SnO_(2)纳米颗粒的制备及对甲醛气敏性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SnO_(2)纳米颗粒,并用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的材料进行结构及形貌表征,测试了纳米颗粒对甲醛的敏感特性,讨论了锡盐与柠檬酸用量对SnO_(2)纳米颗粒尺寸和气敏性能的影响。结果表明:当锡盐与柠檬酸的用量配比(摩尔比)为1∶2.5时,可以制备分散度良好并且具有最佳气敏性能的纳米颗粒结构,展现了SnO_(2)纳米颗粒在甲醛气体检测方面的良好应用前景。

硫氮共掺杂的片状镶嵌立方中空TiO_(2)纳米晶的制备及其可见光催化性能

采用醇热法合成了具有不同掺杂能级的S/N共掺杂的片状镶嵌立方中空TiO_(2)纳米晶(SN-CHT),以提高其在可见光下的光催化活性.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)、莫特-肖特基和RhB降解实验,研究了所制备样品的形态、光学和光催化性能.结果表明:甲硫氨酸含量为0.25 g的SN-CHT样品表现出最优异的光催化活性,是纯立方中空TiO_(2)纳米晶的3.17倍.RhB的可见光降解率在90 min后可以达到99.9%,其一阶动力学常数为0.86×10^(-2) min^(-1).其可见光催化活性主要归因于引入硫和氮元素后形成的新的掺杂能级和变窄TiO_(2)的带隙促进了光生电子-空穴对的分离,这在莫特-肖特基图和Tauc图中得到了证实.故用S/N元素共同修饰立方体空心TiO_(2)纳米晶是一种能提高光催化性能的有前景的方法.

原位合成Cr掺杂的SnO_(2)纳米墙及其乙炔气敏性能研究

为了解决纯SnO_(2)基气体传感器对乙炔(C_(2)H_(2))工作温度高的难题,采用水热法对原位生长的SnO_(2)纳米墙进行不同摩尔比的金属铬(Cr)元素掺杂,研究了Cr掺杂对SnO_(2)纳米墙的形貌结构与气敏性能的影响。研究结果表明:当掺杂摩尔分数x(Cr)=3%时,制备的SnO_(2)纳米墙垂直于衬底方向定向生长,纳米片相互交联形成了三维立体多孔网络结构,为气体的吸附提供了活性位点和传输通道;与纯SnO_(2)纳米墙相比,掺杂摩尔分数x(Cr)=3%制备的SnO_(2)基气体传感器在检测质量分数w为2×10^(-4)的C_(2)H_(2)时,最佳工作温度由175℃降至125℃,响应值高达8.1,检测极限低至1×10^(-6),响应和恢复时间分别为165 s和80 s。结论可为研究低工作温度的C_(2)H_(2)传感器的制备及应用提供参考。

涂覆SnO_(2)-WO_(3)的微光纤甲烷气体传感器

提出并展示了一种用于甲烷浓度检测的SnO_(2)-WO_(3)纳米花涂覆微光纤双锥干涉仪(MFI)。采用多芯光纤熔融双锥法制备锥形MFI。采用水热法和浸渍法合成了甲烷敏感材料SnO_(2)-WO_(3)。采用滴涂法在MFI结构外部涂覆SnO_(2)-WO_(3)材料。当甲烷分子吸附在涂层材料上时,材料的折射率会发生变化,从而引起传感器的透射光谱发生变化。因此,可以通过测量光谱的波长漂移来检测甲烷浓度。实验结果表明,SnO_(2)-WO_(3)纳米花包覆MFI传感器具有较大的浓度检测范围和较高的室温稳定性。测量甲烷浓度范围为0~34%,灵敏度约为0.11nm/%。还对传感器的选择性进行了研究。对异丙醇、甲醇、乙醇和甲烷的反应进行了研究和比较。结果表明,该传感器对甲烷具有较高的吸附选择性,在矿井瓦斯检测与预警领域具有潜在的应用前景。

In掺杂SnO_(2)纳米纤维用于快速高选择性氢气传感

SnO_(2)作为典型的n型金属氧化物半导体,具有优异的物化稳定性和灵敏度,在还原性气体传感方面具有极好的表现。通过静电纺丝法和煅烧工艺在600℃下制备了纯SnO_(2)纳米纤维和(0.5%、1%、2%、3%、4%(原子分数))In掺杂SnO_(2)纳米纤维。通过测试In掺杂SnO_(2)气体传感器对氢气的气体响应,研究其气体传感性能,证明了In掺杂SnO_(2)纳米纤维在气体传感方面具有潜在应用价值。在340℃时,1%(原子分数)的In掺杂SnO_(2)纳米纤维对100×10^(-6)氢气具有最高的响应(S=6.4)并且具有极快的响应/恢复行为(3.6 s/4.5 s)和高氢气选择性。结合FESEM、TEM、XRD、XPS分别对SnO_(2)基纳米纤维的微观形貌以及尺寸,晶体结构以及元素组成进行了分析表征,以阐释验证其传感机理,并讨论了一种合理的传感机制。

