CeO_(2)-C复合空心球改性硫正极的电化学性能

本文以酚醛树脂(APF)和六水合硝酸铈(Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O)为原料,采用无溶剂模板法制备CeO_(2)-C复合空心球,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱等测试方法对其进行表征。以商业化导电碳黑作为硫载体,将CeO_(2)-C复合空心球作为添加剂改性硫正极材料,并进行循环伏安(CV)、恒电流充放电、电化学阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明:CeO_(2)-C复合空心球改性后的硫正极材料具有较好的电化学性能,其在0.2C下的初始放电容量可达到1 125 mAh/g;在1C下循环500圈,每圈的容量损失率仅为0.083%。以商业化导电碳黑作为硫载体,通过添加少量CeO_(2)-C复合空心球改性剂制备硫正极,能够在不改变目前锂硫电池制备工艺的前提下,有效提升锂硫电池的电化学性能,显示出巨大的应用潜力。

SiO_2空心微球复合材料力学性能的实验研究

本文对三种不同密度的ＳｉＯ_２空心微球／环氧树脂复合材料进行了静态压缩性能的实验测定和断口形貌分析，并对其结构形态与破坏过程作了微观适时观察。实验是在Ｉｎｓｔｒｏｎ材料试验机和带加载台的扫描电镜上进行的。除测得上述材料的弹性常数和抗压强度外，还根据微观观察的结果，对三种材料在压缩载荷作用下不同的破坏形态、变形特点、粘结强度和破坏模式等进行了初步分析和讨论。

ZnO/In_2O_3复合空心球的制备及其光电催化葡萄糖降解性能

通过葡萄糖协助的水热以及随后的退火处理两步法成功制备了系列ZnO/In2O3复合空心球.X射线衍射(XRD)谱表明,经500°C退火制得的ZnO/In2O3复合空心球中的ZnO以非晶态存在,但是随着退火温度的提高,其逐渐转变为纤锌矿结构.场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射显微镜(TEM)结果表明,ZnO/In2O3复合材料具有空心球结构,复合纳米颗粒之间结合紧密.将ZnO/In2O3复合空心球组装成薄膜光电极,研究了其光电催化降解葡萄糖的性能.结果表明,700°C退火处理的ZnO/In2O3复合空心球薄膜电极可产生最高的光致电流密度.通过光致发光光谱(PL)发现,与ZnO或In2O3空心球相比,ZnO/In2O3复合空心球的发光强度猝灭效果明显.这是由于复合材料中晶界处产生的p-n结电场,降低了光生电子-空穴对的复合几率,从而使更多的光生电子可迁移到电极表面.

SiO_(2)空心球及SiO_(2)/TiO_(2)复合空心球的制备与性能研究

空心球材料是一种理想的保温结构,其极大降低了表观密度和空气对流换热,增加了热反射,降低了热导系数。因此,空心球材料在建筑、涂料、装潢等领域有着较大的应用前景。采用模板法以聚苯乙烯微球为模板,制备了纳米级SiO_(2)空心球,再以此SiO_(2)空心球为模板,采用包裹沉淀法制备了SiO_(2)/TiO_(2)复合空心球。结果显示:SiO_(2)空心球粒径为150 nm左右,球壳厚度小于10 nm;SiO_(2)/TiO_(2)复合空心球粒径为150 nm左右,球壳厚度约为20 nm,TiO_(2)主要存在于球壳表面。SiO_(2)空心球的太阳光反射率可达80%,导热系数在0.050 W·m^(-1)·K^(-1)~0.054 W·m^(-1)·K^(-1)之间。SiO_(2)/TiO_(2)复合空心球的太阳光反射率在可见-近红外波段可达90%,可见光波段可达95%,导热系数在0.050 W·m^(-1)·K^(-1)~0.052 W·m^(-1)·K^(-1)之间。

反相微乳法制备纳米CdS/SiO_2复合颗粒和空心SiO_2球

采用Triton X-100/环己烷/正辛醇/水W/O型微乳体系,制备了粒径分布均匀、尺寸在30-50nm范围内的CdS/SiO2复合球,并通过酸处理,得到了相应的空心SiO2球。用TEM、XRD、FTIR、BET等手段对产品进行了表征。研究表明,改变反应物的加入量和反应物的浓度,影响颗粒的尺寸及其空心的大小。

