微纳米氧化铜球粒晶的制备及其光催化性能

以三水合硝酸铜和碳酸钠为原料, 采用水热法在130、150、170 ℃下各分别反应8、16、 24 h, 合成了形貌各异的微纳米氧化铜球粒晶。使用X 射线衍射仪和扫描电镜对产物的组成及形貌进行表征, 初步分析了氧化铜球粒晶的形成与演化过程, 并以亚甲基蓝为模拟污染物, 对产物的光催化性能进行了研究。结果表明: 氧化铜晶粒通过定向附着生长形成梭状或柱状纳米晶体, 纳米晶体以自组装的方式逐步形成球粒晶; 温度升高有利于增大氧化铜的成核速率, 减小晶粒的尺寸, 促使氧化铜纳米晶粒由梭形→板柱状→板状的晶形变化; 延长恒温时间有利于形成表面形态完好的球粒晶; 形貌不同的微纳米氧化铜球粒晶的最高光催化降解率均远大于市售氧化铜的最高光催化降解率, 其中, 130 ℃恒温16 h 所得卷曲刺猬状氧化铜球粒晶的形貌、大小基本一致, 光催化降解率高达96. 56%。氧化铜的光催化降解率与球粒晶的比表面积、形态以及总孔体积有关。     

基于深层QPQ技术的氧化工艺影响工件表面硬度的研究

研究了基于深层QPQ技术的氧化工艺对工件表面硬度的影响。首先将工件经过645℃的高温盐浴渗氮(QPQ)处理1.5 h,再通过不同的温度进行氧化处理,氧化温度在225℃到420℃之间选取7个温度。由试样的表面硬度数据可知:随着氧化温度的降低,试样的表面硬度有所提高。通过X射线衍射分析得出:表面硬度的提升是由于试样在氧化时含氮奥氏体层中有纳米级的含氮物质析出,纳米级的弥散分布在奥氏体层起到弥散强化的作用,从而提升表面硬度。     

纳米氧化铜催化氧化糠醛制备糠酸的实验研究

为了提高反应效率,采用纳米氧化铜作催化剂制备糠酸.讨论了催化剂重复使用次数、催化剂用量、反应温度、反应时间、碱的浓度等对糠酸收率的影响,并与传统的普通氧化铜氧化法进行了对比.结果表明:当反应温度为70℃,纳米氧化铜用量为5.0 g,碱的浓度为5%,反应时间为10 m in时,收率可高达95%;而同等条件下采用普通氧化铜氧化,糠酸收率最高只能达到86%,且反应时间较长,重复使用率较低.     

表面等离激元催化反应

表面等离激元驱动的氧化和还原反应机理及反应的优先权是拉曼光谱学研究中非常重要且基本的问题。使用表面增强拉曼散射和尖端增强拉曼散射技术分别研究了在气态、液态和高真空环境中表面等离激元驱动的氧化和还原化学反应机理,讨论了在气态、液态以及高真空环境中的等离激元驱动氧化和还原反应优先权的问题。结果发现,化学反应的概率、速率以及稳定性与反应环境密切相关,在气态、液态以及高真空环境中,等离激元驱动的还原反应更容易发生,并且高真空环境下更容易观测到等离激元驱动的化学反应。     

退火处理对铝酸锂晶体表面形貌及缺陷的影响

系统研究了不同退火温度及保温时间对铝酸锂晶体表面形貌的影响规律,分析了退火前后晶体基片表面腐蚀坑形貌演变规律.利用箱式炉对晶体进行退火处理,采用扫描电子显微镜和激光共聚焦电子显微镜对晶体的表面形貌和缺陷进行分析.结果表明,随着退火温度的升高到850℃,铝酸锂晶体发生分解,锂元素挥发导致表面质量下降;在适宜的温度下,适当的保温时间(20 min)能够提高铝酸锂晶体的完整性,释放制备过程中存在的热应力,改善晶体质量.铝酸锂晶体腐蚀处理前后表面都出现了比较规则的菱形图案,且取向基本一致.退火处理对样品的腐蚀坑表面尺寸没有明显的影响,但缺陷数目增多,腐蚀坑深度增加.     