Bi_(2)Fe_(4)O_(9)纳米片制备及其压电催化性能实验设计

压电催化是由压电晶体的应力诱导电效应驱动的催化过程。为进一步提高压电材料的压电催化性能,对制备铁酸铋压电材料Bi_(2)Fe_(4)O_(9)的传统水热法进行了优化改进,并探索了其压电催化降解性能及相关机理。利用XRD、SEM、XPS等表征手段分析了Bi_(2)Fe_(4)O_(9)样品的形貌尺寸和元素分布,利用FPM、压电瞬间电流等测试了其压电性能,以罗丹明B模拟废水考察了基于Bi_(2)Fe_(4)O_(9)压电催化的高级氧化体系。结果表明,通过改进水热法制备的Bi_(2)Fe_(4)O_(9)样品是具有光滑表面、单分散性、平均尺寸为910 nm×82 nm的薄片状形态纳米片结构。XRD及XPS结果表明,Bi_(2)Fe_(4)O_(9)样品纯度高,且Bi、Fe、O元素均匀分布。PFM及压电电流测试发现,Bi_(2)Fe_(4)O_(9)纳米片具有很好的压电催化性能。超声波空化诱导Bi_(2)Fe_(4)O_(9)纳米片压电催化S_(2)O_(8)^(2-)体系(US/Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/S_(2)O_(8)^(2-))的罗丹明B(RhB)去除率达97.8%,表明超声活化压电和压电催化多场耦合系统具有显著的协同促进作用。

SnO_(2)空心纳米球的制备及其光催化性能的研究

以SnCl_(4)·5H_(2)O作为锡源,通过水热法合成SnO_(2)空心纳米球。考察溶剂比、反应时间、反应温度、反应物浓度和表面活性剂等因素对SnO_(2)纳米材料形貌的影响,研究其对亚甲基蓝的光催化性能。通过SEM、TEM和XRD等测试手段对产物的物相和形貌进行表征。结果表明,溶剂比、反应时间、反应温度、反应物浓度和表面活性剂对产物的形貌有一定的影响,尤其是溶剂比对产物的形貌具有极大的影响,当V水:V乙醇=1:10时,形成大小均匀,形貌统一的SnO_(2)空心纳米球。光催化实验表明,SnO_(2)空心纳米球具有一定的光催化能力,在环境污染物领域中有潜在的应用价值。

纳米片状Al_(2)O_(3)增强铝基复合材料的研究

本次实验经过化学反应、干燥、煅烧等工序合成了纳米片状Al_(2)O_(3)。通过烧结法制备了Al_(2)O_(3)/Al质量比分别为1%,2%和3%的纳米片状Al_(2)O_(3)增强铝基复合材料。通过X射线衍射仪和扫描电镜观察物相和形貌,然后通洛氏硬度和孔隙率测试其硬度和孔隙率,研究表明:烧结产品的主要物相是Al;片状Al_(2)O_(3)大部分存在于晶界,少部分存在于铝基体中;烧结能提高产品的硬度,并随片状Al_(2)O_(3)添加量的增加,硬度逐步提高;烧结产品的孔隙率随片状Al_(2)O_(3)的增加而增大。

耐化学腐蚀和疏水性的食品包装用含SnO_(2)生物纳米复合材料

研究了聚(天冬酰胺-共苯丙氨酸)(P(Asn-co-Phe)/SnO_(2))对环氧树脂(EP)涂层防护性能的影响。电化学阻抗谱分析表明,与纯环氧树脂涂层相比,马口铁表面EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米复合材料涂层具有更好的防护作用。EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米复合材料涂层的电阻(Rcoat)为3854.70 kΩ·cm^(2),比环氧树脂涂层的大38倍。扫描电化学显微镜分析表明,EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)的电流分布更小。通过XRD和SEM/EDX对降解产物进行分析,证实了功能化SnO_(2)颗粒对环氧树脂涂层防护能力的影响。EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米复合材料涂层的水接触角为133°,证实了其疏水性。此外,与纯环氧树脂涂层相比,EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米材料复合涂层具有更高的力学性能和抗菌活性。综上,由于在环氧树脂基体中添加了P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米颗粒,EP-P(Asn-co-Phe)/SnO_(2)纳米复合材料提供了出色的屏障和力学性能,从而阻碍了材料的降解,有助于延长涂层钢的寿命。

