隔膜辉光放电技术合成Cu_(2)O/CuO/MWCNTs及其对葡萄糖的传感性能

以铜片作为阳极,底部带有小孔的石英管中插入的铜片作为阴极,在多壁碳纳米管(MWCNTs)和Na Cl水溶液中通过隔膜辉光放电(DGD)等离子体技术一步合成了Cu_(2)O/Cu O/MWCNTs纳米复合材料,并对其传感葡萄糖的性能进行了评价.XRD,XPS和SEM分析表明,Cu_(2)O/Cu O成功负载于MWCNTs表面.电化学测试发现,Cu_(2)O/Cu O/MWCNTs纳米材料对葡萄糖的灵敏度为1857,检出限为0.09μmol·L^(-1)(n=11),对实际样品5%葡萄糖注射液的测定值和标签值一致,回收率为97%~110%.以上结果表明,隔膜辉光放电技术是一种制备Cu_(2)O/Cu O/MWCNTs纳米材料的绿色、环保新技术,制备的材料可用于葡萄糖的高灵敏检测.

基于MWCNTs和Co-Fe双金属普鲁士蓝类似物的电化学传感检测牛奶中的H_(2)O_(2)

该研究构建了钴铁普鲁士蓝类似物(Co-FePBA)和多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的无酶电化学传感器(NF/Co-FePBA/MWCNTs/GCE),Co-FePBA模拟过氧化氢酶对H_(2)O_(2)进行电催化还原,产生较强的电流响应,用于牛奶中H_(2)O_(2)的快速、灵敏电化学检测。在最优条件下,该传感器对H_(2)O_(2)的电流响应有较宽的线性范围(0.01~5.0 mmol/L),检出限(LOD,S/N=3)为0.52μmol/L。此外,该传感器具有较强的抗干扰能力和良好的重复性、重现性和稳定性,用于实际牛奶样品检测中回收率为91.3%~103%,相对标准偏差(RSD)≤2.7%(n=3)。该电化学检测方法可以实现牛奶中H_(2)O_(2)的低成本、简单、快速、高灵敏检测。

原位红外光谱法研究CdS-TiO_2/MWCNTs可见光光催化降解气相甲苯

通过原位红外光谱技术研究了可见光下甲苯在CdS-TiO2/MWCNTs(多壁碳纳米管)和CdS-TiO2光催化剂表面的吸附、光催化降解过程,并考察了水汽对光催化反应的影响.结果表明,在吸附过程中甲苯在CdS-TiO2和CdS-TiO2/MWCNTs光催化剂表面就能被氧化成苯甲醛、苯甲酸等中间产物,水汽的存在有利于提高光催化剂的活性,促进甲苯氧化成CO2.光催化过程中苯甲酸的深度氧化是整个反应的速率控制步骤,苯甲醛、苯甲酸等中间产物的积累是导致光催化剂失活的原因之一.在本实验条件下,甲苯在CdS-TiO2和CdS-TiO2/MWCNTs表面的光催化降解过程符合一级反应动力学方程.

MWCNTsX/Bi2(Te0.95Se0.05)3复合热电材料的制备及特性研究

本文采用热压烧结法,通过在N型Bi2(Te0.95Se0.05)3热电材料中掺杂少量的多壁碳纳米管(MWCNTs),制备出了不同掺杂比例的MWCNTsX/Bi2(Te0.95Se0.05)3复合热电材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜及热电特性分析装置等设备,对制备样品的微结构、形貌及热电特性等进行了分析。结果发现,少量MWNCTs的掺杂并未改变MWCNTsX/Bi2(Te0.95Se0.05)3复合热电材料的晶格结构,同时,少量掺杂还可在复合热电材料微结构中产生适量的晶界和生长缺陷。并且,均匀分散的MWNCTs还形成了三维导电通道,可显著增强晶格对声子和低能电子的散射,提升了材料的电导率,降低了其热导率。但对比研究也发现,过多MWNCTs的掺杂反而不利于MWCNTsX/Bi2(Te0.95Se0.05)3复合热电材料热电特性的提升。测试表明,在温度为T = 316 K时,掺杂MWNCTs质量比为x = 0.003的复合材料样品具有最大的ZT值,约为1.39,这比未掺杂的Bi2(Te0.95Se0.05)3样品的最大ZT值0.93提高了近50%。论文研究结果对进一步提升Bi2Te3类热电材料的热电优值,拓展其商业化应用范围提供了新的思路。

