空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结材料的制备及太阳光下降解四环素的研究

采用水热法制备绣球状ZnO纳米微球,再以其为晶核,通过原位生长及氨的渗入腐蚀成功制备了空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结光催化材料。采用SEM、TEM、XRD、XPS、BET及UV-VIS对样品的形貌、组织结构、成分、比表面积及光吸收等性能进行了表征。探讨了空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结材料的形成机制,研究了空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结材料催化降解机理及四环素的降解过程。结果表明:尺寸均一、比面积大的空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结材料不仅能实现宽窄带隙材料的有效杂化,促进材料对太阳光中可见光的利用,还能使光生电子及空穴分别转移至ZnO CB和MoS_(2)VB中,有效地分离了光生电子空穴,光催化性能最佳。在太阳光模拟器的照射下反应2 h之后,8 h合成的空心绣球状MoS_(2)/ZnS/ZnO异质结材料对四环素的降解效果最好,降解率高达91%。

共模板法一步合成绣球状BiOCl/Br固溶体光催化剂

以乙二醇/十二烷基三甲基溴化铵(EG/DTAB)为共模板剂,一步制得BiOCl/Br的固溶体光催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、N2吸附-脱附仪和紫外-可见漫反射光谱仪进行了表征.结果表明,与采用溶剂热法制得的BiOCl分级微球相比,采用EG/DTAB共模板法制得的BiOCl/Br固溶体具有更明显的分层结构,呈绣球状.同时,DTAB的Br-插入到BiOCl的晶格中,形成固溶体,减小了禁带宽度.绣球状BiOCl/Br固溶体具有比商用P25、二维BiOCl纳米片和三维BiOCl分级微球更优异的可见光间接敏化降解染料性能,当nDTAB/nKCl=0.75时,制得的BiOCl/Br固溶体8 min内在可见光下对罗丹明B(Rh B)的降解率达到97.2%;1 h后在可见光下对甲基橙(MO)的降解率达到83.6%.

“绣球”状中空C/Nb2O5微球的制备及其电化学性能研究

以草酸铌为铌源,空心碳球为模板,采用简单的水热法合成了具有独特形貌的“绣球”状中空C/Nb2O5微球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了所制备中空C/Nb2O5微球的微观结构,并采用电化学工作站研究了其作为负极材料的锂离子电池的电化学性能。研究结果表明,直径约为1μm的空心碳球被Nb2O5包覆,中空C/Nb2O5微球呈现出独特的“绣球”形状,使其比表面积明显增大;在电流密度为40 mA/g下,中空C/Nb2O5微球和Nb2O5微球作为负极材料的锂离子电池的初始放电比容量分别为402.26 mA·h/g和336.44 mA·h/g,经过50次充放电循环后,当电流密度返回40 mA/g时,中空C/Nb2O5微球的放电容量为192.38 mA·h/g,而Nb2O5微球的放电容量仅为4.86 mA·h/g。说明这种特殊的“绣球”状中空结构有效地增加了Nb2O5的表面积,并使得中空C/Nb2O5微球负极材料具有高的比容量和良好的可逆性能。

具有分级结构的Co_3O_4绣球花状微米球的构筑及其锂离子电池负极性能研究

采用溶剂热法合成了绣球花状Co_3O_4纳米材料,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行了微观形貌和结构的表征,结果显示样品的形貌为4~6μm绣球花状分级结构微米球,结晶良好,无杂相生成。该绣球花状Co_3O_4纳米材料用做锂离子电池负极材料时表现出很高的可逆比容量和良好的循环性能。在300 m A/g电流密度下,首次放电比容量达1 508 m A·h/g,经过20次循环可逆比容量为1 300 m A·h/g。其良好的电化学性能归功于绣球花状Co_3O_4材料的独特形貌,其多级结构能够缩短锂离子的传输路径,并且拥有足够大的孔隙,来适应和缓解电极材料在循环过程的体积效应。

绣球花状BiOI光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法,以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O为铋源,以KI为碘源,以乙二醇作为溶剂制备绣球花状BiOI光催化剂.利用SEM、XRD对光催化剂的结构进行表征,并选用罗丹明B作为降解目标,探究了PVP的加入量对BiOI光催化剂形貌结构和光催化性能的影响.结果表明,当PVP添加的量为0.01 g时,BiOI催化剂成形性最好,颗粒大小匀称,且对目标降解物罗丹明B的降解效率最高,可达到90.86%.

绣球荚蒾状硫化钴@富氮炭的设计与构建及超级电容性能

本文采用简单的溶剂热法制备了一种独特的具有大量电化学活性位点的绣球荚蒾状硫化钴(HVCS)。接着通过原位聚合将聚苯胺(PANI)组装到HVCS表面,最后将聚苯胺进一步碳化,得到绣球荚蒾状硫化钴@富氮炭复合材料(HVCS@NC)。得益于独特的微观结构设计和两组分电化学性能优势的互补,电化学分析表明制备所得HVCS@NC纳米复合电极具有理想的超级电容器电化学性能。该材料在电流密度为1 A·g^(-1)时展现出622 F·g^(-1)的比电容值,以HVCS@NC和活性炭(AC)分别作正极和负极组装的不对称超级电容器,在功率密度为1912.3 W·kg^(-1)时能量密度达19.9 W·h·kg^(-1)。研究表明:将导电高分子PANI定位组装在具有特殊微观形貌结构硫化钴表面并碳化的工艺可以获得高性能硫化物基超级电容器电极材料,聚苯胺的可塑性及碳化处理后富含氮元素的特性对于改善过渡金属硫化物的电化学性能具有很大优势,这种结构设计策略可以潜在地扩展并应用到其他过渡金属硫化物基超级电容器电极材料的电化学性能提升。