空心TiO_2-Q-PDEAEMA/M(0)复合纳米微球的“点击”化学制备与表征

以聚苯乙烯球为模板,水解钛酸四正丁酯制备出了空心TiO2微球。采用原子转移自由基聚合法合成了聚N,N-二乙基胺基甲基丙烯酸乙酯(PDEAEMA)高分子链,利用"点击"化学在空心TiO2微球表面接枝PDEAEMA高分子链,季铵化后与贵金属离子进行离子交换用硼氢化钠还原得TiO2-Q-PDEAEMA/M(0)复合纳米微球。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对制备的复合微球进行了表征。结果表明,TiO2-Q-PDEAEMA/M(0)空心纳米复合微球在水中的分散行为具有pH敏感性。

含吡啶单元给体-受体-给体型共轭聚合物/TiO_(2)空心球复合物的制备及其光催化活性研究

制备了含吡啶单元低能带隙给体-受体-给体(D-A-D)型共轭聚合物:聚(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶)与TiO2空心球的复合物(反应体系中,单体(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶)与TiO_(2)的质量比为1︰2、1︰3和1︰4),并研究了该类复合物的光催化活性.采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等测试对该复合材料的结构和形貌进行了表征.结果表明:TiO_(2)空心球呈锐钛矿相结构,其表面负载有聚(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶).在模拟太阳光照射下,对罗丹明B水溶液进行光降解,发现单体与TiO_(2)的质量比为1︰3时的复合物光催化降解效率最高,光照240 min降解效率可以达到92.1%,证明该聚合物的引入提高了TiO_(2)空心球的光催化性能.

纳米结构TiO_2/PS及TiO_2空心球的自组装与表征

以TiCl4的盐酸溶液配制的TiO2溶胶为前驱体,以聚苯乙烯微球为载体,在表面活性剂存在下,通过逐层自组装技术制备了纳米结构TiO2/PS及TiO2空心球.利用XRD,SEM,TG-DTA等对复合颗粒进行了表征.研究表明:纳米结构TiO2/PS的组成、结构、形貌和粒度可通过溶胶酸度、组装时水解反应温度、煅烧温度、硫酸根的加入量来控制.

纳米结构V_2O_5空心微球的制备与表征

以自制的二乙酰丙酮氧钒(VO(aca)_2)为原料,通过软模板法组装出聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/钒前驱体核壳结构的复合微球.对复合微球进行热处理后制备得(?)(0.5～1.0)μm五氧化二钒(V_2O_5)中空微球.分别采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对最终产物的球形外观、中空结构和物相组成进行了表征,结合VO(acac)_2、溶解于乙二醇的PVP、溶解于乙二醇的VO(aeac)_2与复合微球的红外光谱(FTIR)和复合微球的差热曲线(DTA),探讨了V_2O_5中空微球形成的机理.对影响实验的因素如PVP和VO(acac)_2的浓度,保温时间等进行了研究.结果表明:通过严格控制PVP和VO(acac)_2的浓度能够确保V_2O_5球壳结构的形成;当总反应时间在75～90min范围内时,所得空心球的几何外形和表面形貌均较为理想.

环氧树脂/SiO_2空心球低介电常数材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用模板法制备了粒径为50 nm左右的SiO2空心球,并将其掺入到环氧树脂中,制备了EP/SiO2空心球纳米复合材料。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和精密阻抗分析仪分别对复合材料的化学结构、断面形貌、热稳定性及介电性能进行了表征。结果表明:在掺杂量不大于10%范围内,EP/SiO2空心球纳米复合材料的介电常数随电场频率的升高而逐渐降低,相同测试频率下,复合材料的介电常数随纳米SiO2含量的增加而降低;复合材料的介质损耗(tanδ)随着频率的增加而增加,在102～104Hz,复合材料的tanδ均大于纯EP;在104～106Hz,复合材料的tanδ均小于纯EP;复合材料的热稳定性稍有改善。

rGO/TiO2双壳空心球纳米材料的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体、SiO2为模板,采用溶胶-凝胶法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛双壳空心球纳米复合材料(rGO/TiO2HS)并通过SEM、XRD、FT-IR对其进行表征。rGO/TiO2HS纳米复合材料因为rGO与TiO2的协同作用和独特的双层壳空心球结构,可以抑制光生电子-空穴对的复合、增加比表面积以及提高光利用率,增强了其在紫外光照射下对甲基橙废水的光催化性能,而且具有较好的稳定性。

