反应性液晶修饰的光敏聚芳醚光取向稳定性研究

采用反应性液晶通过光聚合反应与聚芳醚光取向膜复合方法,制备了平面转换(In-plane switching,IPS)液晶显示器件,并在高温状态下对其光电显示和取向稳定性能进行了研究。结果显示,与单一聚芳醚光取向膜相比,利用复合光取向膜制备的IPS器件在高温状态下的光电显示和液晶取向稳定性能都得到了明显提高,在65℃明亮显示20h无液晶取向变化,在120℃维持2h无明显光量渗透。在线偏振紫外光下,光敏聚芳醚薄膜发生各向异性光交联反应,其交联程度最高可达67.4%。SEM分析结果发现,反应性液晶单体在UV光照射下,在聚芳醚光取向膜表面上发生了各向异性光聚合反应,沿先前光取向方向形成长度为0.4μm左右的棒状聚合物,有效限制了光取向膜中未交联的柔性基团的活动能力,进而有效增强了复合取向膜对液晶的取向稳定性。     

应用型大学新能源材料与器件综合实验课程的设置与实践探讨

根据许昌学院近年来在新能源材料与器件综合实验课程设置与实践方面的经验积累,提出了以应用为主线,实践于新能源材料的制备、表征、器件组装以及性能测试的综合实验课程体系。该课程主要内容有锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等新能源材料与器件。本文根据学院实验课程的教学经验,对新能源材料与器件专业的综合实验课程设置与实践进行探讨。     

纳米材料与技术专业应用型人才培养体系建设

树立服务于地方产业发展的提高应用型专业技术人才培养能力的教育理念,纳米材料与技术专业科学全面地构建了产教融合人才培养体系,即纳米结构材料设计与制备、表征与性能检测及其在新能源存储与转化方向的产业应用,形成从"基础科学理论到产业实践应用"的专业发展链条,更好地满足新能源产业对应用型人才的需求。实践证明,产教高度融合的人才培养模式有利于培养服务于新能源、新材料等国家战略性新兴产业的应用型专业技术人才。     

高性能自支撑不锈钢网@MoS2锂离子电池负极材料

为了提高MoS₂作为Li离子电池负极材料整体的导电性和稳定性,将纳米化的MoS₂与其它导电性好的材料进行复合,通过水热法在导电基底不锈钢网(Stainless steel net, SS)上原位合成了一层MoS₂纳米花,制备了无粘结剂的自支撑结构的SS@MoS₂负极材料。纳米花状的MoS₂和导电性优异的SS提高了电子和Li离子的扩散速率,同时改善了电极的反应动力学。当作为Li离子电池负极材料时,SS@MoS₂电极表现出优异的储Li性能,特别是具有显著的大倍率充放电性能,即在1 000 mA/g的大电流密度下循环600次,比容量仍保持在862.1 mA·h/g。      

一步法制备纳米SnO-SnO2复合材料及其光催化性能增强机制的光生载流子动力学

半导体复合材料中的光生载流子动力学过程是影响其光催化性能的重要因素之一。该工作以二水合氯化亚锡（SnCl₂·2H₂O）为原料,NaOH为沉淀剂,采用一步溶剂热法制备了Sn的氧化物纳米SnO-SnO₂复合材料,并利用SEM、XRD、TEM和Uv-Vis光谱等对产物进行了表征。结果表明,通过控制反应条件可以获得粒径约为10~20 nm的SnO-SnO₂复合材料和粒径约为10 nm的四方相SnO₂颗粒,分散性较好。光催化性能研究表明,纳米SnO-SnO₂复合材料完全催化降解罗丹明B（RhB）的时间比纳米SnO₂颗粒减少50%。针对这一结果,利用瞬态表面光电压（TSPV）技术分别对上述纳米材料的光生载流子动力学过程进行了讨论。结果表明,纳米SnO-SnO₂复合结构的构建可以有效地促进光生载流子的分离,抑制SnO₂表面光生载流子的复合及提高材料表面的光生载流子的寿命,进而显著增强其光催化性能。     

含共轭结构的ZnO/聚乙烯醇复合光催化材料的制备与性能

以ZnO和NaOH为原料,采用低温水热法合成纳米ZnO 半导体材料,并与聚乙烯醇（PVA）水溶液在超声作用下混合,通过直接煅烧制备出PVA中含共轭双键碳链结构（C）的ZnO/PVA_C复合光催化材料。采用 SEM、XRD、FTIR、Raman和UV-Vis DRS对样品进行表征。结果表明:ZnO/PVA_C复合光催化材料由结晶性能良好的纳米ZnO和具有共轭结构的聚合物组成,且界面间通过化学键Zn-O-C相连接;在模拟太阳光照射下,ZnO/PVA_C复合光催化材料对光的吸收响应可扩展到整个可见光区,并产生较高光电流。光催化性能测试结果表明,ZnO/PVA_C复合光催化材料对罗丹明B的降解催化性能（30 min降解率接近于100%）明显高于纯纳米ZnO。      

