Co_(3)O_(4)/Fe_(2)O_(3)异质结复合材料的制备及其紫外光光电探测性能

分别采用旋涂法和水热法在FTO衬底上制备Co_(3)O_(4)种子层和Co_(3)O_(4)薄膜,再在Co_(3)O_(4)薄膜上水热生长Fe_(2)O_(3)纳米棒,获得了高质量的Co_(3)O_(4)/Fe_(2)O_(3)异质结复合材料。通过改变Fe_(2)O_(3)前驱体溶液浓度来改变异质结复合材料中Fe_(2)O_(3)组分的含量。结果表明,Fe_(2)O_(3)纳米棒覆盖在呈网状结构的Co_(3)O_(4)薄膜上,随着Fe_(2)O_(3)前驱体溶液浓度即Fe_(2)O_(3)组分含量的增加,Co_(3)O_(4)/Fe_(2)O_(3)异质结复合材料对紫外光的响应逐渐增强,当Fe_(2)O_(3)前驱体溶液浓度为0.015mol/L时,异质结复合材料有着很好的光电稳定性,并表现出较高的响应率(12.5mA/W)和探测率(4.4×10^(10)Jones)。

Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe_(3)O_(4)为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料,Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.99928%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。

花状MgCo_(2)O_(4)@CoMn LDH复合材料的制备与性能研究

超级电容器(SCs)因其功率高、稳定性能好和快速的充放电能力,在储能设备领域受到广泛关注。采用水热法结合电沉积法合成花状MgCo_(2)O_(4)@CoMn层状双氢氧化物(LDH)复合材料。得益于MgCo_(2)O_(4)和CoMn LDH异质界面间的协同作用,改善了复合材料的电子传输;此外,低结晶度CoMn LDH的成功复合提供了良好的亲水性和活性位点;电化学测试中,复合材料在4.5 mg/cm^(2)的高负载量下,表现出1 501.8 F/g的高比电容,并且在20 A/g的电流密度下循环3 000次后,比电容保持率为82.98%,展示了其优异的循环稳定性。结果表明MgCo_(2)O_(4)@CoMn LDH复合材料可用作电化学储能的电极材料之一。

ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料的制备及其Cr(Ⅵ)还原

采用水热法成功合成ZnFe_(2)O_(4)材料,利用原位生长法制备一系列ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料。通过在可见光照射下对Cr(Ⅵ)的光降解效果评估ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料的光催化性能,结果表明,ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)比ABiCl_(0.7)I_(0.3)(ABiClI)或ZnFe_(2)O_(4)(ZFO)具有增强的光催化活性,其中ABiClI-ZFO-1对Cr(Ⅵ)具有最好的去除效率,在可见光照射30 min后,对Cr(Ⅵ)的去除率达到100%。通过电化学阻抗谱(EIS)和光致发光(PL)对载流子行为的研究表明,固溶体和异质结的协同作用共同促进了光生电子(e-)和空穴(h+)的高效分离和转移,从而产生更高的光催化活性。

NiCo_(2)O_(4)@PANI复合材料的制备及其电化学性能研究

通过水热处理及电化学沉积,在集流体泡沫镍上原位生长出NiCo_(2)O_(4)@PANI复合材料.通过扫描电镜观察到泡沫镍上均匀分布着表面粗糙的纳米棒阵列,这种结构有利于电极材料与电解液的充分接触与反应;PANI(聚苯胺)的包覆增加了NiCo_(2)O_(4)的导电性,降低了载流子传输的活化能,因而表现出优异的电化学性能.在1 mA·cm^(-2)的电流密度下,复合材料的比电容为2307.15 F·g^(-1).当电流密度提升到20 mA·cm^(-2)后,比电容的保留率为78.13%.在10 mA·cm^(-2)电流密度下,循环2000次后,比电容保留率为85.46%.测试结果证明该复合材料作为电极材料,在超级电容器的应用中有着巨大的潜力.

