氧化锌/活性炭复合材料的制备与性能表征

将滚压振动磨制备的锌纳米颗粒与普通活性炭按一定比例混合,置于高压反应釜中,在180℃时水热反应24h,制备得到氧化锌/活性炭复合材料(ZnO/AC)。采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了产物的结构和形貌,采用比表面积法(BET)分析了产物的比表面积,最后研究了复合材料对甲基橙的降解特性。结果表明,复合材料是由氧化锌纳米棒在活性炭颗粒表面上包覆生长而形成的,其中氧化锌具有六方纤锌矿结构。复合材料在紫外光条件下对甲基橙的降解性能明显优于其各自单独使用的效果,表现出良好的协同催化效应。

氧化锌纳米复合材料的场发射性能研究

采用两步法制备得到氧化锌纳米复合材料。首先采用低温水热法在硅基底上生长得到氧化锌纳米棒阵列,再采用电泳法分别制备得到3种氧化锌纳米复合材料,并对所得产物进行了SEM、XRD、EDS和XPS表征,最后对产物进行了场发射性能测试。XRD、EDS和XPS测试结果表明制备产物为Al_(2)O_(3)-ZnO、MgO-ZnO和CuO-ZnO纳米复合材料。同氧化锌纳米棒阵列相比,3种氧化锌纳米复合样品的开启电场均有所下降,其中MgO-ZnO纳米复合样品的场发射性能最优,开启电场为4.7 V/μm,4种样品的开启电场从低到高依次是:MgO-ZnO<Al_(2)_O_(3)-ZnO<CuO-ZnO<ZnO,研究结果表明构建纳米复合材料能够有效提高氧化锌纳米棒的场发射性能。

氧化锌/石墨相氮化碳复合材料的制备及其光催化研究进展

光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_(3)N_(4))复合材料具有新颖的结构,以及优良的导电、防光腐蚀等性能,一直是光催化领域的关注热点。ZnO/g-C_(3)N_(4)能有效提高光生载流子的分离效率和可见光利用率,从而提高其光催化性能。主要介绍了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合材料的发展现状、制备方法,以及该复合材料在光催化降解污染物、抗菌、析氢、CO_(2)还原等领域的应用,并对未来研究方向进行了展望。

沥青基活性炭-MnO复合材料的可控制备及其在非对称超级电容器中的应用

本研究提供一种适用于超级电容器的沥青基活性炭-MnO复合材料。以石油沥青为碳源,乙酸锰为锰源,通过压片成型和一步活化法的结合,制备得到了MnO负载沥青基活性炭复合材料(PAC@MnO)。PAC@MnO具有高比表面积且孔道主要由微-介多级孔构成。作为电容器电极材料,在三电极体系下,研究了不同MnO负载量对PAC@MnO-x电极性能的影响,其中PAC@MnO-0.3电极在0.5 A/g电流密度下比电容高达344.5 F/g,在高电流密度为20.0 A/g下,仍具有190 F/g的比电容,表现出优异的倍率性能。将PAC@MnO-0.3与PAC@MnO-0组装成水系非对称超级电容器,在5.0 A/g电流密度下循环3 000圈后,其容量保持率高达87.24%,表现出优异的循环稳定性。MnO纳米粒子与PAC的均匀复合不仅显著提升了MnO的导电性,同时抑制了其在充放电过程中的体积膨胀,使PAC@MnO呈现出优异的电化学特性。此外,PAC丰富的多级孔结构为电解液离子的存储提供了大量的活性位点,并为电解液离子的快速传输提供通道。

基于纳米氧化锌-石墨复合材料的电化学传感器检测对苯二酚

对苯二酚(HQ)作为一种稳定剂和抗氧剂主要应用于工业领域,工业废水中对苯二酚的残留对人体及环境危害严重,因此,建立一种简单、准确检测对苯二酚的方法对食品安全和环境监测具有重要意义。本文构建了纳米氧化锌-高纯石墨/玻碳(ZnO-C/GC)复合材料电化学传感器,实验材料简单易得,成本低。利用原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学交流阻抗法(EIS)分析了纳米ZnO-C复合材料的结构特征、表面特征和导电性,采用循环伏安法(CV)实现了纳米ZnO-C/GC复合材料电化学传感器对对苯二酚的检测,探究了对苯二酚的电催化机理,该电化学传感器检测对苯二酚具有良好的稳定性和准确性,较宽的线性范围,检出限达到1.0×10^(-8)mol/L。

