基于动态温度调制的氧化锌纳米气体传感器敏感特性分析

采用水热法制作了纳米氧化锌气敏材料,分析了双溶剂洗涤和水洗涤下的成品形貌,并采用传统的静态测试方法测试了灵敏度、稳定性及响应/恢复时间等特性参数.针对金属氧化物气体传感器的选择性和稳定性问题,基于静态测试,提出了一种新颖的动态温度调制测试方法.系统研究了不同波形(三角波、矩形波及梯形波)下传感器的响应,并分析了三角波下...     

Improved acetone sensing properties of flat sensors based on Co-SnO2 composite nanofibers

Co-SnO2 composite nanofibers were synthesized by an electrospinning method and characterized by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Gas sensors were fabricated by spinning these nanofibers onto flat ceramic substrates, which had signal electrodes and heaters on their top and bottom surfaces, respectively. Compared with sensors loaded with pure SnO2 nanofibers, the Co-SnO2 nanofiber sensors exhibited improved acetone sensing properties with high selectivity and rapid response and recovery times. The response was 33 when the sensors were exposed to 100 μL/L acetone at 330°C, and the corresponding response with 100 μL/L of ethanol was only 6. The response and recovery times to acetone were about 5 and 8 s, respectively. These results indicate Co-SnO2 composite nanofibers are good candidates for fabrication of high performance acetone sensors for practical application.     

铁镍锆复合金属氧化物催化剂脱NOx性能研究

以浸渍法制备了Fe-O、Fe-N i-O、Fe-N i-Zr-O金属氧化物催化剂,考察了催化剂活性组分Fe的含量、反应温度、空速及催化剂的焙烧温度对催化剂催化活性的影响,并用XRD、BET技术对其进行了表征,结果表明催化剂Fe-N i-Zr-O比催化剂Fe-O、Fe-N i-O具有较好的脱除NOx的活性.     

金属纳米颗粒／微纳结构金属膜增强拉曼研究进展

被称为“指纹谱”的分子拉曼谱及拉曼散射成像在生物及化学单分子识别领域具有重要应用。问题的关键是分子的拉曼散射截面小,利用金属纳米颗粒（LSP）局域场增强特性及其与金属膜（SPP）相互作用可产生比 LSP （ SPP）更强的局域场及尖角结构金属纳米颗粒的“热点天线”效应,可实现单分子拉曼信号的激发与辐射双共振增强效应。本文综述有关金属纳米颗粒和微纳结构金属膜相耦合增强分子拉曼信号的研究进展。     

Synthesis and characterization of Pt-MoOx-TiO2 electrodes for direct ethanol fuel cells

To enhance the CO-tolerance performance of anode catalysts for direct ethanol fuel cells,carbon nanotubes were modified by titanium dioxide (donated as CNTs@TiO2) and subsequently served as the support for the preparation of Pt/CNTs@TiO2 and Pt-Mo/CNTs@TiO2 electrocatalysts via a UV-photoreduction method.The physicochemical characterizations of the catalysts were carried out by using X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscopy (TEM),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),and infrared spectroscopy of adsorbed probe ammonia molecules.The electrocatalytic properties of the catalysts for methanol oxidation were investigated by the cyclic voltammetry technique.The results show that Pt-Mo/CNTs@TiO2 electrode exhibits the highest performance in all the electrodes.It is explained that,the structure,the oxidation states,and the acid-base properties of the catalysts are influenced due to the strong interaction between Ti and Mo species by adding TiO2 and MoOx to the Pt-based catalysts.     

