新型α-MoO_(3)/CuO复合材料电化学性能及其结构

研究了α-MoO_(3)材料和α-MoO_(3)/CuO新型复合材料的电化学性能及其结构,结果表明:α-MoO_(3)/CuO复合材料电化学性能优于α-MoO_(3)材料,在扫速10 mV·s^(-1)的条件下,α-MoO_(3)/CuO和α-MoO_(3)比电容分别为3.41和1.58 F·g^(-1),α-MoO_(3)/CuO的比电容是α-MoO_(3)的2.16倍;α-MoO_(3)/CuO在高频范围内具备良好的离子响应,有较好的导电性能;α-MoO_(3)/CuO在1、2、3 A·g^(-1)的电流密度下的电容量分别为125.48、55.50、28.32 F·g^(-1),α-MoO_(3)的电容量分别为55.64、22.31、10.75 F·g^(-1);SEM结果显示CuO颗粒比较均匀地分布在α-MoO_(3)上;XRD测试结果表明复合材料结构中存在α-MoO_(3)和CuO。

Bi_(2)O_(3)-CuO复合材料的制备及其电催化还原CO_(2)性能研究

采用沉淀法-水热法合成了电催化Bi_(2)O_(3)-CuO复合材料.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等方法对样品的结构和形貌进行了研究.用电化学测试方法对材料电催化性能进行研究,用气相色谱和核磁共振氢谱对产物进行分析.电催化实验结果表明,Bi_(2)O_(3)-CuO复合材料的电催化性能及对甲酸盐的选择性远高于Bi_(2)O_(3)和CuO.其中比例为1∶1的Bi_(2)O_(3)-CuO复合材料性能最好,在-1.2 V vs.RHE的电位下,甲酸盐的法拉第效率为90.3%,电流密度为20 mA/cm^(2),测试10 h保持稳定.

CuO/腐植酸复合材料的制备及其吸附性能

采用水热法合成了CuO-腐植酸(HA)纳米复合材料,研究了其对亚甲基蓝的初始吸附性能及再生吸附性能。运用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪和比表面积测定仪(BET)对其结构进行了表征。研究了pH、亚甲基蓝初始浓度和反应温度等因素对CuO/HA吸附亚甲基蓝的影响,采用多种模型研究了CuO/HA复合材料对亚甲基蓝的吸附动力学和热力学行为。结果表明:合成的CuO/HA平均粒径约为135.0nm,比表面积为188.15m2/g。CuO/HA对亚甲基蓝(MB)的吸附动力学行为符合拟一级动力学模型,在60min内达到吸附平衡,较好地符合Frendlich吸附模型。在室温下pH=7时,CuO/HA复合材料初始饱和吸附量达172.01mg/g;循环使用8次,可保持初始吸附能力的89.27%,表明有较好的吸附性能,可作为一种有效除去水体中亚甲基蓝污染物的高容量吸附材料。

磁性MoS_2/CuO/Fe_3O_4复合材料的合成及光催化性能研究

采用催化剂负载到助催化剂上制得一种可以磁分离的光催化复合材料。采用湿化学法制备纳米级二硫化钼,用化学沉淀法制备球状纳米级氧化铜,通过磁力搅拌将其分散在溶有二硫化钼的去离子水中,形成含二硫化钼/氧化铜复合微粒的微乳液,经水热反应、烘干得其复合材料。采用简单的溶剂热法制备球状Fe_(3)O_(4),将所得复合材料超声处理,使其均匀分散在含四氧化三铁的悬浊液中,再经水热反应、烘干煅烧后得到纳米级磁性MoS_(2)/CuO/Fe_(3)O_(4)复合材料。通过扫描电镜、红外等手段对该磁性复合材料进行表征,复合材料具有良好的吸附性能和光催化性能,并可通过磁场进行分离和回收。

