TiO_2纳米片/石墨烯复合电极材料的制备及其超级电容器性能

以无定形TiO_2粉体为前驱体,利用水热反应制得TiO_2纳米片,后与氧化石墨复合并还原得到TiO_2纳米片/石墨烯(rGO)复合电极材料。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其形貌和结构进行表征。结果表明,TiO_2纳米片是由粒子聚集而成,在复合材料中,TiO_2纳米片进入到了石墨烯片层之间,增加了复合材料的比表面积。循环伏安(CV)、恒电流放电(CP)和循环寿命测试表明,TiO_2/rGO纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1A·g~(-1)时,比电容高达240.9 F·g~(-1)。2 000次循环后仍保持初始电容68%,表现出优秀的超级电容器电极材料性能。     

层状钛铌酸与硫化镉的复合材料制备及光催化性能

以层状HTiNbO_5为主体,CdS为客体,四丁基氢氧化铵为剥离剂,先将HTiNbO_5剥离成纳米层片,然后与在系统中原位形成的CdS复合,在TiNbO_5~-纳米层片重堆积过程中,CdS负载到钛铌酸表面或嵌入到钛铌酸层间,形成二元复合材料CdS-eHTiNbO_5.应用XRD和DR-UV-Vis技术对材料的结构及光吸收性质进行了表征.考察了材料在罗丹明B光降解反应中的催化性能,与单一的HTiNbO_5及单一的CdS相比较,CdS-eHTiNbO_5在可见光条件下罗丹明B降解反应中的催化活性有显著提升,表明HTiNbO_5与CdS之间存在协同促进作用.随复合材料中CdS量的增加,催化活性总体呈升高趋势.CdS-eHTiNbO_5经氮掺杂后,光催化效率明显降低,表明氮掺杂能抑制HTiNbO_5与CdS之间的协同作用.     

Ag-GO-TiO_2复合薄膜光催化降解双酚A

为改进TiO_2薄膜的光催化能力,采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂TiO_2薄膜,并利用光化学沉积方法在GO-TiO_2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒制备出Ag-GO-TiO_2复合薄膜.通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM和UVVis漫反射光谱对复合薄膜的晶体结构、表面形貌和光吸收范围等进行表征,并在紫外光照射条件下,进行复合薄膜光催化降解双酚A研究,以表征其光催化能力.结果表明:450℃退火后,TiO_2薄膜中仍保留有氧化石墨烯,薄膜表面沉积有Ag单质纳米粒子,且复合薄膜对紫外光吸收有所加强.紫外光照射30 min后,TiO_2薄膜、石墨烯掺杂物质的量比为3.2的GO-TiO_2薄膜和Ag-GO-TiO_2复合薄膜对双酚A溶液(质量浓度为50 mg/mL)的降解率分别为4.9%、16.7%和26.5%.研究表明在GO掺杂以及Ag纳米粒子沉积的共同作用下,TiO_2薄膜的光催化活性得到了有效提高.     

锐钛矿TiO_2纳米片的可控合成和光催化机制（英文）

采用溶剂热法合成了锐钛矿TiO_2纳米结构,研究乙醇、乙二醇和丙三醇对TiO_2形貌和光催化性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis)等对此TiO_2样品进行表征.结果表明:随着黏度的增加,TiO_2的形貌由纳米片到纳米棒最后形成纳米颗粒;在乙醇溶液中合成的TiO_2纳米片表现出优异的光催化性能,这是由于UV光具有粒子性,光的多次反弹使得样品具有高的紫外吸收所致.     

在AAO模板上用溶胶—凝胶法制备TiO_2纳米管阵列

用二次阳极氧化法在草酸电解液中制备出有序多孔阳极氧化铝(AAO)模板,采用溶胶-凝胶法在负压辅助条件下用钛酸四丁脂Ti(OC_4H_9)_4为TiO_2前驱体溶胶浸渍AAO模板,450℃下热处理制备长度和孔径可控的TiO_2纳米管的阵列结构.剥离去除模板后,用FE-SEM、XRD对产物形貌、晶型进行表征和分析.结果表明,制备的TiO_2纳米管长约3μm,外径130 nm,内径100 nm,与AAO模板的孔径相当,且单根TiO_2纳米管分散性较好,管与管之间无团聚,说明负压辅助可提高TiO_2纳米管的连续性.XRD分析显示,TiO_2纳米管呈锐钛矿相晶型.     

溶胶-凝胶法制备SnS/TiO_2复合薄膜及其光电性质研究

通过溶胶-凝胶法首先合成了多孔结构的二氧化钛(TiO_2)薄膜,然后在多孔结构的二氧化钛(TiO_2)薄膜基础上,利用界面反应在常温下合成SnS/TiO_2纳米复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对制得的复合薄膜进行表征,用紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)测试了所制备薄膜的光谱性质,进一步探讨了SnS/TiO_2纳米复合薄膜的光电转换性质.     

