Ti3C2Tx与MnO2纳米线复合薄膜的制备及其电化学性能分析

类石墨烯过渡金属碳化物(MXene)是一类新兴的导电二维材料,具有很好的电化学储能性能。MXene自支撑膜中二维片层的二次堆积会影响离子传输,降低其比电容。MnO2是一种优良的赝电容材料。两者复合有望提高MXene的比电容。首先对制备的二氧化锰(MnO2)纳米线进行改性处理后与Ti3C2Tx(MXene)混合,真空辅助抽滤得到复合薄膜。然后对复合薄膜进行结构表征及电化学性能测试。研究了MnO2的参杂量对电极材料的质量比电容的影响,并对质量比电容提高的机理进行了分析。实验结果表明,MnO2重量比为16.6%时,与纯MXene膜相比,复合薄膜的比电容增加到116F/g,增加了70%,MnO2纳米线的加入显著提高了复合薄膜的电化学储能性能。

Cu_(2)O纳米线阵列的制备与表征

Cu_(2)O纳米线阵列既保留了纳米线长径比高、比表面积大等优点,又具有规模效应及协同效应,在气敏、光伏等领域具有广阔的应用前景。以泡沫铜为基体,通过化学法制备Cu(OH)_(2)纳米线阵列为前驱体,并在N_(2)气氛中采用两步加热法制备Cu_(2)O纳米线阵列,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Cu_(2)O纳米线阵列结构进行表征。结果表明:只需控制、优化Cu基底的曲率半径和弧度,就能制备出Cu_(2)O纳米线阵列,这为制备Cu_(2)O纳米线阵列薄膜提供了新的思路。

NiCo_2O_4纳米线对H_2O_2电还原的催化性能

以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线正极材料,XRD和SEM表征结果表明,所得材料为NiCo2O4纳米线,以循环伏安法和计时电流法研究了泡沫镍载NiCo2O4纳米线对H2O2电还原的催化性能.结果显示,在0.4 mol/L H2O2和3.0 mol/L NaOH溶液中,当电压为-0.4 V(vs.Ag/AgCl)时,循环伏安的电流密度达到125 mA/cm2;当电压为-0.2,-0.3和-0.4 V时,在30 min的测试时间内,计时电流密度几乎均为一常数,表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线为催化剂电还原H2O2具有很高的活性和很好的稳定性.

气氛对MnCr_2O_4尖晶石纳米线生长的影响

建立了一种在氮气和氢气的还原性混合气氛和1100℃条件下加热商业不锈钢箔(304)制备MnCr2O4尖晶石纳米线的简单方法,并研究了不同气氛对纳米线生长的影响.研究发现,混合气体中氢气含量的变化会影响纳米线的形貌和产率;而氧化性气氛(如空气)下则得不到纳米线.在还原性气氛下,Mn和Cr原子可以和反应室内残留的痕量氧反应生成MnCr2O4尖晶石,而Fe和N i原子不能被氧化,但是Fe和N i可以起到催化纳米线生长的作用,纳米线的生长机理属于自催化性的气-液-固(VLS)机制.

WO3·H2O纳米线阵列的制备及其光催化活性

制备了具有有序孔洞多孔阳极氧化铝(AAO),并以之为模板通过溶胶-凝胶法制备高度取向的WO3·H2O纳米线阵列,用X射线衍射、XPS、扫描电镜(SEM)和比表面积仪进行表征。结果表明:WO3·H2O纳米线线径与AAO模板的孔径一致,且分布均匀,线径为26 nm,线长为1.1μm;与相同条件下用玻纤布作载体制备的WO3·H2O膜相比,其平均晶粒小,低密度,高比表面积。将催化剂WO3·H2O/AAO与WO3·H2O/玻纤布两者分别对气相甲醛进行光催化降解反应以评价它们的光催化活性,得出WO3·H2O纳米线阵列光催化降解气相甲醛反应速率常数大约是WO3·H2O/玻纤布的3.4倍,说明以AAO为模板制备的WO3·H2O纳米线阵列具有更高的光催化活性。

