在多孔Al2O3膜板上制备取向碳纳米管

在阳极氧化法制备的多孔Al2O3膜板上用CⅧ技术制备出了大面积且高度取向的碳纳米管及阵列,用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了碳纳米管阵列的表面形貌和单根碳纳米管的精细结构．分析了不同沉积条件对碳纳米管及阵列生长特性的影响．结果表明,阳极氧化法制备的Al2O3多孔膜板的高取向性使沉积生长其中的碳纳米管阵列也具有极佳的取向性和可控性．     

硅纳米孔柱阵列上低温无催化剂生长碳纳米管

采用化学气相沉积的方法在硅纳米孔柱阵列衬底上无催化剂生长出碳纳米管.分别在新制备的和制备后再在常温下自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列衬底上进行无催化剂生长碳纳米管,结果发现新制备的硅纳米孔柱阵列表面没有碳纳米管长出,而自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列表面有大量的碳纳米管出现.从硅纳米孔柱阵列的结构及表面氧化程度的不同加以分析,提出了无催化剂生长碳纳米管的生长机理,为在无金属催化剂条件下生长碳纳米管提供了一种新的方法.     

官能团化碳纳米管的表征

采用不同酸处理方法对碳纳米管进行官能团化,并用酸碱滴定、红外光谱和拉曼光谱对碳纳米管进行表征。结果表明,酸处理后在碳纳米管表面引入羰基、羧基及羟基官能团,碳纳米管的缺陷程度、总酸量以及羧基含量取决于氧化温度、酸类型、处理时间和酸浓度;羧基的引入需要强氧化作用,总酸量和羧基含量随着氧化程度的增强而增加;可以通过控制处理条件改变碳管表面官能团的种类和数量。     

填充氩后单壁碳纳米管的导热系数

采用平衡态分子动力学(EMD)模拟方法,计算了填充氩后的(10,10)型和(15,15)型的单壁碳纳米管分别在不同温度下的导热系数.研究了它们随温度的变化情况,并将其与相应的空的碳纳米管的导热系数进行比较,分析在相同温度下,充氩对碳纳米管导热系数的影响.模拟结果发现:在500~1 200 K的温度范围内,(10,10)型碳纳米管和(15,15)型碳纳米管在填充了氩后其导热系数值均随着温度的升高呈下降趋势,这与空的碳纳米管的导热系数随温度的变化关系相似;在相同温度下,这2种类型的碳纳米管在填充了氩后的导热系数值均比相应的空的碳纳米管的导热系数值明显高很多.     

热浸镀铝、铝-锌-硅钢板的耐高温抗氧化性能

采用熔剂法热浸镀铝、镀铝-锌-硅钢材在 1 000℃下进行了高温氧化实验。结果表明,两种热浸镀钢材的氧化增量随着浸镀温度的升高和时间的增加(即合金层厚度增厚)而减少。当合金层厚度达 120 μm 以上的镀铝钢材,其高温氧化增量几乎不随氧化时间的增加而增大。在浸镀温度、时间相同的条件下,浸镀铝比浸镀铝-锌-硅钢材的氧化增量显著少,即耐高温氧化性能好。     

用XRD研究高等规聚丙烯腈环化反应的反应度

制备了不同三单元等规含量的聚丙烯腈(PAN),在空气气氛下模拟了预氧化过程,考察了温度、时间等条件对PAN环化反应的影响。用X-射线衍射仪(XRD)测定了预氧化物的XRD谱图,对XRD图谱进行分峰计算,求得2θ=16.5°处峰的面积和腈基的反应度。结果表明,随着预氧化环化温度或时间的增加,PAN中CN基团反应度逐渐增加,如反应温度在250℃和300℃的条件下分别预氧化10min,三单元等规度为0.64和0.25的PAN中CN的反应度分别从0.38增加到0.91和从0.21增加到0.71。在相同的预氧化温度或时间的条件下,高等规度PAN分子中CN的反应度总是比低等规PAN的高,最大差值达0.35,且这种差别随温度的增加逐渐减小。     

羧基化多壁碳纳米管促进类芬顿体系催化降解苄氯酚

碳纳米管因其独特的物理化学性能和优异的电子传递特性使其成为众多研究工作者在研究高效催化剂及催化剂载体领域关注的热点.以常用消毒剂苄氯酚(CF)为新型污染物的代表,研究了羧基化多壁碳纳米管对类芬顿体系降解苄氯酚的作用,考察了pH、温度、Fe~(3+)和H_2O_2浓度等对反应的影响.结果表明:在pH=4的条件下,适量的羧基化多壁碳纳米管可以提高苄氯酚的去除率,且去除率随着温度、Fe~(3+)和H_2O_2浓度的增加而增加;当[Fe~(3+)]=0.05mmol·L~(-1),[H_2O_2]=1.0 mmol·L~(-1),[CF]=0.02 mmol·L~(-1),[MWCNTs-COOH]=4ppm时,25℃条件下CF降解速率由不加碳纳米管时的0.0047min~(-1)增加到0.1029min~(-1),提升了20多倍.通过自由基淬灭和电子顺磁共振技术来测定反应过程中的活性氧化物种,结果表明羟基自由基(·OH)为主要的活性氧化物种.最后,用飞行时间液相色谱质谱联用仪(TOF5600LC-MS)检测到苄氯酚的三种羟基化中间产物.     

