三维TiO2枝晶中二级分枝的取向特征

运用微束电子衍射(μ衍射)及高分辨电子显微术(HRTEM),系统研究了TiO2纳米二级枝晶的晶体取向特征。根据μ衍射调整并分析二级枝晶的取向,通过HRTEM像及相应的快速傅立叶变换(FFT)图,对经过取向选择的枝晶进行取向关系表征。本文发现三维TiO2枝晶中相邻的纳米二级次枝之间具有<010>I∥<011>II的取向特点。从取向分析结果推导出相邻的次枝分别在干枝的{101}及{001}晶面上沿<001>方向定向排列生长。基于该结果,讨论了这种定向排列的二级枝晶的生长机制。

溶胶凝胶法制备三维规则排列大孔TiO_2材料

以聚苯乙烯微球 (LatexSphere)离心后形成的三维规则排列的胶晶 (colloidcrystal)作模板 ,用钛酸丁酯、水、乙醇等配制的溶胶填充微球之间的间隙 ,然后原位形成凝胶 ,最后通过焙烧除去微球得到三维规则排列大孔TiO2 材料 (3DOM)。溶胶的浓度一般控制在 0 5～ 1 0md/L之间。焙烧过程的升温速度应控制在 5℃ /min以下。得到的样品表面可观察到五颜六色的彩光。从SEM照片可观察到 ,球形孔大小均匀 ,排列整齐 ,孔壁填充完全。孔径在 5 30nm左右 ,孔的排列呈面心立方结构 ,孔与孔之间由小孔窗相互交连。XRD表明孔壁含有锐钛矿和金红石两种晶型 ,2种晶型质量分数大约各占 5 0 %。

定向凝固Cu-10.25%Mg过共晶合金中初生Laves相Cu_2Mg枝晶三维形貌

采用连续切片技术重构了定向凝固Cu-10.25%Mg过共晶合金中初生Laves相Cu_2Mg的三维枝晶形貌.结果表明,Cu_2Mg二次枝晶的三维生长形态在不同凝固环境中呈现"八面体"、"棱面"或"板条"状,侧枝生长形态不对称,二维截面组织中沿生长方向不连续的枝晶实质上是枝晶二次侧枝的横断面组织,部分沿生长方向分叉的枝晶仅是某个初生枝晶一次轴的局部,而非二维截面组织推断出的初生桉晶分叉现象.20μm/s抽拉速率下合金的一次和二次枝晶间距分别为112.53和40.78μm,该值与凝固分数f_s=0.6时侧枝呈现"板条"枝晶的一次和二次枝晶间距测量值123.30和44.82μm相近,比f_s=0.8时侧枝呈现"八面体"枝晶的值198.00和47.66μm要小.三维初生Cu_2Mg枝晶"八面体"、"棱面"和"板条"侧枝的生长速率数值分别为1.40.1.94和2.66μm/s,比一次技晶主干生长速率要小近一个数量级.

三维有序大孔二氧化钛光催化降解有机废水研究

以聚苯乙烯(PS)为胶晶模板,一定比例钛酸四丁酯、乙醇、醋酸、盐酸和水配制的溶胶溶液为前驱体,通过浸渍和低温固化过程,使溶胶在PS模板间隙内进行填充并原位凝胶,最后通过煅烧除去模板,得到三维有序大孔(3DOM)TiO2材料。将获得的3DOM TiO2材料作为一种新型光催化剂降解罗丹明B和甲基橙有机废水,同时对其降解过程中的反应动力学进行了分析。结果表明,3DOM TiO2材料具有良好的光催化降解性能,并且降解反应复合一级动力学方程。

Laves相Cr_2Nb-20Ti合金定向凝固组织与取向生长

考察了Cr2Nb-20Ti(原子分数,下同)合金在5,10,20,100μm/s 4种定向凝固速率下的组织演变,研究结果表明:各凝固速率下合金的组织均由C15-Cr2Nb枝晶和枝晶间β-Ti构成,高温相β-Ti的形成是由Cr起到稳定化作用所致。随着凝固速率的增加,C15-Cr2Nb板条枝晶逐渐分裂,形貌由粗大板条转变为不规则多边形,同时凝固速率越大,扰动波长越小,枝晶组织越细,枝晶生长方向越偏向择优取向。实验中C15-Cr2Nb的择优生长晶面为(220),因该晶面有较大的裸露键能,生长时处于优势而淘汰其它生长晶面。

Ag负载TiO2多层结构的激光-水热复合加工

采用一种简单直接、操作灵活的脉冲激光-水热复合加工方式获得多层结构的Ag/TiO2纳米复合材料.激光液相烧蚀金属靶材具有瞬间高温高压的特点,所产生的等离子体在液体环境的受限效应下快速淬灭并形成丰富的纳米结构.通过优化复合加工顺序和水热时间,成功制备出TiO2类海胆结构和枝晶状的多层结构,以增强对紫外光的吸收.并且,进一步在TiO2类海胆结构表面毛刺以及宽度为20~60 nm的枝晶状TiO2结构表面沉积或镶嵌5~25 nm范围大小的球形Ag纳米颗粒,以扩宽吸收的光谱波段,获得具有优异光学性能的Ag/TiO2复合材料,在能量转化和光催化中有广泛的应用前景.

水系锌离子电池负极集流体关键问题及设计策略

水系锌离子电池具有成本低廉、环境友好、安全、能量密度较高等特点,有望应用于大规模电化学储能装置.然而,目前使用的商业化锌箔负极相对正极活性材料大大过量,显著降低了电池的能量密度,且存在严重的穿孔和极耳脱落等问题.使用集流体负载锌作为负极可有效提高放电深度,同时避免电极穿孔失效.但是,集流体界面易产生锌枝晶与副反应,严重影响电池的循环寿命.本综述首先分析了锌枝晶与副反应的产生原因及其对锌负极电化学性能的影响,并从集流体材料成分选择与结构构建两方面总结了锌负极集流体的设计思路,包括选择亲锌性材料、设计择优取向基底与构建三维集流体结构.设计合适的集流体可有效调控锌金属的沉积与剥离行为,从而推进水系锌离子电池的实用化.