(BN)_2C_4纳米管的电子态和电学性质

采用ROHF对(BN)2C4纳米管进行构型全优化,并用密度泛函理论的DFT/ROB3LYP方法计算了(BN)2C4纳米管的电子态分布.根据其前沿分子轨道能量数据、电子态分布曲线和成键电子云密度分布图形,研究讨论了掺入硼氮对碳纳米管导电性的影响,并与BNC2纳米管作了比较.结果表明:(BN)2C4纳米管具有掺杂窄带半导体的导电性.

溶胶-喷雾干燥法制备纳米Li_3V_2(PO_4)_3/C及其电化学性能

本文以LiOH.H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸为原料,采用溶胶-喷雾干燥法制备Li3V2(PO4)3/C正极材料,对比了喷雾前驱体直接煅烧与机械活化后煅烧的样品的结构、形貌及其电化学性能。采用XRD、SEM、BET和振实密度测试等对样品的结构、形貌等进行了表征;采用恒流充放电、CV和EIS等手段考察了材料的电化学性能。结果表明,溶胶-喷雾干燥得到的样品为多孔球壳形,其壳体由厚度为100 nm左右的纳米片组成,经机械活化后煅烧保持保持了其纳米片结构,其结晶度与振实密度改善较明显,电化学性能较优异。0.1C放电比容量为123.6 mAh.g-1,10C和20C高倍率放电比容量还高达107.8和106.0 mAh.g-1。电化学阻抗结果表明,由该方法制备的样品具有较小的电荷转移阻抗。

(C_4H_(10)N_2H)_3HSiMo_(12)O_(40)纳米颗粒的摩擦学研究

在醇-水体系中，以H4SiMo12O40和哌嗪为原料制备了组成为（C4H10N2H）3HSiMo12O40如的纳米颗粒，以透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）、紫外可见分光光度计（UV）、热分析仪（TG—DTA）等测试手段，对纳米颗粒的形貌、组成和结构进行了表缸，并在机械式四球长时抗磨损试验机上考察了其摩擦学性能。分散型实验结果表明，化合物在有机溶剂中良好分散（除乙醚外），红外／紫外光谱和x射线粉末衍射表明，所合成的纳米颗粒具有杂多酸Keggin骨架结构无机核，透射电镜分析表明，颗粒平均粒径约为10nm，热分析显示分解温度范围为200-425℃，作为新型有机／无机复合纳米润滑油添加剂，最佳添加浓度为0．35％时，在测试条件为负荷294N，时间30min，转速1450r／min条件下，使磨斑直径减小22．7％，摩擦系数减小14％。

[C_4H_7N_2]_3·PMo_(12)O_(40)配合物晶体的形貌模拟及其最佳纳米化计算的探讨

采用量子化学计算软件Material Studio的Morphology模块BFDH法则模拟了[C4H7N2]3.PMo12O40配合物晶体生长稳定外形,以晶体模拟形貌为基础,运用纳米计算方法通过对[C4H7N2]3.PMo12O40的不同纳米微粒总晶胞数、总原子数、比表面积、单颗粒表面原子数、单颗粒表面晶胞数及表面活性原子比例的计算,得出了[C4H7N2]3.PMo12O40纳米微粒的最佳纳米尺度为135nm,认为晶体纳米化过程中[C4H7N2]3.PMo12O40制备到该尺度范围,理论上[C4H7N2]3.PMo12O40的活性和稳定性会达到均衡的最佳状态。

镍-磷纳米非晶合金催化剂晶化过程及其C_2H_4+H_2活性

利用化学还原法制备了Ni89.3P10.7非晶态纳米合金催化剂,用电感藕合等离子体光谱法(ICP)、分析电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射法(XRD)、BET表面积测试及X-光电子能谱(XPS)等手段对新鲜样品及经过热处理后的样品进行表征,并用微型催化反应装置评价其C2H4+H2 催化活性.结果表明,非晶态Ni-P纳米合金具有比其晶态更高的催化活性.

LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn0.8Fe0.2PO4/C固溶体材料, X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征结果表明纳米尺度的LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时, 充放电曲线中除了对应于Fe3＋/Fe2＋电对的较短平台（-3.5 V vs Li＋/Li）外, 更高电压的长平台（-4.1 V vs Li＋/Li）对应于LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中Mn随Li＋脱出嵌入的氧化还原反应, 该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外, 使用恒电流间歇滴定技术（GITT）和电化学阻抗谱（EIS）详细研究了LiMn0.8Fe0.2PO4/C电极中锂的化学扩散行为, GITT和EIS所得的锂化学扩散系数DLi分别为5×10-15 - 1×10-14 cm2/s和1.27×10-13 - 2.11×10-13 cm2/s。研究结果表明, DLi值随测试温度的升高而增加, 因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。

C_(3)N_(4)/MnCo_(2)S_(4)复合材料的制备及其电容性能研究

以剥离C_(3)N_(4)(氮化碳)纳米片为保护层,在水热过程中对MnCo_(2)S_(4)进行包覆修饰,得到C_(3)N_(4)/MnCo_(2)S_(4)复合材料。借助于C_(3)N_(4)纳米片的包覆保护,复合材料表现出优异的比电容和良好的循环稳定性。采用三电极体系,在6 mol/L的KOH电解液中,当扫描速率为5 m V/s时C_(3)N_(4)/MnCo_(2)S_(4)电极材料的比电容可达到565 F/g,而未包覆修饰的MnCo_(2)S_(4)的比电容为468 F/g。1 A/g的电流密度下,MnCo_(2)S_(4)、C_(3)N_(4)/MnCo_(2)S_(4)电极材料经2000次的循环充放电测试后,比电容保持率分别为77%和83%。C_(3)N_(4)纳米片对泡沫镍上所生长的MnCo_(2)S_(4)起到保护和防剥落作用,纳米片包覆法为高比电容和良好循环稳定性的电极材料制备提供了新的技术路线。

NiO_(x)/BiVO_(4)/C/Cu_(2)O纳米线光阴极的制备及其在污泥制氢系统中的应用

微生物光电化学池(BPEC)系统是一种将生物阳极与光阴极耦合,利用太阳能和生物能进行产氢的新型绿色技术。以较廉价的Cu_(2)O纳米线为基底,通过C层与稳定的BiVO_(4)构建异质结,添加助催化剂合成NiO_(x)/BiVO_(4)/C/Cu_(2)O纳米线光阴极;以剩余污泥为底物,构建了BPEC系统及微生物燃料电池(MFC)与BPEC耦合(MFC-BPEC)系统,研究其污泥减量及产氢效果。结果表明,制备的NiO_(x)/BiVO_(4)/C/Cu_(2)O纳米线光阴极在-0.8 V(vs Ag/AgCl)偏压下达到了-5.20 mA/cm^(2)的光电流密度。构建的BPEC系统和MFC-BPEC系统可利用污泥中的化学需氧量(COD)、悬浮物(SS)、蛋白质及多糖为底物产氢,与BPEC系统相比,串联两个MFC的MFC-BPEC(DMFC-BPEC)系统可以显著提高污泥降解速率和氢气产率(分别为377.75 mg/(L·h)和15.50 mg/g)。研究为利用太阳能驱动的微生物电化学系统实现污泥减量化与资源化提供了理论依据。

溶剂热法制备TiO2／g-C3N4及其光催化性能

采用溶剂热法合成了可见光响应的TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂,并对TiO_2/g-C_3N_4进行质子化处理。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附BET法、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对样品进行了表征,并以甲基橙(MO)光催化降解为模型反应,考察了可见光下制备的样品的光催化性能。结果表明,多孔TiO_2纳米晶与g-C_3N_4形成具有"芝麻饼"形貌的复合结构;TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的光吸收带边扩展到465 nm,较TiO_2出现明显红移;TiO_2与g-C_3N_4能带匹配耦合,有效地抑制了电子与空穴的复合;质子化处理过程能够提高可见光区吸收强度和电子的传导能力,增强了TiO_2的光催化活性。

AuPd/C作为直接NaBH_4-H_2O_2燃料电池阳极催化剂的性能

采用浸渍还原法制备不同比例的AuPd/C纳米粒子;分别采用X线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析;利用CHI660a电化学工作站对催化剂进行电化学测试,结果表明:催化剂材料均为面心立方结构,AuPd/C中纳米合金粒子的粒径为5 nm左右,比Au/C中的纳米Au粒子更小,且均匀分散在VXC-72R炭黑的表面;Au/C的峰电流密度为25.05 mA/cm2,与Au/C相比,AuPd/C明显提高NaBH4的电氧化催化活性;以纳米AuPd/C为阳极催化剂、Au/C为阴极催化剂制成直接NaBH4-H2O2燃料电池(DBHFC),发现以Au1Pd2/C为阳极催化剂的DBHFC拥有良好的电池性能;在温度为60℃、NaBH4浓度为1 mol/L时DBHFC的最大功率密度达到114.6 mW/cm2。