液相沉淀法制备氧化锌-壳聚糖复合材料及其抗菌性能

以硝酸锌(zinc nitrate,Zn(NO_(3))_(2))为锌源,以壳聚糖(chitosan,CS)为基底,以氢氧化钠(sodium hydroxide,NaOH)为沉淀剂,采用液相沉淀法制备氧化锌-壳聚糖(zinc oxide-chitosan,ZnO-CS)复合材料;借助扫描电镜、X射线衍射分析、热重分析、X射线光电子能谱、红外光谱和紫外吸收光谱等手段进行表征,考察ZnO-CS复合材料的形貌、结构组成以及ZnO在CS表面的吸附情况;将ZnO-CS悬浊液涂抹在新鲜熟白米上进行ZnO-CS复合材料的抗菌性能测试。结果表明:Zn^(2+) -CS表面首先生长了一层棒状ZnO粒子膜;通过受热反应CS表面的氨基与Zn^(2+)、ZnO形成交联网络,使棒状ZnO进一步生长形成片状ZnO;CS表面的氨基所形成的交联网络吸附ZnO,得到ZnO-CS复合材料;在时间为6 d时,用ZnO-CS悬浊液处理后的新鲜熟白米没有生成菌落,在时间为12 d时菌落无明显扩散,表明ZnO-CS复合材料具有良好的抗菌作用。

酞菁铜-氧化锌复合材料的制备及其气敏特性

将p型有机半导体材料酞菁铜(CuPc)和n型无机半导体材料氧化锌(ZnO)复合,得到p-n型的CuPc-ZnO复合材料,促进了目标气体在敏感层表面发生反应,提高了敏感层的气敏性能。在结晶度、形貌和结构等方面对制备的CuPc-ZnO敏感材料进行了详细表征,并对CuPc-ZnO复合材料的气敏性能进行了系统评估。结果表明无论是向CuPc中掺入少量的ZnO,还是向ZnO中掺入少量的CuPc,均可显著提高单一材料的气敏性能,这两种复合敏感材料对NO_(2)都展现了优异的选择性和良好的响应/恢复特性。其中,基于质量分数3%的CuPc/ZnO复合材料的传感器在150℃下对体积分数1×10^(-5)的NO_(2)的响应高达90,与基于纯ZnO的传感器相比,灵敏度明显提升,该传感器是检测NO_(2)的有利候选者。

氧化镁/活性炭复合材料的制备及其吸附特性

氧化镁/活性炭复合材料性能优良、用途广泛,但制备成本高.以造纸制浆过程中产生的主要污染物——造纸草浆黑液和镁盐为原料制备了氧化镁/活性炭复合材料,用N2吸附等温线、扫描电镜及X射线能谱等方法进行了表征,并研究了其对阴离子染料的吸附特性.结果表明,制备的氧化镁/活性炭复合材料中氧化镁分散均匀,比表面积为480m2/g,孔体积0.31mL/g,平均孔径2.62nm,碘吸附值为856.12～863.56mg/g;氧化镁/活性炭复合材料对阴离子染料的吸附符合伪二级动力学方程;等温吸附线拟合结果显示,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程描述;该吸附是自发进行的吸热过程.