WO_3/rGO纳米复合材料的制备及其储锂性能研究

采用水热法合成了WO_3/rGO纳米复合材料,并将其用作锂离子电池负极材料。水热处理过程中将氧化石墨烯(GO)还原转变成了还原型氧化石墨烯(rGO),氧化石墨烯经还原后会产生不饱和的、共轭的碳原子,表面缺陷增加从而活性位点增加,使电导率显著增加。结果显示:所制备的WO_3/rGO纳米复合材料中,WO_3均匀地负载到了rGO纳米片上。电化学测试表明:所获得的WO_3/rGO纳米复合材料首次放电比容量达到1 135.7mA·h·g~(-1);200圈以后依然能够保持较高的放电比容量(780mA·h·g~(-1))。     

离子注入金刚石拉丝模的电子顺磁共振特性分析

采用 EPR 技术对氮离子注入天然金刚石拉丝模进行了测试和分析。结果表明:氮离子注入后金刚石表面产生辐射缺陷。当离子能量为100kev,剂量达到5×10~(15)～10~(16)离子数/厘米~2时,金刚石表面出现连续非晶簿层。非晶态破坏了晶体表面的有序排列,有效地阻止了金刚石微裂变从而提高了拉丝耐磨性。当温度超过400℃以后,由于非晶层的再结晶过程。导致非晶化程度严重下降,降低了离子注入改性的效果。本文通过对金刚石表面非晶态的研究,解释了离子注入金刚石拉丝模延寿命;提出了选择最佳注入工艺条件的原则,并对其热稳定性作了分析。     

单晶硅表层机械力学特性的各向异性分析

为探究挠性筋结构单晶硅材料的各向异性特性以及KOH腐蚀工艺对其力学性能的影响规律,进行纳米压痕实验,并结合原子力显微镜观察单晶硅表层3个主晶面上压痕裂纹形貌随晶向的变化规律,分析单晶硅材料表层弹性模量、硬度、断裂韧性等机械力学特性参数在(001)、(110)及(111)3个主要晶面上沿各个晶向的变化规律;分析挠性筋结构单晶硅材料(001)晶面的KOH腐蚀工艺对其材料表面机械特性的影响规律.结果表明:挠性筋单晶硅在(001)晶面上弹性模量的各向异性变化幅度明显,硬度及断裂韧性各向异性的变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(110)晶面弹性模量和断裂韧性的各向异性变化幅度明显,硬度各向异性变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(111)晶面硬度值、弹性模量及断裂韧性参数的变化幅度幅值均较小;确定了单晶硅表层3个晶面裂纹最易扩展的晶向方向,KOH腐蚀工艺使得单晶硅表面质量降低,腐蚀后暴露的表面微裂纹、缺陷等会使得单晶硅(001)晶面表层硬度、断裂韧性降低,从而降低了挠性筋结构的实际断裂强度.     

ND钢恒温氧化性能的研究

研究20g钢和ND钢在450℃下的恒温氧化性能,得出氧化动力学曲线,进行氧化动力学曲线公式的拟和,同时对氧化后的试样表面情况进行宏观观察,用XRD分析了氧化物的成分。实验结果表明,20g钢和ND钢表面氧化的程度随着温度升高、保温时间增长,其氧化速率常数增大,20g钢和ND钢的抗氧化性能不断的降低。ND钢在450℃氧化时,随着氧化时间的增加,氧化增重加大,其氧化动力学常数为0.035。ND钢与20g钢相比,具有较好的抗高温氧化能力,腐蚀速率低。     

花状氧化铜/还原氧化石墨烯复合物的制备和表征及其电化学应用

制备了三维花状氧化铜纳米材料及氧化铜(CuO)/还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料,并利用SEM、TEM、XRD、Raman和XPS对合成的纳米材料进行了表征.将所制备的纳米材料应用于修饰电极构建扑热息痛生物传感器,实验结果显示:相比于氧化铜和还原氧化石墨烯的单一材料,纳米复合材料修饰的电极对检测扑热息痛具有较强的氧化还原能力,并且在浓度3.00～500 μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.19 μmol/L(S/N=3).此外,该生物传感器用于测定实际样品的结果令人满意.