全固态Z-Scheme光催化剂MoS2/RGO/Fe2O3的构筑及性能

开发利用太阳能解决日益严重的环境危机迫在眉睫,为了提高对太阳光的利用率和光催化剂的性能,采用原位生长并结合表面静电吸附的方法制备三元复合材料,先利用水热合成MoS₂/RGO二元异质结复合材料,再根据材料等电点调变溶液pH值制造MoS₂与Fe₂O₃表面电荷同性、而与RGO表面电荷异性,进而构筑MoS₂/RGO/Fe₂O₃全固态Z-Scheme光催化剂。通过扫描电镜和透射电子显微镜观察发现,MoS₂纳米花球和Fe₂O₃纳米颗粒均匀分布在二维片层结构的电子介体RGO表面,MoS₂和Fe₂O₃分别与RGO形成稳定的异质结构,充分证明此种方式构建复杂三元复合材料的可行性。RGO基全固态Z-Scheme光催化剂在模拟太阳光照射下具有优异的光催化还原降解性能,以无机重金属Cr（VI）溶液作为降解指示剂,60min内全固...     

NiCo2O4/BPC复合材料的制备及吸波性能研究

以紫菜为碳源、KOH活化法制备的生物质衍生多孔碳为基体,采用水热法及高温煅烧成功合成钴酸镍/生物质衍生多孔碳（NiCo₂O₄/BPC）复合材料。利用XRD、SEM对样品进行表征分析,并利用矢量网络分析仪（VNA）对其吸波性能进行测试。结果表明,NiCo₂O₄/BPC复合材料具有远远高于生物质多孔碳和钴酸镍材料的电磁波吸收性能。当匹配厚度为5.5 mm、频率为6.24 GHz时,样品的最小反射损耗值可以低至-43.20 dB,此时有效吸收带宽为3.3 GHz。该多孔结构的碳材料可有效改善纳米复合材料的阻抗匹配条件,提高材料的衰减能力,从而获得优异的微波吸收性能。     

还原的氧化石墨烯/CoFe2O4的膜分散-水热法制备及其吸波性能

基于双膜分散技术与水热法相结合的思想,在较低温度条件下,短时间内合成了还原的氧化石墨烯(rGO)/CoFe₂O₄纳米复合材料,并研究了rGO/CoFe₂O₄的吸波性能。通过 XRD、SEM、EDS、TEM、TG/DSC、IR测试手段对rGO/CoFe₂O₄进行表征,采用矢量网络分析仪测定了复合材料在2~18GHz范围内复介电常数和复磁导率的变化,并利用计算机模拟材料在不同厚度下电磁波的衰减性能。结果表明:在透明绢丝状石墨烯的表面及边缘负载了粒度均匀的纳米CoFe₂O₄粒子;单一纳米CoFe₂O₄的反射率损耗为-3.59dB。而mCoFe₂O₄:mGO为10:7的样品的吸波层厚度在2~3mm之间变化时,微波吸收效果显著增强,厚度为3mm时,出现最大微波衰减值-9.2dB,并且微波吸收峰随着吸波层厚度的增加而向低频移动。相比于单一纳米CoFe₂O₄粉体,rGO/CoFe₂O₄纳米复合材料对电磁波的吸收效果有了大幅度的提高。     

石墨烯/δ-MnO2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO₂复合材料,并用X射线粉末衍射（XRD）、低压氮气吸附脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱（EDS）、热重（TGA）对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试（CV）、恒电流充放电（GCD）以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO₂复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO₂具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g^-1时,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容可达322.6 F·g^-1,比纯δ-MnO₂电极材料高234.2 F·g^-1,比纯石墨烯高212.1 F·g^-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g^-1（99.6%）,说明该方法制备的RGO/δ-MnO₂复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

多孔Al2O3/SiC、MoSi2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al₂O₃、MoSi₂微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC多孔材料、Al₂O₃/SiC、MoSi₂/SiC复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明：MoSi₂/SiC复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65~12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 dB。Al₂O₃/SiC复合材料孔道内的Al₂O₃与SiC晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;MoSi₂/SiC复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氧化石墨烯（GO）为载体,在不添加任何还原剂的情况下,通过水热法简易制备SiO₂/还原氧化石墨烯（SiO₂/RGO）复合材料。采用TEM、FTIR、XRD、TG-DSC、N₂-吸附对复合材料的微观结构进行表征,分析表明：负载量为76.60%（质量分数）的SiO₂纳米颗粒均匀分散在RGO表面上,且部分以Si-O-C键进行配位;具有多级孔结构的SiO₂/RGO复合材料孔径主要分布在1~7nm,比表面积高达676m²/g。以罗丹明B为目标污染物,考察了pH、投入量、温度和接触时间等因素对复合材料吸附性能的影响,结果表明：在pH为2、35℃时,复合材料具有最佳的吸附效果,吸附量为127.8mg/g。动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学模型,热力学参数揭示吸附过程为自发吸热过程。     