紫外辐照强化NaClO溶液湿法脱硝的实验研究

在实验室条件下,开展紫外(UV)辐照强化NaClO溶液湿法脱硝实验研究。考察了UV辐照时间、NaClO溶液有效氯浓度与溶液初始pH值等因素对NO氧化率及强化率的影响。结果表明,随着UV辐照时间从5min增加至17.5min,NaClO溶液NO氧化率迅速升高,与无UV辐照条件相比,NO氧化效果得到显著增强。在相同UV辐照条件下,随着NaClO溶液有效氯浓度降低,NO氧化强化率不断提高。溶液初始pH值对NO氧化率及强化率影响较大。在实验研究基础上,对相关因素的影响机理以及UV/NaClO工艺强化NO氧化的可能反应途径进行了讨论。     

羧化碳纳米管对水中亚甲基蓝染料的吸附研究

本文通过理论分析和试验验证,探讨了以混酸为氧化剂对碳纳米管进行氧化,进而研究羧化碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能,并研究了染料溶液浓度、溶液pH值、吸附时间等对羧化碳管吸附能力的影响,并同时对比研究了原始碳管的吸附能力。结果表明,羧化碳纳米管对亚甲基蓝的吸附效果明显好于碳纳米管,羧化碳纳米管对亚甲基蓝的吸附在40min达到平衡;碱性条件有利于吸附的进行;随着浓度的升高,羧化碳纳米管对亚甲基蓝的吸附量增加。     

气质联用测定超声波降解废水中的苯酚含量及机理研究

采用GC-MS分析了水中苯酚在通氧条件和未通氧条件下的超声波降解过程.通过分解产物考查了苯酚在水中的超声波降解机理.分析结果表明,复合氧化工艺过程US/O2中比在单独超声波辐射(US)氧化下的苯酚去除率有所提高,说明协同效应存在.在相同的降解时间下,有氧降解比无氧降解苯酚去的除率高出2%～4%,并在降解中间产物检测到了乙酸乙酯.     

氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征.结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6mol·L~(-1)的KOH电解液中,0.5A·g~(-1)电流密度下其比电容可达155F·g~(-1),是相同条件下GO比电容(81.5F·g~(-1))的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景.     

仲钨酸铵对Ag-Sn合金粉末的氧化作用

本文采用氧化增重法(TGA),研究了添加少量仲钨酸铵(APT)对Ag-Sn合金粉末的氧化作用,用X射线衍射仪、电子探针和金相观察分析了粉末氧化前后相的转变、氧化物的分布、形貌。结果表明,Ag-Sn APT混合粉末的氧化规律服从Wagner理论;APT的分解产物及形成的新相Ag_2WO_4作为活性氧原子源,促进Sn的氧化;添加剂APT在0～2.26wt-％成分范围内和相同温度、相同氧化时间条件下,氧化速率随添加量增加而加快;随氧化温度的提高,氧化速率加大,如在800℃下的氧化速率大于700℃下的氧化速率。     

碳纳米管酸氧化改性

利用SEM,XRD,Raman和XPS等手段分析了体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液对碳纳米管氧化前后的结构、形貌及表面特性。结果表明,混合强酸氧化后的碳纳米管变短、松散、端部开口、杂质减少;氧化后碳纳米管结构未受到严重破坏,但碳纳米管缺陷程度有所增加、有序度下降;氧化前后的碳纳米管表面均有一定量的—COH,—C=O和—COOH含氧基团,但酸化后的碳纳米管表面氧含量增加,且主要体现在—COOH基团量的增加上。     

六角排列碳纳米管阵列的场增强因子的计算

通过求解Laplace方程得到六角排列的碳纳米管(CNTs)阵列的管尖端电场强度和场增强因子,具体研究CNTs的自身线度、阵列密度及阵列形状对CNTs的场增强因子的影响.研究结果表明,场增强因子随CNTs长径比的增加而增加,对于长径比一定的CNTs阵列,对应着一个最佳阵列密度,如管长为 6 μm、管径分别为5 nm、13 nm、20 nm的CNTs阵列对应的最佳阵列密度为3.05×1011 cm-2、4.83×1010 cm-2、2.12×1010 cm-2.在相同的阵列密度下,六角排列CNTs阵列的场发射性能要优于四方排列的CNTs阵列.计算得到六角排列CNTs阵列上端面的电势分布曲线.     