浸渍法制备活性炭/SnO_(2)纳米复合材料用于锂离子电池

将活性炭(AC)浸泡于SnCl_(2)·2H_(2)O的无水乙醇溶液,后经真空抽滤并于氩气气氛中烧结,从而制备出AC/SnO_(2)纳米复合材料。活性炭中的纳米孔在SnO_(2)纳米颗粒的生成过程中充当了硬模板和反应器的作用,原位生成的SnO_(2)纳米颗粒均匀分散于活性炭基体中。作为锂离子电池负极材料,AC/SnO_(2)在100 mA·g^(-1)的电流密度下具有752 mAh·g^(-1)的首次可逆容量,循环200周后可逆容量为476 mAh·g^(-1),同时表现出良好的倍率性能。本研究报道的制备方法简单,SnO_(2)的含量可通过改变SnCl_(2)·2H_(2)O溶液的浓度进行调整。

超小SnO_(2)纳米颗粒的制备及其气敏特性

以葡萄糖和SnCl_(4)·5H_(2)O溶液为原料,采用水热法制备超小SnO_(2)纳米颗粒.在合成过程中,向溶液中加入不同量的磷酸(PA).利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测试仪对SnO_(2)进行表征,研究添加磷酸对气敏性能的影响,并分析其气敏机理.结果表明:最终产物具有超小的颗粒尺寸和较大的比表面积,其中掺杂0.6 mmol磷酸的SnO_(2)所制备的气体传感器气敏性能最好,在最佳工作温度200℃下,灵敏度达7.5,且具有良好的稳定性;其气敏特性的提高归因于超小的颗粒尺寸和较大的比表面积,有利于乙醇气体吸附.

基于Eu/Tb/SnO_(2)纳米晶体共掺杂二氧化硅玻璃的三激活剂光致发光自参考光学温度测量

自参考光学温度计在快速响应和高精度方面显示出竞争优势,因为可以规避一些不可避免的外部因素,如浓度变化、激发波动和检测器损耗。本文报道了Eu/Tb/SnO_(2)纳米晶体共掺杂二氧化硅玻璃的三激活剂光致发光。基于Eu^(3+)(^(5)D_(0)‐7F2跃迁,620 nm)/Eu^(2+)(4f65d‐8S7/2跃迁,434 nm)和Eu^(3+)(^(5)D_(0)‐7F2跃迁,620 nm)/Tb^(3+)(5D4‐7F5跃迁,542 nm)的非热耦合能级的温度依赖性荧光强度比可用于298~773 K宽范围内的自参考温度探测。在773 K时,最大相对热灵敏度Sr可达2.3%·K^(-1),高于大多数Eu/Tb共掺杂材料。这项工作将为三重激活剂的自参考光学温度测量提供一种新的Eu/Tb共掺杂材料。

水热合成纳米片状SnS_2及其电化学贮放锂性能

用四氯化锡(SnCl4)和L-半胱氨酸(L-Cys)的水热反应合成纳米片状的SnS2,用X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其微观结构和形貌进行表征.讨论了SnCl4与L-Cys物质的量比对产物及其形貌的影响.结果显示,当SnCl4与L-Cys的物质的量比为1∶2,得到的产物是SnS2和SnO2纳米粒子的混合物;当SnCl4与L-Cys的物质的量比为1∶4～1∶6,得到的产物是纳米片状的SnS2.电化学测试结果显示,纳米片状SnS2作为锂离子电池负极材料具有较高的可逆容量和良好的循环稳定性,其初始容量为480mAh/g,80次循环后其容量为407mAh/g.

纳米(1-x)SnO_2·xSb_2O_3复合云母钛导电珠光颜料的制备

以尿素为沉淀剂,利用均相沉淀法制备出纳米(1-x)SnO2·xSb2O3复合云母钛导电珠光颜料,研究了不同反应基质、基质的加料方式,在基质表面包覆掺锑二氧化锡(简称ATO)的量以及ATO组成中Sn4+／Sb3+的最佳摩尔比等工艺参数与颜料导电性及珠光效应的关系;从云母钛表面结构特点入手,利用双电层概念,探讨了ATO与基质云母钛的复合机理。

SnO_2纳米线基场效应晶体管的电学性能研究

基于气-液-固生长机理和原位掺杂技术,成功制备了2%(质量分数)Sb掺杂SnO_2纳米线,所制器件可以在低压环境下工作且不受栅漏电的影响;将该纳米线作为场效应晶体管的沟道,分析了不同比例的Sb掺杂对晶体管电学性能参数的影响。结果显示:Sb质量分数由0.5%增加到2.5%时,随着Sb掺杂量的增大,晶体管的稳定性增强,但栅电压的调控能力减弱,晶体管功耗增大且对空穴和电子的迁移能力减弱。

水热法制备纳米SnO_2实验的微型化

以SnCl_4·5H_2O为原料,采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,并对其进行了XRD和TEM表征,产物为四方晶系SnO_2,平均粒径3～5nm.研究了反应物用量、浓度和反应体系pH值对产物SnO_2的影响,实验结果表明了改用小型反应釜后,得到的SnO_2纳米粉体的产率相近,晶型、形貌和粒度均未发生明显变化,该微型化实验达到了预期的效果.