TiO_2空心球的制备、修饰及应用

TiO_2空心球由于其具有比表面积大、吸附能力强、渗透能力强和电子迁移率高等特点,在锂离子电池、染料敏化太阳能电池、光催化和电流变流体等领域中展现出巨大的应用潜力。综述了TiO_2空心球常用的几种制备方法,如水热法、溶胶-凝胶法、液相沉积法和阳极氧化法,同时还介绍了TiO_2空心球的修饰研究以及其在相关应用领域中的最新研究进展。

CeO_(2)/CuO气体传感器的制备及其正丁醇的气敏性能

以乙酸铜、乙酸铈有机金属盐为前驱体,以碳酸钠为沉淀剂,通过水热法制备了不同Ce元素与Cu元素的摩尔百分比的CeO_(2)/CuO双金属氧化物气体敏感材料,并对所制备的材料进行了扫描电子显微镜(SEM)形貌表征,结果显示CeO_(2)/CuO复合材料为直径6~8μm的空心微球。将制备的CeO_(2)/CuO复合材料涂覆于陶瓷管上制成旁热式气体传感器。气敏测试结果表明,Ce元素与Cu元素的摩尔百分比为3%的CeO_(2)/CuO复合材料传感器对正丁醇气体有着良好的气敏性能,其最佳工作温度为200℃,响应度为纯CuO的1.5倍。此外,该传感器还有着优异的重复性、响应/恢复时间(约5s/15s)。

SiO_2空心球闭孔减反膜的制备及性能研究

目的在获得光伏/光热用SiO_2减反膜高透过率的同时,提高其抗划伤性能和耐候性。方法以聚丙烯酸(PAA,Mw^3000)为模板制备具有核壳结构的SiO_2,离心水洗去除PAA模板,形成SiO_2空心球,接着将空心球分散于无水乙醇中形成溶胶,然后将该溶胶与酸催化溶胶混合,形成复合溶胶,最后经浸渍提拉成膜、烧结后,在载玻片上制得SiO_2空心球闭孔减反膜。用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分别表征了空心球的微观结构和减反膜的表面形貌,利用紫外-可见分光光度计测试了减反膜的透过率,采用铅笔硬度测试和耐湿热测试(HAST)试验,分别检测了减反膜的抗划伤性能和耐候性。结果 TEM测试结果显示,制备的SiO_2空心球结构完整,壁厚均匀。SEM图显示减反膜表面平坦。当SiO_2空心球溶胶与酸催化溶胶的用量比例为9∶1时,减反膜透过率的峰值为98.1%,抗划伤硬度为5 H,经HAST试验后,其透过率为初始值的98.1%。结论用离心水洗法去除PAA模板制备的空心球比烧结去除模板法的空心占比高,与酸催化溶胶混合后制得的SiO_2空心球减反膜空隙率高、折射率低,从而其透过率得到提高。同时,减反膜闭孔结构使其表面致密平整,比开孔结构减反膜具有更高的抗划伤性能和耐候性,在户外太阳能光伏/光热玻璃表面减反方面具有重要的应用价值。

乙醇调控合成MgO复合硅基纳米空心球

以Gemini表面活性剂GEM16-6-16为模板剂,乙醇为调控剂,采用共聚或浸渍方法,合成了MgO-SiO2复合材料。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法对该复合材料进行了表征,结果表明：该材料为粒径600~700 nm的纳米空心球,部分MgO晶体在空心球体表面生长。通过研究GEM16-6-16在乙醇水溶液中的结构特征,探讨了以其为模板剂合成空心球结构的机理。