CoFe_2O_4纳米线阵列的制备与性能表征

采用Sol-gel法在孔径分别为50 nm和200 nm的AAO模板中制备高度有序的CoFe2O4纳米线阵列。用SEM、TEM和HRTEM对纳米线阵列的形貌和结构进行了表征。对钴铁氧体纳米线阵列进行磁性能研究,结果表明,CoFe2O4纳米线阵列没有择优取向性,但直径为50 nm的钴铁氧体纳米线阵列的矫顽力大于直径为200 nm的钴铁氧体纳米线的矫顽力,这是由于AAO模板的纳米孔道对材料的限域效应引起的。

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米线的制备及其电化学性能

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线。利用XRD、FE-SEM、TEM和HRTEM对样品的结构和表面形貌进行了表征,并对其作为锂电池正极材料的电化学行为进行了研究。电化学性能测试表明,Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线电极具有较高的开路电压和较大的放电容量。

以泡沫镍载NiCo_2O_4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H_2O_2半燃料电池

研究了以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池的性能.以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列阴极材料,SEM测定结果表明,NiCo2O4纳米线几乎垂直于泡沫镍载体表面生长.以电压和功率密度-电流密度曲线研究了H2O2浓度、电解液流速和温度对电池性能的影响,结果显示,以铝片为阳极,0.6 mol/L H2O2为氧化剂的电池的开路电压约为1.40 V;在室温和57℃下,电流密度为98和172 mA/cm2时,最大功率密度分别达到79和120 mW/cm2.在5000 s的测试时间内,0.70 V的恒电流密度和75 mA/cm2的恒电压值几乎为一常数,这表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为催化剂电还原H2O2具有很好的活性、稳定性和传质性能.

中空ZnCo_2O_4纳米线的合成及其电化学性能分析

运用微乳液法,以醋酸盐为原料,草酸为沉淀剂,CTAB为表面活性剂,乙二醇为单一溶剂首先合成前驱体ZnCo2(C2O4)3纳米线,然后用ZnCo2(C2O4)3纳米线作为牺牲模板经过煅烧合成多孔的ZnCo2O4纳米线。用FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学性能测试,研究得到的产物的形貌结构和电化学性能。结果表明:合成了具有一维结构的尖晶石结构的ZnCo2O4纳米线,由于具有较大的比表面积和多孔性,更有利于锂离子的嵌入与脱出,其初始放电比容量达1841mAh.g-1,25次循环后容量还能达到765mAh.g-1,整体的库伦效率维持在100%左右,循环性能良好。

气体传感器材料——In_2O_3纳米线的制备与表征

采用物理气相沉积法,以纯铟粒为原料,在980℃下Si(100)基片上通过改变气流成分制备了一系列氧化铟纳米线,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜对其形貌和结构进行了表征。试验表明,随着氩气中氢气含量增加,纳米线的产量降低,10%的含氢量最优。纳米线的直径在50～100nm之间,长度可达几十微米。纳米线的结构是方铁锰矿体心立方单晶结构。纳米线的生长符合VLS模型,铟起到了自催化的作用。

α-Fe_2O_3纳米线和体材料的拉曼光谱的温度依赖性

研究了α-Fe2O3体材料和纳米线的拉曼光谱的频率对温度的依赖性,认为纯温度效应是影响其拉曼光谱温度依赖性的主要因素。讨论了α-Fe2O3纳米线和体材料的拉曼光谱温度依赖性不同的根源。

化学沉淀法制备的α-Fe2O3非晶纳米线的晶化研究

以AAO为模板,采用化学沉淀法制备α-Fe2O3纳米线,经TEM和XRD分析表明,所制备的α-Fe2O3纳米线长度约为5 μ m,直径约为40～50nm,且为非晶态,该非晶纳米线的晶化温度约为850℃,明显高于α-Fe2O3纳米粉体的晶化温度.

V2O5纳米线改性PVDF超滤膜的制备及其分离性能

水热合成出超亲水的V2O5纳米线,然后将其与PVDF铸膜液直接共混,制备出不同V2O5纳米线添加量的PVDF改性杂化超滤膜,系统地研究了V2O5纳米线对超滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着V2O5纳米线添加量的增加,改性膜的孔隙率和孔尺寸逐渐增大,膜的亲水性也逐渐增强.当V2O5纳米线添加量为2.0%时,V2O5纳米线修饰PVDF膜的纯水通量达到621.98L/(m^2·h),对BSA的截留率为92.5%.此外,抗污染实验表明,V2O5纳米线改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能.