MOF衍生的Yolk-Shell结构NiCo/C复合材料的电磁波吸收性能

金属有机框架(MOF)衍生的多孔金属/碳复合材料由于具有大的表面积和孔体积,引起了电磁波吸收领域研究者的广泛关注。本文采用溶剂热法合成双金属NiCo-MOF,再通过煅烧制备了具有Yolk-shell结构的NiCo/C复合材料,采用SEM、XRD、拉曼光谱以及磁强计(VSM)等分析方法对比研究了不同Ni、Co质量比对NiCo/C复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着Ni、Co质量比的变化,吸波性能发生了显著的改变。在9.4 GHz的频率下,Ni₁Co₁/C复合材料的性能达到最佳,最小反射损耗为-56.8 dB,有效吸收带宽为5.5 GHz。分析该复合材料的吸波机理发现,电磁波的多重反射、界面极化损耗、自然共振和交换共振是导致其吸波性能提高的重要原因。本文的研究结果为纳米多孔双金属MOF复合材料的制备与性能研究提供了研究思路。     

TiO2改性石墨烯电极电吸附去除污水中NH4+

通过水热法制备得到TiO₂改性石墨烯复合材料（RGO/TiO₂），考察了其形貌结构和电化学性能。将其组装成电极，对比未改性石墨烯（RGO）电极和RGO/TiO₂电极的电吸附NH₄⁺性能。重点考察外加电压、循环流速、初始浓度等工艺参数对RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺的影响，并对其电吸附NH₄⁺特性和对模拟实际含NH₄⁺废水深度脱NH₄⁺效果进行研究。结果表明：RGO/TiO₂复合材料具有三维孔洞结构，比表面积为382.08 m²·g^-1，比电容量在扫速为0.01 V·s^-1时达到325.80 F·g^-1，优于RGO材料。RGO/TiO₂电极的初次电吸附量较RGO电极提升了28.3%，循环再生吸附10次后，RGO/TiO₂电极的NH₄⁺吸附量仅降低了5.87%，循环再生吸附性能优于RGO电极。外加电压2.0 V、循环流速35 ml·min^-1和NH₄⁺初始浓度1.0 mmol·L^-1为RGO/TiO₂电极的最佳NH₄⁺电吸附条件。RGO和RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型，电吸附NH₄⁺为非均匀表面的多层吸附行为，以物理吸附为主。RGO/TiO₂电极4级串联时对模拟实际含NH₄⁺炼油净化水的去除率达到86.84%。     

BN/Fe复合材料的制备及光催化性能研究

以C₃H₆N₆·2H₃BO₃为前驱体和纳米Fe₂O₃粉末为原料，通过热处理制备了一种BN/Fe复合材料。通过X射线衍射分析，扫描电子显微镜、透射电子显微镜、漫反射光谱等对合成的BN/Fe光催化剂进行表征，研究了其相组成、微结构和光催化性能。Fe₂O₃粉末在热处理下被还原为Fe纳米颗粒，合成了多孔结构的BN/Fe复合材料。在可见光照射下B4材料对MO的光降解活性最好，45 min内可快速降解99.3%的MO。     

Ti3C2Tx–Mg Fe2O4复合材料的制备及氨气气敏性能

开发一种性能优异的氨气气体传感器对人类健康和环境保护具有重要意义。利用溶胶凝胶法制备了MgFe₂O₄纳米材料,并通过乙醇超声分散法与Ti₃C₂T_x复合,制备了不同比例的Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料。随后,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析、Fourier红外光谱等方法对Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料的结构和形貌进行了表征,研究了不同比例Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料的气敏性能。结果表明：2.5%(质量分数) Ti₃C₂T_x–Mg Fe     