二氧化钛/稻壳活性炭微纳复合材料制备及光催化性能

利用TiO2和稻壳活性炭(RHAC)二者优异的特性,在稻壳活性炭表面负载纳米TiO2,成功制备了TiO2/RHAC微纳复合材料。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、N2吸附-脱附曲线、高分辨透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱和光催化试验分别对其进行研究。结果表明,TiO2粒子均匀负载在RHAC表面,且富含羟基,对罗丹明B有优越的光催化效果,其光催化降解反应符合准一级反应动力学方程。

活性炭负载钴掺杂纳米氧化锌复合材料的制备及光催化性能研究

草酸盐共沉淀前驱体通过煅烧热解得到活性炭负载的钴掺杂纳米氧化锌的复合光催化剂,采用XRD、BET等对产物进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物,研究不同煅烧温度、不同掺杂钴纳米氧化锌负载量的复合材料的光催化降解性能,结果表明,随着光催化剂前驱体的焙烧温度的升高,草酸盐分解的二氧化碳对活性炭孔活化作用增强,所制得光催化剂的光催化性能较好;掺杂钴纳米氧化锌负载量为5%,煅烧温度为650益的复合材料对较高浓度的废水表现良好的光催化降解性能,100ppm的亚甲基蓝溶液的光催化降解率最高可以超过97%.

氧化锌插层蒙脱土纳米复合材料的制备及其光催化活性（英文）

采用一种简便的方法制备了氧化锌插层蒙脱土纳米复合材料。首先将蒙脱土充分充水后进行冷冻,具有层状结构的蒙脱土充水后会发生膨胀,部分从块状的蒙脱土上剥离形成超薄的片层结构。然后通过可控的水热过程使氧化锌纳米粒子进入蒙脱土层间或覆盖于表面。结果表明,直径1～3nm的纳米氧化锌会插层于蒙脱土的层间,而直径达10～25nm的纳米氧化锌则会镶嵌在蒙脱土表面。该纳米复合材料对模拟污染物甲基橙具有优异的光催化性能。

抗菌PP/Rnano-ZnO复合材料的制备及性能研究

以棒状纳米氧化锌(Rnano-ZnO)为抗菌剂、聚丙烯(PP)为基材,采用熔融共混法在双螺杆挤出机中制备了抗菌PP/Rnano-ZnO复合材料。测试了复合材料的抗菌性能,通过DSC法研究了抗菌PP/Rnano-ZnO复合材料中Rnano-ZnO质量分数对结晶性能的影响,采用SEM分析了复合材料冲击断面的微观形貌,采用万能电子拉伸机测试了复合材料的力学性能。结果表明,抗菌PP/Rnano-ZnO复合材料中随着Rnano-ZnO的加入,结晶温度提高了1.81℃,相对结晶度提高了5.03%,冲击强度提高了47.83%,拉伸强度提高了20.96%和断裂伸长率提高了4790%;当抗菌PP/Rnano-ZnO复合材料中Rnano-ZnO质量分数为6.0%时,其力学性能、对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果最佳。

氧化钴/氧化锌复合材料的制备及其研究进展

氧化钴和氧化锌基复合材料在很多领域中有广泛的运用。具有高理论容量的氧化钴是一种潜在的锂离子电池(LIBs)负极材料,但其应用受到高成本和体积膨胀的限制,考虑到氧化锌价格低廉,氧化钴和氧化锌复合材料的制备方法多样,可用于催化、吸附、能源等方面。本文概述了氧化钴和氧化锌复合材料的制备方法及近年在光催化、电催化、吸附、降解、传感器及能源等方面的研究进展,并对该复合材料的应用前景进行了展望。

PBT/PETG/纳米氧化锌复合材料的制备与抗菌性能

为制备一种具有抗菌性能的复合材料,采用熔融密炼法制备了不同含量纳米氧化锌的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚对苯二甲酸乙二酯-1,4-环己烷二甲酯(PETG)/纳米氧化锌抗菌复合材料。考察了不同粒径纳米氧化锌的抗菌效果及含量对复合材料抗菌性能的影响,并通过紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、透射电子显微镜、涂布平板法及动态水接触角等方法对纳米氧化锌及复合材料进行表征分析。结果表明,所制备的纳米氧化锌均为六方纤锌矿结构,且油酸钠与乙酸锌的物质的量比值越大,所制纳米氧化锌的粒径越小,分散性越好,抗菌效果越强。随着纳米氧化锌添加量的增多,抗菌复合材料表面对细菌的黏附性变小。当氧化锌的质量分数为0.2%时,抗菌复合材料对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌抗菌率分别为23.21%,62.41%,已经具备抑菌效果,同时材料表面水接触角由原来的84.7°变为95.1°。纳米氧化锌的质量分数为0.5%时,抗菌率分别为86.79%,89.47%,相较于0.2%时有较大提升。当纳米氧化锌的质量分数为1%时,复合材料对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为95.71%与98.50%,均符合抗菌材料的要求。

