g-C3N4/MoS2纳米片异质复合物的球磨法制备及可见光催化性能研究

采用球磨法制备g-C₃N₄/MoS₂纳米片异质复合物,运用X-射线衍射仪、高分辨透射电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光发射光谱对异质复合物的结构和形貌进行了表征。结果表明：MoS₂纳米片可进入g-C₃N₄的层间形成异质复合物。以罗丹明B为模拟污染物,在可见光照射下考察了复合物的光催化特性。结果显示,含有2%的MoS₂纳米片与g-C₃N₄形成的异质复合物在120min内对罗丹明B降解率为98%,其降解动力学常数是体相g-C₃N₄为的4.3倍。g-C₃N₄/MoS₂纳米片异质复合物具有十分优良的光催化特性。其催化活性的提高主要归因于光生电子和空穴的有效分离和传输,并根据光捕获实验提出复合物可能的光催化机理。     

聚酰亚胺基光催化材料研究进展

聚酰亚胺是一种已经在各种领域被广泛应用的高分子聚合物,而作为可见光响应的光催化材料在光催化领域最近取得了新的关注和研究。由于聚酰亚胺有多种合成手段和原料前驱体,其具有可调电子能带结构和高物理化学稳定性。调研和研究了聚酰亚胺和聚酰亚胺基复合光催化领域的最新研究进展和后续发展思路,重点调研了聚酰亚胺的光催化特性来源：类石墨相氮化碳的微观结构;聚酰亚胺光催化微观结构和性能之间的关系;聚酰亚胺与另外一种能级匹配良好的半导体结合,形成纳米异质结。还从理论上讨论了聚酰亚胺基光催化材料的能带结构、电子性质、光学吸收和界面电荷转移,为电荷载流子动力学提供有洞察力的展望。为促进下一代聚酰亚胺基光催化材料的研究开辟一条新的途径,利用其优异的结构、电子和光学性能可调性,实现进一步的发展,从而实现更高性能的可见光光催化材料的性能。     

Ag-P改性g-C3N4的可见光催化活性研究

以三聚氰胺、磷酸氢二铵和硝酸银为原料,采用热聚合法合成了Ag-P改性的复合可见光催化剂Ag-P/g-C3N4,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)等对Ag-P/g-C3N4催化剂进行了表征与分析。通过Ag-P/g-C3N4存在下亚甲基蓝(MB)的可见光降解实验,系统研究了该类催化剂的可见光催化活性。结果表明,Ag-P复合改性没有明显改变g-C3N4的晶型结构,但是显著抑制了光生电子和空穴的复合,提高了其可见光催化降解活性。经过120 min可见光照射后,Ag(2%)-P/g-C3N4的速率常数达到0.00816 min^-1,是原始g-C3N4的2.1倍,是P/g-C3N4的1.7倍。同时,探索了Ag-P/g-C3N4的可见光催化降解反应机制和循环使用稳定性。     

NiMoO4/g-C3N4的制备及电化学性能研究

超级电容器具有比电容高、循环寿命长和绿色无污染的特点,其优异的电化学性能备受关注。本文水热合成了NiMoO₄/g-C₃N₄复合粉体,并将粉体涂覆在泡沫镍上制备了NiMoO₄/g-C₃N₄电极材料。结果表明,NiMoO₄/g-C₃N₄粉体形貌主要为NiMoO₄纳米棒和团状g-C₃N₄,且NiMoO₄纳米棒生长在g-C₃N₄纳米片上。在NiMoO₄中加入30at%的g-C₃N₄能降低电容体系的等效串联电阻和扩散阻抗,有利于氧化还原反应的进行。相比于其他g-C₃N₄含量的电极材料,g-C₃N₄含量为30at%的NiMoO₄/g-C₃N₄电极材料具有更高的比电容(584.3F/g)和更好的倍率特性。     

CC/PANI/TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究

先采用原位聚合的方法在碳布上负载聚苯胺,然后利用溶剂热法在制备的碳布/聚苯胺(CC/PANI)复合材料上生长二氧化钛纳米片,得到了可便捷分离的CC/PANI/TiO₂复合光催化材料。通过SEM、XRD、UV、FTIR、XPS等手段对所制备的样品进行了形貌和结构表征,并比较了CC/PANI/TiO₂复合材料和纯TiO₂紫外-可见光条件下催化降解RhB的活性差异,结果表明CC/PANI/TiO₂复合材料具有比TiO₂更优异的光催化活性。光致发光光谱说明CC/PANI/TiO₂复合材料的发光强度比纯TiO₂的弱,有效抑制了光生载流子的复合;瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)证明CC/PANI/TiO₂纳米复合材料更有效促进电子-空穴对分离和提高转移效率;活性物质捕捉实验证实?OH和?O_2^-是复合材料光催化降解RhB过程中的主要活性物质。CC/PANI/TiO₂复合材料循环利用6次后,仍然具有较高的催化活性,显示了其在污水处理领域中的良好应用前景。     

