Y掺杂ZnO复合材料的制备及气敏性能

通过自牺牲模板法制备Y掺杂ZnO的半导体材料(Zn-MOF-Y),并对合成材料进行表征。Zn-MOF-Y的微观特征表现为由纳米颗粒组成的纳米球为ZnO和YF_(3)的复合材料,含有Zn、O、Y、F这4种元素,其比表面积为15.7844 m^(2)/g,平均孔径为15 nm。对以Zn-MOF-Y为传感材料制备的半导体气体传感器进行气敏测试,其对100 mg/L的NO_(2)的响应值为20,传感器的响应与浓度呈现线性关系;对100 mg/L的NO_(2)的响应/恢复时间为82/64 s,并且该传感器具有优良的稳定性。由于该传感器具有以上优点,这为其以后的实际应用提供了可能。

有序介孔钴基Co@C@CNTs复合材料可控制备和表征

以钴作为金属节点,二甲基咪唑(2-MI)为有机配体,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,碳纳米管(CNTs)为模板,采用牺牲模板法制备了具有大孔径的钴基Co@C@CNTs复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜、N_(2)物理吸附以及热重等对其进行表征,考察CNTs加入量对钴基复合材料孔结构的影响。结果表明,CNTs的加入可以有序扩大Co@C的孔径和孔容。CNTs的最佳掺杂量为0.84 g,此时Co@C@CNTs的孔径(6.6 nm)和孔容(0.4250 cm^(3)/g)较大,均大于Co@C的孔径(2.9 nm)和孔容(0.2175 cm^(3)/g)。

有序大孔材料的研究进展

有序大孔材料作为高效吸附和分离材料所具有的独特性能逐渐被人们所认识。有序大孔材料可快速完成吸附和解吸过程,并且通过孔壁改性可使其具有良好的化学选择性,因而该材料成为近年来研究的热点,尤其是它的功能性应用倍受关注。介绍了有序多孔材料的发展过程,重点综述了有序大孔材料的制备方法及其应用领域,对其发展方向进行了展望。

自牺牲模板法合成MnOOH纳米管的研究

以β-MnO2纳米管为自牺牲模板，在200℃不锈钢反应釜中保温48h，首次合成了单斜相MnOOH纳米管。采用X射线衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、X射线能谱仪等检测手段对所制备样品进行表征。结果表明，所制备样品为纯相的单晶MnOOH纳米管，直径为200～500nm，长度可达几个微米。

自牺牲模板法合成Mn_2O_3纳米管

文章以β-MnO2纳米管作为自牺牲模板，在空气中550℃煅烧90min，首次合成了立方相Mn2O3（c-Mn2O3）纳米管。用Ⅺ射线衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射、场发射扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜等对所制备的样品进行表征。结果表明，所制备样品为纯相的单晶c-Mn2O3，直径为200-500nm，长度可达几微米。

β-MnO_2和α-Mn_2O_3纳米棒的自牺牲模板法制备、表征和应用

在150℃下,仅以高锰酸钾溶液和无水乙醇为原料,通过水热反应合成前驱体γ-Mn OOH纳米棒.以γ-Mn OOH纳米棒为自牺牲模板,分别在350和600℃下煅烧90 min,制备出高纯度的β-Mn O2和α-Mn2O3纳米棒.采用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及热重分析（TGA）等对所制备的样品进行表征.结果表明,前驱物γ-Mn OOH为高纯度的纳米棒状晶体,直径约100-300 nm,长度可达数微米,且终产物β-Mn O2和α-Mn2O3均具有较高的纯度,也很好地保持了前驱物的纳米棒状结构.以二者为锰源,通过固相反应合成出尖晶石Li Mn2O4正极材料.当充放电倍率为0.5 C时,其首次放电比容量分别可达到120.4和123.9 m A·h/g,而且表现出良好的循环性能和倍率性能。

自牺牲模板法制备氢氧化镁纳米棒

以碱式硫酸镁纳米棒为模板，在较为温和的条件下合成了氢氧化镁纳米棒。用X射线衍射、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜等对所制备的样品进行表征。结果表明，所制备的样品为纯相的Mg（OH）2纳米棒，直径约为10—100nm，长度达到几微米。

