直流电弧等离子体下共蒸发无定型TiO_(2)基纳米复合材料及储锂性能

零应变TiO_(2)由于结构稳定、安全无污染,以及循环过程中低的体积膨胀(≤4%),是一类极具潜力的锂电负极材料。但较低的理论比容量(335 mAh·g^(-1))和较小的锂离子扩散系数无法满足市场对高能量密度和快速充放电电池的需求,限制了其进一步的应用。本工作利用共蒸发混合原料(CuO+TiO_(2)粗粉)法,原位合成了核/壳型无定型二氧化钛(a.-TiO_(2))包覆的铜纳米粒子(Cu@a.-TiO_(2)NPs),通过后续热氧化处理将Cu核部分氧化为电化学活性的CuO中间包覆层,最终获得了Cu@CuO@a.-TiO_(2)纳米复合粒子(Cu@CuO@a.-TiO_(2)NCs)。结果表明,Cu@CuO@a.-TiO_(2)NCs电极的首周放电比容量为1936.1 mAh·g^(-1),200次循环后放电比容量保持在882.3 mAh·g^(-1),库伦效率为98.8%。无定型TiO_(2)壳层提供了快速的离子/电子渗透通道,促进锂离子扩散迁移,提高了电荷的传输效率;金属Cu核组元有利于提高电极整体电导率,氧化过程产生的空隙缓解了电化学活性CuO相的体积膨胀效应,从而提高了Cu@CuO@a.-TiO_(2)NCs电极整体的电化学性能。

纳米镍/聚苯胺复合粒子的制备与表征

采用对氨基苯甲酸(ABA)处理纳米镍粉,然后在ABA-nano-Ni(ABA处理的纳米镍粉)的存在下苯胺(An)原位化学氧化聚合,形成纳米镍/聚苯胺(PANi/nano-Ni)复合粒子。IR和TGA分析表明ABA通过化学键与纳米镍粒子结合,颗粒表面引入了—NH2基团;采用IR、UV、DSC、TEM等分析手段对复合粒子PANi/nano-Ni进行了分析表征。结果表明苯胺在ABA-nano-Ni表面进行聚合,纳米镍粉表面的NH2基团参与了聚合反应,形成了具有核壳结构的复合粒子。

镍/碳复合纳米粒子的制备及电磁性能研究

用直流电弧等离子体法分别在甲烷和 (H2+Ar)气氛下制备了纳米镍粒子,利用XPS和TEM等分析手段对两种纳米镍粒子的表层特征和形貌进行了分析,发现甲烷气氛下制备的纳米镍粒子表面包覆了多层碳膜,H2+Ar气氛下制备的纳米镍粒子由于要进行钝化处理表面包覆有氧化物膜(Ni2O3).测定了两种纳米粉体的复介电常数和复磁导率以及以此为填料制备的导电涂料的导电率,证明了碳包覆纳米镍粒子的2～18GHz频率范围内电磁参数大小搭配及频响特性优于氧化物包覆纳米粒子.

纳米铁粒子表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯

采用直流电弧等离子体法制备纳米铁粉,利用甲基丙烯酸(MAA)和盐酸处理纳米铁粉,通过乳液聚合方法,在纳米铁粉存在下MMA原位聚合,形成纳米铁/聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子。分析结果表明,MMA在纳米铁粒子表面接枝聚合,纳米铁粉表面的双键参与了聚合反应,所形成的复合粒子具有核壳结构,这种复合粒子具有较高的稳定性。

碳包覆磁性金属纳米胶囊的制备及表征

采用直流电弧等离子体法制备出表面包覆碳膜的金属纳米颗粒，这种纳米颗粒通常被称为“纳米胶囊”。其表面包覆气密的碳膜，具有良好的抗氧化性和稳定性。在甲烷气氛中蒸发各种磁性金属可获得具有良好物理化学性能的磁性纳米胶囊。对这种纳米胶囊进行了Ｘ射线衍射、Ｘ光电子谱、俄歇能谱、氧含量测定及ＨＲＴＥＭ、磁性分析等研究，提供了确定纳米颗粒新型壳－核结构的可靠实验依据。

导电纳米镍粉表面改性研究

为了提高纳米镍粉作为导电材料的分散性以及与基体的结合,对此进行了表面改性.使用稀盐酸处理纳米镍粉表面的Ni2O3,然后用油酸对纳米镍粉表面进行改性,采用活性试验、红外光谱、热分析等手段对改性后粉体进行了表征,并对以改性纳米镍粉为填料的导电屏蔽涂料进行了电阻率和屏蔽效能的测试.结果表明:稀盐酸可以去除纳米镍粉表面氧化层;用5.5%油酸(Ni质量)改性纳米镍粉能够显著提高纳米镍粉在有机介质中的分散性,取得了良好的改性效果.

