利用碳模板制备ZrO2亚微米空心球

以水热法合成的单分散碳球为模板,通过无机物前驱体颗粒自组装制备出ZrO2/碳球复合物,采用两步煅烧去除碳球模板,制备出ZrO2亚微米空心球,研究了碳球模板表面改性对空心球结构和性能的影响。借助于X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和比表面积分析仪对空心球的组成、形貌和结构进行了表征。结果表明:碳球模板大小均匀,粒径在450nm左右,球表面光滑、形状规则、分散性好;碱处理能有效增加碳球模板表面的官能团数目,改善碳球表面的核电状态和亲水性,进而调控核-壳结构中壳层的厚度;产物空心球由四方相ZrO2组成,随碳球表面改性时间的增加,空心球壁厚逐渐增大,比表面积从104.7m2/g逐渐减小到47.9m2/g。     

CeO2纳米管的模板法合成及对CO的催化性能

以改性凹凸棒石为模板,通过无机物前驱体颗粒的自组装制备CeO2/SiO2复合材料,经热碱浸渍去除模板后煅烧得到CeO2纳米管。借助X射线粉末衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射、场发射扫描电子显微镜、Raman光谱仪和N2气吸脱附仪等对CeO2纳米管的形貌和结构进行表征,考察了硝酸铈与活性氧化硅质量比对产物的影响。结果表...     

包覆型CeO_2/SiO_2和CeO_2/聚苯乙烯复合磨料的制备及其化学机械抛光性能

以SiO2和聚苯乙烯(polystyrene,PS)微球为内核,采用液相沉淀工艺制备了具有包覆结构的CeO2/SiO2和CeO2/PS复合颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、动态光散射仪和zata电位测定等手段对所制备样品进行了表征。将所制备的CeO2/SiO2和CeO2/PS复合颗粒用于硅晶片热氧化层的化学机械抛光,用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)观察抛光表面的微观形貌、测量表面粗糙度。结果表明:所制备的CeO2/SiO2和CeO2/PS复合颗粒呈球形,粒径在150～200nm,CeO2纳米颗粒在SiO2和PS微球内核表面包覆均匀。包覆的CeO2颗粒与SiO2内核之间形成了化学键结合。CeO2颗粒的包覆显著的改变了复合颗粒的表面电性。AFM测量结果表明:经CeO2/SiO2和CeO2/PS复合磨料抛光后的硅热氧化片表面在5μm×5μm范围内粗糙度值分别为0.292nm和0.180nm。     

氧化铈纳米中空球的制备及表征

以聚苯乙烯(polystyrene,PS)微球为模板制备PS/CeO2复合颗粒,然后煅烧去除PS模板形成CeO2纳米中空球。用X射线衍射、透射电镜、场发射扫描电镜、选区电子衍射、能谱分析、Fourier转换红外光谱、热重分析表征样品的相组成、形貌和微观结构。将所制备的CeO2纳米中空球用于甲基橙模拟染料废水的脱色处理。结果表明:CeO2中空球粒径在200～250nm,壳层是由粒径为5～10nm的纳米CeO2颗粒紧密堆积组成,其厚度为15～20nm。经CeO2纳米中空球脱色处理90min后,甲基橙溶液的脱色率可达99%以上,对甲基橙模拟染料废水表现出良好的脱色能力。     

纳米CeO2粉体的制备及结构表征

采用水热法,以氯化亚铈(Ⅲ)、硝酸亚铈(Ⅲ)为铈源,合成了CeO2纳米立方体和CeO2中空球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的样品进行物相和结构分析。同时,实验还研究了水热反应条件对产物形貌和粒度分布的影响。结果表明,氯化亚铈(Ⅲ)直接水热反应,在不同的温度、时间条件下,均可得到立方CeO2粉体,粉体颗粒的粒径在10~50 nm,且随着时间的延长其晶粒变大,结晶完善。当采用硝酸亚铈(Ⅲ)为铈源时,可得到纳米CeO2中空球。其粒径在300~350 nm,球壁是由大量纳米CeO2颗粒片组装而成,其厚度为80~120 nm。并对纳米CeO2中空球的形成机理进行了初步的探讨。     