纳米复合Al_2O_3-Hβ烷基化催化剂的制备及性能评价

采用水热合成晶化法制备了纳米级Hβ分子筛,然后采用机械混捏法制备了纳米复合Al2O3-Hβ烷基化催化剂。采用SEM、NH3-TPD、XRD、Py-IR技术表征了Hβ分子筛和Al2O3-Hβ烷基化催化剂,并以正己烯、正庚烷与混合C4烃类的混合物为模拟原料,在连续高压固定床微反装置中考察了Hβ分子筛的制备条件(晶化方式、n(TEAOH)/n(SiO2)、n(H2O)/n(SiO2))以及Hβ分子筛与拟薄水铝石的质量比(以w(Hβ)表示)对Al2O3-Hβ催化剂烷基化性能的影响。结果表明,在旋转晶化、n(TEAOH)/n(SiO2)为0.3、n(H2O)/n(SiO2)为8、w(Hβ)为80时,所制备的Al2O3-Hβ催化剂表现出良好的烷基化催化性能;在压力2MPa、温度90℃、液时空速2h-1、氢/油体积比10的条件下,烷基化产物收率高达70%,活性稳定时间50h。

LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/碳纳米纤维复合材料的制备及电化学性能

分别以磷酸铁、醋酸锰及氢氧化锂为铁源、锰源和锂源,磷酸二氢铵为补充磷源,先通过球磨混料与喷雾干燥获得前驱体,再在N2/乙炔气氛中、450℃下进行化学气相沉积(CVD)反应,以及在N2气氛中、不同温度下进行固相反应,得到LiMn0.6Fe0.4PO4和碳纳米纤维(CNF)的复合材料LiMn0.6Fe0.4PO4/CNF,对产物的微观结构、碳结构与含量及电化学性能进行分析。在600℃下烧结的样品循环稳定性更好,以1 C循环(2.5～4.5 V)200次,比容量仍有98.1 mAh/g。这是因为样品的颗粒尺寸小(200 nm)且分布均匀,具有合理的碳含量(1.95%),碳的石墨化程度高。

α-Fe_2O_3-MgO复合氧化物的制备和气敏性能

用化学共沉淀法制备了 α-Fe2 O3-Mg O复合金属氧化物纳米晶微粉 .并对其相组成 ,电导和气敏性能作了研究 .结果表明 ,镁铁摩尔比 n(Mg2 +)∶ n(Fe3+) =1∶ 2、5 0 0℃下热处理 4h可得纯相尖晶石型复合金属氧化物 Mg Fe2 O4;电导测量显示 ,该材料呈 n型半导体导电行为 . 60 0℃下热处理 4h所得纳米晶微粉制作的元件在 2 2 7℃工作温度下对 C2 H5OH有较高灵敏度和良好的选择性 .

哌嗪与Keggin结构杂多酸的金属氧酸盐纳米颗粒的摩擦性能

在醇-水体系中制备了组成为(C4H10N2H)3HSiMo12O40的纳米颗粒,以透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见分光光度计(UV)、等测试手段对此纳米颗粒的形貌、组成和结构进行了表征,并在机械式四球长时抗磨损试验机上考察其摩擦学性能.分散型实验结果表明化合物在大多有机溶剂中分散良好,红外/紫外光谱和X射线粉末衍射表明所合成的纳米颗粒具有杂多酸Keggin骨架结构无机核,透射电镜分析表明颗粒平均粒径约为10nm,作为新型有机/无机复合纳米润滑油添加剂,最佳添加浓度为0.35%时,在测试条件为负荷294N,时间30min,转速1450r/min条件下,使磨斑直径减小22.7%,摩擦系数减小14%.

