Ag：Bi2O3纳米颗粒复合薄膜的三阶光学非线性和超快电子动力学研究

金属纳米颗粒具有较小的尺寸和大的表面体积比，由于量子限制效应和表面效应，表现出特殊的电子和光学性质．迄今为止，研究者们已对金属颗粒掺杂浓度较低的复合材料的性质做了大量研究，而掺杂浓度较高的材料受到的关注较少．我们采用磁控溅射法制备出含Ag浓度较高(13at．％～59at．％)的Ag：Bi2O3复合薄膜，使用飞秒脉冲激光研究了此类材料的三阶光学非线性和超快电子动力学过程。

Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒光催化剂的制备与性能

采用溶剂热法,以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为稳定剂,分别制备了Bi_(25)FeO_(40)和Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒,并利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、比表面积和孔径分析仪(BET)和超导量子干涉磁强计等对其结构和性能进行了表征.结果表明,2种颗粒均为球形,尺寸均匀,粒径小于10 nm.当原料中Bi^(3+)/Fe^(3+)摩尔比为25∶1时,产物为Bi_(25)FeO_(40)纳米颗粒;Bi^(3+)/Fe^(3+)摩尔比为1∶1时,产物为Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒.与Bi_(25)FeO_(40)纳米颗粒相比,Bi_(25)FeO_(40)/α-Fe_2O_3复合纳米颗粒的带隙变窄,对可见光吸收范围变宽,饱和磁化强度和光催化活性明显增强.这是由于复合颗粒中的α-Fe_2O_3具有超顺磁性,且两相界面存在的异质结构有利于光生载流子的分离和迁移,提高催化活性.2种纳米颗粒均可磁性回收,重复使用3次后催化活性下降较小.

Ag修饰的Fe_3O_4/TiO_2复合磁性纳米纤维的制备及光催化性能

通过静电纺丝法制备了含有Fe3O4纳米粒子的TiO2纳米纤维,采用水热法对该纤维表面进行纳米Ag修饰,制备出具有较强磁性和较好光催化性能的复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对样品的结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(Rh B)水溶液降解为模型反应,考察样品在紫外光照射下的光催化性能.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4纳米粒子均匀分布在TiO2纤维中,Ag纳米颗粒比较均匀地分散在磁性TiO2纤维表面.经过纳米Ag修饰后,材料的光吸收能力大为增强,吸收带红移并扩展到可见光区.在紫外光照射40 min后,合成样品对Rh B的降解率达到99.5%.此外,Fe3O4纳米粒子的存在使该材料具有较强的磁性,可通过外加磁场将其分离回收.

浸渍-分解法制备高可见光催化活性的Bi_2O_3/TiO_2纳米管阵列(英文)

用浸渍-分解法将Bi2O3纳米颗粒沉积在TiO2纳米管壁上,制备了Bi2O3/TiO2纳米管阵列.用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)测定了Bi2O3/TiO2纳米管阵列的化学组分,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品.通过在可见光下(λ>400nm)降解甲基橙(MO)水溶液来评价样品的光催化活性.结果表明,Bi2O3纳米颗粒均匀地沉积在TiO2纳米管中.Bi2O3/TiO2纳米管阵列具有比纯Bi2O3膜和N-TiO2纳米管阵列高得多的可见光催化活性.Bi2O3/TiO2纳米管阵列活性的增强是其强可见光吸收和Bi2O3与TiO2之间形成的异质结的协同作用的结果.

Bi_2Te_3纳米颗粒和纳米线的溶剂热合成及组织特征

分别以吡啶、无水乙醇为反应介质,以NaBH4为还原剂,采用溶剂热合成方法,在150℃下反应24h制备了平均晶粒尺寸为1520nm的Bi2Te3纳米粒子。采用相同的合成方法,以去离子水为反应介质,合成了直径为3080nm,长径比大于100的Bi2Te3纳米线。XRD和TEM分析表明,随着溶剂介电常数和极性增加,所生成产物的物相纯度、结晶度增高,晶粒尺寸增大。

基于聚乙烯醇/Fe_2O_3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体,通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化.采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征,结果显示,固定化酶复合体为大小约1μm的微凝胶团,内含10nm左右的Fe2O3纳米颗粒.研究影响固定化因素后发现,当pH为6,固定化时间为11h,纤维素酶/PVA质量比为4,PVA/Fe质量比为50时,固定化纤维素酶效果最好.通过该方法固定后酶活回收率达42%,酶水解效率显著提高,经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上.因此,基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率,是一种有效固定化纤维素酶的新方法.

纳米Fe-In_2O_3颗粒膜的结构和磁特性

采用射频溅射法制备了纳米“铁磁金属-半导体基体”Fex(In2O3)1-x颗粒膜,并研究了其结构和磁特性.根据颗粒膜低场磁化率x(T)温度关系和不同温度下的磁滞回线,证实了在一定的温度范围内,颗粒膜中的纳米铁颗粒表现出磁性弛豫效应:当截止温度TB=50 K时,颗粒膜的磁性由超顺磁性转变为铁磁性.当温度降低到某一临界温度TP时,颗粒膜中结构变化导致磁化状态发生“铁磁态-类自旋玻璃态”转变,探讨分析了在低温下颗粒膜发生结构变化的原因.