SnO2的微乳液法合成及其气敏性能测试

研究了由阴离子表面活性剂组成的微乳液在纳米材料合成中的应用,采用X射线衍射(XRD)检测了产物的晶体结构和粒径分布。结果表明,由十二烷基苯磺酸钠、正庚烷和正丁醇组成的微乳液所制得的SnO2具有四方结构。用该粉体制成厚膜型旁热式气敏元件,测试结果表明,在工作电压为5V时气敏元件对甲醇、乙醇、丙酮、正丙醇等有机溶剂的还原性气体具有很高的灵敏度,特别是对正丙醇有较好的选择性,可以检测空气中浓度低至5ppm的甲醇、乙醇、丙酮和正丙醇蒸气。所有气敏元件呈现随气体种类不同而变化的较好的灵敏度,可望用于制备价廉的对多种气体的浓度进行测定的气敏元件。     

敏感层涂敷方法对ZnO基传感器酒敏性能的影响

利用简单的化学溶液生长法合成了棒状Zn O纳米材料,采用原位生长法和粉体涂敷法将其包覆在氧化铝陶瓷管上,构成Zn O基气体传感器,并用静态配气法测试其酒敏性能.两种方法制备的传感器最佳工作温度均为300℃,且响应和恢复时间均小于10 s.灵敏度随着酒精浓度的升高都近似线性增大.对于不同浓度的酒精,采用粉体涂敷法制备的传感器灵敏度约为原位生长所制备传感器的两倍.结果表明不同的涂敷方法将形成不同的敏感层结构,最终导致其气敏性能明显不同.     

双极性双喷头静电纺丝装置的设计与应用

从低维纳米复合材料的制备技术和制备工艺入手,设计开发了双极性双喷头静电纺丝装置,解决了单极性喷头同性相斥不能获得交织的异质材料的问题,实现了带有不同极性的两种金属氧化物纺丝前驱液的交织复合,成功制备了金属氧化物SnO₂/In₂O₃复合纳米纤维。通过对SnO₂/In₂O₃复合纳米纤维的SEM表征发现,复合纤维中同时存在正四方相晶系的SnO₂和立方晶系结构的In₂O₃。利用双极性双喷头静电纺丝装置制备复合纳米纤维对复合材料制备技术的发展具有深远意义。     

几种过渡金属氧化物在肉桂醛MPV还原中的作用

以几种负载在γ-Al2O3表面的过渡金属氧化物(La2O3、ZrO2、NiO、ZnO、CuO和CoOx)作为肉桂醛液相MPV反应的催化剂.实验结果表明,在相同的实验条件下,这些氧化物组分均对肉桂醛的MPV反应显示出不同的催化活性;在异丙醇和甲苯中这些氧化物对肉桂醛的MPV反应显示不同的活性;而La2O3的催化活性最高.     

纳米氧化锌的制备表征及其对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的吸附

以Zn(Ac)2.2H2O和H2C2O4.2H2O为材料,固相合成氧化锌纳米材料.以原子吸收分光光度法(AAS)为手段检测了纳米氧化锌对Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的吸附洗脱性能.结果表明:在碱性条件下纳米氧化锌的吸附效果较酸性条件下好.因此,选择在酸性条件下对金属离子进行洗脱.实验测得氧化锌对上述金属离子的静态吸附容量分别为:15.3、19.1和19.5mg/g.     

螯合物分解法制备ZnO微粉

利用螯合物分解法制备了ＺｎＯ微粉，选用的螯合剂有氢氧化铵，乙二胺四乙酸二钠和疏基丙氨酸。实验结果表明，由于Ｚｎ－ＮＨ３络离子的稳定常数小，所得ＺｎＯ粒子直径大，而当络离子的稳定常数适当时可得到纳米级微粉粒子。     

三维结构ZnO基乙醇气敏材料的制备及改性

以尿素为沉淀剂,基于溶剂热法制备出具有特殊三维结构的纳米ZnO,并通过改变Ag的掺杂量制备乙醇气敏材料.利用XRD和SEM对所得产物的晶体结构及微观形貌进行表征, 采用静态配气法对制得的气敏元件进行性能检测.实验结果表明:与纯3D-ZnO相比,掺杂Ag可以有效地改善三维ZnO材料对乙醇气体的气敏性能.且当Ag掺杂质量分数为1.5 % 时,气敏元件对体积分数0.1%乙醇气体的响应值达31.61,工作温度由350℃降至200℃,同时响应/恢复时间缩短至10s/10s且乙醇选择性提高.     

