纳米多孔金应用于葡萄糖氧化和4-硝基酚检测的电化学研究

纳米多孔金在电化学传感器制备中具有广泛的应用前景。基于此,文章针对纳米多孔金的电催化活性及其在电化学传感器方面的应用情况开展实验分析。结果显示,纳米多孔金在电化学传感器制备和应用方面具有良好的应用效果和应用前景。

脱合金制备纳米多孔双金属氧化物NiMoO_4及其电化学性能

采用快速凝固与脱合金相结合的方法制备纳米多孔Ni-Mo合金,然后退火获得三维双连续纳米多孔NiMoO_4,采用XRD、SEM、TEM对多孔NiMoO_4的成分、形貌和结构进行表征,并通过循环伏安、恒电流充放电等方法测试多孔NiMoO_4电极的电化学性能。结果表明,Ni_5Mo_5Al_(90)和Ni_(2.5)Mo_(2.5)Al_(95)经脱合金和退火均可获得纳米多孔NiMoO_4,Mo元素对脱合金具有钉扎作用,可减小多孔合金的骨架和孔隙尺寸,由Ni_5Mo_5Al_(90)合金获得纳米多孔NiMoO_4表现出更为优异的超电容性能,其在1 A·g^(-1)电流密度比容量达708 F·g^(-1),当电流密度增加20 A·g^(-1),其比容保持率达57.1%。在4 A·g^(-1)电流密度下循环充放电1 000次,其比容保持率达91.2%。

纳米金@石墨烯复合多孔材料还原4-硝基苯酚

以负载纳米金颗粒的还原石墨烯(APR)为二维模板,采用溶剂编织法在石墨烯表面成功构建具有多孔结构的超交联聚合物(hyper-crosslinked polymer,HCP)并命名为APfR-HCP,探讨复合材料比表面积的变化及还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。结果表明:该新型复合材料具有较大的比表面积(568m^(2)/g)和丰富的孔道结构;多孔层结构的存在可以快速吸附水体中的小分子有机污染物并富集到金纳米颗粒表面,大大提升复合材料对常见有机污染物4-NP的催化性能;同时还可以有效阻止金纳米颗粒的团聚。APfR-HCP复合多孔材料可以在4min内迅速将4-NP还原为4-氨基苯酚(4-AP),反应速率常数K可达1.10min。APfR-HCP复合多孔材料的催化效率远大于模板APR(K=0.068min-1),并且具有良好的循环利用性,循环使用5次后仍具有良好的催化性能。

基于多孔碳纳米微球的电化学传感器用于检测4-氨基苯酚

以多巴胺为前体,利用高温碳化的方法制备多孔碳纳米微球.多孔碳纳米微球通过透射电子显微镜和X射线粉末衍射图谱来进行表征.利用多孔碳纳米微球修饰玻碳电极,构建电化学传感器用于4-氨基苯酚的检测.结果表明,该传感器实现了对4-氨基苯酚的灵敏检测,线性检测范围为0.1~120μmol/L,检出限为20nmol/L.此外,该方法具有稳定性好、选择性高等优点.

Li_4Ti_5O_(12)纳米粉体及多孔薄膜电极的制备

采用溶胶-凝胶法制备了Li4Ti5O12纳米粉体,同时研究了溶液初始pH值、络合剂用量、溶剂及焙烧温度等条件对Li4Ti5O12纳米粉纯度的影响。X射线衍射实验表明,所得粉体为尖晶石结构的Li4Ti5O12复合氧化物。采用X射线衍射线宽法测定700℃焙烧的粉体粒径为26.8m左右。通过浸渍提拉法得到Li4Ti5O12多孔薄膜电极,扫描电子显微镜测得薄膜电极的平均厚度为25.2μm。