聚丙烯/四针状氧化锌晶须抗菌复合材料的性能研究

以不同质量分数的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为改性剂,利用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/T-ZnOw复合材料。对复合材料的力学性能和负荷热变形温度进行了分析,并考察了复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性。结果表明,T-ZnOw对复合材料增强增刚作用不明显;当T-ZnOw质量分数为5%时,复合材料的冲击强度提高了近一倍,负荷热变形温度提高了33.7℃,复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均高达50%以上,具有高效的抗菌性能。

ZnO/活性炭复合材料的制备及其传感器对低浓度乙醇的气敏性能

采用水热法合成ZnO一维纳米线材料,以活性炭粉与纳米ZnO复合构筑出ZnO/活性炭复合材料,探究了复合材料对乙醇气体的敏感性能。结果表明,150℃时,ZnO/活性炭复合材料传感器对乙醇气体具有良好的响应-恢复特性;对于浓度5×10^(-6)的乙醇,传感器灵敏度可达到4.75;传感器灵敏度随着乙醇浓度增加呈正相关提升,且具有很好的重现性。

氧化锌/聚苯胺复合材料的制备及研究进展

n型半导体氧化锌(ZnO)和p型半导体聚苯胺(PANI)通过一定的合成工艺可以获得异质结结构的ZnO/PANI二元或三元纳米复合材料,表现出比纯ZnO和纯PANI更优良的性能,在许多领域内具备广泛的应用前景。梳理了该复合材料的常用制备方法和发展现状,以及在传感器、光催化剂、超级电容器、防腐、吸波等方面的应用,指出了存在的不足,展望了未来的发展方向。

氧化锌纳米复合抗菌材料的制备及性能研究

氧化锌作为一种光催化抗菌材料,因成本低和安全性较高而备受关注。本文通过超声-煅烧法制备了一系列掺杂不同TiO_(2)摩尔分数(0%,5%,10%,15%,20%)的TiO_(2)-ZnO复合抗菌材料,研究了该复合抗菌材料的晶格结构、微观形貌和光谱性能,并以ATCC 25922大肠杆菌为受试菌株,分析了TiO_(2)-ZnO的抗菌性能和反应过程。结果表明:TiO_(2)-ZnO复合材料是由六方纤锌矿ZnO和锐钛矿型TiO_(2)组成,TiO_(2)的添加生成了Zn-O-Ti新键,TiO_(2)颗粒连续均匀地分布在ZnO表面,ZnO的尺寸为2~3μm。测试大肠杆菌培养12 h的菌落情况,表明了纯ZnO的抗菌能力较弱,随着TiO_(2)添加量的增加,菌落数量减少,TiO_(2)-ZnO的抗菌能力逐渐提高,TiO_(2)-ZnO(TiO_(2)掺杂摩尔分数15%)复合抗菌材料的抗菌能力最强。光催化反应下,15 min时TiO_(2)-ZnO的灭菌效率达到100%,TiO_(2)-ZnO在光照下快速破坏了大肠杆菌的细胞膜,使大肠杆菌发生严重变形,细胞质流出,进而杀死细菌,TiO_(2)的添加对ZnO抗菌材料的灭菌能力提升显著。

