纳米片层状BiOBr_xI_(1-x)的制备及可见光降解甲基橙研究

卤氧化铋由于具有特殊的层状结构和合适的禁带宽度,表现出良好的可见光催化活性和稳定性。改变卤氧化铋复合物中卤素的组成能调节禁带宽度,优化光催化性能。采用溶剂热法制备了纳米片层状BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂,利用XRD、SEM和紫外-可见漫反射谱分析了BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂的结构、形貌和光学特性,并以甲基橙为目标降解物,评价其可见光催化活性。结果表明:与单体卤氧化铋相比,BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂提高了可见光激发率和载流子转移率,对甲基橙的降解效果更好;当Br/I比为4/6时,BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂的光催化活性最高,其降解速率常数是组成为40% BiOBr+60% BiOI的机械混合催化剂的2.7倍。通过添加活性组分捕获剂研究其光催化降解机理的结果显示:BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂光降解甲基橙过程中h^+直接氧化甲基橙分子起主导作用,也存在一定的·O_2^-对甲基橙的氧化作用。

层状六边形Co_(1-x)S修饰氮掺杂碳纳米管用于锂硫电池的硫载体

通过纳米结构材料的设计和组装来改善锂硫电池的电化学性能。在本工作中,成功合成了六边形Co_(1-x)S纳米片修饰的氮掺杂碳纳米管(Co_(1-x)S⁃CNT)复合材料,并将其用作锂硫电池(LSBs)的硫正极载体。在Co_(1-x)S⁃CNT/S中,极性六方Co_(1-x)S纳米片可以化学吸附多硫化锂,同时CNT可以为电极材料提供高导电网络。基于物理限域和化学吸附的协同作用,Co_(1-x)S⁃CNT/S正极表现出优异的电化学循环性能。在0.5C倍率下循环170次,电极仍可保持405.6 mAh·g^(-1)的放电比容量,同时具有超过99.2%的稳定库仑效率。

直接热处理法制备R-TiO_(2)晶须及其生长机制研究

一维金红石型纳米二氧化钛(R-TiO_(2))由于其特殊的结构,在可再生清洁能源领域被广泛研究和应用。本文以Ti_(3)Si_(1-x)Al_(x)C_(2)固溶体块体材料为基体,研究了Ti_(3)Si_(1-x)Al_(x)C_(2)固溶体中的Al含量、环境因素对R-TiO_(2)纳米晶须生长的影响。表明,随Ti_(3)Si_(1-x)Al_(x)C_(2)固溶体中的Al含量的增加,R-TiO_(2)长晶须逐渐生成,当x≥0.25时,表面排成列或扎堆生成约2μm的R-TiO_(2)长晶须;而纳米晶须随着O含量的增加生成量减少;升高温度,样品表面会生成α-Al_(2)O_(3)纳米片(x≥0.5时)。因此,Ti_(3)Si_(1-x)Al_(x)C_(2)固溶体在800℃、100 Pa条件下直接热处理成功制备出R-TiO_(2)纳米晶须,开发了一种简单且环境友好的方法。