聚合物/蒙脱土剥离型纳米复合材料逾渗理论分析

针对剥离型聚合物-蒙脱土纳米复合材料(PLSN),提出的临界基体层厚度增韧机制,以蒙脱土片层为单元,设片层的应力范围为球形,建立逾渗模型.得到PLSN的逾渗阈值为0.52,与聚合物基体、蒙脱土的成份、性质、粒子尺寸无关.对PLSN的增韧行为进行逾渗理论分析,并对剥离型环氧树脂/STAB-MMT纳米复合材料的增韧行为进行逾渗理论计算,得到其标度为0.19.说明了MMT片层在剥离型纳米复合材料中起到交联点的作用,具有增韧效应,其增韧行为符合逾渗理论.     

改性氧化石墨烯/蒙脱土/甲基乙烯基硅橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用优化的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,得到改性氧化石墨烯(KH550-GO);将其与蒙脱土(MMT)复合成二元填料添加到甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中,得到了KH550-GO/MMT/MVQ复合材料.研究了KH550-GO和MMT的纳米片层复合现象以及KH550-GO/MMT二元填料的添加对复合材料力学性能和阻燃性能的影响.结果表明:在超声后的水溶液中,KH550-GO和完全剥离的MMT可以形成复合纳米片层结构;与纯MVQ相比,添加质量分数为5%的KH550-GO/MMT(质量比为3∶2)后复合材料的拉伸强度提高到1.83MPa,极限氧指数(LOI)从30.8%提高到38.5%,残炭率提高了7个百分点,炭层结构更加致密.     

碳量子点修饰的二氧化钛纳米片阵列薄膜的构筑及光电化学性能*

为了提高纳米二氧化钛(TiO_2)的光电化学性能,首先采用水热法,以稀盐酸、钛酸丁酯和氟钛酸铵作为原料,在掺杂氟的氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了(001)面主导的TiO_2纳米片阵列薄膜。通过电化学腐蚀法制得均一、稳定、高活性碳量子点(carbon quantum dots,CQDs),再通过电泳法将CQDs修饰到TiO_2纳米片阵列薄膜表面,形成CQDs/TiO_2纳米片阵列复合材料。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、 X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和紫外可见光谱(UV-vis)对复合材料的形貌、晶型、表面元素成分和光吸收能力进行表征,通过电化学工作站测试复合材料的光电化学性能。结果表明:CQDs/TiO_2复合材料为锐钛矿晶型,形貌规整均匀;CQDs修饰后TiO_2纳米片的最大吸收波长由388 nm增加到576 nm,光化学能转化率高达2.38%,光电流是TiO_2纳米片的8倍,交流阻抗减小,具有非常优异的光电化学性能。     

铌酸盐纳米薄膜对微量铜离子检测及定量分析

为了扩充HNbWO_6和HNbMoO_6材料的应用范围和水体微量重金属离子的定量检测手段,通过层层自组装法制备HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料,采用XRD、UV-vis、CV曲线、I-t曲线以及EIS曲线等表征方式对HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料的晶相和电化学性质进行测试。比较HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料的电化学性能,选取性能优异的纳米薄膜,考察薄膜材料层数对其电化学性质的影响。研究具有最优层数的多层薄膜材料对微量元素的检测和定量分析。结果显示,HNbWO_6纳米薄膜具有比HNbMoO_6纳米薄膜更优异的电化学性能。在1～10层范围内,10层的HNbWO_6纳米薄膜材料具有更强的电化学性质和更高的稳定性。通过促进电子-空穴的复合,选择性的检测环境中的微量铜离子,并定量分析Cu~(2+)浓度。     

TiO_2形貌对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

在阐述染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的工作原理的基础上,对采用水热法制备出的TiO_2纳米颗粒、TiO_2微球以及TiO_2纳米杆,用扫描电子显微镜(SEM)对样品表面形貌进行表征,分析其优缺点。制备不同形貌的TiO_2光阳极,利用太阳能模拟器对的四种不同光阳极的染料敏化太阳能电池进行光电性能测试。结果表明:在同等光照条件下,采用复合三层结构的光阳极制成染料敏化纳米晶太阳能电池光电性能最优。     

新型谷胱甘肽响应三嵌段聚前药两亲分子的构筑与纳米结构调控

针对肿瘤组织的还原性微环境,设计了一种基于谷胱甘肽(GSH)还原性响应的三嵌段聚前药两亲分子,聚喜树碱-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚喜树碱(PCPTM-b-PEG-b-PCPTM),具有很高的载药量(质量分数大于50%).采用大分子自组装的方法,通过调节共溶剂种类,实现了两种不同纳米结构组装体的构筑.利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)进行表征,采用1,4-二氧六环(1,4-dioxane)作为共溶剂组装得到错列堆积片层结构,改变共溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)时,得到了大复合胶束结构.进一步的细胞实验表明,错列堆积片层结构和大复合胶束结构纳米粒子都具有较快的肿瘤细胞内吞速率和较好的抗肿瘤效果.     