酚醛树脂-腐殖酸钠复合材料性能及其对水体中Mn^(2+)的吸附效应

将改性腐殖酸钠与酚醛树脂制备成酚醛树脂-磺化腐殖酸钠复合材料,探讨复合材料对水体中Mn^(2+)的吸附效应。结果表明,酚醛树脂-磺化腐殖酸钠复合材料孔洞明显增加,亲水性降低,官能团增多,其孔容、比表面积比腐殖酸钠提高了3.00,1.22倍,而N、C、S、H元素的占比则分别增加了2.15,2.04,1.24,0.59倍。在投加量20 g/L、pH 5、室温吸附时间2 h条件下,复合材料对Mn^(2+)浓度为10 mg/L的水体中Mn^(2+)的吸附率达到92.68%。Freundlich模型比Langmuir模型能更好的拟合酚醛树脂-磺化腐殖酸钠复合材料对水体中Mn^(2+)的等温吸附过程,其吸附过程为多层吸附,Mn^(2+)最大饱和吸附容量比腐殖酸钠提高了5.99倍,达到13.49 mg/g。酚醛树脂-磺化腐殖酸钠复合材料对水体中Mn^(2+)具有明显的吸附固定效果。

蒙脱土/Fe_(3)O_(4)/腐殖酸复合材料对U(Ⅵ)的作用机制

通过水热法制备蒙脱土/Fe_(3)O_(4)/腐殖酸复合材料(MFH),探究pH值、MFH的投加量、吸附时间、U(Ⅵ)初始浓度及温度等因素对MFH吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明:在所选实验条件范围内,MFH的投加量对其吸附U(Ⅵ)的影响最大;当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg·L^(-1),pH值为6,MFH投加量为0.3 g·L^(-1),温度为30℃时,MFH对U(Ⅵ)去除在30 min后达到平衡,此时去除率达到97.7%;MFH对U(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型;MFH对U(Ⅵ)的去除机理为络合作用和还原作用。再生实验表明,经5次吸附-解吸后,MFH复合材料对U(Ⅵ)的吸附率仍在90%以上,表明MFH对U(Ⅵ)的去除效果较好且具有高效重复利用性。

钙壳聚糖复合材料对水中腐殖酸的吸附研究

利用交联-喷射法制备了一种新型的钙-壳聚糖(Ca-CS)复合材料,并将其应用于水中腐殖酸的吸附研究。利用FTIR、SEM和EDS对获得的Ca-CS进行了结构和形貌表征,讨论了不同Ca含量、溶液pH、接触时间、腐殖酸初始浓度对吸附的影响。实验数据表明,Ca-CS复合材料在pH 9时可有效吸附水中的腐殖酸,吸附达到平衡时间为280 min,最大吸附容量为955 mg/g。研究结果表明,本实验制备的Ca-CS复合材料对腐殖酸吸附容量大,吸附速率快,是一种去除废水中腐殖酸的良好吸附剂。

Ag/CuO复合材料反应合成热力学分析

通过对Ag/CuO复合材料在反应合成制备中各元素、亚金属氧化物与1mol氧气反应生成金属氧化物的标准自由焓的热力学计算,绘制了标准自由焓与温度关系图;考虑到氧压力对反应进行有重要影响,在标准自由焓与温度关系图中绘制了氧压力随温度变化的直线。结果表明:Ag与O2,Cu2O与O2的反应是一种可逆反应,其发生可逆转变的温度分别为586.818,667.663K;氧的压力对金属氧化物的分解有重要影响:压力越低,金属氧化物越易分解;并通过热力学分析结果,最终确定了Ag/CuO复合材料反应合成烧结工艺。

Ag/CuO复合材料界面稳定性的第一性原理计算

通过对银氧化铜复合材料界面第一性原理计算与界面高分辨透射电镜的分析,研究银氧化铜复合材料界面的稳定性。通过对低指数面的银与氧化铜界面的总态密度和界面结合能计算,考察银氧化铜反应合成后最稳定的结合界面,通过高分辨透射电镜分析并对计算结果进行验证。结果表明:银的(110)面与氧化铜的(100)面的结合能最大,容易形成稳定的结合界面,从界面态密度和电子云分布进一步证实此结果;通过高分辨透射电镜分析发现反应合成后银的(101)与氧化铜的(002)面属于稳定结合面,而(101)与(110)面,(002)与(100)面分别属于同一个晶面簇,其界面结合稳定性相近,这说明第一性原理模拟计算结果与实验结果能够很好地吻合。