石墨烯桥联碳-聚乙二醇包覆的Si纳米颗粒Li离子电池复合负极材料

Si是一种很有前途的Li离子电池负极材料。为解决其巨大体积形变导致的容量衰退快、循环寿命短等问题,采用简单的搅拌和热还原,利用聚乙二醇衍生的薄碳修饰Si纳米颗粒(C-PEG@Si NPs),并通过石墨烯的桥联来制备具有多级包覆结构的石墨烯桥联C-PEG包覆的Si纳米颗粒(graphene@C-PEG@Si NPs)复合材料。利用SEM、 TEM、 X射线衍射、恒流充放电测试等一系列表征测试方法对材料结构、物相和电化学性能进行分析。C-PEG与石墨烯涂层可有效地减小Li离子储存过程中Si对电解质的暴露面积并缓解其体积膨胀。研究结果表明,相比纯Si, graphene@C-PEG@Si NPs复合材料表现出优异的电化学性能,在210 mA/g的电流密度下,经过100次循环可逆比容量仍高达1 032 mA·h/g,电极在4 200 mA/g的大电流密度下循环100次,其比容量仍保持在430 mA·h/g以上。     

竹基碳纤维/MoS2锂离子电池负极材料

随着电子产品、电动汽车以及智能电网的快速发展,不仅需要锂离子电池(LIBs)具有优异的储锂性能,而且要求电极材料成本低廉、资源丰富和绿色环保。基于碳负极材料的优点,将废弃的一次性竹筷,在碱性溶液中经过可控的热处理,利用竹子中丰富的天然纤维素,从而获得尺寸均匀的碳纤维(CFs)材料。相比于石墨电极,竹基CFs作为LIBs的负极材料时表现出优异的电化学性能。为进一步提高其储锂性能,以CFs为骨架,通过水热法在其表面制备了一层二硫化钼(MoS₂)纳米花,形成核壳结构的CFs/MoS₂复合电极材料。电化学测试结果表明,CFs电极在200 mA/g的电流密度下循环500次,放电比容量仍有381.1 mA·h/g;CFs/MoS₂复合材料在1000 mA/g的大电流密度下经过1000次循环,仍保持有843 mA·h/g的放电比容量。      

原位反应制备ZnS/还原氧化石墨烯复合材料及其光催化性能

以氧化石墨烯和ZnAc2为反应前驱物,采用二甲基亚砜(DMSO)作为硫源和反应溶剂,通过一步溶剂热法原位制备出负载ZnS的还原氧化石墨烯(RGO)复合材料(ZnS/RGO)。采用SEM、XRD、激光拉曼(Raman)和荧光光谱对样品的微观形貌和化学结构进行表征。结果显示:原位反应制备的ZnS/RGO复合材料是由呈圆球状并均匀负载的纳米ZnS和6~7层RGO层状结构组成;在模拟紫外光照射下,对甲基橙污染物的光催化结果表明,ZnS/RGO复合材料的降解效率明显高于纯ZnS;同时,在多次循环催化过程中,ZnS/RGO复合材料的光催化效率仍基本保持不变,表明原位反应使ZnS与RGO结合增强。荧光光谱结果表明,ZnS/RGO复合材料光催化效率增强的主要原因在于ZnS中光生电子通过RGO得到有效的分离,进而延长了电子-空穴的复合效率。     

锂离子电池负极材料ZnSnO3/C复合物的制备与性能

锡基双金属氧化物作为锂离子电池负极材料因具有高的理论比容量、嵌脱锂电位适中、储量丰富、价格低廉、安全性高以及环保等优点，已经受到了广泛的关注.本研究采用一步原位水热法制备了碳包覆的ZnSnO₃复合材料(ZnSnO₃/C).利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱分析和恒流充放电测试等一系列表征测试方法对材料的微观形貌、物相组成、结构和电化学性能进行分析.电化学测试结果表明：当作为锂离子电池负极材料时，ZnSnO₃/C复合电极的储锂性能优于纯ZnSnO₃电极.在200 mA·g^–1电流密度下，ZnSnO₃/C复合电极经200次循环后可逆容量可达1274.9 mA·h·g^–1，即使在大电流5000 mA·g^–1下经500次循环仍然提供663.2 mA·h·g^–1的放电比容量，同时也表现出卓越的倍率性能.优异的储量性能归因于ZnSnO₃/C复...