基于Pt/石墨烯纳米复合材料的甲醛电化学传感器

采用电沉积的方法制备了Pt/石墨烯纳米复合材料,考察了该复合材料的电化学性能,用于甲醛的检测,表现出良好的检测性能。实验结果表明：在0.1 mol/L的H2SO4溶液中,Pt/石墨烯纳米复合材料修饰电极可以实现在2×10-6~2×10-3mol/L浓度范围内甲醛浓度的检测,最低检测限为1×10-6mol/L,并且具有高的灵敏度和良好的重现性。

均匀沉淀法制备铝酸锶发光材料及其性能

采用均匀沉淀法制备铝酸锶基质长余辉发光材料。用热重分析仪(TG)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分光光度计对前驱体沉淀产物和焙烧样品进行表征。结果表明:前驱体沉淀产物主要是SrCO3和无定形Al(OH)3。经过熔烧后,未添加硼酸的样品为单一的SrA12O4相;添加0.3mol硼酸的样品为SrA12O4和Sr4Al14O25相共存;添加0.8mol硼酸的样品中,SrA12O4相消失,仅有Sr4Al14O25相存在。与不加硼酸的样品相比,添加硼酸的样品的焙烧温度降低,晶粒长大,激发光谱和发射光谱强度增强,并且发射光谱发生了蓝移,余辉强度和时间也明显增加。但是过量的硼酸加入会降低材料的发光强度。

ITO玻璃基PLZT铁电材料的制备和性能研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺直接在掺锡氧化铟(ITO)玻璃衬底上制备生长(Pb0.92La0.08)(Zr0.53Ti0.47)O(3PLZT)铁电薄膜,研究不同的退火温度对PLZT薄膜生长行为、电性能及光学性能的影响。结果表明,经650℃退火PLZT薄膜具有较好矫顽场强(55kV/cm)和剩余极化强度(38μC/cm2),薄膜的漏电流可达最低值(7.1nA),薄膜具有较好的介电性及透光性。

纳米限域的十四醇相变材料的相变行为研究

选取十四醇为相变材料、具有不同孔径的硅胶为载体,采用物理浸渍法制得十四醇/硅胶复合相变材料。借助差示扫描量热仪对限域的十四醇的相变行为进行表征。结果表明,限域的十四醇具有良好的热循环稳定性。随硅胶孔径的减小,限域的十四醇与硅胶孔壁的相互作用加强、其相变温度向低温方向移动。研究结果还表明通过纳米限域可对相变材料的相变温度进行调控;可实现将固-液相变材料制成定型相变材料,从而抑制相变材料的流失。

甲醛气体传感器研究进展

甲醛是室内主要气体污染物之一,严重危害人类身体健康。因此,开发高灵敏度和选择性的甲醛传感器显得非常重要。综述了近年来甲醛气体传感器的研究进展,从甲醛气体传感器敏感材料的制备、传感性能和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了甲醛气体传感器的发展趋势。

纳米导电聚合物超级电容器研究进展

纳米导电聚合物(聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTh)等)材料被广泛应用于光电子器件、电极材料、传感器等方面。由于其优良的电化学性能、独特的物理化学性质、良好的稳定性等多方面优点使其在超级电容器方面的研究受到广泛关注。综述了基于纳米导电聚合物的超级电容器的研究进展,并对其存在的问题和前景进行了探讨。

UiO-66的微波合成及其储氢性能研究

研究用甲酸作为调制剂,在微波条件下,通过溶剂热法在短时间成功合成出了不同尺寸的金属有机框架化合物Ui O-66纳米晶体,并与传统烘箱加热合成的Ui O-66晶体进行了对比。XRD和SEM表征结果表明：甲酸的调制使晶体的结晶度和颗粒尺寸都增大。N_2物理吸附研究表明,通过不同加热条件合成的Ui O-66晶体具有相近的微孔体积,但是孔径分布有明显的区别。结果表明,微波合成样品的孔径主要集中在0.82和1.10 nm,而传统烘箱加热合成的样品孔径则集中在0.82,1.10和1.63 nm处。由于微波合成的样品具有更小的孔径分布,因而使其在77 K和1×10~5Pa下具有更高的氢气吸附量,样品MW-50（甲酸与Zr Cl_4摩尔比为50∶1）和MW-100的储氢量分别达到1.83%和1.85%（质量分数）,而CE-50和CE-100仅为1.57%和1.58%（质量分数）。