纳米CuO/Bi_2O_3粉体的制备及催化性能

以Cu(NO3)2,Bi(NO3)3和CO(NH2)2为原料,用水解法并掺加添加剂直接制备出纳米CuO/Bi2O3粉体。用FIIR,XRD和TEM对其组成、粒子大小、表面形貌进行表征。结果表明,CuO/Bi2O3为类球形纳米粉体,粒度均匀,粒径20nm～40nm。实验结果证明CuO/Bi2O3对合成丁炔二醇具有良好的催化活性和选择性。

化学沉淀法合成纳米Bi_2O_3粉末

以Bi(NO3)3 为原料,利用化学沉淀法合成Bi2O3 粉体,发现最佳的工艺条件为:反应温度为90℃,反应时间为 2h, Bi(NO3 )3 溶液的质量浓度为300g/L。XRD分析结果表明产物为α Bi2O3。TEM和激光粒度分析表明,Bi2O3 粉体粒径约为 60nm,颗粒呈球形, 且分布均匀。将 Bi2O3 粉体置于空气中 6个月后测试未见团聚现象。反应机理是液 液反应的进行,实现了纳米Bi2O3 的生成。

原位纳米Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料的制备与微结构研究

开发了新型反应体系,以硼砂(Na2B4O7.10H2O)和K2ZrF6粉剂为原料采用熔体直接反应法,在铝熔体中成功制备了原位纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料。借助于扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试方法,对复合材料的相组成和微观组织进行了分析,结果表明反应生成了纳米级γ-Al2O3颗粒增强相,尺寸约为20～100nm,并在铝基体中均匀分布,Al2O3颗粒在熔体中的形成机制为反应—溶解—析出;复合材料中Al基体与γ-Al2O3颗粒界面处结合良好,具有γ-Al2O3(040)∥Al(200)的晶体位向并形成共格关系;复合材料基体中由于原位纳米Al2O3颗粒存在形成了大量位错,有利于材料性能的强化。

纳米Al_2O_3颗粒对纯Fe液诱导凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法模拟了不同半径大小的纳米Al2O3颗粒夹杂在三个温度下(1750、1730和1710K)对纯Fe液的诱导凝固过程,并分析了作为诱导核心的纳米Al2O3颗粒的结构演变及其对Fe原子体系的凝固过程的影响.发现在诱导过程中,纳米Al2O3颗粒的内部保持较好的晶型结构,仅表面原子有结构变形;诱导凝固的Fe原子主要为面心立方(fcc)和密排六方(hcp)原子;纳米Al2O3颗粒的尺寸越大,发生诱导凝固的温度越高;诱导凝固得到的Fe晶体的晶格取向受纳米Al2O3颗粒在Fe液中的漂移程度影响.

模拟冷却水中Al_2O_3纳米颗粒分散条件的优化

在模拟冷却水中添加Al_2O_3纳米颗粒制备纳米流体,用zeta电位表征纳米流体的稳定性。研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度、超声处理时间、溶液pH值对纳米流体稳定性的影响及最佳优化条件。单因素实验结果表明,随着SDBS浓度、超声处理时间、溶液pH值的增加,纳米颗粒zeta电位绝对值#ζ#均先增加后减小。在此基础上,运用响应曲面法中的BoxBehnken设计(BBD)模型对纳米颗粒分散条件进行优化,结果显示,SDBS浓度对zeta电位的贡献最大,其次为溶液p H值;SDBS浓度与pH值、超声时间与pH值两两之间的交互作用较明显;BBD模型给出模拟冷却水中纳米颗粒分散稳定性的优化条件为SDBS浓度0.339%(质量分数),超声时间61 min,pH值8.05,预测#ζ#为50.8 mV,实验测得优化条件下#ζ#为50.6 mV,与预测值接近。

超临界抗溶剂法纳米Al_2O_3-ZrO_2颗粒的制备与表征

以CO2为抗溶剂介质,无水乙醇为溶剂,采用超临界抗溶剂法(SAS)制备了纳米Al2O3-ZrO2复合氧化物颗粒的前驱体—纳米Al(NO3)3-Zr(NO3)4颗粒,系统考察了温度和压力等因素对制备过程的影响,并对前驱体中Al、Zr组分的共抗溶剂效应进行了研究,通过焙烧前驱体Al(NO3)3-Zr(NO3)4制得了纳米Al2O3-ZrO2球形颗粒.采用热重质谱(TG-MS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射透射电镜(FEG-TEM)和程序升温还原(TPR)等技术对所制备的前驱体Al(NO3)3-Zr(NO3)4和Al2O3-ZrO2纳米颗粒的物化性能进行了表征,初步考察了Al2O3-ZrO2纳米颗粒负载Ni催化剂的还原性能.研究发现,该纳米复合氧化物比用浸渍?沉淀法制得的Al2O3-ZrO2载体对活性组分Ni具有更好的分散性能,作为新型催化剂载体材料有良好的应用前景.

