一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能

以尿素(CO(NH₂)₂)和磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)作为原料, 通过热聚合法制备了磷(P)掺杂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)材料(P-CN)。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N₂吸附-脱附对样品进行了表面形貌及结构表征, 通过对罗丹明B(RhB)的降解实验, 研究了样品的可见光催化性能, 对其催化机理进行了分析。结果表明, 合成过程中磷原子的掺杂会取代g-C₃N₄中的C原子, 从而改变g-C₃N₄的表面形貌和电子结构。在可见光条件下, P-CN材料表现出优异的光催化性能, 其对RhB的降解速率明显优于纯氮化碳。其中3%P-CN样品催化活性最高, 反应30 min时, RhB降解率达到96.8%。分析认为, P原子对g-C₃N₄中的C原子的取代使P-CN样品表面处于富电子状态, 并导致P-CN样品导带位置升高, 光电子还原性增强。这些电子与水中的溶解氧形成超氧自由基(·O₂^-), 从而使得光催化性能显著提高。     

尺寸可控的单分散聚苯乙烯微球的制备

研究了以苯乙烯为单体采用分散聚合法制备尺寸可控的单分散聚苯乙烯(PS)微球的制备工艺,分析了乳化剂、引发剂、单体的用量,醇水比和搅拌速度对产物粒径分布的影响。所得产品用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、荧光光谱仪等手段进行了表征。结果表明,用分散聚合方法制备出的聚苯乙烯(PS)微球粒径均匀且呈单分散性,并制得了粒径为100～800 nm的聚苯乙烯微球。荧光光谱测试结果表明,聚苯乙烯微球的荧光激发峰在390 nm处,与微球粒径大小无关。同时借助Langmiur-Blodgett(LB)技术对PS微球进行了自组装。     

Formation mechanism of intragranular structure in nano-composites

The effect of sintering process and ZrO2 contents on formation of intragranular ZrO2 in Al2O3 matrix was investigated with α-Al2O3 micro-powders and ZrO2 nano-powders as original materials. It is found that the secondphase particles coalesce with the growth of matrix grains during sintering. The process conditions that benefit the growth of matrix grains benefit the formation of intragrains. The formation procedure of intragrains could be described as follows. At first, the particles are driven to agglomerate during densification of the matrix. Some particles move along with the migration of the matrix grain boundaries and tend to further gather， then become intergrains. Those gripped between the matrix grain boundaries become intragrains during the growth of matrix grains.     

纳米ZrO2与微米Al2O3复合陶瓷的断裂模式

研究了两种微米Al2O3与纳米ZrO2复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明,Al2O3晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO2颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO2含量较低有利于Al2O3晶界迁移包裹纳米ZrO2形成内晶结构;而ZrO2含量较高使主晶相长大受到抑止,不利于形成内晶结构,趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大,故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.     

碳纳米管/SnO2复合材料制备及其超电容特性研究

以酸化处理的多壁碳纳米管及锡粉为原料,以硝酸水溶液为溶剂,在140℃回流的条件下成功制备了纳米氧化锡修饰碳纳米管的复合材料,通过改变反应时间及原料的比例来研究反应条件对包覆效果的影响,通过XRD,TEM对样品进行了表征,并用循环伏安曲线法对样品进行了电化学性能测试.结果表明,所得的复合材料具有一定的超电容特性.     

Au@Ag双金属纳米粒子制备及其SERS性能

以金纳米粒子为核,采用柠檬酸钠直接还原法成功制备了Au@Ag核壳结构双金属纳米粒子。用透射电镜对其结构与形貌进行了表征,研究了其紫外-可见吸收特性及表面增强拉曼散射(SERS)性能。结果表明:核壳结构在20~30nm,分散性好;相比于单纯的Au纳米粒子,Au@Ag核壳结构双金属纳米粒子具有较强的紫外-可见吸收峰。以4-ATP为探针,研究了其表面增强拉曼散射效应,发现该核壳结构对4-ATP各个峰位均具有更明显的表面增强拉曼散射效应,特别是在1 000~1 500cm-1范围内的增强效果明显好于纯金纳米颗粒。     

ZTA纳米复相陶瓷的研究

综述了近年国内外对ZTA纳米复相陶瓷材料力学性能及影响因素、内部结构、制备工艺及强韧化机理等方面的研究结果.     

PbS纳米晶包裹碳纳米管的原位合成

介绍了一种PbS纳米晶原位包裹碳纳米管的方法.其主要过程包括酸化处理碳纳米管、通过硫源与碳纳米管的酸碱反应原位引入硫源及水热处理.用XRD、TEM、EDS、FTIR等表征手段对材料进行结构表征,研究表明,PbS均匀、致密、连续地覆盖在碳纳米管表面,但是辨别不出单个的晶粒.通过FTIR的研究给出了这种方法原位组装PbS的机理.     

液相烧结对微-纳复合ZTA陶瓷组织性能的影响

在微-纳复合ZTA材料中加入少量复合助剂，材料在较低温度下实现液相烧结，促进了材料的致密化过程，提高了材料的相对密度。ZTA陶瓷发生液相烧结后，ZrO2在晶界处所形成的熔与未熔共存的独特微观结构使之在基体晶界上分布更加均匀，晶界结合较为紧密，钉扎作用增强，材料得到了强韧化。由于ZrO2与Al2O3的弹性模量不匹配，在粒子周围形成的切应力使扩展裂纹遇到未溶粒子易发生偏折，造成部分的穿晶断裂，使材料的断裂模式发生改变。并且这种结构更加有利于应力诱导相变。能够有效地提高材料的力学性能。     

纳米ZrO2-微米Al2O3复合陶瓷中"内晶型"结构的形成与机理

考察了不同烧结状态的氧化错增韧氧化铝陶瓷(zirconia—toughened alumina,ZTA)的晶粒长大与“内晶型”形成的关系。烧结过程中,ZTA陶瓷中晶粒生长与温度、保温时间、第二相ZrO2含量有关,其中温度的影响最为显著。第二相粒子有沿主晶相晶界移动聚集的趋向。内晶结构的形成机理可概括为第二相粒子被夹在主相两晶粒之间不能移动,在随后的主晶相长大过程中,两晶粒共同晶界发生迁移或晶粒“合并”,将第二相粒子纳入晶粒内部。而没有被主相颗粒挤住的可移动的第二相粒子则聚集成较大的晶问第二相颗粒。