基于TiO_2的气体传感器研究进展

气体传感器在石油化工、环境监测、航空航天等领域有着广泛的应用。由于具有独特的物理化学性质,Ti O2被广泛用于气体传感器敏感材料的研究。综述了基于Ti O2气体传感器的研究进展,并重点就H2,NH3,H2S,CO和NO2五种常见的气体进行了阐述。从基于Ti O2气体传感器的材料制备、传感性能、传感机理和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了基于Ti O2的气体传感器发展趋势。

氟化非晶碳膜结构的Raman和FTIR研究

利用反应射频磁控溅射法,以单晶Si片为衬底,在不同功率下制备了氟化非晶碳膜样品,并进行了不同温度的退火处理。采用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜对样品的结构进行了表征。通过谱线Lorentzian分峰拟合方法,分析比较了不同功率下制备的氟化非晶碳膜sp杂化结构,得到了薄膜生长过程功率控制与结构的关系,功率增大、退火温度升高,膜内sp2相对含量增加。退火温度达到350℃时,薄膜中石墨结构明显增加。

二氧化锆掺杂堇青石微晶玻璃的制备与性能研究

采用水热合成技术,在220℃的水热温度下反应12 h,并经900℃煅烧,制备了SEM粒径为(100±10)nm、主晶相为α-堇青石、比表面积为11.2 m^2/g的ZrO_2掺杂Mg_2Al_4Si_5O_(18)微晶玻璃粉体。研究了反应浓度与形貌、粒径大小之间的关系,探讨了ZrO_2掺杂量和烧结工艺对堇青石微晶玻璃性能的影响,试验结果表明:适量的ZrO_2掺杂量有利于获得α-堇青石,并促进析晶,当ZrO_2掺杂量为3%、热处理工艺为900℃/2 h时,获得了热膨胀系数为4.6×10^(-6)K^(-1)、软化温度为818℃的微晶玻璃,可满足4J29合金的封装,并表现出理想的封装性能。

球形单分散Cu2O纳米粉体的制备

硫酸铜和适量氨水反应形成铜氨络合物并加入葡萄糖溶液,最后加入NaOH溶液,制备了平均粒径为200 nm,比表面积为5.1 m2/g的球形氧化亚铜粉体,由SEM、激光粒度测试仪和BET三种方法分析得到的粉末平均粒径相吻合,证明制备得到的粉末是单分散状态的。XRD显示产物为立方相的氧化亚铜,未出现金属铜的衍射峰。实验发现,产物粒径随氨水用量和硫酸铜初始反应浓度的增加而减小,葡萄糖用量和反应温度对产物粒径和均匀性也有着重要影响。

基于金属有机框架化合物的气体传感器研究进展

金属有机框架化合物(MOFs)多孔材料具有形貌的多样性和组成的可调变性等特点,已经在气体吸附分离和气体传感领域得到广泛应用。综述了近年来基于MOFs材料的气体传感器的研究进展,从MOFs材料的合成制备、传感性能和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了基于MOFs的气体传感器发展趋势。

纳米银的制备及其光学特性研究

纳米银材料具有独特的局域表面等离子体共振效应,而且其性能可以由形貌、组分和微观尺寸来调控。为了探究多元醇法反应参数对纳米银光学性能的影响,通过改变聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与AgNO3的摩尔比、反应温度以及还原剂来制备不同形貌和尺寸的纳米银。结果表明,反应温度较低或还原剂的还原性较弱时,有助于获得形貌可控的类球形纳米银颗粒,对应的吸收峰较窄。在PVP/AgNO3摩尔比为3︰1,反应温度150℃,乙二醇为还原剂和溶剂时,纳米银的吸收范围可拓展到近红外区,在太阳能光热转换、光热治疗等领域有着潜在的应用前景。

Bi_3.75Ce_0.25Ti_3O_12电致阻变薄膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在Pt/TiO2/Si衬底上制备Bi3.75Ce0.25Ti3O12电致阻变薄膜，研究退火温度对Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜结构和介电、阻变特性的影响，分析了薄膜在低阻态和高阻态时的电流传导机理。结果表明，所制备Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构，不同退火温度Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜的低、高阻态电流比ILRS/IHRS在104-106，在600℃时有2.5 V的最低Vset电压。无论是高阻态还是低阻态，Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜的介电常数都随退火温度的升高而增大，介电损耗则随退火温度的升高而减小，高阻态大于低阻态时的介电常数和介电损耗。在低阻态和高阻态的低压区以欧姆传导为主，在高阻态的高压区以空间电荷限制电流（SCLC）传导为主。

