C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料的制备和赝电容性能的研究

采用两步水热法,结合高温煅烧工艺,制备了直接生长在泡沫Ni基底上的C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料。利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析C包覆CoMoO_4的结构特征,结果表明C成功包覆在多孔交联CoMoO_4纳米片的表面。通过循环伏安法和恒流充放电法分析C包覆CoMoO_4的电化学性能,发现C包覆显著提高CoMoO_4的比电容和循环性能。在1A/g的电流密度下循环2000次,最高比电容达1864.79F/g,比电容保持率86.65%。比电容和循环性能的改善是由于碳包覆提高了CoMoO_4电导率和结构稳定性,促进了赝电容反应。

水热法合成的LaVO4/WO3复合纳米片的可见光光催化还原工业废水中Cr（Ⅵ）效果分析

针对工业废水中Cr(Ⅵ)毒性大,迁移性强的问题,采用水热法制备了不同复合比例的LaVO4/WO3复合纳米片光催化剂,通过XRD、SEM、XPS和DRS测试手段进行了表征。结果表明:LaVO4能进入WO3晶格之中,使其产生晶格缺陷;晶格缺陷可作为活性位点,促进光生载流子的分离,提高WO3的光催化活性。可见光下光催化还原工业废水中Cr(Ⅵ)测试表明:LaVO4/WO3复合纳米片的光催化还原效率比WO3更高,当LaVO4以质量比为3%负载WO3时,复合纳米片光催化还原性最高,可达92%,是纯WO3还原效率的8.3倍。分析结果表明,LaVO4能使WO3的氧空位得到扩散,提高界面光生电子的迁移速率,促进光生电子还原Cr(Ⅵ),提高复合纳米片的光催化还原性能。本研究为重金属工业废水,特别是难降解重金属污染物高效治理技术的研发提供了理论参考。

石墨烯片增强纳米复合材料微米圆柱壳的振动和稳定性

基于一阶剪切变形壳理论和应变梯度弹性理论(strain gradient elasticity theory,SGET),研究石墨烯片增强纳米复合材料(graphene platelets-reinforced nanocomposite,GPLRNC)微米圆柱壳的稳定性和自由振动。首先,通过Hamilton变分原理得到系统模型的控制微分方程。其次,利用Navier法获得GPLRNC微米壳的固有频率和临界屈曲载荷的解析解。结果表明:石墨烯片(graphene platelets,GPLs)的充填质量和分布模式影响微米壳的稳定性和振动特性。当壳体内部石墨烯片的质量分数给定时,微米壳在石墨烯片的O-GPLRNC分布下具有最高的固有频率和临界屈曲载荷,在X-GPLRNC分布下则反之。此外,材料长度尺度参数、石墨烯片几何尺寸和微米壳几何尺寸对GPLRNC微米圆柱壳的稳定性和自由振动具有重要影响。

构型化石墨烯纳米片/2009Al复合材料热膨胀系数模拟

石墨烯纳米片/Al复合材料热特性与其微观组织密切相关,但尚缺系统性的从微观结构模拟到热学性能预测。本工作利用有限元软件ABAQUS建立了微观石墨烯纳米片/2009Al复合材料三维模型,分析了石墨烯纳米片分布形式、几何构型和体积分数对复合材料热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的热膨胀系数受石墨烯纳米片的分布形式影响较小。只有当石墨烯纳米片在基体内的分布形式为2簇时,热膨胀系数比其他分布形式小。石墨烯纳米片几何构型和体积分数对热膨胀系数影响明显。随着石墨烯纳米片体积分数的增加,复合材料热膨胀系数逐渐减小。与基体相比,当复合材料中石墨烯纳米片的体积分数为2.5%,且呈集聚分布时,热膨胀系数下降幅度最大,约为27%。通过与实验结果对比,验证了模型的正确性。

镍钛合金纤维基体上氧化锌纳米片的电沉积及其对环境水样中紫外线吸收剂的高效固相微萃取

以镍钛合金(NiTi)丝为固相微萃取(SPME)纤维基体,采用水热法原位生长网状交联钛/镍复合氧化物纳米片(TiO_2/NiOCNSs),随后通过电化学沉积,将氧化锌纳米片(ZnONSs)可控组装在NiTi-TiO_2/NiOCNSs纤维上。与HPLC联用,考察所组装NiTi-TiO_2/NiOCNSs@ZnONSs纤维对水样中痕量紫外线吸收剂的吸附性能,优化实验条件,建立了SPME-HPLC测定方法。在0.05~200μg/L范围内具有良好线性关系(相关系数>0.999),检出限为0.009~0.065μg/L;该法的单根纤维日内测量相对标准偏差(RSDs)为4.6%~5.5%,日间测量RSDs为5.4%~6.8%,该法的5根不同批次所组装纤维RSDs为6.7%~7.9%。实际水样分析结果表明,加标回收率为86.8%~105.9%。所组装NiTi基纤维具有良好制备重现性和很长的使用寿命,一根纤维可完成整个分析过程和批量样品的测量。所建立方法适用于不同类型环境水样中痕量紫外线吸收剂的富集分离和灵敏测定。

3D石墨烯的简易制备及其在太阳能界面蒸发中的应用

以三聚氰胺泡沫(MF)为3D载体,石墨烯-氧化石墨烯(G-GO)复合纳米片为前驱体,采用浸渍法和热退火法制备3D石墨烯-还原氧化石墨烯-碳泡沫(G-RGO@CF)。采用扫面电子显微镜、紫外-可见-近红外光谱仪等对G-RGO@CF进行形貌、结构进行表征。结果表明:G-RGO@CF展现出丰富的孔结构(孔隙率高达96.1%),高且宽的吸收率(96.6%,其波长为250~2500 nm)和亲水性;在1 kW/m^(2)太阳光强照射下,G-RGO@CF的蒸发速率和能量转换效率分别为1.54 kg/(m^(2)·h)和96.4%;在经历10次循环后,仍保持较高的蒸发速率和能量转换效率。