纳米镍粒子表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯

采用丙烯酸(AA)和盐酸(HC l)处理纳米镍粉,通过乳液聚合方法,在纳米镍粉存在下甲基丙烯酸甲酯(MM A)原位聚合,形成纳米镍/聚甲基丙烯酸甲酯(nanoN i/PMM A)复合粒子。IR分析表明,AA通过化学键与纳米镍粒子结合,颗粒表面引入了C=C基团;采用XRD,IR,TGA,DSC,TEM等分析手段分别对含有盐酸处理的纳米镍粉的复合粒子(HC l-nanoN i/PMM A)及含有AA处理的纳米镍粉的复合粒子(AA-nanoN i/PMM A)进行了分析表征。结果表明,MM A在AA-nanoN i表面接枝聚合,纳米镍粉表面的双键参与了聚合反应,形成了具有核壳结构的复合粒子。

SiO_2/Ni核壳结构纳米粒子的制备及其磁性能(英文)

背景:包覆层的存在能够阻止纳米粒子氧化、晶体长大、腐蚀和团聚,并赋予特殊的性能。目的:制备SiO2/Ni核壳结构纳米粒子,并评估复合粉体的磁性能。设计、时间及地点:观察性实验,于2005-11/2006-03在大连理工大学纳米复合材料研究实验室完成。材料:应用直流电弧等离子体法制备纳米镍粉,硅酸钠由天津市石英钟厂霸州市化工分厂生产。方法:以硅酸钠为主要原料,通过液相沉淀法在纳米镍粉表面包覆了一层SiO2。主要观察指标:应用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、透射电镜、振动样品磁强计、热重分析仪等对复合粉体的结构、形貌和磁性能进行检测。结果:SiO2以非晶态的形式包覆在纳米镍粒子表面,形成了核壳结构,降低了纳米粉体的团聚现象。经SiO2包覆后纳米镍粉氧化温度由287℃提高到385℃。磁性分析结果表明,粉体包覆前由于表面氧化层(NiO)的存在,粉体的磁滞回线偏移;包覆后的粉体由于SiO2的存在,饱和磁化强度降低,矫顽力升高。结论:成功制备了SiO2/Ni核壳结构纳米粒子,SiO2的包覆提高了纳米粉体的抗氧化性,且纳米镍粉具有很好的铁磁性能,矫顽力升高。

等离子喷涂法纳米结构WC-12Co涂层的微结构与形成机理的研究

使用独特的雾化干燥结合固定床技术合成WC-12Co纳米复合粉体,利用等离子喷涂法制备纳米结构WC-12Co涂层,通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析手段对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层进行显微结构分析。结果表明涂层中除了WC相,不仅有W2C,W等非WC/Co相的产生,还出现了CoXWyCz(Co3W9C4,Co3W3C),Co3C等相及非晶和孪晶组织,在此基础上本工作将对等离子喷涂纳米结构WC-12Co涂层的形成机理作初步的研究与讨论。

硅烷偶联剂改性纳米镍粉及其电磁性能研究

使用稀盐酸处理纳米镍粉表面的氧化层,然后用硅烷偶联剂(KH-550)对纳米镍粉表面进行改性,采用活性指数、红外光谱等手段对改性后粉体进行了表征;并通过矢量网络分析仪,利用同轴波导的方法对粒子进行了电磁参数的测定。将实验所得到的电磁参数数据通过计算机模拟转化成材料对电磁波功率损耗值。结果表明,稀盐酸可以去除纳米镍粉表面氧化层;用5%(质量分数)硅烷偶联剂改性纳米镍粉能够显著提高纳米镍粉在有机介质中的分散性,提高了电磁波吸收性能。