多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮磨损特性

针对难加工材料高效磨削砂轮难以满足高气孔率与高强度要求问题,基于氧化铝空心陶瓷球颗粒造孔与增强,开发了一种新型多孔复合结合剂立方氮化硼(Cubic boron nitride,CBN)砂轮。开展了镍基高温合金磨削试验,分别从磨削力、砂轮径向磨损量、磨损形貌过程等方面分析多孔砂轮的磨损特性,并与白刚玉砂轮进行对比。研究表明:多孔复合结合剂CBN砂轮磨削高温合金的磨削力和磨削温度均小于白刚玉砂轮;当单位材料去除率为4 mm3/(mm·s)时,多孔复合结合剂CBN砂轮的磨削比是白刚玉砂轮的6倍;多孔复合结合剂CBN砂轮磨削高温合金的磨损形式主要是磨粒磨耗磨损、磨粒及结合剂破碎磨损及黏附磨损,磨损过程伴随新磨粒与气孔的出露。相比之下,白刚玉砂轮黏附堵塞现象严重,砂轮磨损快,工件表面质量难以保证。

SiO_2空心微球及其丙烯酸树脂复合薄膜的光学性能

以聚合物模板法合成了粒径介于200~2 000 nm之间的SiO2空心微球（h-SiO2）,并将h-SiO_2加入到丙烯酸树脂中形成复合薄膜,分别测试了空心微球及复合薄膜的紫外-可见-近红外区内的光学性能.以TEM、SEM、紫外-可见-近红外光谱仪等仪器对空心微球的结构、形貌及光学性能进行了表征,详细讨论了h-SiO2的粒径,表面粗糙度对光学性能的影响.应用FDTD（时域有限差分法）方法对光束在通过空心微球后的电场强度进行模拟计算,得到与实验数据吻合的模拟结果.研究表明,直径为900 nm、加入占单体3.9%的MTC时所得到的h-SiO2光反射能力最强,对近红外和可见光的反射率达到85%以上,紫外光反射率也高于80%,并且加入此h-SiO_2的丙烯酸树脂复合膜遮盖力也较好,可见光区光透过率低于10%.

可控壳厚纳米CeO_2中空球的制备、表征及其催化氧化性能

以聚苯乙烯微球为模板制备PS/CeO_2复合颗粒,再通过煅烧去除PS内核形成CeO_2纳米中空球,并通过控制反应液中硝酸铈的浓度来最终控制中空球的壳厚。用TEM、FESEM、SAED、FTIR、DLS等手段,对所制备样品的物相结构、形貌和粒径分布进行了表征。结果表明,CeO_2中空球内径约为200 nm,外径约为230-260 nm,壳厚分别约为15、20、25和30 nm,中空球壳层由大量粒径为5-10 nm的纳米CeO_2颗粒紧密堆积所组成。经CeO_2中空球催化臭氧氧化处理2 h后,对苯酚的降解率可达95%以上。

氧化钇空心微球的制备及其复合橡胶的低频阻尼性能

以用分散聚合法制备的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球作为牺牲模板,用均相沉淀法制备PMMA/碱式碳酸钇(Y(OH)CO3)复合微球,高温煅烧后得到氧化钇(Y2O3)空心微球,将其与丁基橡胶复合制备了复合橡胶低频高阻尼材料。用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),热重分析仪(TG),X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对Y2O3空心球的形貌与结构组成进行了表征。结果表明,Y2O3空心球由立方萤石结构的颗粒组成,外空心直径为1μm,壳层的厚度约为80 nm。将Y2O3空心微球和粉体分别作为填料加入丁基橡胶中制备的Y2O3/丁基橡胶复合材料,与加入Y2O3粉体相比,加入Y2O3空心球明显提高了丁基橡胶的阻尼性能,在8、18、28、50、65、90 Hz附近的损耗因子较大。

N掺杂空心TiO_2微球的合成与表征

采用无皂乳液聚合合成的聚苯乙烯(PS)微球为模板、氨水/三乙醇胺为催化体系,通过溶胶-凝胶方法合成了PS/TiO2(核/壳)复合微球,然后通过煅烧制备了N掺杂、锐钛型空心TiO2微球.在反应体系中三乙醇胺扮演双重角色,既是TiO2生成及包覆过程的抑制剂又是空心TiO2微球的N掺杂剂.改变氨水、三乙醇胺和钛酸正丁酯用量可控制TiO2壳的形态和尺寸.氨水用量增加,PS/TiO2复合微球的壳表面变得粗糙;三乙醇胺用量增加,壳表面变得光滑;钛酸正丁酯用量提高导致壳层变厚.改变三乙醇胺用量可调节空心TiO2微球中的N掺杂量;N掺杂空心TiO2微球具有可见光响应和光催化作用.