γ-Al_2O_3/SiO_2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

运用电位滴定技术研究了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质;依据滴定数据及表面配位理论恒电容模式,利用WinSGW软件计算得出了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱反应平衡常数:≡XOH+H+≡XOH2+(lgK1=5.06±0.05);≡XOH≡XO-+H+(lgK2=-8.45±0.10);在此基础上研究了不同pH条件下重金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+在γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的吸附行为,并用WinSGW软件模拟得出了Cu2+,Pb2+,Zn2+在该混合悬浮液体系中的表面配位常数:≡XOH+M2+≡XOM++H+[lgK=-2.20,-1.72,-2.90(M=Cu,Pb,Zn)].

纳米α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3颗粒增强镍-磷复合镀层的性能对比

采用化学镀技术制备了纳米α-Al2O3和γ-Al2O3颗粒增强的镍-磷复合镀层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针等对复合镀层的物相结构、表面形貌、成分分布进行了分析,还对比了复合镀层与镍-磷镀层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性。结果表明:与镍-磷镀层相比,纳米Al2O3颗粒的加入没有改变镀层的晶体结构,但使镀层的显微硬度明显提高;纳米α-Al2O3颗粒的加入提高了镀层的耐腐蚀性和耐磨性,而纳米γ-Al2O3颗粒的加入反而使镀层耐磨性和耐腐蚀性下降。

pH值对水热合成纳米Bi_2O_3光催化性能的影响

以Bi(NO3)3溶液为原料,浓氨水为矿化剂,在pH值为7.0～10.0的条件下制备了纳米Bi2O3粉体。以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。结果表明,样品对水中罗丹明B的光催化降解反应为表观一级反应。pH值为8.5时,样品的光催化性能最佳。XRD、TEM和IR表征结果表明,样品中均有Bi2O3、NH4NO3晶体生成,随着pH值的增加,样品中Bi2O3晶体含量增加,发育逐渐完好。纳米Bi2O3粉体为球形或条形晶粒,彼此键联成网。pH为8.5时,纳米网更加细密,网丝均匀。

单相Bi_(0.95)Eu_(0.05)Fe_(0.95)Co_(0.05)O_3纳米颗粒的结构及其铁磁特性

采用溶胶-凝胶法制备了单相Bi0.95 Eu0.05Fe0.95 Co0.05 O3纳米粉末。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测量分析了其结构和形貌,结果表明样品仍为钙钛矿菱方结构。样品Fe2p的X射线吸收谱(XAS)表明样品中Fe的价态处于Fe2+和Fe3+的混合态。利用振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性特征,结果表明样品具有完整闭合的磁滞回线,表现出室温的铁磁性,相比BiFeO3样品磁性得到明显增强。

掺杂纳米级Bi2O3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

从样品制备,烧结过程,纳米级Bi2O3添加量及电性能测试等方面介绍了掺杂纳米级Bi2O3对生产高热容量、大通流能量ZnO压敏电阻片性能的影响。试验结果表明:采用纳米级Bi2O3(x(Bi2O3)≥0.61%)代替普通Bi2O3,提高了老化及工频耐受性能,使烧成温度降低到1075℃,同时还降低了生产成本;并使电阻片的其它电气性能有所提高或保持原有的水平。

Bi2O3掺杂对 Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷结构和介电性能的影响(英文)

本文研究了Bi2O3掺杂对Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷的结构和介电性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Bi2O3的掺杂可以使陶瓷中Ag+被还原并析出,且银析出的量随Bi2O3掺杂量的增加而不断增加,这可能源自于Bi3+对Ag+的取代。在一定范围内增大Bi2O3掺杂量可提高Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷的室温介电常数,降低介电损耗,并使温度系数向负值方向移动。当Bi2O3的掺杂量约为3.5wt%时,样品具有较大的介电常数(ε=672)和较小的介电损耗(tanδ=7.3×10-4)。

纳米Fe_2O_3颗粒填充UHMWPE复合材料摩擦表面的原子力显微分析

用纳米Fe2O3颗粒填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制备纳米复合材料。在MM200型摩擦磨损试验机上考察复合材料的摩擦磨损特性,用原子力显微镜观察分析复合材料摩擦表面的微观形貌,综合分析材料摩擦磨损的微观机理。结果表明,纳米Fe2O3颗粒填充UHMWPE可有效改善基体材料的摩擦学性能,其微观磨损机理由犁沟切削失效为主转化为微疲劳失效为主,在原子力显微镜下可以清楚地观察到在摩擦表面突起的纳米颗粒和摩擦过程中在基体中形成的疲劳痕线。纳米颗粒在基体中的分散是影响材料磨损性能的主要因素。当纳米颗粒出现团聚时,在颗粒周围会形成微裂纹,从而导致材料磨损加剧。