有机蒙脱土在液体橡胶中的自发分散剥离

有机蒙脱土在液体橡胶(端羟基聚丁二烯, HTPB)中能自发分散剥离形成纳米复合凝胶, 以X-射线衍射、小角X-射线散射、透射电子显微镜等方法表征此纳米复合凝胶的微观结构, 并通过流变行为研究探索其微观剥离机理. 研究结果表明, 液体橡胶的端官能团、液体橡胶与有机改性剂之间的相容性以及液体橡胶与有机蒙脱土片层之间的相互作用对蒙脱土片层在液体橡胶中的剥离都有很大影响.     

聚丙烯/蒙脱土复合材料的热氧老化性能

用3种蒙脱土(原土、OMMT1、OMMT2)与聚丙烯分别熔融插层复合.经X射线衍射(XRD)分析表明,3种蒙脱土均与聚丙烯成功插层复合,制备出聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.重点研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热氧老化性能.结果表明,在聚丙烯材料中,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且明显改善材料的抗热氧老化性能.对3种PP/MMT复合材料热氧老化样品进行傅立叶红外(FTIR)分析和表面形貌观察,发现蒙脱土片层在聚丙烯中插层复合越充分(乃至剥离),其抗热氧老化效果就越明显.     

两种钛铌酸钾复合材料的制备及其光催化应用研究

高温固相法制备层状钛铌酸钾盐（K T iN bO5）。通过硝酸酸化、剥片处理等获得亚级钛铌酸钾纳米片。分别用二氧化钛和氢氧化铁溶胶对钛铌酸钾纳米片进行复合,获得两种钛铌酸钾纳米片为基质的复合纳米催化剂。最终分别考察了亚甲基蓝（M B ）在两种改性的钛铌酸钾纳米片表面上吸附和光催化效果。结果表明,两种钛铌酸钾纳米片为基质的复合材料在氙灯下对亚甲基蓝均具有良好地复合改性的光催化降解效果。     

CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列的制备及其光电和光催化性能

CdSe是一种具有可见光响应的半导体材料,利用CdSe对TiO_2进行敏化有望使复合材料具有可见光吸收,有效促进光生电荷的分离.采用水热法在掺杂F的SnO2(FTO)导电玻璃表面制备金红石TiO_2纳米棒阵列,再采用连续离子层吸附反应法在TiO_2纳米棒阵列表面复合CdSe纳米颗粒,制得CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列,并对其进行了表征.实验结果表明,CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列在可见光区有较强的光吸收,其光电流密度是TiO_2纳米棒阵列的10倍,对亚甲基蓝的可见光催化降解速率较亚甲基蓝的自降解和TiO_2纳米棒阵列分别提高了85%和75%.     

纳米石墨片的制备与表征

以74μm天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨。微波加热膨胀处理的氧化石墨,经超声振荡,氧化石墨片层剥离。通过水热法,在还原剂硼氢化钠的作用下得到纳米石墨片分散液。利用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线衍射仪(XRD)对所制备的纳米石墨片进行表征。实验结果表明:该纳米石墨片呈现透明的薄片状,片层边缘存在褶皱形貌,片层间距为0.39 nm,层数约为12层。氧化石墨的剥离程度和还原程度均较高,其晶体结构中的缺陷得到了修复。     

氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子的合成

以共沉淀法制备得到了Fe_3O_4磁性纳米粒子,以溶胶-凝胶法得到了包裹罗丹明6G的氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子(Fe_3O_4/R6G)@SiO_2-APTES,以动态光散射法(DLS)测定了复合纳米粒子的水合粒径,以IR光谱、荧光光谱等手段对得到的复合纳米粒子进行了表征,并以琼脂糖凝胶电泳研究了(Fe_3O_4/R6G)@SiO_2-APTES对DNA的损伤行为。研究结果表明这类氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子在水中具有很好的分散性和稳定性,且有良好的生物相容性,有望成为一种新的抗癌药物载体。     

TiO_2负载小尺寸Pd及其催化性能研究

纳米TiO_2作为一种"环境友好型催化剂和催化剂载体"受到广泛的关注,期望拓展纳米TiO_2以及复合材料在环境和能源方面的应用.以纳米TiO_2作为载体,采用低压旋转蒸发自组装,再通过煅烧得到TiO_2负载小尺寸Pd的复合材料.通过粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)对Pd/TiO_2的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征.将催化剂用于光催化降解抗生素环丙沙星,发现Pd/TiO_2能显著提高光催化活性,可能是因为负载Pd起到传输电子作用.将催化剂用于60℃条件下甲酸制取氢气,发现TiO_2没有活性,而负载型Pd催化剂能促进甲酸分解得到氢气.     

水热法制备ZnTiO3/TiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

本文以层状钛酸盐K_2Ti_4O_9为前驱体,将其通过质子交换和插层反应剥离成[Ti4O9]2-纳米片,然后用3mol/L的HCl溶液和3mol/L的NaOH溶液将其调节成设定的pH,再往上述溶液中加入一定质量的六次甲基四胺和锌盐,在水热条件下制备出高催化活性的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了其结构和形貌,并在光照条件下,对不同条件下所制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂进行了光催化降解亚甲基蓝性能研究.研究结果表明,在pH=7.0条件下制备的ZnTiO_3/TiO_2复合光催化剂展示出了较高的光催化性能.