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。

CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的制备及其在含日落黄废水处理中的应用

制备了铁酸钴-氧化铝(CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3))复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析仪对多孔CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的物相和形貌进行了分析.利用制备的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料活化过硫酸氢钾(PMS)来降解废水溶液中的日落黄(SY),通过研究CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料制备过程中Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的物质的量之比、煅烧温度和时长对材料催化性能的影响,发现Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的最佳物质的量之比为1∶2∶12,最佳煅烧温度为400℃和最佳煅烧时长为3 h.对采用在最优条件下制得的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料作为催化剂,PMS氧化降解含日落黄废水进行研究,考察了pH值、温度、不同体系、PMS用量、CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料用量和一些阴离子对日落黄降解的影响.结果表明:在pH=7,温度为55℃条件下,用0.1 g催化剂和0.125 g PMS能使100 mL质量浓度为0.6 g·L^(-1)的日落黄溶液在30 min内降解率达到99.5%.同时,碳酸氢根负离子(HCO3-)和硝酸根负离子(NO_(3)^(-))的加入抑制了日落黄的降解,而Cl^(-)则能促进日落黄的降解.此外,在进行4次循环使用后,CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)仍表现出很好的催化性能,日落黄去除效果仍能达到90%以上.

BaTiO_(3)/Co_(3)O_(4)复合材料对PMS体系降解的效能优化

目的研究添加剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)对所得BaTiO_(3)/Co_(3)O_(4)(BT/Co)复合材料表面Co^(2+)相对含量及催化活性的影响。方法采用溶胶-凝胶法结合高温焙烧合成了铁电BT/Co复合材料,用于激活过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)氧化降解水相中的亚甲基蓝(Methylene Blue,MB);通过有机污染物MB的氧化降解实验,探讨了CTAB与EDTA-2Na对获得BT/Co复合材料催化活性的影响。结果CTAB与EDTA-2Na作为添加剂,对所得BT/Co复合材料的相组成与微观结构无明显影响,但催化剂表面Co^(2+)相对含量呈现出明显变化。结论当EDTA-2Na为添加剂时,所得BT/Co复合材料表面Co^(2+)相对含量提高,活化PMS生成了较多的活性氧化物种,加速了MB的降解,10 min内MB的降解率达到99%。

ZnFe_(2)O_(4)纳米材料制备及其复合物光催化降解水体中有机染料的研究综述

由于现代工业生产带来许多的环境问题,我们最迫切需要解决的便是水污染问题,而纳米材料ZnFe_(2)O_(4)便应运而生。由于其特殊的尺寸使其具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应、在处理水污染和制作纳米复合材料都有很好的存在价值。综述概括了ZnFe_(2)O_(4)的制备方法及ZnFe_(2)O_(4)作为底物和其他复合材料进行结合形成新型材料并在光催化降解中的应用。在此基础上,我们还分析了ZnFe_(2)O_(4)及其复合物在光催化领域的降解性能,并对ZnFe_(2)O_(4)纳米材料之后的发展进行了总结与展望。

ZnFe_(2)O_(4)/TiO_(2)复合材料的表征及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯、无水氯化锌、六水氯化铁为原料,采用自组装法制备了ZnFe_(2)O_(4)/TiO_(2)复合材料。采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射光谱(DRS)、振动样品磁强(VSM)等手段对样品进行测试表征,并对ZnFe_(2)O_(4)/TiO_(2)复合材料进行了光催化性能测试。结果表明:ZnFe_(2)O_(4)/TiO_(2)光催化剂质量比为1∶15时具有最佳的光催化效果,100W紫外光照射下45min对活性Red 24的降解率就能达到100%,表现出优异的光催化性能,可为复合材料光催化剂的研究提供一种有效的思路。

