SnO_2/C复合材料的制备及NO_x气敏研究

为制备在室温条件下对NOx的检测具有低检测线、响应迅速、灵敏度高的材料,通过高压静电纺丝法制备了多孔SnO2/C复合材料,采用TEM、SEM、XRD等手段研究了复合材料形貌及结构.研究表明:SnO2/C复合材料表面存在丰富的微孔、介孔和大孔,且以10 nm左右的介孔居多.室温下(16～18℃)对SnO2/C复合材料NOx气敏性的检测研究发现,SnO2/C复合材料对NOx有很好的气敏响应,最低检测体积分数可达0.97×10-7.放置48 h后再重复进行相同浓度的气敏性检测时,复合材料的气敏响应重复性较好.复合材料的气敏机理研究表明,空气中的氧气吸附于多孔SnO2/C复合材料表面,形成的氧负离子有助于提高NOx气敏性能.

采用溶胶-水热法合成掺La的TiO_2纳米粒子及其表征

采用溶胶-水热法制备了不同掺杂的二氧化钛纳米粒子,并用表面光电压谱(SPS) 和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征,重点考察了La的量和焙烧温度对样品表面光电和光致发光以及光催化活性等的影响,并对它们之间的内在关系进行了探讨.结果表明:在合适的焙烧温度下,适量镧的掺杂能够提高二氧化钛的光催化活性.样品的SPS谱和PL光谱与光催化活性之间存在一定的关系,即SPS和PL信号越强,光生电子和空穴分离效率越高,光催化活性越高.

DBS包覆TiO_2纳米粒子的制备、表征及相转移

采用溶胶-水热法合成了十二烷基苯磺酸钠(DBS)包覆的TiO_2纳米粒子,分析了溶胶的pH值和DBS用量对包覆效果的影响,并利用IR和TG-DTA对样品进行了表征．结果表明,进釜前溶胶的pH值在4．5～5．5,DBS用量为TiO_2质量的1．0%～3．0%时,能够得到包覆理想的粒子,并且能够实现相转移．此外,还探讨了DBS的包覆机制,并初步证实了DBS与TiO_2是以类磺酸酯键形式联接的．

高含量氮掺杂碳纳米管的合成及NO电氧化

为研制NO检测灵敏度高的电极修饰材料,以吡啶和尿素为碳源和氮源,以Fe-MgO为催化剂,在NH3下于800～900℃采用CVD法原位合成了氮掺杂碳纳米管(CNx-NTs),确定了氮的原子分数为7.05CNx-NTs的最佳合成条件.通过对透射电镜(TEM)、x-射线光电子能谱(XPS)、x-射线衍射分析仪(XRD)和Raman光谱进行研究,结果表明所合成的CNx-NTs随着反应温度的降低有序度减小,管壁缺陷增加.循环伏安法研究的NO在碳纳米管修饰电极上的电氧化行为结果表明:NO在CNx-NTs修饰电极上的电氧化活性均高于未掺杂氮的多壁碳纳米管(MWCNTs),其中,氮原子分数为7.05的CNx-NTs修饰电极的电氧化峰电位最小,峰电流密度最大,反应活性较大.该电极上NO检测的灵敏度最高,是一种比较理想的电极修饰材料.

β-环糊精改性的多壁碳纳米管对NO的吸附性能研究

为开发NO气敏传感器,采用β-环糊精对模板法制备的多壁碳纳米管进行了表面修饰改性.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、热分析-质谱等表征手段研究了改性的MWCNTs的结构性能,并对NO的吸附-脱附作用机理进行了讨论.结果表明:环糊精的小口端易与多壁碳纳米管的管壁相互作用并结合在一起,使环糊精包覆在多壁碳纳米管的表面.多壁碳纳米管外或内层的环糊精可以通过氢键与环糊精以层与层的方式进行连接,达到对MWCNTs的多层改性修饰作用.XRD研究证明经环糊精改性的多壁碳纳米管其结构并没有发生变化.热分析质谱研究发现,β-环糊精改性的MWCNTs对NO的吸附-脱附能力均大于未改性的MWCNTs,其中MWCNTs吸附NO主要是表面物理吸附和管体空腔内的化学吸附;而经β-环糊精修饰的MWCNTs除本身能够吸附NO外,其表面包覆的β-环糊精空腔也能够吸附NO分子,并与NO形成非共价键吸附.β-环糊精与MWCNTs质量比为10∶1时,其吸附NO的量最大,是未改性MWCNTs的1.69倍.