co@NCNT),然后以金属钴为锚定点,通过简单水热反应将过渡金属氧化物嵌入Co@NCNT表面,成功制备了Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂,并利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试分别对其结构、形貌进行分析,了解其变化特征。【结果】制备的Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂在1 mol/L KOH溶液中表现出较好的OER活性和优异的稳定性。【结论】M(OH)₂与LDHs是各种OER催化剂的真正活性物质,但是制备过程中易发生团聚现象。钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片试验方法能够有效解决上述问题,并为制备碳负载过渡金属氢氧化电催化剂的制备提供方法和数据支撑。     

掺杂SiC晶须的Yb2Si2O7环境障涂层的制备及性能

以 SiC 晶须作为增强相,增加 Yb₂Si₂O₇环境障涂层(EBC)的使用寿命．采用喷雾造粒和真空煅烧法制备改性和未改性纳米结构粉体,利用大气等离子喷涂的方法制备了掺杂 SiC 晶须的Yb₂Si₂O₇涂层和未改性涂层,采用 XRD,SEM 等表征方法对粉体及涂层的形貌、相组成和抗热震性能进行了分析．结果表明,掺杂晶须的 Yb₂Si₂O₇涂层的抗热震性优于未改性涂层,涂层中存在晶须增韧的迹象,表明 SiC 晶须在一定程度上能有效提高涂层的使用寿命．     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

(Pb1-xSrx)TiO3系红外敏感铁电陶瓷的研究

通过改变材料组分并掺杂一定浓度的MnO₂,制备了系列(Pb_1-xSr_x)TiO₃(PST)红外敏感铁电陶瓷材料.对其电热性能如介电系数的温谱特性、频谱特性和热释电性能等进行了研究.结果表明,材料的居里温度随组分化学计量比的变化大致成线性关系,每增加mol比1%的Pb,将使居里温度提高约5℃.而随着测试频率的增加,居里温度与温度系数基本不变,但介电常数却略有下降.通过对PST系样品热释电性能的测量,可知材料的热释电系数约在10^-3C/(m²·K)量级.     

Al2O3掺杂N型赝三元半导体复合材料的微观结构与热电性能

采用机械合金化方法制备N型赝三元半导体热电材料，经500℃高温烧结后，与纳米Al₂O₃粉体充分混合，在200℃下热压成型得到N型Al₂O₃-（Bi₂Te₃）_0.9（Sb₂Te₃）_0.05（Sb₂Se₃）_0.05复合块体热电材料.微观结构分析和热电性能测试结果表明，高温烧结后材料的结晶度变高；随Al₂O₃掺杂浓度的增高，材料的电导率和热导率逐渐减小，而Seebeck系数几乎不变.在Al₂O₃掺杂浓度为0.5 wt%时，热电优值达到2.05×10^-3 K^-1.     

漂浮型分级孔TiO_2陶瓷光催化剂的制备及应用

利用高热稳定性介孔TiO2粉体,采用室温冷冻干燥法制备了一种漂浮型二氧化钛陶瓷光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附脱附等方法对陶瓷的结构进行表征。结果表明,所制备的漂浮型二氧化钛陶瓷具有大孔/介孔的分级孔结构,并且TiO2陶瓷在800℃焙烧条件下仍然能够保持锐钛矿相。对浓度为15 mg·L-1的模拟污染物亚甲基蓝(MB)进行了光催化降解研究,其去除率可达到92.2%。催化剂在循环使用6次后,降解效果依然在92%以上。另外,采用该催化剂降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和苯酚(PhOH),去除率可以分别达到92.7%、90.2%和94.6%,表明所制备的漂浮型分级孔二氧化钛陶瓷光催化剂在实际废水处理中将有很好的应用前景。     

熔融法合成层状锰酸锂及改性研究

采用熔融法合成了锂离子电池正极材料层状锰酸锂(m-LiMnO2),并对其进行了Cr3 的掺杂改性,优化了层状LiMnO2的合成路径及制备条件.采用X射线衍射(XRD)和元素分析对所得试样的结构进行了分析和表征.电化学性能测试结果表明层状LiMnO2具有较高的首次放电比容量(137 mA.h/g),但循环过程中容量衰减较快.m-LiMnO2掺入Cr3 后,循环性能显著提高,循环40次后仍有132 mA.h/g,说明掺杂后结构稳定性增强.     

K5Bi1-xErx(MoO4)4固溶体的晶体数据

用衍射仪和德拜-谢乐相机,Cu靶Ka辐射,收集了K₅Bi_1-xEr_x(MoO₄)₄(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)的X射线粉末衍射图谱.K₅Bi_1-xEr_x(MoO₄)₄(x=0~1)在x的变化范围内是固溶体,它们属于三方晶系,空间群为五R3m,Z=1.5,K₅Bi_0.9Er_0.1(MoO₄)₄晶胞参数为:a=0.6020nm,c=2.0740nm.     

WO_3/TiO_2光催化剂的制备及降解低浓度苯酚废水的研究

以P25(锐钛矿/金红石质量比为4∶1)为母体,钨酸铵为钨源,采用浸渍、研磨、煅烧等步骤制备出复合型WO3/TiO2光催化剂粉体,并采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外可见漫反射(DRS)等手段对光催化剂进行表征.以500 W氙灯为光源,低浓度苯酚溶液为目标降解物,复合型WO3/TiO2粉体为光催化剂,通过光降解反应,研究了三氧化钨复合浓度、光催化剂浓度、反应体系的温度等因素对光降解性能的影响.结果表明:WO3的复合能使光催化剂粉体团聚现象加重;WO3高度分散于材料中;2%WO3的复合明显扩展了光催化剂光响应范围;苯酚初始浓度为55 mg/L时,光催化剂降解苯酚实验的最佳反应温度为50℃,最佳光催化剂浓度为1.6 g/L,最佳复合摩尔浓度为2%,且其光催化性能优于P25,在60 min内苯酚降解率达到75%.     

钴酸镧掺杂Ti/RuO_2电极材料电化学性能研究

采用热分解法制备了不同比例钴酸镧掺杂Ti/RuO_2电极材料。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)等分析方法表征电极涂层的物相结构与形貌特征,采用电化学测量表征电极的物理化学性能。分析表明电极涂层由不规则的颗粒组成,颗粒间有一定的孔隙,掺杂钴酸镧电极涂层含有Ti,Ru,La及Co金属元素,相结构主要为金红石相,掺杂钴酸镧电极涂层的晶粒较小,不同掺杂量对晶粒大小影响不大。电化学研究表明,电极具有典型的钌氧化物所具备的电化学性能,掺杂钴酸镧电极的电化学面积较大,电极的可逆性能得到改善。所制备的电极具有大致相同的析氧电位(1.19 V vs. SCE),随着钴酸镧掺杂量的增多,Tafel斜率依次减小,表明掺杂钴酸镧电极的活性较高,且掺杂钴酸镧后电极强化寿命得到显著提高。     

单分子层油酸包覆Fe3O4的研究

本文提出了一种共沉淀——溶液吸附法制备单分子层油酸包覆Fe₃O₄超微粒子的方法,并采用透射电镜比表面测定,差热和热重,X光衍射和红外光谱分析等对其颗粒的形状、大小和结构作了初步探讨.提出了颗粒度和油酸吸附量的简易估算和测定方法.