MAPbBr_(3)与MAPbBr_(3)/(OA)_(2)PbBr_(4)核壳材料的尺寸效应和发光特性

利用配体辅助共沉淀法和超高速离心分别制得了3种不同尺寸的甲胺溴化铅MAPbBr_(3)与核壳结构MAPbBr_(3)/(OA)_(2)PbBr_(4)(辛胺溴化铅)纳米颗粒,并对其形貌结构和发光性能进行了表征。紫外-可见吸收光谱和室温荧光(PL)光谱测试表明,因量子局限效应,MAPbBr_(3)与核壳结构MAPbBr_(3)/(OA)_(2)PbBr_(4)纳米颗粒都表现出明显的尺寸依赖带隙蓝移。低温PL光谱表明,壳层对MAPbBr_(3)纳米颗粒的相变有抑制作用,声子能量随尺寸增大而增大,但与MAPbBr_(3)相比,核壳结构的声子能量整体较小。时间分辨PL光谱研究表明,MAPbBr_(3)纳米颗粒PL衰减呈双指数衰减,随着尺寸增大,短寿命从1.18 ns增大到1.55 ns,长寿命从4.49 ns增大到9.63 ns。而核壳结构中,由于壳层对核表面缺陷强的钝化,PL几乎呈单指数衰减,且随尺寸增大,寿命从7.34 ns增大到17.36 ns,明显高于MAPbBr_(3)纳米颗粒长寿命。本文对提高MAPbBr_(3)发光稳定性和实现高性能器件具有重要指导意义。

P25@SiO_2核壳材料的制备及其选择性光催化性能的研究

目的构筑具有尺寸选择性光催化功能的复合纳米结构,在维持二氧化钛材料光催化性能的同时,减少其对有机大分子材料及有机基底材料的腐蚀行为,拓宽光催化材料的使用范围。方法采用一锅法,通过TEOS围绕P25为核进行水解,制备了多孔SiO_2包覆TiO_2(P25)复合核壳结构(P25@SiO_2)纳米颗粒。结果 TEM、XRD、BET表征显示,这种复合核壳纳米结构具有较好的分散性和很高的比表面积(约528 m2/g)。光催化性能实验证实,这种复合核壳结构具有尺寸选择性光催化效应,即小分子氮氧化物气体(NOx)能通过壳层SiO_2孔道进入核层并降解90%以上,被氧化成硝酸盐固定下来;小分子有机物亚甲基蓝能穿过壳层孔道进入复合结构的核层部分,被氧化分解;大分子有机物胭脂红被壳层有效隔离而不被分解。老化试验显示,涂覆有这种核壳结构材料的有机基材(PET膜)被氧化老化的现象受到抑制。相反,与裸露的有机基材(PET膜)相比,由于壳层的保护作用,涂覆有核壳纳米结构的有机基材具有更好的抗紫外线性能。结论开发的这种具有尺寸选择性光催化的复合核壳结构材料,可以涂覆在各种有机基材的表面,赋予其一定的光催化功能,同时由于壳层的隔离保护作用,对基材的腐蚀作用受到抑制。这种复合核壳纳米结构也可以作为功能添加材料添加到各种涂料材料中,并赋予涂料一定的光催化性能,同时对涂料中的有机物不会产生强烈的分解作用,因此具有很好的应用前景。

固相合成法制备甲苯甲醇烷基化的ZSM-5@silicalite-1核壳分子筛催化剂

以ZSM-5晶体为核,将二氧化硅(SiO_(2))、四丙基溴化铵(TPABr)和氟化铵(NH4F)固体研磨成粉作为原料,采用固相合成法制备ZSM-5@silicalite-1核壳分子筛催化剂;并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和2,6-二叔丁基吡啶吸附红外光谱(DTBPy-IR)等手段,对核壳分子筛催化剂的结构进行表征,考察其对甲苯甲醇烷基化反应的催化性能。结果表明,通过固相合成法,ZSM-5核晶体外表面外延生长出了全硅MFI型分子筛(silicalite-1)壳层,且该核壳催化剂表现出较高的对二甲苯(PX)选择性。还考察了核晶体尺寸对核壳结构催化剂的影响。研究发现,随着核晶体尺寸的增大,核壳分子筛的甲苯转化率下降、PX选择性上升。作为对比,采用传统水热合成法(液相合成法)制备了核壳分子筛,考察了核晶体尺寸的影响。研究发现,随核晶体尺寸增大,水热合成法制备的核壳分子筛的甲苯转化率呈现先减后增的趋势,PX选择性则相反。由此得出,固相合成法对于较大核晶体的壳层生长具有更好的适用性,表现出广阔的应用前景。

