生物质氮磷自掺杂二氧化钛的制备和表征

选取黄豆为生物质氮磷源,以水溶性钛化合物为钛源,经过酸洗、水溶性钛化合物浸泡、梯度干燥和500℃烧结,得到氮磷掺杂二氧化钛.通过X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析所得样品的结构和成分,表明其为单相锐钛矿结构的二氧化钛,且黄豆本身所含的氮、磷元素自掺杂到晶格中;UV-Vis吸收光谱显示,与未掺杂二氧化钛相比,氮磷掺杂二...     

氧缺陷在CeO2催化苯甲醇和苯胺氧化偶联反应中的作用

醇和胺氧化偶联是制备高附加值亚胺的绿色合成方法,二氧化铈对醇、胺氧化偶联反应具有催化作用,但其复杂的理化性质使表面氧缺陷在该反应中的作用机制还存在争议.以表面Ce3+/Ce4+摩尔比例表征二氧化铈表面氧缺陷浓度,采用高温煅烧和湿化学还原策略对二氧化铈纳米棒的表面氧缺陷浓度进行系统调控,获得形貌相同但表面氧缺陷浓度不同的...     

介孔型氮硫双掺杂石墨烯的制备及其电化学性能研究

以氧化石墨烯为碳前驱体,分别采用二氧化硅和过硫酸铵为模板剂和氮硫源,通过煅烧热解及后续去模板工艺制备了介孔型氮硫双掺杂石墨烯(MNSG).采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的形貌、结构和组成进行分析;同时采用恒电流充放电和线性扫描等技术对材料的电容和氧还原性能进行测试.研究表明,相比于不加二氧化硅直接合成得到的氮硫双掺杂石墨烯, MNSG具有卷曲的薄片形貌,更大的比表面积和孔尺寸、更高的缺陷度和掺杂量.当其用作电容和氧还原电极材料时, MNSG表现出更优异的电容和氧还原性能.     

尿素为氮源制备氮掺杂二氧化钛及其光催化性

为拓展二氧化钛对可见光的响应,以尿素为氮源,在温和条件下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛粉末.用X射线衍射、透射电镜扫描、紫外-可见光漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等方法对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度及氮含量对光催化活性的影响.结果表明:氮掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,氮含量减少,晶粒增大,可见光催化活性减弱;400℃下制备的样品中存在一个最佳的N/Ti配比,所对应的可见光催化活性最高.     

介孔二氧化铈材料的合成与表征

采用聚合物P123为模板剂、正硅酸乙酯为硅源水热成功合成了具有介孔、二维六角结构的SBA-15,并以SBA-15为硬模板、蔗糖为碳源合成了具有有序介孔结构的CMK-3碳材料.将CMK-3浸渍于硝酸亚铈溶液中,经过干燥、焙烧,制备出了具有二维六角结构的二氧化铈材料.利用N2物理吸附、X光粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对所得材料进行了物化性质测试与结构表征.结果表明,合成的二氧化铈具有面心立方结构,呈现IV型吸-脱附等温线及H3型滞后环,孔径分布均一,平均孔径3.3 nm,其比表面积达104.2 m2/g.     

水热法制备氮、钒共掺杂TiO2及光催化性能研究

采用水热法制备了不同氮、钒掺杂量的TiO2光催化剂,采用X射线衍射(XRD)对其结构进行表征,并通过对罗丹明B的日光降解实验,评价了其光催化活性.结果表明,制备的氮、钒共掺杂TiO2光催化剂比氮掺杂TiO2具有更高的催化活性,x=4(尿素与TiCl3的摩尔比)、y=0.045%(V5 摩尔含量)的氮、钒共掺杂催化剂的催化活性最高.     

巨磁阻材料La0.67a0.33Mn0.9Fe0.1O3的制备及表征

利用固相反应法、在不同烧结温度下制备了Fe掺杂的巨磁阻锰氧化合物La0.67Ca0.33Mn0.9Fe0.1O3样品.用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了检测,计算了样品的晶格常数、晶胞体积和粒度.实验结果表明:样品单相性很好,呈正交相结构;随着烧结温度的提高,晶格常数a、b、c均呈减小趋势,晶胞体积稍微减小,粒度随烧结温度的提高显著变大.由扫描电子显微照片分析可知,由于烧结温度的不同而使其化学反应的速度和程度不同,进而使其结晶程度和缺陷浓度发生了大的变化.     

C/Cr掺杂氧化钛粉体的制备与氧空位调控

采用球磨法合成碳、铬掺杂的氧化钛材料,碳、铬掺杂用于调节材料的氧空位缺陷度.应用X射线衍射仪、紫外—可见分光光度计、荧光分光光度计等表征手段测试了样品的结构和光学性能.结果表明:碳、铬掺杂使材料的氧空位缺陷发生不同程度的改变.此外,对碳、铬掺杂的氧化钛的可见光吸收增强的来源作了相应解释.     

掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性

使用结构简单的单温炉设备,以二茂铁为碳源与催化剂,三聚氰胺为氮源在硅基底制备出了碳纳米管阵列。所得的碳纳米管为多壁结构,单根碳纳米管的平均直径为50nm,长度为15μm,有着很好的定向性。透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子谱(XPS)分析表明所得的碳纳米管是氮掺杂的。利用场发射显微镜研究了掺氮碳纳米管阵列的平面场发射特性,相应的开启场强为1.60V/μm,场发射图像表明了其有较高的场发射点密度。     

添加剂对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能的影响

纯偏铌酸铅压电陶瓷虽然具有一系列的优良性能,但难以烧结,从而限制了它的应用,通过对纯偏铌酸铅的掺杂改性,使得该材料具有良好的烧结性能及机电性能.通过X射线结构分析和扫描电镜、透射电镜对材料进行了结构分析.     

氮掺杂石墨烯的制备及其氧还原电催化性能

以三聚氰胺和氧化石墨烯(GO)为原料,经物理研磨和高温热解得到氮掺杂石墨烯(三聚氰胺-NG).扫描电子显微镜(SEM)测量显示,所制备的三聚氰胺-NG厚度和表面褶皱较掺杂前略有增加.X射线光电子能谱(XPS)表明,在三聚氰胺-NG中氮元素以吡咯N、吡啶N和石墨N 3种形式掺杂在石墨烯中,它们的比例分别是14.5%、24.5%和61.0%.同时运用循环伏安法(CV)和旋转圆盘电极技术(RDE)测试了三聚氰胺-NG在碱性介质中的氧还原电催化活性.结果表明,与商业石墨烯和由聚吡咯为氮源制备的氮掺杂石墨烯(ppy-NG)相比,三聚氰胺-NG具有较高的电催化活性和较正的氧还原起始电位(-0.09V),并且电催化还原氧气时主要为4电子反应.由于其较高的氧还原性能和较低的成本,三聚氰胺-NG在碱性燃料电池阴极电催化剂中有良好的应用前景.     

Ce-MCM-41介孔分子筛的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,采用水热法制备了不同Si/Ce比的介孔分子筛.通过X射线衍射、红外光谱和透射电镜等方法对其进行了表征.结果表明,铈原子成功引入介孔分子筛骨架.铈的负载量较小,分子筛具有典型的二维六方结构.随着铈含量的增加,介孔结构的有序度下降.     

CeO2微结构的水热合成和光学性质

以Ce(NO3)3·6H2O作为铈源、尿素作为沉淀剂、K-30型PVP作为表面活性剂,采用水热法成功制备二氧化铈微结构.采用X射线衍射仪(XRD)、热重/差热分析(TG/DTA)、傅里叶变换红外谱(FT-IR)、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)和荧光分光光度计(PL)对此CeO2样品进行表征,结果表明:制备的CeO2样品具有萤石立方结构,样品中存在氧空位和Ce3+离子,样品具有较强的紫外吸收和室温光致发光性能.吸收边和拉曼峰位的移动与样品中氧空位和Ce3+离子有关.     

二氧化铈表面催化氧化CO的密度泛函理论研究报告

运用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究单个CO分子与含有氧空穴的二氧化铈的(110)及(111)表面晶格氧的反应,深入探讨了氧空穴对CeO_2(110)及(111)表面晶格氧催化氧化CO活性的影响,提出了CO分子在二氧化铈表面存在缺陷时与晶格氧的反应机理。通过计算CO分子在缺陷CeO_2(110)与(111)表面吸附的吸附能发现,CO分子在缺陷二氧化铈(110)与(111)的吸附与干净表面的结果大致相同,但是与CO分子在干净二氧化铈(110)表面反应的能垒相比,一部分的氧原子由于氧空穴的存在,与CO反应的能垒降低,对CO反应的活性增强;在缺陷CeO_2(111)表面,晶格氧与CO的反应能力也有所增强。CO与缺陷CeO_2(110)与(111)表面的晶格氧原子反应后,会生成一个较稳定吸附CO2物种的中间态,该物种的继续反应途径有两种:(1)与其他晶格氧反应生成碳酸盐;(2)直接脱附变为气相的CO_2分子。通过比较反应能垒发现,CO在缺陷CeO_2的(110)及(111)表面生成碳酸盐比其在干净表面生成碳酸盐的难度增加。另外形成中间态CO_2后,由于周围氧原子的缺少,缺陷CeO_2(110)与(111)表面上的中间态脱附形成气相CO_2分子的趋势也比相应的干净表面上要强。综上可以得出,当氧空穴存在时,二氧化铈表面晶格氧与CO的反应更容易,但生成碳酸盐更难。同时计算结果也表明,稀土元素特有的局域化的Ce的4f轨道/电子在通过抑制局域电子的进一步发生来调控表面反应的难易程度中仍然发挥了关键作用。     