预热处理温度对低温制备Mn掺杂ZnO薄膜结构和阻变性能的影响

以水合乙酸锌、水合乙酸锰为前驱体,利用溶胶-凝胶旋涂法在p＋-Si衬底上制备Mn掺杂的ZnO阻变薄膜（MZO）。研究工艺中预热处理温度对薄膜的微观结构、阻变特性的影响,分析了薄膜高阻态和低阻态的导电机理。结果表明：经250、300℃预热处理的MZO薄膜孔洞较多,而经350℃预热处理的MZO薄膜致密,无孔洞且呈c轴择优取向生长;经不同温度预热处理所制备的Ag/MZO/p＋-Si器件均呈双极性的阻变特性,但经350℃预热处理的器件样品具有更显著的阻变行为和更高的高、低电阻比RHRS/RLRS（104~106）;器件在高阻态的低压区为欧姆导电,高阻态高压区为肖特基发射电流传导,在低阻态为空间电荷限制电流（SCLC）传导。

纳米限域的十七醇的相变行为研究

采用物理浸渍法将十七醇限域到硅胶的孔道中,制得十七醇/硅胶复合相变材料。借助差示扫描量热仪对限域的十七醇的相变行为进行表征。结果表明:随着硅胶孔径的减小,复合相变材料的相变温度向低温偏移。当硅胶孔径≤20 nm时,限域的十七醇的β相消失,在熔化过程中仅存在RII→L的相转变。同时发现限域的十七醇具有良好的热循环稳定性。研究证实纳米孔道可以影响相变材料的相变行为及调控相变材料的相变温度。

石墨烯气凝胶的制备及其光热转换性能研究

石墨烯气凝胶兼具石墨烯的特性和气凝胶孔隙率高、比表面积大的优点,并且石墨烯气凝胶具有丰富的孔道结构,有效增加光吸收和散射面积,太阳能光热转换效率高。为了探究具有优异光热转换性能的石墨烯气凝胶合成工艺及控制条件,通过改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯(GO),再通过水热反应还原,得到石墨烯气凝胶,调节还原剂类型和比例参数,表征不同反应条件下样品的形貌、结构和光吸收率,并测试样品的太阳能光热转换性能。结果表明,在GO和还原剂三聚氰胺的质量比为1︰1时,石墨烯气凝胶的光热转换性能最好。

纳米限域的储氢材料

氢能作为洁净、理想的二次能源,已受到世界各国的广泛关注。然而,氢的储存技术仍然是制约氢能商业化应用的关键技术。利用储氢材料进行储氢被认为是一种安全、高效的固态储氢方式。因此,开发新型高容量的储氢材料与储氢技术成为氢能领域研究的热点之一。纳米限域是将材料填充到纳米孔道里,利用材料和纳米孔道的相互作用促进反应的进行,为化学反应提供一个独特的微环境。近年来,纳米限域逐渐发展成为改善储氢材料热力学和动力学的新方法。本文综述了纳米限域的储氢材料的研究进展,从纳米限域的储氢材料制备、储氢性能、反应机理和存在的问题等方面进行讨论,并指出了纳米限域储氢材料的发展趋势。

铝基材料水解制氢技术

氢能作为一种高焓值的绿色能源在解决未来能源危机和环境污染中备受关注,而铝水反应在众多制氢途径中被认为是最具优势的方法之一。本文着重论述了近几年铝基材料水解制氢技术的研究进展。铝水制氢是一种很有发展前景的储存和运输氢能的方式,但Al表面致密的氧化层阻碍了铝水反应的进行,使其难以在常温常压情况下产生氢气。为充分开发利用氢能源,可采用添加碱、氢化物、金属氧化物、无机盐等方式,或将金属单质与Al通过烧结、熔炼、球磨等先进的技术手段进行复合,能够有效地活化Al,从而实现低环境温度、短诱导时间、快产氢速率、高转化率的铝水反应,为燃料电池电动汽车现场供氢。

基于碳纳米材料载体的氢气传感器

氢气作为高效洁净的二次能源备受关注,但由于氢气无色无味、易爆炸,因此在使用的过程中必须对环境中的氢气进行检查。这就决定了氢气传感器在现代工业、燃料电池及氢的贮存和分离等的氢检测方面有着重要的应用。开发灵敏度高、选择性和稳定性好的氢气传感器一直是传感器领域研究的重要方向。由于具有独特的物理化学性质、高的比表面积和优越的电子特性,碳纳米材料常作为氢气传感器的敏感材料的载体。碳纳米复合材料在吸附氢气之后,其电子性质会发生变化,利用这个性质可以实现对氢气的检测。本文就碳纳米材料与金属纳米粒子、金属氧化物、聚合物的复合材料的氢敏感材料进行了系统的分析,综述了近年来基于碳纳米材料的氢气传感器的研究进展,并对氢气传感器的应用前景和发展趋势进行了展望,指出了需要研究的科学问题。