六角相NaYF_4纳米粒子的合成及粒子尺寸对Tb^(3+),Er^(3+)下转换效率的影响

采用热溶剂法制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+六角相纳米粒子,分析了合成条件对六角相粒子形成的影响。较高的反应温度有利于六角相NaYF4晶体的形成。实验结果表明:六角相是热力学更稳定和更有序的结构,从立方相到六角相的转变是从无序到有序结构的转变。随着尺寸的减小,纳米粒子的下转换效率明显降低。为进一步比较,制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+核壳结构的纳米粒子。包覆后的纳米粒子的下转换效率明显提高,其原因是包覆减少了表面缺陷进而降低了表面激发能量的猝灭。

微观结构对纳米金刚石涂层WC-Co结合性能的影响

微观结构对金刚石涂层硬质合金的结合性能具有重要影响。本文采用酸碱二步腐蚀法预处理WC-Co基体,使用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,分别在CH4浓度为2%,3%,4%的CH4/H2/Ar气氛体系中,沉积得到不同微观结构的金刚石薄膜。采用SEM和Raman分别对薄膜的表面形貌、截面形貌及sp3/sp2相成分进行表征,采用划痕法评估薄膜的膜基结合性能。结果表明:提高甲烷浓度可有效细化金刚石晶粒,有利于纳米晶金刚石的生长;当金刚石薄膜的晶粒尺寸从几百纳米降低至几十纳米时,薄膜的sp2相增多,晶粒的形核密度随之提高;各样品所沉积的金刚石薄膜在剥落时所受的临界载荷分别为15.2,6.9和9.1N,结合薄膜的微观结构,可得出结论:高纯度、高形核密度的金刚石有利于提高纳米尺寸薄膜与WC-Co基体的结合性能。

触媒合金的组织结构对金刚石合成的影响

在金刚石合成前对触媒进行热处理以改变其组织结构，用成分相同、组织结构不同的ＮｉＣｒＣｏＳｉ触媒合金在相同条件下合成金刚石，分析了合成效果的差别，探讨了触媒合金组织结构对金刚石合成的影响。结果表明：再结晶组织比变形组织有利于粗粒金刚石生成；增大触媒晶粒尺寸可提高金刚石粗粒比；｛１１０｝织构有利于粗颗粒金刚石合成；合成前对触媒进行渗碳处理可提高金刚石形核率，但降低金刚石颗粒尺寸。

水热法制备核-壳结构的α-ZnS纳米晶

以氯化锌和氨基硫脲为原料,采用配合物低温水热分解法,制备了具有核壳结构的αZnS半导体纳米晶。X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)确定所制备样品为纯ZnS,透射电镜(TEM)表明产品的形貌是核壳结构小球,电子衍射图案进一步证实核和壳均是由几个到十几个纳米的ZnS纳米晶组成的聚集体。荧光(FL)性质表明该样品有一定的量子尺寸效应。

Cu-Cr-Nb合金选区激光熔融工艺参数优化

采用选区激光熔融(SLM)对氩气雾化Cu-1.93Cr-0.74Nb(摩尔分数)合金粉末进行成形,研究激光功率、扫描速率和扫描间距等工艺参数对试样相对密度、熔池形貌和微观结构的影响。结果表明,SLM工艺参数对Cu-1.93Cr-0.74Nb合金相对密度、冶金缺陷和显微组织的影响呈现非线性关系。当激光功率由300 W上升至400 W时,或扫描速率由500 mm/s上升至1 100 mm/s时,成形件相对密度先升高后降低,孔洞数量和尺寸也呈现出类似的变化规律。相对密度与熔池道的连续性、孔洞数量和尺寸等密切相关。最优参数为激光功率330 W、扫描速率800 mm/s和扫描间距0.1 mm,所制备的Cu-1.93Cr-0.74Nb合金的相对密度达到99.3%,具有以大尺寸晶粒为中心,边缘分布着细小晶粒构成的双峰尺寸晶粒核壳结构和强{110}织构。织构指数和织构强度分别为9.319和7.812。

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL10 1合金熔体中分别或同时添加不同量的Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C ,保温不同时间 ,利用光学显微镜和电镜扫描 ,研究了Al 10Sr ,Al 5Ti 0 .2C对ZL10 1合金组织的影响规律。试验结果表明 ,向ZL10 1合金中添加质量分数为 0 .5 %的Al 10Sr ,可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状 ,同时促进了α Al枝晶的形核生长 ,晶粒尺寸在 10 0～ 2 5 0 μm之间。若添加质量分数为 0 .2 %的Al 5Ti 0 .2C ,可使初生α Al晶粒成为 40～ 70 μm的等轴晶 ,对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C时 ,α Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质 ,这主要归功于Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C对ZL10 1合金细化变质的交互作用。