中空钴酸镍纳米微球的制备及电化学性能研究

以碳微球为模板,通过溶剂热法及随后的煅烧处理得到中空的NiCo_2O_4纳米微球,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的组成及形貌进行了表征。结果表明,制备的NiCo_2O_4中空微球具有高度的结晶性,粒径为300 nm,空心球壁厚为30 nm,当用作锂离子电池负极材料时,在1 000 mA/g电流密度下,首次放电容量达到了1 360 mA/hg,循环250次后,容量仍然高达585 mA/hg,库伦效率高达99%,表现出了优异的循环性能。     

中空钴酸镍纳米微球的制备及电化学性能研究

以碳微球为模板,通过溶剂热法及随后的煅烧处理得到中空的NiCo_2O_4纳米微球,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的组成及形貌进行了表征。结果表明,制备的NiCo_2O_4中空微球具有高度的结晶性,粒径为300 nm,空心球壁厚为30 nm,当用作锂离子电池负极材料时,在1 000 mA/g电流密度下,首次放电容量达到了1 360 mA/hg,循环250次后,容量仍然高达585 mA/hg,库伦效率高达99%,表现出了优异的循环性能。     

氧化镍空心球/石墨烯的制备及其电化学性能

以均匀的氧化亚铜纳米微球为硬模板,基于"协同刻蚀"的方法,在石墨烯分散液中一步合成氢氧化镍空心球/石墨烯复合物。最后经过简单的热处理得到氧化镍空心球/石墨烯复合物。通过X射线衍射和扫描电镜对材料的成分和结构进行了表征。采用循环伏安、计时电流等方法对材料的葡萄糖电化学性能进行研究,结果表明该复合物修饰的电极对葡萄糖检测的线性浓度范围为0.010~0.512 mmol/L、灵敏度高达1 011.814μA/[(mmol/L)·cm~2]、检测极限为0.067μA(S/N=3),并具备良好的抗干扰能力。     

氧化亚铜空心球制备及其在海洋污损材料中的应用

采用软模板法和自模板法分别制备了Cu_2O空心球,探索了不同制备方法下反应条件对Cu_2O空心球形貌及性能的影响,研究了以其作为防污剂制备的涂层防海洋污损生物的防污性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和抑菌测试等手段表征和探讨了Cu_2O空心球的抑菌性能。结果表明:用软模板法得到表面光滑、结晶度高的Cu_2O空心球;用自模板法制备得到由纳米粒子组成的开口空心微球。在抑菌试验中,2种空心球浊液浓度为50μg/m L时,抑菌作用均可以达到95%以上,抑菌效果好。将2种Cu_2O空心球作为防污剂与含氟嵌段共聚树脂SBF改性树脂混合,得到2种杂化防污涂层。通过SEM进行表征,在抗藻类附着试验中,表面基本没有藻类附着,具有良好的防污性能。在浸泡过程中,2种杂化涂层的表面形成了不同的特殊纳米结构表面形貌,这应是少量Cu_2O空心球即可使杂化涂层具有好的防污效果的原因。     

氮掺杂空心炭球作为锂离子电池负极材料的研究

以聚苯乙烯为模板,聚吡咯为炭前驱体,制备出尺寸均匀的氮掺杂空心炭球(NHCs)。通过N_2吸脱附曲线、X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和循环伏安法等测试方法考察了炭化温度对空心炭球的微观结构与电化学性能的影响。结果表明,制备的空心炭球直径在160 nm左右,氮原子百分含量达到9.69%。0.5 A·g~(-1)的电流密度下,800℃炭化所得空心球经过200次循环可逆容量达到493.4 mA·h·g~(-1),容量保持率为84%;在5 A·g~(-1)的电流密度下,经过1000次循环,可逆容量仍高达265.2 mA·h·g~(-1)。说明所制备的空心球拥有高的可逆容量、良好的倍率性能和长的循环寿命,是一种优异的储锂材料。