H_2在K^0-MWCNTs上储存和吸附/脱附特性研究

利用高压容积法辅以卸压升温脱附排水法,测定金属K修饰多壁碳纳米管对H2的吸附储存容量.结果表明,在室温(25℃),7.25MPa实验条件下,x%K0-MWCNTs(x%=30%～35%,质量百分数)对H2的吸附储存容量可达3.80wt%(质量百分数),是相同条件下单纯MWCNTs氢吸附储量的2.5倍;室温下卸至常压的脱附氢量为3.36wt%(占总吸附氢量的～88%),后续升温至673K的脱附氢量为0.41wt%(占总吸附氢量的～11%).利用LRS和H2-TPD-GC/MS等谱学方法对H2/K0-MWCNTs吸附体系的表征研究表明,H2在K0-MWCNTs上吸附存在非解离(即分子态)和解离(即原子态)两种吸附态;在≤723K温度下,H2/K0-MWCNTs体系的脱附产物几乎全为H2气;723K以上高温脱附产物不仅含H2,也含有CH4,C2H4和C2H2等C1/C2-烃.

MFe_2O_4/MWCNTs复合材料的水热法制备及微波吸收性能研究

采用水热法制备了MFe2O4/MWCNTs(M=Ni、Co、Zn)复合材料。借助X射线衍射仪、场发射扫描电镜和矢量网络分析仪对产物的结构、形貌和电磁参数进行了表征测试。根据传输线理论计算了样品吸波效果图及复合材料在不同厚度下的反射率曲线。结果表明:以纯水为反应溶剂,合成纯净且晶型较好的铁氧体材料;相同条件下,铁氧体不同对包覆情况有较大影响。3种复合样品中CoFe2O4/MWCNTs复介电常数及复磁导率实部较小且虚部较大,表现出较好的吸波性能;当厚度为1.5mm时,低于-10dB的频宽为2.5GHz,最大吸收峰值达-35dB。

射频反应磁控溅射SnO_2/MWCNTs薄膜材料的气敏性能研究

采用射频反应磁控溅射方法制备掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)的SnO2薄膜材料,并在此基础之上制作了NO2气敏传感器,使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了SnO2/MWCNTs薄膜材料的表面形貌、物质组份等材料特性,采用气敏元件测试系统来分析传感器的气敏效应,包括灵敏度、选择性、响应-恢复等特性,实验结果表明该气敏传感器对超低浓度(10ppb)NO2气体有很好的灵敏度,对干扰气体不敏感,提出了气敏机理解释实验现象。

Cu_2O/MWCNTs的制备、机理及气敏性研究

以Cu(Ac)2和多壁碳纳米管(MWCNTs)为原料,乙二醇(EG)作溶剂和还原剂制备了Cu2O/MWCNTs纳米复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对材料进行了表征,探讨了Cu2O以纳米粒子负载于MWCNTs表面的形成机理,并测试了复合材料对NOx的气敏性。结果表明Cu2O纳米粒子能够以键合作用负载在MWCNTs表面,Cu2O以纳米粒子形式有效负载是MWCNTs表面的化学吸附中心和Cu2+使用量的综合作用结果;Cu2O的负载有效增强了MWCNTs对NOx的气敏范围和灵敏度。

ZrO_2-MWCNTs复合材料的制备及ZrO_2-MWCNTs/环氧复合涂层性能研究

通过水热法将纳米ZrO_2粒子负载于多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,成功制备出ZrO_2-MWCNTs复合材料。采用FT-IR、XRD和SEM等方法对ZrO_2-MWCNTs复合材料的结构及形貌进行了表征,结果表明:ZrO_2粒子与MWCNTs通过化学键结合,有效负载于MWCNTs表面。将复合材料通过硅烷偶联剂(KH560)改性并共混分散于环氧树脂,分别制备出1%(wt,质量分数,下同)、3%和5%的ZrO_2-MWCNTs/环氧复合涂层,通过耐磨性测试及电化学交流阻抗谱评价了复合涂层的耐磨性和耐蚀性,结果表明:ZrO_2-MWCNTs高效分散于环氧树脂中,所制备复合涂层的机械性能及耐腐蚀性能均得到改善,并在ZrO_2-MWCNTs含量为3%时达到最大。

Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球光催化降解刚果红

采用凝胶-溶胶法制备了纳米氧化亚铜(A-Cu_2O),与多壁碳纳米管复合制备了Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球。以高压汞灯为光源,研究了Nano-Cu_2O/MWCNTs、A-Cu_2O和氧化亚铜(B-Cu_2O)光催化降解刚果红染料废水的效果,考察了光催化剂用量、溶液起始pH值对刚果红染料废水的降解效率的影响。结果表明,在相同条件下,Nano-Cu_2O/MWCNTs的光催化降解刚果红的效果优于A-Cu_2O和B-Cu_2O;在常温下,进行光催化降解10 mg/L刚果红溶液,复合光催化剂最佳加入量为1.5 g/L,溶液起始pH=7时,反应3 h后,COD去除率达到88.7%。