不同晶粒尺寸的(La_(0.47)Gd_(0.2))Sr_(0.33)MnO_3纳米颗粒磁性能

采用非晶态多核配合的方法制备了(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒,用XRD、HRTEM和MPMS等手段对纳米颗粒的微观结构和磁性能进行研究。XRD和SAD分析表明,所有的样品都具有单相钙钛矿结构;TEM分析表明,经过600,800和1000℃烧结10h后的样品颗粒尺寸分别为40～50nm,90～100nm和140～150nm。样品的磁学性能结果表明:(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的居里温度TC(298K)基本上不随颗粒尺寸的变化而变化,而相对磁制冷能力取决于颗粒尺寸;颗粒尺寸为90～100nm的(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的相对磁制冷能力最大,可以作为室温下使用的磁制冷工质侯选材料。

高压方法合成α″-Fe_(16)N_2

用同步还原氮化技术制备的Fe、Fe4N混合纳米颗粒和Fe/Fe4N核壳复合纳米颗粒分别作为前驱体,再经高压加温后合成了含有高饱和磁化强度的α″_Fe16N2相.采用X_射线衍射仪(XRD)表征样品的结构,研究了高压下温度及前驱体对合成α″_Fe16N2相的影响,其磁性用振动样品磁强计(LakeShoreVSM)在室温下进行测量.实验结果表明:混合的Fe_Fe4N纳米颗粒和复合的核壳结构Fe/Fe4N颗粒在高压下均有可能发生相变.压力为6GPa时,当温度在400℃、500℃Fe和Fe4N仅仅发生晶粒细化,没有相变;当温度高于600℃时,可使Fe和Fe4N两相之间发生固相反应,产生了α″_Fe16N2等新的相.但用混合的Fe_Fe4N作为前驱体时会发生氧化,而高压复合的Fe/Fe4N前驱体则不会发生氧化.采取不同的氮化时间,可获得不同比例的α_Fe/γ′_Fe4N前驱体,在高温高压作用下可得到不同含量的α″_Fe16N2.本文对实验结果也进行了初步解释.

Pd@Pt核壳型纳米粒子的制备及其在de-No_x加氢反应中的催化性能研究

以PVP、油胺作为稳定剂,采用溶胶法成功合成了不同尺寸的Pt纳米颗粒,以及具有核壳结构的Pd@Pt纳米颗粒.采用TEM,EDS,IR-CO对合成的纳米粒子进行了表征,并考察了Pt/Al_2O-3以及Pd@Pt/Al_2O_3在de-NO_x加氢反应中的催化性能.实验结果表明:溶胶法可以有效控制所合成的Pt纳米颗粒的尺寸,且在deNO_x加氢反应中,小尺寸的Pt纳米颗粒显示出了更高的反应活性.此外当反应条件为H_2/NO=4/1时,de-NO_x反应主产物为氨;在反应条件为H_2/NO=1/1时,该反应更倾向于生成N_2.在相同的反应条件下,与小尺寸的Pt纳米颗粒相比,核壳型Pd@Pt/Al_2O_3纳米颗粒在de-NO_x反应中具有最高的催化性能,显著提升了N_2的选择性,在150℃时N_2含量达到最大值62%,是单金属Pt_(4.5)/Al_2O_3催化剂的两倍以上.这可能是由于核层的Pd与壳层的Pt之间的相互作用改变了金属Pt的核外电子性质而引起的.

制革常见科技问题解答(22)

(续上期)138.什么是纳米?答:当今,纳米科技已经受到世界各国政府和社会各界的高度重视和密切关注,甚至将纳米科技视为决定国力和经济竞争力的重要的战略发展方向。因此,在世界范围内,兴起了一股纳米热。

共挤出成型木塑复合材料研究进展与应用

木塑复合材料(WPCs)是一类以热塑性聚合物为基体,以木质纤维为填充增强材料,通过熔融复合,采用挤出、注塑或模压等成型工艺而制备的复合材料,兼具木材的生态特性和热塑性聚合物的可重复加工性能,是一类生态和经济效益显著的环境友好材料,近几十年来获得飞速发展。然而,传统WPCs由于其耐UV老化性能差,受到长期力载荷和热负荷时易发生蠕变和热变形,由此导致的耐久性和安全性隐患制约了其市场发展,迫切需要加以解决并向高附加值和多功能化等方向拓展。共挤出成型木塑复合材料(Co-WPCs)是采用共挤出成型技术将不同组分的核/壳材料复合而成的多层木塑复合材料,可以较低的成本和较高的效率,赋予WPCs高附加值和多功能化。笔者主要介绍了Co-WPCs的研究现状,并结合核/壳结构的特征,概述了Co-WPCs的研究进展,包括力学性能、尺寸稳定性、耐候性能、阻燃性能等;重点阐述了2种新型Co-WPCs的发展状况,为共挤出木塑的创新和发展提供新思路;最后提出共挤出木塑复合材料发展所面临的挑战和问题,阐明了未来研究的重点。