超长β-Ga_2O_3纳米线的合成

采用溶剂热法以二甲苯作为溶剂,NaN3作为氮源,GaCl3作为镓源,合成GaN为中间产物,进而以空气为氧源来合成Ga2O3,反应温度为350℃。热处理后,成功得到了-βGa2O3超长纳米线,通过X射线衍射(XRD)、红外射线(IR)、透射电子显微(TEM)、选区电子衍射(SAED)、高分辨率的透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)、X射线荧光光谱(EdX)等表征发现,所得-βGa2O3超长纳米线是沿着[00 1]晶向自堆垛生长的,PL研究表明,氧化镓主要有两个强的发射峰,分别在416 nm和580 nm处(λ发射=250 nm)。

基于COMSOL Multiphysics的Cu_2O纳米线光腔模式仿真分析

通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,建立了一维Cu_2O纳米线的仿真模型,分别求解长度为2μm、直径分别为160nm和240nm时激子发光及其在纳米线中形成的光学腔谐振模式,同时测试了2种尺寸样品的荧光光谱,并分析了各尺寸Cu_2O纳米线光学模式的差异.实验与仿真结果表明:在这2种尺寸的样品中确实存在光学腔谐振效应引起的激子发光本征模式,且在样品直径达到240nm时,可以支持2种光场谐振模式.

Cu_2O纳米线激子精细结构光谱分析

基于显微拉曼光谱仪研究比较单根与多根Cu_2O纳米线荧光光谱特性,通过详细分析显微荧光谱线信息,研究制备得到的Cu_2O纳米线的精细结构。单根Cu_2O纳米线表现出高能激子发射及其高阶声子辅助的光学跃迁谱线。

合成和表征NiFe_2O_4纳米线阵列

采用真空灌注结合溶胶-凝胶和氧化铝模板法,在多孔氧化铝模板中制备了平均直径为50 nm的NiFe2O4纳米线阵列。X射线衍射结果显示所制备的纳米线是纯相的NiFe2O4纳米线,透射电镜和电子衍射的结果显示已制备的纳米线是多晶的且表面光滑,场发射扫描电镜图片显示纳米线是大面积且平行有序的、纳米线的长度和所用的氧化铝模板的厚度相当。磁测量的结果显示此纳米线阵列有形状各向异性,同块状材料相比矫顽力有所增强。对纳米线的生长机理做了简单的讨论。

基于可控Cd掺杂In_2O_3纳米线的电学特性研究

文章利用化学气相沉积法合成了不同摩尔比的Cd掺杂的In2O3纳米线,制备了基于单根In2O3纳米线的底栅场效应晶体管,并研究了其电输运特性。结果表明,相对未掺杂的In2O3纳米线,In2O3∶Cd纳米线的电导率有1～2个数量级变化,载流子迁移率高达58.1cm2/(V.s),载流子浓度高达3.7×1018 cm-3。可控Cd掺杂In2O3纳米线将在纳米光电子器件方面有着广泛的应用前景。

CoFe_2O_4纳米线的制备及磁性研究

采用模板-电泳沉积技术制备CoFe2O4纳米线,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的物相、微观组织结构和磁性能进行研究。结果表明:样品具有立方尖晶石型钙钛矿结构,纳米线的直径约为200 nm,与PAA模板的孔洞直径一致,随热处理温度的升高,样品的比饱和磁化强度、剩余磁化强度以及矫顽力变大。

Ag_2V_4O_(11)纳米线的制备及光吸收性能研究

以Ag2O和V2O5为原料,采用水热法合成了Ag2V4O11纳米线。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的结构及形貌进行了表征,并采用紫外-可见光吸收法(UV-vis)测定了样品的光吸收性能。紫外-可见光吸收测试显示Ag2V4O11纳米线具有较宽的紫外-可见光吸收范围,通过计算得出Ag2V4O11纳米线的光学带隙为1.77 eV。