SiO_2/Ni核壳结构纳米粒子的制备及其磁性能

以硅酸钠为主要原料,通过液相沉淀法在纳米镍粉表面包覆了一层SiO2。应用XRD、FTIR、TEM、TGA、DSC和VSM对复合粉体的结构、形貌和磁性能进行了研究。结果表明,SiO2以非晶态的形式包覆在纳米镍粒子表面,形成了核壳结构,降低了纳米粉体的团聚现象。TGA和DSC结果表明,SiO2的包覆提高了纳米粉体的抗氧化性。磁性分析结果表明,粉体包覆前由于表面氧化层(NiO)的存在,粉体的磁滞回线偏移;包覆后的粉体由于SiO2的存在,饱和磁化强度降低,矫顽力升高。

Cu纳米粉的制备及其导电性能研究

用电弧放电法在H2＋Ar混合气氛下同时制备了气相稳定和液相稳定的Cu纳米粉，并用Cu纳米粉配制了导电浆料。用XRD，TEM，DSC-TG，化学分析等手段研究了粉体的相结构、表面组成、形貌、粒度和氧化特性。结果表明：气相稳定和液相稳定的Cu纳米颗粒具有壳核结构，核为纳米Cu，壳分别为氧化层和松油醇（C10H18O）分子层；粉体的平均粒度分别为80nm和70nm；在空气中，包覆在Cu纳米粒子表面的松油醇分子在190℃左右基本脱附和分解；Cu纳米粉导电浆料在烧结温度180～200℃、保温时间60～70min、真空度1133Pa条件下可获得电阻率为（2．12-5．82）×10^-4Ω·cm的导电膜。

铁、镍及其合金纳米粒子的制备及电磁性能研究

利用直流电弧等离子法在10^5Pa H2＋Ar混合气氛下制备了Fe，Ni及FeNi合金纳米粒子，通过XRD，TEM，XPS，VSM及TC-436（LECO LTD．）N／O分析仪等对纳米粒子结构、形貌、成分、表面状态及静态磁性能进行了表征，并通过矢量网络分析仪，利用同轴波导的方法对金属纳米粒子进行了电磁参数的测定。结果发现：在2～8GHz频率范围内，Fe，Ni，FeNi合金纳米粒子／固体石蜡复合材料的复介电常数虚部ε″在3～4，7～10，14～16GHz频段均出现三个峰值，随着Fe元素含量的增加，FeNi合金纳米粒子的复介电常数ε″损耗值成规律性的增加；复磁导率实部μ′也逐渐增大，且在2－4GHz范围出现极大值，复磁导率虚部μ″吸收峰值向高频段移动，而且当成分（质量分数／％）为Fe49．00Ni和Fe28．35Ni时，材料的吸收频带展宽。

高粘度磁性液体的制备研究

采用直流电弧等离子体法 ,分别在 1个大气压的H2 +Ar和CH4+He混和气氛中制备了Fe、Ni、Fe-Ni合金磁性超微粒子 (UFP)。利用Fe、Ni、Fe-Ni合金超微粒子 ,选择适当的表面活性剂和载液 ,制备了高粘度磁性液体(ML) ,常温 (2 5℃ )粘度为 (2 6～ 6 0 )× 10 5mPa·s,高温 (85℃ )粘度为 (1 0～ 3 2 )× 10 5mPa·s,室温下饱和磁化强度为FeML 2 4 0 8～ 6 8 0 0Am2 /kg,NiML 10 19～ 17 83Am2 /kg,Fe-NiML 2 6 2 1～ 75 13Am2

Fe(Ni)-Sn体系金属间化合物纳米粒子中初生相的预测

以Miedema半经验模型和比热容随温度有效形成热变化的经验公式为基础,结合基本热力学关系式对Fe-Sn和Ni-Sn体系的有效形成热及有效形成热随温度的变化进行了计算.采用电弧放电法制备了Ni-Sn和Fe-Sn纳米粒子.XRD结果表明,在Ni-Sn系中金属间化合物的初生相为Ni_3Sn_4,而Fe-Sn系中出现的为FeSn_2.计算结果与相应纳米颗粒体系的实验结果吻合较好.