致密低压气藏纳米微乳液防水锁剂研究与应用

针对低渗储层易受到水锁伤害的问题,合成了一种含氟纳米微乳液防水锁剂M916。相较于传统防水锁剂,M916具有小尺寸和核壳结构特征。该结构能够降低M916在近井地带的吸附,实现深部防水锁。实验结果表明:M916的尺寸约为20nm,可通过纳米级孔喉,改善岩石表面润湿性,达到中性润湿,能同时降低水锁对支撑裂缝及储层基质的伤害。此外,M916与一体化压裂液的配伍性良好,在一体化压裂液中添加0.3%纳米微乳液防水锁剂,施工后见气返排率最低,见气时间最短,试气产量最高,体现了良好的应用前景。

碳层厚度的纳米尺度精准调控及其对硅@碳复合材料储锂性能的影响研究

硅因其较高的理论比容量、适宜的脱嵌锂电位有望成为下一代锂离子电池负极的首选材料。然而硅的导电性较差且在脱嵌锂过程中体积膨胀高达300%,导致其在循环比容量持续衰退。为解决这一问题,本文以商用硅纳米粉体为原料,以间苯二酚和甲醛为碳源,采用聚合反应并辅助以高温炭化工艺制备得到硅@酚醛树脂衍生碳(Si@CRF)复合材料。论文通过精准调准调控硅纳米粉体与间苯二酚和甲醛的比例,在硅表面实现了酚醛树脂衍生碳厚度在纳米尺度上的精准调控,制备得到了碳层厚度分别为2nm、4nm、7nm、11nm和14nm的Si@CRF复合材料,并系统研究了其电化学性能。研究结果发现,碳层厚度对硅的储锂性能有显著影响,其中碳层厚度为7nm时,Si@CRF复合材料性能最佳,可在0.2A/g的电流密度下展现出2532.4mAh/g的高嵌锂容量,首次库伦效率可达74.35%,且在1A/g的高电流密度下循环200次后其放电比容量依然高达1005mAh/g,展现出了较高的比容量、较高首次库伦效率、良好的倍率性能和优异的循环稳定性,具有较好的应用前景。

超细晶钛酸钡基储能陶瓷的性能与微观结构

利用水基化学包覆法在纳米钛酸钡粉体包覆氧化铝、二氧化硅和氧化锌等物质,并通过两段式烧结法制备了平均晶粒尺寸120 nm的超细晶钛酸钡基储能陶瓷.包覆层的存在抑制了晶粒生长和异常晶粒长大,同时将陶瓷的交流击穿场强大幅提高至150 kV·cm^(-1)以上,储能密度达到0.829 J·cm^(-3).电子能量损失谱显示,包覆掺杂的元素明显偏聚于陶瓷晶界,形成具有芯-壳结构的晶粒.而高温阻抗谱的测试和拟合结果则进一步解释了陶瓷性能改善的原因.虽然此超细晶陶瓷的储能密度并不十分突出,但其晶粒细小均匀、烧结温度低,因而可用于制备多层陶瓷电容器,从而大幅提高储能密度,这是常见的储能陶瓷无法实现的.

包钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球的合成及其在多步催化反应和尺寸选择催化氢化中的应用(英文)

最近,具有中空核壳结构的纳米材料在催化领域中有着深入的研究和广泛的应用.在本文中,我们使用一种简单易行的方法合成了一种包裹钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球(简写为Pd@HMAN).首先,通过一种先原位合成钯纳米粒子再对其进行二氧化硅包裹的方法,在Brij56-环己烷-水的反相胶束中合成了具有核壳结构的包裹钯纳米颗粒的二氧化硅纳米球(简写为Pd@SiO2).然后,使用CTAB,Na2CO3和NaAlO2试剂,通过简单的碱性条件下刻蚀Pd@SiO2的过程,我们成功得到了具有多孔性能的中空核壳型Pd@HMAN纳米催化剂.由于硅铝酸盐外壳具有酸催化作用,并且内核钯纳米颗粒又是一种高活性的催化媒介,因此,这种复合的多功能纳米催化剂能够很好的应用于多步催化反应中.此外,通过一个简单的热处理的方法,能够缩小硅铝酸盐外壳上的孔道,我们发现这种孔道调节后的Pd@HMAN纳米催化剂在尺寸选择性氢化反应中有很好的应用前景.