溶剂热法合成一种多孔结构的NaYF_4纳米晶体

NaYF_4 作为一种良好的上转换荧光材料,受到人们的广泛关注,文章提供了一种在水相中合成多孔结构的NaYF_4 纳米晶体的有效方法,研究以溶剂热法合成多孔结NaYF_4 ,方法是以六水合硝酸钇与氟化钠为反应物,以油酸钠、柠檬酸以及十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,并以水-乙二醇的混合溶液也溶剂,最终得到了一种尺寸<100 nm的NaYF_4 纳米晶体,产物具有结晶性高,合成所需时间短、产率高的特点;并对产物采用了TEM,HRTEM,XRD,EDS进行了分析确认。

去合金化制备纳米多孔NiCo_2O_4及其超电容性能

采用快速凝固与去合金化相结合的方法制备纳米多孔Ni-Co合金,退火后获得纳米多孔NiCo2O4材料,用XRD,SEM和TEM分析多孔NiCo2O4的相组成和微观结构,并通过循环伏安、恒电流充放电等方法测试多孔NiCo2O4电极的电化学性能。结果表明：前驱体Ni1.7Co3.3Al95合金经去合金化和退火后,可获得由10-15 nm厚的纳米片状骨架与孔径30-80 nm的孔隙共同构成的三维纳米多孔NiCo2O4。特殊的三维双连续结构使NiCo2O4电极表现出良好的超电容性能,在1 A/g的电流密度下,其比电容达755 F/g;当电流密度增加到20 A/g时,其比容保持率达76.6%,且在4 A/g的电流密度下经1000次循环充放电后,比容保持率达93.9%。

多孔纳米CoFe_2O_4的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能

采用胶晶模板法制备出具有三维多孔结构的纳米CoFe_2O_4。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N_2吸附-脱附对样品的晶型和形貌结构等进行表征,采用差示扫描量热法(DSC)对比研究多孔纳米CoFe_2O_4和球形纳米CoFe_2O_4对高氯酸铵(AP)的热分解性能的影响,并考察这两种催化剂对AP催化热分解的动力学参数。结果显示,制备出的多孔纳米CoFe_2O_4样品具有典型的尖晶石结构,孔径约200 nm;比表面积明显高于40 nm球形CoFe_2O_4,达到55.646 m^2?g^(-1)。DSC测试结果表明:多孔纳米CoFe_2O_4的加入促进了AP的热分解,最高使AP的高温分解峰温降低91.46°C,能量释放最高达1120.88 J?g^(-1),是纯AP分解放热量的2.3倍;多孔纳米CoFe_2O_4具有较高的比表面积,能提高催化反应的接触面积,使AP的高温分解峰温度更低,反应活化能较小,从而表现出比球形纳米CoFe_2O_4更高的催化活性。此外,对多孔纳米CoFe_2O_4催化AP的热分解机理进行初步探索,纳米多孔催化剂对气态中间产物的作用促进了AP的热分解。

SnO_2纳米晶修饰多孔Co_3O_4纳米棒的制备及气敏性能研究

以CoCl2.6H2O和CO(NH2)2为原料采用水热法合成多孔Co3O4纳米棒,之后通过自组装的方法将SnO2纳米晶修饰到多孔Co3O4纳米棒上。研究了SnO2纳米晶修饰对多孔Co3O4纳米棒气敏性能的影响。气敏测试结果表明SnO2纳米晶的修饰明显增强了多孔Co3O4纳米棒对CH3CH2OH和H2S的响应,对CH3CH2OH和H2S的检出下限分别达到5.0×10-6和1.0×10-6。

多孔Co_3O_4纳米片的制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法制备片状Co(CO3)0.5(OH).0.11H2O前驱物,经400℃煅烧2 h即可得到多孔Co3O4纳米片.通过场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(HRTEM)观测了纳米片的形貌,利用X射线衍射(XRD)分析了纳米片的结构,通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试了材料的电化学电容性能.结果表明:多孔Co3O4纳米片厚度约为50 nm,孔径主要分布在10 nm左右;0.5 A/g恒流充放电情况下,比容量高达707 F/g,当电流密度高达8 A/g时比容量依然高达547 F/g;同时,该材料循环1 000次后,容量保持率为97.4%.