无表面活性剂条件下一锅法制备金属/氧化锌复合材料用于催化二氧化碳加氢制甲醇反应（英文）

由于温室效应的危害和人类对可再生能源的需求,二氧化碳加氢还原制甲醇成为非常重要的一个化学反应。最近几年的研究中,过渡金属/氧化锌纳米复合材料作为催化剂被广泛应用于该反应,这是因为过渡金属/氧化锌纳米复合材料具有优秀的协同功能以及独特的光电子和催化性能。因此,发展该复合材料的尺寸可控制备方法显得很有价值。虽然使用物理方法可以大批量制备催化材料,但却难以实现金属和载体间的强相互作用力。因此,研究者们更多地倾向于使用化学方法来制备多组分催化剂材料。然而,为了获取活性金属相,该催化剂通常需要氢气还原步骤;同时,还需要表面活性剂来控制纳米粒子的尺寸,这就使得大多数复合纳米材料的合成需要很多步骤,从而导致金属/氧化锌纳米复合材料催化性能的不稳定性。因此,我们发明了一种在回流乙二醇中一锅法合成金属(钯,金,银,铜)/氧化锌纳米复合材料的制备方法,该制备方法不需要任何表面活性剂。在该方法的制备过程中,钯和氧化锌可以通过减少各自的表面能从而在之后的聚集中互相稳定彼此来实现粒子的尺寸控制。此外,碳酸氢钠可以通过调整碱性度来控制钯纳米粒子的尺寸。而乙二醇作为一种温和的还原剂可以将钯离子还原成钯纳米粒子,同时还可以作为该制备过程的溶剂。在制备过程中,钯粒子通过热还原而成核和聚集,氧化锌纳米粒子则通过醋酸锌的热分解而形成。本文中,我们通过X射线衍射来分析制备的复合纳米材料的相态,结果显示,没有杂相。我们使用透射电镜来研究材料的形貌和结构特征。此外,X射线光电子能谱分析被用来确认金属/氧化锌复合材料的成分组成,结果显示钯和氧化锌之间有金属和载体间的强相互作用力。为了确定复合材料的真实元素组成,我们对材料进行了电感耦合等离子体质谱分析,并且发现理论值和实验值相吻合。为了研究钯锌投料比和碳酸氢钠对钯粒子尺寸的影响,我们通过X射线衍射结果计算出不同钯锌投料比和碳酸氢钠反应量下钯粒子的尺寸,并进行比较分析,之后利用透射电镜图进行进一步直观验证。众所周知,Cu/ZnO/Al_2O_3纳米复合材料是二氧化碳加氢制甲醇的优良催化剂,本文中研究的其他金属/氧化锌复合材料也可以很好地催化该反应。所以,为了进一步研究所制备的不同金属/氧化锌复合材料,我们将其作为催化剂,研究了它们对二氧化碳加氢制甲醇的催化作用;结果显示,当钯锌投料比为1:9,反应条件为240oC,5 MPa时,其催化效果最好,二氧化碳转化率为30%,甲醇选择性为69%。其出色的催化表现可能是以下两个因素,其一是因为钯是氢气解离为活泼氢原子的良好催化剂;其二是因为钯和氧化锌之间的强的金属和载体间相互作用力可以使得氧化锌表面形成表面氧空穴。此外,我们发现大部分金属/氧化锌复合物都表现出很高的甲醇选择性,尤其是金/氧化锌催化剂,它的甲醇选择性达到了82%,只是二氧化碳转化率较低。最后,希望本文可以提供一种制备金属/氧化锌的简便易行的方法,且该方法可以为金属/氧化锌用于催化时提供干净的催化表面。

Ti1Li3Al4-LDHs@氧化椰壳活性炭复合材料的制备及光催化水还原CO2性能研究

采用尿素水热共沉淀法,以氧化椰壳活性炭(OBAC)为载体制备Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC复合材料。利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS和固定床循环光催化评价系统对复合材料进行了结构和光催化性能表征。研究了OBAC氧化改性对Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC的结构和光催化性能的影响规律。结果表明,Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC 6%HNO 3的光催化活性最高,主要归因于其界面有良好的共价键作用,Ti 1Li 3Al 4-LDHs在OBAC表面具有较高的结晶度和良好的分散性,其光催化还原CO 2为CO和CH 4的产率最高达78.47μcat和5.92μmol/g cat,与Ti 1Li 3Al 4-LDHs相比,光催化效率分别提高了35%和18.9%。