纳米CuO填充UHMWPE基复合材料摩擦学性能的研究

利用MM 200型摩擦磨损试验机研究了不同质量含量的纳米CuO填充UHMWPE基复合材料在干摩擦条件下与45#钢对磨时的摩擦学性能。并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明,纳米CuO/UHMWPE复合材料的摩擦性能与纯UHMWPE相比大部分均有提高,但耐磨性明显优于后者,纳米CuO在复合材料中的最佳含量在15%～17%左右。

纳米CuO催化剂晶粒尺寸对Mg_2Ni基复合材料储氢性能的影响

利用沉淀法制备纳米CuO,通过不同煅烧温度控制其晶粒尺寸。XRD测试表明,所得样品为CuO单相结构,晶粒尺寸分别为7.5,14.4nm和23.4nm。利用球磨法制备Mg_2Ni-Ni-5%(摩尔分数,下同)CuO复合材料,对材料的电化学性能、动力学性能及气态放氢活化能进行测试分析。结果表明,添加纳米CuO可明显提高材料的最大放电性能,改善Mg基复合材料电极表面的电催化活性,提高材料体相内H的扩散能力。DSC测试表明,纳米CuO复合材料比无催化剂材料的放氢温度降低约50K。通过Kissinger公式计算得到Mg_2Ni-Ni和Mg_2Ni-Ni-5%CuO600复合材料的放氢活化能分别为86.9kJ/mol和89.3kJ/mol。

吸附法制备CuO/SiO_2纳米复合材料

为了研究和控制CuO粒子的生长,提出了一种利用吸附相纳米反应器制备纳米粒子的新方法.在SiO2表面的吸附层反应器中得到CuO纳米粒子,由络合滴定法测定了Cu离子的吸附速度,利用XRD、TEM、EDX和溶剂置换的方法研究了反应和吸附过程的特性.结果表明,Cu离子的吸附在1 h内达到平衡,60%的Cu离子被吸附到SiO2表面.随着温度的升高,吸附层体积会减小且络合吸附作用得到加强.由于吸附层度的限制,CuO晶粒粒径会减小.反庆在吸附层内发生,随水量的增加,SiO2表面环境发生突变,Cu量迅速达到最大值并不再改变.

Fe_(3)O_(4)/腐殖酸铵基炭复合材料的制备及其电化学性能

制备Fe_(3)O_(4)/炭复合材料,既可以有效解决Fe_(3)O_(4)颗粒团聚和导电性差的问题,又能充分利用Fe_(3)O_(4)的高容量,从而提供优异的电化学性能。以煤系腐殖酸铵和氯化铁为原料,采用水热-炭化工艺制备Fe_(3)O_(4)/腐殖酸铵基炭复合材料(Fe_(3)O_(4)/SHAC-X),借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、低温氮吸附和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段,对样品的微观形貌、孔结构以及表面化学组成进行表征,并利用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试技术评价其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:Fe_(3)O_(4)/SHAC-X的孔隙结构以中孔为主,随着FeCl_(3)·6H_(2)O用量的增加,所制样品的中孔孔容和平均孔径逐渐增加。Fe_(3)O_(4)颗粒的负载量和分布特性与FeCl_(3)·6H_(2)O用量紧密相关,Fe_(3)O_(4)/SHAC-3的Fe含量最高,Fe_(3)O_(4)颗粒分散性较好、颗粒尺寸均一;相应电极材料在3 mol/L KOH电解液中存在明显的赝电容效应,且电化学阻抗较小,成型密度较高(1.48 g/cm^(3)),在42.5 mA/g电流密度下的体积比电容高达253 F/cm^(3)。Fe_(3)O_(4)/SHAC-2具有良好的倍率性能,当电流密度从42.5 mA/g增加到4250 mA/g时,其电容保持率高达73.1%;循环稳定性较好,在2125 mA/g的电流密度下经过10000次恒流充放电之后,其电容保持率为88.3%。研究有利于推动煤系腐殖酸的洁净高效利用,并对Fe_(3)O_(4)/炭复合材料的研究应用具有借鉴意义。

CuO/Al反应自生复合材料的热力学研究

在CuO Al体系的热力学试验和理论分析的基础上 ,对体系反应的热力学进行探讨 ,论证了CuO Al低温合成反应在热力学上是可行的。建立了体系的绝热温度的一般表达式 ,并且从理论上探讨了Al粉含量和反应温度对反应绝热温度的影响。计算了CuO Al体系在不同温度下的热效应值。