一维SnO_(2)的合成及在触点材料中的应用研究进展

SnO_(2)是O=Sn=O结构,是一种n型、宽带隙(3.6 eV)半导体氧化物,因其独特的的电子、光学和热性能,而引起广泛关注。近年来,研究者制备了1D SnO_(2)材料,如纳米棒、纳米管、纳米带、纳米线、纳米纤维、纳米晶须等纳米结构。采用热蒸发、溶胶凝胶法、微乳液法、水热法、化学气相沉积、静电纺丝、脉冲激光沉积和光刻等方法合成1D SnO_(2)纳米结构,已成为介观物理和纳米器件的研究热点。本文对1D SnO_(2)纳米结构的合成技术和生长机制的相关文献进行了调查,对1D SnO_(2)形貌在Ag基电接触材料中的应用进行了综述。提出一维完美单晶材料是制备高性能电接触材料的发展方向。

添加纳米SnO_(2)颗粒纳米润滑油的摩擦学性能

将等质量分数(1%,2%,3%)纳米SnO_(2)颗粒和油酸加入到聚α-烯烃(PAO)基础油中制备纳米润滑油,采用往复滑动摩擦磨损试验研究了纳米润滑油在钢球-黄铜块摩擦副中的摩擦学性能,并与非纳米润滑油进行了对比,探讨了其减摩抗磨机理。结果表明:当使用含质量分数不低于2%纳米SnO_(2)颗粒的纳米润滑油润滑时,摩擦副的平均摩擦因数、黄铜表面磨痕宽度和深度均低于对应未添加纳米SnO_(2)颗粒润滑油润滑时;当纳米SnO_(2)颗粒的质量分数为2%时,纳米润滑油具有最佳的减摩抗磨性能,相比于PAO基础油润滑,摩擦副的平均摩擦因数、黄铜表面磨痕宽度和深度分别降低了31%,42%,50%;纳米润滑油优异的减摩抗磨性能归因于油酸形成的润滑膜和纳米SnO_(2)颗粒形成的保护层。

Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒对Sn30Bi0.3Ag合金拉伸与熔化特性的影响

通过添加质量分数0.1%Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒,制备了Sn30Bi0.3Ag(SBA)-0.1%Sb_(2)SnO_(5)复合焊料合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察焊料合金的金相组织。采用差示扫描量热仪(DSC)测试其熔化特性。采用万能材料试验机测试其力学性能。并分析Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒对SBA合金的力学、熔化特性影响。实验结果表明:Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒能有效细化SBA合金组织,对SnBi共晶相细化效果更明显;在20℃下时效500 h后,SBA-0.1%Sb_(2)SnO_(5)合金抗拉强度和延伸率分别下降2.6%和14.5%,SBA合金抗拉强度和延伸率分别下降15.9%和21.9%。添加Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒后,SBA合金力学性能随时效进行而下降的问题得以解决;在添加0.1%Sb_(2)SnO_(5)纳米颗粒后,SnBi共晶组织和β-Sn组织的熔程分别降低2.1℃和1.3℃。

片状纳米MoS2的制备及其在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探究片状纳米MoS_2的制备工艺及其在油润滑中的减摩抗磨性能。方法以钼酸钠和硫脲为原料,采用水热反应法在220℃条件下制备片状纳米MoS_2,利用红外(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)表征纳米颗粒的化学成分、晶体结构等理化性质。使用硅烷偶联剂(KH570)对其进行表面包覆改性,并使用超声处理将其分散到石蜡油中,形成润滑油分散体系。采用球-盘式摩擦磨损试验机对其作为添加剂在润滑油中的减摩抗磨性能进行考查,通过SEM、EDS等结果建立理论模型,并探究其减摩抗磨机理。结果制备出粒径在30~100 nm的片状纳米级MoS_2。石蜡油中添加片状纳米MoS_2可以显著改善其摩擦学性能。当添加量为1.0%(质量分数)时,摩擦系数比用纯石蜡油低约53.4%,磨斑直径比用纯石蜡油降低约41.1%。当用纯石蜡油作为润滑剂时,对偶盘磨损表面表现出了明显的犁沟磨损,而当用纳米润滑油作为润滑剂时,对偶盘的磨痕宽度最高降低了43.9%。结论片状纳米MoS_2可随润滑油流动进入摩擦接触界面,并随着界面的相对滑动吸附在摩擦表面形成沉积膜,从而达到减摩耐磨的效果。