CeO_2微结构的水热合成和光学性质（英文）

以Ce(NO_3)_3·6H_2O作为铈源、尿素作为沉淀剂、K-30型PVP作为表面活性剂,采用水热法成功制备二氧化铈微结构.采用X射线衍射仪(XRD)、热重/差热分析(TG/DTA)、傅里叶变换红外谱(FT-IR)、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)和荧光分光光度计(PL)对此CeO_2样品进行表征,结果表明:制备的CeO_2样品具有萤石立方结构,样品中存在氧空位和Ce~(3+)离子,样品具有较强的紫外吸收和室温光致发光性能.吸收边和拉曼峰位的移动与样品中氧空位和Ce~(3+)离子有关.     

具有可见光光催化活性N掺杂纳米二氧化钛的制备和表征

以廉价的TiOSO4为原料,通过水解法制备正钛酸前驱体,然后,向正钛酸前驱体中加入尿素作为氮源,经煅烧制备氮掺杂纳米二氧化钛.用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、热重-差热分析和X射线光电子能谱等方法对制备的样品进行表征,考察煅烧温度、煅烧时间及Ti与N配比等对光催化活性的影响.研究结果表明:制备的样品均为锐钛矿,氮掺杂使二氧化钛在可见光区的光吸收明显增强;煅烧温度和Ti与N配比对光催化性能影响显著;于400℃制备的样品中存在1个最佳的Ti与N配比,所对应的可见光催化活性最强,甲基橙降解实验15 min时脱色率达到97%.     

水解沉淀法制备氮掺杂TiO_2可见光光催化剂

为拓展TiO2可见光的响应范围,以氨水为氮源,在常温条件下采用水解沉淀法制备了氮掺杂TiO2粉末。以X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等对TiO2进行了表征。对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度及掺杂量等对光催化活性的影响。结果表明:氮掺杂致使TiO2吸收边带向可见光区偏移,在降解亚甲基蓝的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,氮摩尔分数增加,晶粒增大,可见光催化活性减弱;煅烧温度为400℃,氮的摩尔分数为2%时制备样品的光催化活性最高。     

烧结温度对Co掺杂ZnO稀磁半导体性能的影响

通过溶胶—凝胶法制备了Co掺杂ZnO稀磁半导体纳米颗粒,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和振动样品磁强计等测试手段对Co掺杂ZnO稀磁半导体样品进行了结构和磁性表征.结果表明,随着烧结温度的升高,样品的固溶度逐渐增加.当样品的烧结温度为800℃时,样品为单相的ZnO结构.磁性测试结果表明,Co掺杂ZnO稀磁半导体在室温下具有铁磁性.     

氮掺杂碳包覆的蛋黄壳结构硅负极材料

采用间苯二酚-甲醛为碳源,三聚氰胺为氮源,以NaOH为蚀刻剂,成功合成氮掺杂碳包覆的蛋黄壳结构硅(Si@void@N-C)锂离子电池复合负极材料.对样品进行XRD、 SEM和X射线电子能谱,透射电子显微镜(TEM)和电化学测试等表征及测试.结果表明,成功合成了蛋黄壳结构的Si@void@N-C复合负极材料.同时,该复合材料具有优异的电化学性能,以0.1 A/g的电流密度进行充放电,首次容量可达1 282.3 mAh/g,经过100次循环后,其比容量仍高达994.2 mAh/g,其容量保持率为77.5%,表现出了良好的循环性能.Si@void@N-C材料中,氮掺杂的碳壳可以增加复合材料的导电性,同时,蛋黄壳结构可有效缓解硅的体积效应,有利于形成稳定的SEI膜,从而提高电池的循环稳定性.     

氮掺杂碳基非金属催化剂的制备、表征及氧还原活性的研究

燃料电池是一种清洁高效的发电装置,然而其阴极氧还原反应(ORR)动力学缓慢,往往需要贵金属作为催化剂,制约了燃料电池的应用与发展。为了寻找相对廉价高效的氧还原催化剂,本研究以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,制备了氮掺杂碳纳米管外包多孔碳(CNTs@MPC-N)催化剂。通过X-射线衍射(XRD)分析,证明了碳纳米管外壁所包裹的碳层为无定型碳;X-射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,N元素成功掺入到了催化剂中。采用透射电镜(TEM)和电化学线性扫描(LSV)等对催化剂的形态和电化学性能进行了表征,结果表明:该催化剂催化氧还原反应过程为4电子过程,碳层的包覆有利于氮元素的掺杂,与其他氮掺杂碳基非金属催化剂相比,氮含量提高了2%~3%。本研究为提高掺杂氮含量提供了新的方法,基于目前的研究现状,展望了氮掺杂碳基非金属催化剂在燃料电池中的应用前景及未来的发展趋势。