MIL/MoS2的制备及光催化降解盐酸四环素研究

通过溶剂热法制备了双金属MIL-101(Fe,Al)/Mo S₂复合材料，以盐酸四环素为目标污染物探究材料的光催化性能。利用紫外-可见光谱分析和荧光发射光谱分析对材料的光催化活性进行表征，考察了不同MoS₂添加量、盐酸四环素初始浓度对光催化性能的影响。结果表明，适量负载MoS₂可显著增强MIL-101(Fe,Al)的光催化活性，10%为MoS₂最佳添加量，MIL/MoS₂-10%表现出优于MIL-101(Fe,Al)的可见光吸收能力和电子-空穴对分离效率，在MIL/Mo S₂-10%用量为0.2 g/L时，对20 mg/L盐酸四环素模拟废水的总去除率达到90.06%，其反应速率常数分别是MIL-101(Fe,Al)和MoS₂的1.99和3.11倍左右，表明复合材料的光催化性能相比单体明显提高。     

Co3O4/Fe3O4/MXene复合纳米结构的电磁波吸收性能调制

在电子设备快速发展和广泛使用的今日，电磁波辐射日益严重，影响了电子设备的正常运行及人类的身体健康。为了解决这个问题，选择具有特殊层状结构、高导电率和介电损耗性能极佳的二维材料MXene与磁性铁氧体复合，通过改进的两步法水热-溶剂热法制备棒状Fe₃O₄。为了进一步提高铁氧体的磁损耗性能，采用高温液相还原法将Co₃O₄附着在其表面，之后将不同比例的Co₃O₄/Fe₃O₄通过静电自组装的方式与MXene复合。经过电磁参数和性能的测试与计算，得到了Co₃O₄/Fe₃O₄/MXene复合材料，当其中的Co₃O₄/Fe₃O₄添加比例为25%时，在14.9 GHz频段，有着最高的RL值，厚度为8.5 mm，最佳RL值达到-49 dB,EAB为1.1 GH...     

Fe3O4/SnS2复合材料在染料降解中的应用研究

建立了基于光芬顿技术的染料去除方法,该方法采用Fe₃O₄/SnS₂作为光芬顿催化剂构建反应体系,研究了Fe₃O₄/SnS₂复合材料中的最佳Fe/Sn比,并对所构建反应的机理进行探究。结果表明,在Fe/Sn比为1.0时,制备得到的Fe₃O₄/SnS₂复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除效率最高。基于Fe₃O₄/SnS₂复合材料所构建的复合材料对于亚甲基橙和罗丹明B也均具有出色的降解能力。同时即使经过5次循环使用,Fe₃O₄/SnS₂复合材料对MB的降解依然可以维持在80%以上。所建立的方法有助于实现水环境中染料的高效去除,具有实际应用的潜力。     

聚苯胺/涤纶织物化学镀镍-铁合金及其电磁屏蔽性能

以聚苯胺/涤纶为柔性基材,通过化学镀Ni–Fe合金制备了对电磁波具有高吸收低反射的Ni–Fe/PANI/PET复合织物。研究了预镀镍时间、化学镀Ni–Fe合金时间及其镀液中Ni²⁺与Fe²⁺的质量浓度比对Ni–Fe/PANI/PET复合织物电导率、电磁屏蔽性能和微观结构的影响。结果表明：先预镀镍40 min,再在Ni²⁺与Fe²⁺的质量浓度比为4∶1、总质量浓度为10 g/L的条件下化学镀Ni–Fe合金40 min,所得复合织物的电导率最高为103 S/cm,力学性能良好。此外,Ni–Fe/PANI/PET复合织物在0.03～3 000 MHz波段表现出高吸收低反射的电磁屏蔽性能。     

TiO2/GO/EP复合涂层的光电化学防腐蚀性能研究

通过水热法合成TiO₂/GO复合纳米材料，在Q235碳钢表面制备了一系列TiO₂/GO/EP复合涂层，并对复合材料进行结构表征，探究不同含量GO对复合涂层光电化学防腐性能的影响。结果表明：TiO₂/GO纳米复合材料在紫外光和可见光区域吸收强度有明显提升；不同配比的TiO₂/GO/EP复合涂层都具有光电响应和光致阴极保护效果，其中，TiO₂/GO/EP-3复合涂层的光电响应最明显，光电流密度为0.003 8 A/cm²，光电压降至-681 mV。在环氧树脂中添加纳米复合粒子后涂层的耐水性、耐碱性更优，耐酸性有所改善，硬度和附着力明显增大，可对Q235碳钢基体提供良好的涂层屏蔽保护和半导体光生阴极保护作用。     