过渡金属掺杂ZnO基稀磁半导体的研究进展

简要介绍了ZnO基稀磁半导体（DMSs）材料的最新研究进展,指出了该领域的研究热点和存在的问题,提出了可能的解决方案,并在此基础上对DMSs的潜在应用前景进行了论述。     

人造纳米材料生物安全性研究进展

纳米材料具有独特的物理化学性质,如小尺寸效应、巨大比表面积、极高的反应活性、量子效应等,这些特性使纳米科学成为当今世界三大支柱科学(生命科学、信息科学、纳米科学)之一.随着纳米技术的产业化, 各种形式的纳米尺度的物质已经以不同途径进入人们的生活,纳米材料的生物安全性问题正受到世界各国科学家的广泛关注.介绍纳米材料生物安全性研究的重要性,系统讨论本课题组在纳米金属氧化物和碳纳米材料生物安全性研究领域的一系列成果,并展望将来的研究重点.     

基于金属氧化物的光催化甲烷转化:原理、进展与挑战（英文）

随着可燃冰和页岩气开采技术的迅速发展,甲烷的储量逐年增加.因此,甲烷不仅被视为一种清洁能源,同时也被认为是一种可用于生产高附加值化工产品的碳原料.然而,由于甲烷分子具有十分稳定的成键结构,所以传统的甲烷转化技术(尤其是甲烷水汽重整反应)通常需要大量的能量输入.针对这一问题,光催化技术可以利用具有高能量的光生载流子来打破甲烷转化的热力学势垒,被认为是在温和条件下实现甲烷转化的一种非常具有前景的途径.在光催化甲烷转化领域,金属氧化物基光催化剂已经得到了广泛的研究,这主要归因于它们的强氧化能力.在本文中,我们首先基于光催化甲烷转化反应的基本原理对金属氧化物在该反应中所具备的优势进行了讨论.随后,我们回顾了近年来金属氧化物基光催化剂在目前各类甲烷转化反应中的研究进展,包括甲烷完全氧化(TOM)、甲烷部分氧化(POM)、甲烷干重整(DRM)、甲烷无氧偶联(NOCM)以及晶格氧辅助的甲烷偶联(LOCM)等几类反应.最后,我们对基于金属氧化物的光催化甲烷转化技术所面临的挑战与机遇进行了展望.     

固体（NH_4）_2SO_4－Fe_2O_3体系的IR研究

本文用真空红外光谱、吡啶吸附红外光谱对不同温度下用浸渍法制得的（ＮＮ＿４）＿２ＳＯ＿４－Ｆｅ＿２Ｏ＿３样品进行了研究，并与催化性能作了关联。研究结果表明，热处理时在表面形成与酸性有关的Ｓ－Ｆｅ配合物，且随着处理温度的升高配合物的含量不断增大，至５７３Ｋ时含量及反应活性达最大值；超过５７３Ｋ时，随着处理温度升高而配合物分解，反应活性也相应地降低．     

金属氧化物对阻燃聚丙烯热降解动力学的影响

采用聚磷酸铵（APP）和季戊四醇（PER）作为聚丙烯材料的阻燃剂,利用氧指数（LOI）,剩炭率（CR）,热失重（TG）,傅立叶红外（FTIR）等手段研究了添加金属氧化物后的膨胀阻燃材料热降解过程.实验数据显示添加金属氧化物后材料的氧指数提高数个百分点,剩炭率有所增加.热失重（TG）表明加入金属氧化物后,降解残余物的热稳定性得以提高.根据TG曲线,应用Broido方程测得热降解过程表观活化能Ea,金属氧化物的加入使得活化能有所上升.FTIR结果表明金属氧化物对酯化及成炭反应具有明显的催化作用.