CoFe_(2)O_(4)/生物质碳复合材料的制备与吸波性能

采用一锅水热法及高温煅烧法制备了CoFe_(2)O_(4)/生物质碳复合材料。从材料微观形貌、晶体结构和电磁参数表征说明,CoFe_(2)O_(4)能够均匀分散在碳基材料中,CoFe_(2)O_(4)的存在有利于生物质在碳化过程产生缺陷极化,这有利于增强材料的吸波性能。通过调节CoFe_(2)O_(4)的含量,实现对复合材料电磁参数的有效调控,进而优化其阻抗匹配性能。实验结果表明,CoFe_(2)O_(4)/C-3.0复合材料在2.0 mm下获得最小反射损耗(Reflection loss RL)值为-48.0 dB,有效吸收带宽(Effective absorption bandwidth EAB)为5.5 GHz。

ZnFe_(2)O_(4)/Ag/TiO_(2)复合材料的制备及其光催化性能

以硝酸银、钛酸四丁酯、无水氯化锌、六水氯化铁为原料,采用溶胶-凝胶法与溶剂热相结合的方法制备了ZnFe_(2)O_(4)/Ag/TiO_(2)复合材料,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱仪、振动样品磁强计、紫外可见分光光度计对样品进行表征及测试。结果表明:ZnFe_(2)O_(4)/Ag/TiO_(2)-10具有最佳的光催化效果,在紫外和可见光下对染料的降解率都能达到90%以上,具有优异的紫外可见光光催化活性。ZnFe_(2)O_(4)/Ag/TiO_(2)具有独特的磁性,能在外部磁场作用下进行回收利用,这使其在实际应用中成为可能。通过磁分离技术重复回收利用5次后仍然保持优良的光催化性能,说明ZnFe_(2)O_(4)/Ag/TiO_(2)-10具有优异的磁性及较高的光催化循环稳定性。

基于分等级中空微球结构Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料的制备及对H_(2)S的气敏性能

通过简单的水热法合成了由纳米颗粒自组装而成的分等级中空微球结构WO_(3)和Co_(3)O_(4)/WO_(3)材料,整个实验过程中不添加任何的表面活性剂和模板剂,符合绿色化学发展理念。对样品的形貌、结构、化学成分和气敏性能进行了表征。结果表明,Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料成功构筑p-n异质结并呈中空微球结构。在气敏性能测试中,Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料传感器在最佳工作温度50℃下对体积分数为1×10^(-5)的H_(2)S气体的响应值为42.1,约为WO_(3)传感器的3.37倍,响应时间仅为8 s。本实验还进行了1×10^(-8)~5×10^(-5)不同体积分数的H_(2)S气体连续循环检测,检测下限低至1×10^(-8)。同时,所制备的传感器具有良好的稳定性、选择性和重现性。此外,还详细分析了Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料用于H_(2)S气体检测的传感机理。

ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料高温氧化性能的影响,利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量为0~10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料,研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明:复合材料在800℃时均发生显著氧化,质量损失持续增加;随着ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量的增加,氧化质量损失速度降低,复合材料的抗氧化能力提升;低ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量(0~2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性;高ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量(5~10 mass%)的复合材料在1000℃下氧化严重,在1200℃发生灾难性氧化。

氮气气氛下Al对SiC-MgAl_(2)O_(4)复合材料物相和结构演变的影响

以SiC、MgAl_(2)O_(4)细粉为主要原料,分别添加质量分数为1%、3%、5%、7%、9%和12%的金属Al,置于流动氮气中,在1 500℃下保温5 h烧成得到SiC-MgAl_(2)O_(4)复合材料,对烧后试样进行XRD、SEM及EDS分析。结果表明,1 500℃高温烧结后,材料体系发生一系列复杂反应,试样中物相均以β-SiC、MgAl_(2)O_(4)、氮化物和sialon相为主。部分金属Al在高温下氮化形成氮化铝,并参与sialon相和MgAlON形成的反应。尖晶石则转变为富铝尖晶石和MgAlON两相共存。随着Al含量的增加,尖晶石中固溶铝含量达到极限时,析出α-Al_(2)O_(3)。Al含量的增加使得结合相Si-Al-O-N的形貌发生变化,由板带状向板柱状过渡,最终发育成形貌较为清晰的板层状。经SEM-EDS分析,sialon相中固溶一定量的Mg元素,为sialon多型体Mg-sialon相。

Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合材料的制备及其对丁基钾黄药的降解性能

采用水热法合成了一系列不同负载率的Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合光催化剂。利用瞬态光电流等分析技术对合成的样品进行表征。在300W氙灯下,以丁基钾黄药为目标污染物,评价其光催化性能。研究结果表明,最佳的Fe_(3)O_(4)负载量(15wt%)不仅有效增强Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合材料的光催化活性,对丁基钾黄药的降解率是纯相MoS_(2)的1.33倍,而且还可以利用外部磁场从水中回收再利用;掺入Fe_(3)O_(4)可以有效地提高电荷转移速率并加速光生载流子分离。

NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的制备及其电化学性能

采用两步水热法制备NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料,并对其电化学性能进行研究.研究结果表明,当电流密度为1 A/g时,NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的比电容高达2332.40 F/g,约是NiCo_(2)O_(4)材料的3倍,当电流密度增加至10 A/g时,其比电容还能保持为1127.22 F/g,表现出优异的倍率性能.这归因于复合材料特殊的多孔蓬松结构,有效增加了材料的比表面积,NiCo_(2)O_(4)的比表面积为56.4880 cm^(2)/g,而NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的比表面积高达188.6042 cm^(2)/g,能够提供更多的反应活性位点,同时RGO能够有效提高材料的导电性,两者之间的协同作用使得电化学性能大幅提升.

不同pH条件下MnFe_(2)O_(4)/ACF复合阴极材料降解印染废水及应用

介绍了电化学方法实现活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)表面负载MnFe_(2)O_(4)所制成的新型材料MnFe_(2)O_(4)/ACF复合阴极材料降解印染废水的过程。结果表明,该材料的电催化活性优良,在pH为5.0时,对印染废水特征污染物去除率优良,拓宽了电芬顿反应的适宜pH范围,可在印染废水高效降解方面实现应用。

不同摩擦配副对PEEK及CF/PEEK复合材料摩擦学性能的影响

为了选择与PEEK及其CF改性复合材料更合适的配副材料以适应苛刻的干摩擦工况,本工作选用PEEK、CF/PEEK复合材料为研究对象,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机在不同速度、载荷下对PEEK、CF/PEEK复合材料与Al 2O 3球、GCr15球、Si_(3)N_(4)球三种不同对磨球所组成的摩擦副进行干摩擦试验。结果表明:CF填充改性PEEK基复合材料,提高了复合材料的摩擦学性能。研究速度、载荷对其摩擦学性能的影响发现,三种对磨球所组成的摩擦副在固定载荷高速时或者固定速度重载时仍保持良好的摩擦磨损性能。三种对磨球中,GCr15轴承钢球与PEEK、CF/PEEK组成的摩擦副摩擦系数最大,磨损率最高;Si_(3)N_(4)陶瓷球的摩擦副摩擦系数最小,磨损率最低。当GCr15-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.275,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.254;当Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.265,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.231。GCr15-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下发生了严重的磨粒磨损和黏着磨损,而Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下主要是磨粒磨损和轻微的黏着磨损。

Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)复合材料的制备及光催化降解四环素的研究

将共沉淀法与溶胶-凝胶法相结合,制备Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)复合材料,通过XRD、XPS、BET、TEM等测试技术对Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)进行表征分析,以四环素为目标污染物,在Fe_(3)O_(4)含量、反应投加量以及反应初始pH等条件下,研究了Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)光催化降解四环素的效果。结果表明,光催化降解60 mL浓度20 mg/L的四环素废水,Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)的最优配比为m(Fe_(3)O_(4))∶m(TiO_(2))=2.5%,2.5%Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)的最优投加量为60 mg,最优pH约为7,60 min降解四环素废水可达90%以上。