SiC/C纳米复合材料的制备与性能表征

在Ar气的保护下,以微米级的石墨粉和Si粉为原料,H2为活性气体,通过直流电弧等离子体法原位合成SiC/C纳米复合材料.采用XRD,Raman和红外光谱分析产物的成分;应用SEM和TEM观察产物的形貌和微结构;使用紫外可见漫反射光谱仪和紫外可见分光光度计分别测试了产物的光吸收性质和对亚甲基兰的光催化降解性能.结果表明：产物是由占主相的β-SiC和少量的C组分构成的SiC/C球状复合物;包覆的C壳层厚度为60nm,核层是平均粒径50nm的SiC颗粒,复合体的尺寸约为0.5～1μm;带隙为2.35eV,此复合材料具有较好的电子迁移性能和一定的光催化性能.

聚合物-金属纳米复合材料的制备与应用

综述了聚合物-金属纳米复合材料的制备方法,包括原位形成法、沉积法、离子注入法、辐射化学法、光照化学法、直接分散法、球磨法;介绍了聚合物-金属纳米复合材料的应用领域,最后展望了这种材料的发展前景。

铜系导电涂料中纳米铜粉抗氧化问题的研究

以水合肼为还原剂、PVP(聚乙稀吡咯烷酮)为分散剂,采用二月桂酸二丁基锡对纳米铜颗粒表面进行活化处理,然后采用置换反应法制备得到了与原纳米铜粉粒径和形貌大致相同的核壳型铜-银双金属粉末,采用XRD,XRF,TGA等手段,分析了核壳铜-银双金属粉的抗氧化性能,并用TEM对粉末形貌进行了表征.结果表明,经表面活化处理后得到的核壳铜-银双金属粉,在银含量较低(37.68%)时,也能形成完全包覆型结构,至700℃以下不被氧化.

导电涂料中纳米铜粉抗氧化性的研究

为了提高纳米铜粉的抗氧化能力及其在聚合物基体中的分散性,在钠米铜粉表面包覆一层导电性和抗氧化性均佳的银.以水合肼为还原剂、PVP(聚乙稀吡咯烷酮)和硅烷偶联剂(KH-550)为分散剂,采用二月桂酸二丁基锡对纳米铜颗粒表面进行活化处理,然后采用置换反应法制备得到了与原纳米铜粉粒径和形貌大致相同的核壳型铜-银双金属粉末.采用X射线衍射(XRD)、XRF、TGA等手段分析了核壳铜-银双金属粉的抗氧化性能,并用透射电子显微镜(TEM)对粉末形貌进行表征.结果表明,经表面活化处理后得到的核壳铜-银双金属粉,在镀银质量分数较低(37.68%)时也能形成完全包覆型结构.包覆后的铜纳米颗粒在700℃以下没有任何氧化现象.

磁性Fe、Co、Ni纳米粒子的吸波性能研究

利用直流电弧等离子法在101.32 kPa（760 Torr）（H2＋Ar）混合气氛下制备了Fe、Co、Ni纳米粒子,通过XRD、TEM、VSM及TC-436（LECO LTD.）N/O分析仪对纳米粒子进行了形貌和成分的表征,并通过矢量网络分析仪,利用同轴方法对粒子复合材料进行了电磁参数的测定.结果证明：在2～8 GHz频率范围内,Fe、Ni、Co纳米粒子/固体石蜡复合材料的复介电常数虚部ε在3～4 GHz、7～10 GHz、14～16 GHz频段均出现峰值,Fe、Ni纳米粒子/固体石蜡复合材料复磁导率的虚部μ吸收峰值分别在11～13 GHz、4～6 GHz频段处,Co纳米粒子/固体石蜡复合材料复磁导率的虚部μ吸收峰值并没有出现.利用实验所得到的数据模拟了Fe、Ni、Co纳米粒子/固体石蜡复合材料不同厚度的电磁损耗能力,当涂层厚度为2 mm时,Fe纳米粒子/固体石蜡复合材料在8 GHz频率范围达到30 dB的吸收值.在2～18 GHz频率范围内,当涂层厚度为4 mm和5 mm时,Ni纳米粒子/固体石蜡复合材料出现了两个吸收峰,其值均大于10 dB.因此,通过Fe、Co、Ni纳米粒子的复合吸波材料可以展宽吸收电磁波的频段.