MWCNTs/MOF-5杂化材料的制备及N_2吸附性能

通过改进的室温一步法制备了MWCNTs/MOF-5杂化材料,分别用XRD、FT-IR、TEM、FESEM、比表面积和孔隙度分析仪对MOF-5,MWCNTs/MOF-5进行了表征和分析。结果表明,碳纳米管的引入对晶体结构的影响不大;复合方式为碳纳米管"穿插"MOF-5的结构;MOF-5和MWCNTs/MOF-5在77 K和100 k Pa下N2吸附量最大,分别为873,743 cm-3/g,比表面积(BET)分别为2 435,1 866 m2/g。

Fe_2O_3/MWCNTs复合材料的制备及其NO_x气敏性能

采用沉淀法制备了Fe2O3/MWCNTs复合材料。通过X-射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对所合成材料进行了表征。结果表明,合成的Fe2O3/MWCNTs复合材料均由碳纳米管与氧化铁颗粒组成,Fe2O3粒子尺寸较均匀,其颗粒大小约为5 nm。在室温条件下,Fe2O3/MWCNTs复合材料对NOx具有较好的气敏性能,当NOx浓度为9.7×10-7时,复合材料对NOx的灵敏度为6.13%,响应时间为38 s。分析其原因主要是合成材料中Fe2O3的主要相态是呈p型半导体特性的γ-Fe2O3,与吸附空气中氧气呈现出p型半导体特性的MWCNTs复合时产生倍增效应的结果。

Co(OH)_2/MWCNTs复合物的室温固相合成及其电容性能

采用室温固相反应法制备了Co(OH)2/MWCNTs复合物。借助XRD、FT-IR以及SEM对产物的晶形、组成及形貌进行了表征。结果表明,所得复合物中β-Co(OH)2颗粒较好地覆盖于MWCNTs的表面。电化学测试结果表明,复合物的比容量和循环性能均得到有效改善,MWCNTs的质量分数为10%时,充放电至200次时其比容量可达385 F/g并逐趋恒定,1 000次后其比容量增加了8%,达到415 F/g,表现出良好的循环稳定性。

TiO_(2)/MWCNTs光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水

文章采用简单的溶胶凝胶-物理负载法制备了TiO_(2)/MWCNTs复合光催化剂,利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等表征方法对TiO_(2)/MWCNTs的物理化学性质进行了表征,并将其应用于H_(2)O_(2)协同光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水中。结果表明,TiO_(2)主要为锐钛矿相,MWCNTs掺杂后降低了TiO_(2)的禁带宽度。MWCNTs掺杂量(MWCNTs/TiO_(2)质量比)为0.50%时,TiO_(2)/MWCNTs的光催化活性最高,H_(2)O_(2)的加入显著提高了光催化氧化效率。TiO_(2)/MWCNTs投加量为1.0g/L,H_(2)O_(2)的投加量为1.5mL/L,废水初始pH值为3,反应时间为150min时,焦化废水生化尾水的COD、UV_(254)、色度、TOC的去除率分别为65.22%、88.71%、89.74%和46.56%。自由基捕获实验表明,·O_(2)是光催化氧化过程中最主要的活性组分。TiO_(2)/MWCNTs经5次重复使用后,对焦化废水生化尾水COD和UV_(254)的降解效率仍然可以达到67.49%和83.83%,表明催化剂稳定性良好。

Ag/MoO2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能

采用水热法制备MoO2/MWCNTs,再通过紫外还原将银纳米颗粒沉积于其表面,成功制备了Ag/MoO2/MWCNTs复合材料。系统研究了合成条件对Ag/MoO2/MWCNTs的催化性能的影响。采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LCV)及计时电流法(I-t)对Ag/MoO2/MWCNTs复合材料的电催化氧还原(ORR)性能及其催化氧还原稳定性进行了研究。结果表明,制备Ag/MoO2/MWCNTs的优选工艺条件为:合成MoO2/MWCNTs的反应温度为160℃,反应时间为6 h,MoO2(acac)2与MWCNTs的质量比为1∶1,AgNO3用量为200μL每1 mg MoO2/MWCNTs(20 mg·mL^-1)。优选条件下制备的Ag/MoO2/MWCNTs催化氧还原(ORR)为4电子催化过程,其起始电位为0.923 V,极限电流密度为6.34 mA·cm^-2,半波电位为0.81 V,经过15000 s后,催化活性仍高于90.5%。