UV辐照强化NaClO溶液湿法脱硝的实验研究

在实验室条件下,开展UV辐照强化NaClO溶液湿法脱硝实验研究,考察了UV辐照时间、NaClO溶液有效氯浓度与溶液初始pH值等因素对NO氧化率及强化率的影响。结果表明,随着UV辐照时间从5 min增加至17.5 min,NaClO溶液NO氧化率迅速升高,与无UV辐照条件相比,NO氧化效果得到显著增强。在相同UV辐照条件下,随着NaClO溶液有效氯浓度降低,NO氧化强化率不断提高。溶液初始pH值对NO氧化率及强化率影响较大。在实验研究基础上,对相关因素的影响机理以及UV/NaClO工艺强化NO氧化的可能反应途径进行了讨论。     

阳极氧化法制备纳米二氧化钛管阵列研究

文章通过对乙二醇体系与丙三醇体系中相同条件下制得的样品进行扫描电镜图像及X射线衍射仪分析比较,研究了二氧化钛纳米管阵列的形貌和纳米管管径。从来得出以下结论:1)在乙二醇电解液体系中,制得的二氧化钛纳米管的管径更大,纳米管阵列排列的更加整齐;2)使用乙二醇含氟电解液体系时,阳极氧化反应60分钟时、阳极氧化电压低于40V时得到的二氧化钛纳米管阵列比较好。     

碳纳米管在大功率LED灯具中的散热模拟

用基于有限元方法的Flo EFD软件,对碳纳米管在大功率发光二极管(LED)热管理中的应用进行模拟.建立起一个多壁碳纳米管阵列热传导的简化模型,据此模型对多壁碳纳米管阵列的等效热导率进行了计算.通过对采用不同热界面材料后LED灯具的稳态温度场分布的比较,发现碳纳米管阵列能大大提高灯具的热管理性能.模拟结果显示,采用聚氨酯碳纳米管复合材料涂层能大大降低结温.     

纯铝在氯化钠热水溶液中电化学行为的研究

通过电化学分析方法研究了经不同表面处理的纯铝在90 ℃下,3.5%氯化钠溶液中的电化学行为及特点.结果表明,经阳极氧化法处理后的纯铝的耐蚀性远优于未经任何处理的样品;对于经过阳极氧化处理的样品,沸水封孔的试样耐蚀性明显优于未封孔的试样;在相同处理时间,不同电流密度下,随着电流密度的增加,样品点蚀电位不断增加,试样的抗点蚀能力增强;在相同电流密度,不同处理时间下,试样的点蚀电位随时间的增加呈不断下降的趋势,表明点蚀容易发生.最终得到,在阳极氧化电流密度为2 A/dm2,时间为10 min的条件下,试样表面处理工艺最佳.     

神府煤不同煤岩组分光氧化产物分析

在紫外光照射下,用氧气对神府原煤(SFYM)、神府镜煤(SFJM)和神府丝炭(SFST)在平板光催化反应器内进行光催化氧化研究。分别在氧化0.5,1,1.5,2,4,6,8,10,12和14h时取样。对样品做元素分析、腐殖酸产率测定和FTIR分析。分析表明,不同煤岩组分光氧化煤样中氧元素的含量随着氧化时间增加先增加后减小;碳含量和氮含量随着氧化时间增加,总体上呈减小的趋势,氢含量基本保持不变;氮元素主要富集在SFJM中。腐殖酸产率的测定进一步发现,光氧化产物中腐殖酸的产率SFYM>SHJM>SFST,SFST的存在有利于提高煤的光催化氧化反应性。     

臭氧投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响

试验对比了经生物活性炭(biological activated carbon,BAC)处理后的垃圾渗滤液在水的体积不同臭氧预氧化条件相同时的COD去除效果。实验用水体积分别为0.4 L,3 L,4 L,5 L,12 L,在流量相同、臭氧氧化时间不同的条件下进行臭氧预氧化实验,对比了不同氧化时间和最佳臭氧投加量的关系。以12 L水为例,采用六组平行O3-SBR联用装置,对比不同臭氧投加量下的COD去除率。结果表明:在COD去除率的拐点处,臭氧投加量为0.19 mgO3/mgCOD时臭氧的氧化作用与生物降解作用的协同效应最佳。试验证明,对臭氧预氧化后COD去除率拐点处的研究有很大的意义。