NiFe_2O_4@TiO_2/RGO光催化剂的制备及催化性能研究

采用水热法成功制备了NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料,考察了氧化石墨烯(GO)掺杂量对复合材料晶型、形貌、磁性能、热性能和光吸收性能的影响,并研究了复合材料对甲基橙的光催化降解性能,探讨了降解机理。结果表明,随着GO掺杂量的增加,NiFe_2O_4@TiO_2/RGO的比饱和磁化强度逐渐下降,但依然展示出超顺磁性;掺杂10%GO的NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料具有优异的光吸收性能,紫外光照射90 min,其对甲基橙的脱色率达到98%。NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料是性能优异的可回收光催化剂。     

PDA/RGO复合材料对水中Fe（Ⅲ）的吸附行为

将多巴胺与氧化石墨烯纳米片层接枝复合制备了聚多巴胺/还原氧化石墨烯（PDA/RGO）复合材料,通过XRD、FTIR、FESEM和XPS等对该复合材料的结构和表面性质进行表征,并研究了其对水中Fe（Ⅲ）的吸附性能,考察了pH、吸附剂用量、吸附时间、Fe（Ⅲ）浓度和温度对其吸附性能的影响。结果表明：通过多巴胺与氧化石墨烯的仿生复合成功制备出具有优良吸附性能的PDA/RGO复合材料。pH为2,293 K时,该吸附材料对水中Fe（Ⅲ）的最大吸附量为59.1 mg·g^-1,其吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用准二级动力学方程来描述。吸附热力学研究表明该复合材料对Fe（Ⅲ）的吸附过程为自发吸热过程,呈现非均质吸附特性。作为一种新型吸附材料,该复合材料在Fe（Ⅲ）等金属污染废水处理中将具有潜在的应用前景。     

蔗渣纤维基碳球负载TiO2复合材料的制备表征及对四环素的去除研究

Ti O₂固定在碳材料表面可以有效提高其可见光吸收性能。纳米二氧化钛经过沉积方法处理后会负载在碳球（Cs）表面,生成核-壳结构的 Cs@Ti O₂材料。由于两种材料之间形成界面,因此与纯 Ti O₂相比,Cs@Ti O₂的可见光吸收增强。通过对复合材料进行 SEM,EDS,FTIR 和 XPS 表征测定成功制备了 Cs@Ti O₂复合材料。得到的Cs@Ti O₂复合材料对 TC 进行光催化降解,研究了复合材料光催化降解四环素的性能包括 p H、光催化剂投加量和四环素浓度因素的影响。最佳的实验运行条件为在 p H=5,TC初始浓度为 20 mg/L和复合材料投加量为 50 mg时,光催化运行6个小时溶液中四环素降解率达到93%。     

Ti3C2Tx/Ni/TiO2复合粉体的制备及吸波性能研究

采用热处理的方法制备出二维层状Ti₃C₂T_x/Ni/TiO₂复合粉体,并利用TG-DSC、SEM、XRD和XPS对样品进行表征分析,通过矢量网络分析仪测试样品的电磁参数并模拟计算不同涂层厚度下样品的反射损耗值(RL)。结果表明:随着热处理温度的升高,样品中TiO₂质量含量增加;当热处理温度为300 ℃时,在频率f=17.5 GHz下样品的RL为-35.2 dB,其有效吸波带宽超过1.7 GHz,对应的涂层厚度为4 mm。其优异的吸波性能一方面来自良好的阻抗匹配,另外一方面来自样品的介电损耗、磁损耗的协同效应。此外,样品的电磁波吸收能力可以通过其组分和微观结构进行调控。     

嵌有超小CeO2纳米粒子的碳纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝结合后续热处理制备了均匀镶嵌超小CeO₂纳米颗粒的碳纳米纤维(CeO₂@CNFs)复合材料,研究了CeO₂含量对其电磁特性及吸波性能的影响和作用机制。结果表明,随CeO₂含量的增加,复合材料的介电损耗及电磁衰减能力降低,但阻抗匹配得到有效改善,吸波能力呈先增强后减弱趋势。CeO₂含量约为24.6%(质量)的CeO₂@CNFs-2样品因电磁衰减能力与阻抗匹配的更好平衡而表现出最好的吸波性能。当在石蜡基质中的填充量仅为10%(质量),厚度为3.0 mm时,最小反射损耗(RL)值达到-45.4 dB,RL低于-10 dB的有效吸收带宽为5.6 GHz(9.1～14.6 GHz),可覆盖约75%的X波段和45%的Ku波段。CeO₂@CNFs-2的吸波强度是纯CNFs的3.1倍,说明CNFs和CeO₂两者的协同作用能有效提高该复合体系的吸波性能。