Cu_(2)O@MWCNTs制备及对高氯酸铵热分解催化

高氯酸铵是固体推进剂的重要组成部分,利用催化剂对高氯酸铵进行热催化分解是改善高氯酸铵热性能的主要方法。利用化学沉淀法制备出氧化亚铜@多壁碳纳米管(Cu_(2)O@MWCNTs)复合材料。采用XRD、Raman、SEM、TEM、XPS及TG-DTA对Cu_(2)O@MWCNTs复合材料进行表征并研究其对高氯酸铵热分解的催化性能。结果表明:Cu_(2)O纳米粒子成功地附着在MWC⁃NTs表面缺陷位上,且两相间通过Cu_(2)O纳米粒子中铜原子与MWCNTs中羰基氧原子产生了强的相互作用力;Cu_(2)O@MWCNTs复合材料对高氯酸铵热分解有强的促进作用,使高氯酸铵热分解温度降低、分解速度加快且在短时间内完成分解。

一步法制备MWCNTs/PAMT复合膜电极并用于水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测

通过一步电沉积方式将多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚(5−氨基−2−巯基−1,3,4−噻二唑)(PAMT)修饰于玻碳电极表面,形成复合膜。利用循环伏安法和交流阻抗法对所制备的MWCNTs/PAMT复合膜电极进行电化学性能表征。随后,将该电极用于水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测。结果表明:Cd^(2+)和Pb^(2+)在MWCNTs/PAMT复合膜电极上能产生2个独立的差分脉冲信号,信号强度与目标物浓度呈正比。在最佳检测条件下,Cd^(2+)和Pb^(2+)的线性范围分别为1.0~150μg/L和2.0~200μg/L,检测限分别为0.4μg/L和0.3μg/L。6次重复性实验显示,Cd^(2+)和Pb^(2+)检测结果的相对标准偏差分别为3.4%和5.6%。抗干扰实验表明,复合膜电极对Cd^(2+)和Pb^(2+)具有较高选择性响应。本方法制备的MWCNTs/PAMT复合膜电极对水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测具有良好的应用前景。

g-C_(3)N_(4)/MWCNTs修饰电极对Pb^(2+)的电化学检测

采用溶剂共热法合成g-C_(3)N_(4)/MWCNTs,使用滴涂成膜的方式制备g-C_(3)N_(4)/MWCNTs电化学传感器,并将其用于检测软塑包装袋中迁移的铅(Pb^(2+)).实验结果表明,在最优条件下,用差分脉冲伏安法(DPV)检测浓度在1×10^(-7)~1.0×10^(-5)mol·L^(-1)范围的Pb^(2+),检测出的峰电流差有良好的线性(R^(2)=0.9989),检出限为0.025μmol·L^(-1),Pb^(2+)加标回收率为95.8%~104.3%,实验相对标准偏差(RSD)为3.52%~4.21%,说明g-C_(3)N_(4)/MWCNTs电化学传感器可以成功应用于实际样品中Pb^(2+)含量的检测分析.

片层状VS_(2)/MWCNTs复合材料的制备及微波吸收性能研究

电磁波给人体和电子设备带来的危害已经成为信息时代亟待解决的问题,开发具有组分协同作用的微波吸收材料可以成为有效应对方案。通过水热法制备了片层状VS_(2)/MWCNTs复合材料。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和矢量网络分析仪对VS_(2)/MWCNTs复合材料进行了表征。研究了VS_(2)/MWCNTs复合材料的微观结构以及MWCNTs的添加量对复合材料微波吸收性能的影响。结果表明:MWCNTs的添加量为35 mg时,VS_(2)/MWCNTs复合材料最小反射损耗值为-66.37 dB,并且组分协同作用可以对材料的电磁参数进行调节。本工作丰富了二硫化钒基复合功能材料在微波吸收领域的运用。

La-TiO_2/MWCNTs的光催化性能初探

本文以钛酸丁酯和多壁碳纳米管(MWCNTs)为主要材料,通过溶胶凝胶法和后续的多种加工工艺制备出La-TiO2/MWCNTs,对其初步表征和光催化实验,分别在掺入的3~4%La时,在450。高温煅烧下,其光催中化活性将达到最高,且对甲基橙的降解率可以达到百分之85左右。本文就TiO2/MWCNTs中掺杂La的光催化性做出初步的探究。