纳米多孔β-Li_3PS_4固体电解质的溶剂脱除法制备及性能

以Li2S和P2S5为反应物,四氢呋喃为溶剂,采用溶剂脱除法制备了室温下稳定的高离子电导率β-Li_3PS_4晶体电解质,通过粉末X射线衍射、差热-热重分析、拉曼光谱、氮气吸附-脱吸和交流阻抗测试等方法对其性能进行表征,研究了热处理温度对溶剂脱除程度、固体电解质结晶状态、比表面积、孔隙率和离子电导率的影响.结果表明,该方法制备得到的β-Li_3PS_4晶体可以在室温下稳定存在.160℃加热条件下Li_3PS_4的离子电导率达到7.44×10-6S/cm.热处理过程中四氢呋喃分3个阶段脱除,导致产物颗粒表面和内部产生大量纳米孔.大量纳米孔洞的存在提高了材料的表面能,有利于新相形核,加快了相变速度,降低了相变温度,使β-Li_3PS_4晶体在室温下保持稳定.

Fe_3O_4@Cu_2O多孔纳米微球的制备及可见光光催化性能研究

采用简单绿色的方法,在不加任何连接剂的情况下制备绒球状的多孔Fe3O4@Cu2O核壳纳米复合物.通过SEM、XRD、UV-Vis、BET以及精密SQUID磁学等手段对所制备产物的形貌、晶型、组成、比表面积以及磁性等进行分析.结果表明,这种结构新颖的多孔Fe3O4@Cu2O纳米复合物具有超顺磁性,在可见光下具有很好的光催化甲基橙(MO)降解的性能和循环稳定性,因此在环境净化方面具有潜在的应用价值.

以纳米纤维素为黏结剂的多孔Co 3O 4电极材料的制备及性能

以纳米纤维素(NFC)作为生物质基黏结剂,以金属有机框架ZIF-67前驱体热分解制备的多孔Co3O4(PCP)作为活性成分,制备了NFC/PCP复合电极材料。采用TEM、XRD和XPS手段对PCP的物化结构进行表征,探究了NFC与PCP不同复合比例对NFC/PCP复合电极的电化学性能影响。结果表明:PCP在高温煅烧后,仍然保留着ZIF-67的多面体形状,具有较大的比表面积(44.9 m 2/g)。NFC作为黏结剂不仅具有良好的黏附力而且促进离子扩散,从而提高其电化学性能。NFC/PCP-1(NFC含量为10%)复合电极具有更大的比电容,在扫描速率为5 mV/s时,比电容为421.8 F/g,在电流密度为5 A/g下,循环充放电2000次后,电容保留率仍可达94.98%。

高离子传导纳米多孔β-Li3PS4固态电解质的湿化学法制备

利用湿化学法,并采取逐步加热脱除沉淀中四氢呋喃分子的方式,制备具有高离子电导率和低活化能的纳米多孔β-Li 3PS 4固态电解质。利用同步热分析、X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、氮气吸脱附和交流阻抗测试等手段研究不同处理阶段产物的形貌、结构和物相组成,并测试分析β-Li 3PS 4固态电解质的电化学性能。结果表明:采用该方法制备的纳米多孔β-Li 3PS 4固态电解质比表面积为 28.3m 2·g -1 ,平均孔径约23nm,电化学测试表明该电解质在20℃下的离子电导率为1.84×10 -4 S·cm -1 ,活化能为0.343eV,电子电导率为1.3×10 -8 S·cm -1 ,具有优异的电化学稳定性,与金属锂负极也具有良好的兼容性。

铁尾矿多孔基板的制备及其在Co3O4纳米线合成中的应用

以齐大山磁选的铁尾矿为原料,通过添加造孔剂采用模压—烧结法制备得到铁尾矿多孔基板,并探讨所获基板在Co3O4纳米材料合成中的应用。在对铁尾矿的粒度及成分分析的基础上,考察了造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球的添加量对铁尾矿多孔基板的体积密度和显气孔率的影响规律。通过扫描电镜观察可知,铁尾矿中添加10%的PMMA微球时,所获多孔基板的孔隙结构最优。以Co(NO3)2·6H2O为钴源,尿素为碱源,蔗糖为模板剂,采用水热法在铁尾矿多孔基板表面制备得到Co3O4纳米线,并探究水热时间对Co3O4纳米线形貌的影响规律。分析结果表明,在水热温度160℃反应6 h时所获的Co3O4纳米线具有长径比高、形貌均一的特点,适用于作为纳米传感器的潜在原材料。

