介孔TiO_2/WO_3空心球的制备及其可见光光催化性能

以硫酸氧钛和偏钨酸铵为前驱体,以柠檬酸作为络合剂,采用喷雾干燥–高温煅烧两步法制备了介孔TiO_2/WO_3空心球复合材料。利用SEM、TEM、BET、XRD、UV-Vis DRS等手段对样品的形貌、微结构、比表面积、晶相组成和光学性能进行了表征和分析,以亚甲基蓝为模拟降解物考察其光催化性能。结果表明:复合材料为介孔空心球状结构,球体分散好,直径主要分布在1μm左右;球壁由纳米颗粒和空隙构成,随着煅烧温度的升高,颗粒粒径不断增大,空隙孔径不断增大。性能研究结果表明,TiO_2与WO_3复合后,样品对光的吸收范围扩展到了可见光区域,这有利于提高太阳光的利用率;当前驱体中WO3含量为3mol%,样品的煅烧温度为500℃时,复合材料具有最好的光催化性能:对亚甲基蓝降解率可达99.1%,而P25的降解率仅为29.5%。

WC/MMT纳米复合材料制备及其对PNP的电催化活性

以剥离后的蒙脱石（MMT）为载体,将浸渍法与原位还原技术相结合制备了碳化钨/蒙脱石（WC/MMT）纳米复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对样品进行了表征。结果表明,剥离后蒙脱石的片层厚度为10～15 nm,层间距增大,边缘发生卷曲;复合材料由碳化钨（WC）、碳化二钨（W2C）和蒙脱石组成,碳化钨颗粒均匀地分布于蒙脱石外表面。采用循环伏安法测试了样品对对硝基苯酚（PNP）的电化学还原性能,结果表明,WC/MMT纳米复合材料对对硝基苯酚具有良好的电催化活性,且具有较好的稳定性。蒙脱石是碳化钨基复合电催化材料良好的载体。

超盐环境下含氮碳气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用

多孔碳材料因其优异的导电性和稳定性,以及成本低廉等优点而成为当今的研究热点之一。以苯酚、甲醛和三聚氰胺为原料,利用高浓度氯化锌来提供超盐环境,经溶剂热反应后,在氮气中800℃下热解制得了含氮碳气凝胶(N CA)。扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和氮气吸附等表征结果表明,该含氮碳气凝胶具有分级多孔蜂窝状结构,其比表面积高达729.6m^2/g。采用三电极测试体系测试了含氮碳气凝胶的电化学性能,结果表明,在三电极体系中,以0.5mol/LH2SO4作为电解液,含氮碳气凝胶在电流密度为1A/g时比电容达到350.7F/g;在电流密度为20A/g时,经过10000次充放电后,含氮碳气凝胶的电容保持率仍高达97.8%。在双电极体系中,含氮碳气凝胶在800W/kg的功率密度下,能量密度可达26.8(W·h)/kg。上述结果表明,该含氮碳气凝胶是一种非常理想的超级电容器电极材料。

介孔碳化钨纳米片的制备与电催化性能

以钨酸钠为前驱体，通过水热自组装合成钨酸纳米片，再将其在氢气／甲烷混合气氛中还原碳化获得碳化钨纳米片。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和氮吸附等手段对样品形貌、晶相、微结构和比表面积进行分析与表征；采用粉末微电极和循环伏安法测试样品的电催化性能。结果表明：样品颗粒为方形片状，长和宽为600～800nm，厚约90nm；样品由碳化钨和碳化二钨组成；纳米片由纳米颗粒和孔隙构成；样品的比表面积为31m2／g，平均孔径为3．5nm；碳化钨纳米片呈介孔结构，碳化钨纳米片对甲醇电催化氧化具有良好的活性，并具有与铂类似的催化性能。