原位反应合成AgSnO_2CuO电触头复合材料性能的研究

AgCu、AgSn、AgSnCu、Ag_2O、Ag粉经研磨、烧结和复压复烧等实验过程制备出AgSnO_2CuO复合材料,并研究了该材料的密度、硬度、电阻率以及显微组织。结果表明,以AgCu、AgSn为原料的复合材料组织分布比以AgSnCu为合金原料的均匀,并且弥散程度较高。此外,压坯密度和烧结后样品密度变化不大,且复压复烧可有效提高样品的密度,复压复烧后样品的电阻率比烧结态的低,而硬度有所升高。

硅胶表面原位制备CuO/SiO2纳米复合材料

利用纳米SiO2表面的吸附层作为纳米反应器制备了CuO/SiO2纳米复合材料,通过溶剂置换实验初步探讨了反应进行的场所并用TEM进行表征.结合对吸附速率测定实验和加入沉淀剂对平衡影响实验,讨论了出现的实验现象与吸附层性质的关系.

CuO/SnO_2/壳聚糖复合材料光催化降解猩红B研究

采用共沉淀及流延法制备了CuO/SnO2/壳聚糖复合材料,运用TEM和XRD技术手段对其进行表征,并系统地研究了在猩红B溶液暗态吸附60min后,强化日光照射下催化剂投加量、猩红B初始浓度、无机阴离子和催化剂重复使用对猩红B光催化降解脱色效果的影响。结果表明:当催化剂投加浓度为1.0g/L,pH为6.2时,对初始浓度为15mg/L的猩红B进行强光照射300min后,脱色率可达99.19%;而CO32-、Cl-、SO42-和PO43-等阴离子对猩红B染料的降解脱色均有不同程度的抑制作用;催化剂重复利用5次后,吸附协同可见光催化处理360min,对猩红B的脱色率仍可达到98.69%。

CuO/PG纳米复合材料的制备及其对AP催化分解性能的影响

为改善纳米CuO的催化效果,以多孔石墨烯(PG)为载体,采用络合沉淀法分别制备CuO形貌为片状、线状、棒状和球状的CuO/PG纳米复合材料,并通过差示扫描量热法(DSC)测试了CuO/PG纳米复合材料对高氯酸铵(AP)热分解的影响,分析了其催化机理。结果表明,与相同形貌的纳米CuO相比,CuO/PG纳米复合材料的比表面积更大,对AP热分解的催化效果更好。在四种CuO/PG纳米复合材料中,球状氧化铜粒径最小,约4 nm,其复合材料的比表面积最大,约115 m^2·g^(-1),故催化活性位点最多,催化AP分解效果最好,使其高温分解放热峰温度下降至310.1℃。

静电纺丝法制备CuO/SnO_2复合材料及其气敏特性研究

为研究p型材料和n型材料复合时气敏特性的变化,采用静电纺丝法分别制备了CuO、SnO_2以及3种比例混合的CuO/SnO_2复合纳米纤维材料,并通过XRD及SEM对其形貌、微观结构等进行表征.测试了该5种材料对丙酮、甲醛、甲醇、乙醇、甲苯等VOC气体的敏感特性.研究表明,CuO/SnO_2=2∶1的复合材料对丙酮、甲苯和乙醇的的响应值有一定提高;CuO/SnO_2=1∶1的复合材料对丙酮具有很高响应的同时,对乙醇和甲苯的响应产生了一定的抑制作用,从而大大提高了材料的选择性.其机理是:半导体材料复合后,在复合材料的表面会有更多的氧吸附,导致更多的VOC气体在半导体材料表面发生反应,使材料的电阻值变化更加明显,提高了材料的响应值.

基于CuO/GO纳米复合材料的电化学无酶葡萄糖传感器的研究

通过水热法合成了CuO/GO纳米复合材料,对其晶体结构和形貌进行了表征,并用于构建无酶葡萄糖传感器。CuO/GO能催化葡萄糖的直接氧化。传感器的灵敏度为5.74μAmM-1,检出限为6.14×10-7 mol·L-1。