DFT研究硼氮-碳纳米管的特性

从实验和理论两个方面对碳纳米管、硼氮纳米管以及硼氮-碳纳米管的研究现状进行了描述,采用自旋限制性开壳层的从头计算的Hartree-Fock波函数计算方法对(BN)2C4纳米管和BNC2纳米管进行能量和几何结构的最优化,并用密度泛函理论的梯度正交换相关泛函方法在较高的轨道基组上得到了它们的电子态分布和成键电子分布数据;计算垂直跃迁,得到了激发态的能量,获取Raman光谱;研究讨论了掺入一点比例的硼氮对碳纳米管导电性的影响。

Fe3O4纳米棒和Fe2O3纳米线的热氧化制备与表征

以铁单质和草酸溶液为原料,将0.75mol/L的草酸溶液滴在铁片上,于空气中200-600℃范围内加热1h,制备了Fe3O4纳米棒和Fe2O3纳米线,用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对产物进行表征,并研究了反应温度对产物形貌的影响.结果表明,在200-500℃下空气中反应1h在铁片上直接生长出矩形截面的多晶的立方相Fe3O4纳米棒,其直径范围约为0.5-0.8μm.当反应温度为600℃,得到的产物为六方相的Fe2O3纳米线.研究表明,C2H2O4对纳米棒的形成起关键作用,并提出了可能生长机理.

复合金属掺杂的LiFePO_4/C复合材料的制备与电化学性能研究

以超声波辅助沉淀法合成的纳米级球形FePO4·2H2O为原料,采用碳热还原法制备了复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试,循环伏安和交流阻抗测试表征了FePO4·2H2O和LiFePO4/C的物相、结构和电化学性能。结果表明,溶液浓度为0.1 mol/L时制备的FePO4·2H2O为分布均匀的纳米级球形颗粒。复合金属掺杂显著提高了LiFePO4的放电比容量,Ni和Nb复合掺杂的LiFePO4/C复合材料表现出了最佳的电化学性能,0.1 C倍率条件下首次放电容量158.8 mAh/g,1 C倍率下首次放电容量150.2 mAh/g,100次循环后容量保持率分别为98.30%和97.8%。Ni和Nb复合掺杂后提高了LiFePO4的锂离子扩散速率和电导率。

直接乙醇燃料电池阴极催化剂的开发及其性能研究

以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,FeCl3·6H2O、CoCl2·6H2O为前驱体制备三种不同催化剂Fe3O4@MWCNT、Co3O4@MW-CNT、CoFe2O4@MWCNT。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET等手段对制备的催化剂进行表征。以商品化Pt/C为参照,对各催化剂的电催化活性及稳定性进行测试,结果表明:CoFe2O4@MWCNT在通入氧气、50mV/s的扫描速度下循环伏安曲线中出现了明显的还原峰;在扫描速度为10mV/s、转速为1600rpm的LSV曲线中催化剂CoFe2O4@MWCNT具有较高电流密度-5mA·cm^-2,在催化ORR反应过程中近似为4e-体系。因此制备的CoFe2O4@MWCNT催化剂具有优异的电催化性能及稳定性,并且为新型阴极催化剂的开发奠定了基础。

单晶结构四氧化三铁纳米片的大面积生长

通过金属铁片与酒石酸钠(C4H4O6Na2)在140℃水热反应12h,在金属铁片上原位大面积生长出了Fe3O4纳米片.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜对产物进行表征.结果表明,所制备的Fe3O4纳米片为单晶立方相结构,其尺寸范围为1.2μm×1.4μm～4.0μm×4.2μm,厚度约为60nm.通过改变溶液中碱的浓度可实现不同尺寸纳米片的可控合成.研究了酒石酸钠在Fe3O4纳米片的形成过程中的作用,提出了可能的生长机理.

水-醇-氨液相沉淀和热分解技术制备花状金属镍颗粒(英文)

在水-醇-氨液相体系中,沉淀合成了酒石酸镍纳米晶片和花状酒石酸镍颗粒。以花状酒石酸镍颗粒为前驱体,在CO2气氛中,于380和420 °C条件下,通过热分解过程分别制备花状金属镍颗粒。实验样品采用IR,DSC-TG,XRD和SEM测试技术进行分析,测试结果表明:液相沉淀法制备的样品为纯相的酒石酸镍,在1.0 mol的酒石酸镍中含有约2.5 mol的结晶水,花状的酒石酸镍颗粒直径约40 μm,纳米晶片花瓣的厚度约0.1 μm;热分解制备的具有银白光泽的粉体为纯相的具有面心立方结构的金属镍粉,花状金属镍颗粒直径约10 μm,纳米晶片花瓣的厚度约0.3 μm。