单分散中空二氧化硅微球的制备

通过牺牲微米级PS模板原位合成方法制备微米级单分散中空SiO_2微球,着重研究反应温度(50,70℃)、TEOS用量(2,3,4 g)、氨水用量(1,2,3 mL)与MTC用量(0.2,0.4 g)等参数对中空微球的影响,获得微米级(1~5μm)、结构(孔径、壁厚等)可控的单分散中空SiO_2微球的最佳制备工艺,通过扫描电镜分析(SEM)、透射电镜分析(TEM)、红外光谱分析(FT-IR)、热失重分析(TGA)、氮吸附(BET)等测试手段表征了微球性能。

中空ZnO/Co_(3)O_(4)半导体异质结的制备及其光催化性能

半导体异质结是当前光催化材料的研究热点之一,在环境领域有着广泛的应用前景。首先以六水合硝酸钴、六水合硝酸锌和2-甲基咪唑等为原料,室温合成了ZIF-8/ZIF-67复合材料,然后以其为前驱体,采用自牺牲模板法制备了中空ZnO/Co_(3)O_(4)半导体异质结材料。利用XRD、SEM和N_(2)吸-脱附等对样品进行表征。最后,以亚甲基蓝为模拟污染物测试了中空ZnO/Co_(3)O_(4)半导体异质结材料的光催化降解性能,并推测了其光催化降解机理。

二硫化镍/氢氧化镍空心球的制备及其电容器性能研究

以均匀硫纳米球为硬模板,通过直接沉淀法在硫纳米球表面包覆一层氢氧化镍纳米片,得到均匀硫@氢氧化镍前驱体,前驱体经低温煅烧获得二硫化镍/氢氧化镍复合纳米空心球,用其制备的电极具有良好的电化学性能。通过X射线衍射和透射电镜等对复合材料的成分和形貌进行分析。结果表明:复合材料纯度较高,组分为二硫化镍和氢氧化镍,二者物质的量比约为1∶1;复合材料是大小均匀的多孔纳米空心球,空腔直径约为500 nm,表面覆盖超薄纳米片,长度约为250 nm,整体形如花球,大小约为1μm。采用循环伏安、计时电位等方法对复合材料超级电容器性能进行研究。结果表明,在1 A/g电流密度下电极比电容达到1446 F/g;在20 A/g电流密度下电极比电容仍高达976 F/g;在10 A/g电流密度下循环5000次,电极容量保持率为86.4%,具有良好的倍率性能和循环稳定性。

自模板法构筑中空纳米结构CoP-C复合微球及其电化学储钠性能

过渡金属磷化物因具有合适的电压平台和较大的理论容量,是一种理想的钠离子电池负极材料。然而,由于过渡金属磷化物导电性差且与钠离子反应过程中体积膨胀严重,导致其倍率和循环性能较差。本研究以磷化钴为研究对象,采用自牺牲模板法,以钴-甘油微米球(Co-gly)为前驱体,通过气相磷化法构筑了中空纳米结构CoP-C复合微球(CoP-C HS)。通过XRD、SEM、TEM和HRTEM等分析技术对所制备的材料进行了结构表征。将该材料用作钠离子电池负极材料时,相较块状CoP,CoP-C HS的储钠性能得到显著提升:在200 mA·g^(-1)的电流密度下循环1000圈后比容量仍然保持在112 mAh·g^(-1);在1 A·g^(-1)的大电流密度下可逆充放电容量达到了126 mAh·g^(-1)。中空纳米结构为电化学反应提供了更多活性位点并能够有效缓解脱钠/嵌钠过程中的体积膨胀,而与碳复合能提高材料的导电性并有效抑制材料循环过程中的结构破坏。

三维纳米层状双氢氧化物(SiO_2-LDH)的合成及影响因素探讨

采用共沉淀法合成了特殊形貌层状双氢氧化物,层间阴离子分别为硝酸根的SiO_2-NO_3-LDH和碳酸根的SiO_2-CO_3-LDH。采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对产物结构与形貌进行了表征,并研究了反应体系的层间阴离子、pH值、底液中二氧化硅的初始浓度、层板金属离子组成对合成的三维"红毛丹"状纳米层状双氢氧化物的形貌和结构的影响。