金负载多孔g-C_(3)N_(4)纳米片制备及可见光催化产氢性能

石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种不含金属的光催化剂,因成本低、简单易得和良好的光响应特性受到关注。然而,电子-空穴对的高复合率阻碍了其广泛的应用。以三聚氰胺为原料、尿素为致孔剂,通过水热结合煅烧方法制备出多孔g-C_(3)N_(4)纳米片(PCNS),然后采用化学还原法将金(Au)负载在PCNS表面,并对反应体系中的金含量进行调控。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、拉曼(Raman)光谱、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和电化学测试等对复合材料进行了表征。与PCNS相比,Au/PCNS复合材料不仅具有更强的光吸收性能,而且电子和空穴的复合率也明显降低。同时对复合材料的可见光分解水产氢性能进行了研究,结果发现0.5%Au/PCNS呈现出最优的光催化产氢速率[84.09μmol/(g·h)],是0.5%Au/g-C_(3)N_(4)[1.88μmol/(g·h)]的44.7倍。

撤稿: 多孔片状纳米Co3O4作为锂离子电池负极材料

撤稿声明:“多孔片状纳米Co3O4作为锂离子电池负极材料”一文刊登在2016年1月出版的《材料科学》2016年第6卷第1期第88-94页上。因作者申请,暂不适合发表。根据国际出版流程,编委会现决定撤除此稿件。姚煜, 余爱水. 多孔片状纳米Co3O4作为锂离子电池负极材料[J]. 材料科学, 2016, 6(1): 88-94.http://dx.doi.org/10.12677/MS.2016.61011。并对此撤稿造成的不便致以歉意。

尖晶石型CuFe_2O_4多孔级纳米纤维的制备及在水处理中的应用

本课题以PVP、硝酸铜、硝酸铁等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备出尖晶石型CuFe2O4多孔级纳米纤维。利用XRD和SEM等分析手段对多孔级纳米纤维进行了表征。以感光废水为降解物,考察了样品对光催化效果的影响。结果表明,CuFe2O4多孔级纳米纤维对感光废液具有较好的降解率。

多孔g-C3N4负载不同受限贵金属纳米粒子及其催化活性研究

通过简单的光化学还原方法,得到一系列具有相同负载量的贵金属(Au, Ag, Pd, Pt)纳米颗粒@多孔g-C3N4纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FT-IR和N2物理吸附等手段对样品的微观结构、形貌等性能进行了表征,并评价了M@pg-C3N4纳米复合材料对KBH4还原4-硝基苯酚(4-NP)的催化活性。其结果表明,贵金属纳米颗粒均匀负载在pg-C3N4上,与纯pg-C3N4相比,所有M@pg-C3N4纳米复合材料对4-NP催化还原性能明显增强。其中,Au@pg-C3N4的最高速率常数达到1.386 min−1,优于M@pg-C3N4的催化活性(M = Ag,Pd和Pt)。这归因于g-C3N4的多孔结构对不同贵金属纳米颗粒的整体限域效应和贵金属纳米粒子的优良的电子传输性能。本文为贵金属基复合催化剂的选择和应用提供了一定的实验依据。

BiVO4纳米多孔纤维光催化污水处理研究

水污染已经严重地影响了人们的日常生活,开发一种新型的、利用光催化材料技术来进行污水处理,是目前的研究热点。深圳双瑞环保能源科技有限公司和重庆文理学院通过联合研发,利用静电纺丝法成功地制备出了BiVO4复合光催化剂。研究结果表明,改性后的BiVO4多孔纳米纤维具有明显增强的可见光光催化活性。在可见光照射下,可在60分钟内降解78.1%的亚甲基蓝。这种制备Bi/BiVO4多孔纳米纤维的方法简单、稳定,可推广应用于工业化的污水处理中。