钎料中Ti元素含量对Si3N4/Si3N4接头界面结构及性能的影响

在900℃保温10 min的工艺条件下采用Ti含量不同的AgCu+Ti+nano-Si₃N₄复合钎料（AgCu_C）实现了Si₃N₄陶瓷自身的钎焊连接,并对不同Ti元素含量的接头界面组织及性能进行了分析.结果表明,接头典型界面结构为Si₃N₄/TiN+Ti₅Si₃/Ag_（s,s）+Cu_（s,s）+TiN_P+Ti₅Si_3P/TiN+Ti₅Si₃/Si₃N₄.随着复合钎料中Ti元素含量的增加,钎缝中团聚的纳米Si₃N₄颗粒逐渐减少,母材侧的反应层厚度逐渐增加后趋于稳定.当Ti元素含量高于4%时,钎缝中形成了类似于颗粒增强金属基复合材料的界面组织;当Ti元素含量达到10%时,有少量Ti-Cu金属间化合物在钎缝中形成;钎焊接头的抗剪强度随着Ti元素含量的增加而呈现先增加后降低的变化趋势,当Ti元素含量为6%时接头的抗剪强度达到最高值,即75 MPa.     

浸渍提拉法合成Bi4Ti3O12基复合薄膜及其光催化性能

以TiO2、Bi4Ti3O12为原材料,采用浸渍-提拉法制备复合薄膜,研究了材料合成工艺对复合薄膜微观形貌、相结构及光催化性能的影响。XRD研究结果表明,合成的复合薄膜材料中含有正交相Bi4Ti3O12和锐钛矿TiO2两种晶相,Bi4Ti3O12沿垂直于玻璃基片的<001>方向取向生长。TiO2溶胶的浓度,Bi4Ti3O12的用量,以及表面活性剂的用量,拉膜次数对复合薄膜的成型有明显的影响,当TiO2溶胶的浓度为3mol/L、TiO2溶胶和Bi4Ti3O12质量比为10:1、表面活性剂的质量分数为3%、拉膜次数为3次的时候,合成的Bi4Ti3O12/TiO2复合薄膜较均匀且具有较优异的光催化性能。     

钙钛矿/石墨相氮化碳复合光催化剂的研究进展

光催化技术是解决当今社会能源短缺、水体污染等问题的有效手段.综述了近几年钙钛矿(ABO3)/石墨相氮化碳(g-C3N4)复合光催化剂的最新研究进展.归纳总结了包括原位水热生长法及热溶剂法、简单煅烧法、物理混合法等几种该类复合材料的制备方法,分类阐述当B位是Ti或Ta以及A位为La时,其在光催化分解水制氢以及有机污染物降...     

TiO2/膨润土复合光催化材料的常温制备及性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法,在以水为主要溶剂的反应体系中,控制钛酸四丁酯充分水解、缓慢聚合,在 常压、低温(70℃)的温和条件下制备出稳定的TiO₂纳米晶溶胶,并利用TiO₂纳米晶溶胶在膨润土表面负载,获得TiO₂/膨润土复合光催化材料。采用 X 射线衍射、扫描电镜、比表面积测定等研究手段对样品的结构形貌进行了表征,并考察了其光催化活性。结果表明：较高的水用量有利于TiO₂晶体形成,当去离子水:钛酸四丁酯摩尔比大于167:1时,在溶胶体系中出现了锐钛矿型TiO₂纳米晶体;TiO₂纳米晶主要负载于膨润土表面,并未嵌入到膨润土层间结构,但相对于单一膨润土,TiO₂负载显著提高了材料比表面积;当去离子水:钛酸四丁酯摩尔比=192:1时,在紫外光照射下,复合光催化材料表现出最高的光催化活性,对亚甲基蓝的降解率达到93.8%。     

TiN改性钎料连接Si3N4陶瓷的接头高温性能

为提高陶瓷钎焊接头的高温性能,用Ag-Cu-Ti钎料加TiN颗粒作为复合连接材料在半固态下连接Si3N4陶瓷,测试了TiN体积含量不同时接头在600℃时的抗剪强度,用扫描电镜和能谱探针分析高温剪切断口的形貌和成分.结果表明,用Ag-Cu-Ti钎料加TiN颗粒作为复合材料连接Si3N4陶瓷,TiN的体积含量小于15%时,接头600℃时的抗剪强度与不加TiN的接头相比,均有所提高,TiN的体积含量为10%时的抗剪强度达95MPa.     

Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬间液相连接界面动力学

采用Ti(5μm)／Cu(70μm)／Ti中间层，通过改变连接时间和连接温度进行Si3N4。陶瓷的部分瞬间液相连接(PTLP连接)，用扫描电镜、电子探针对连接界面区域进行了分析，系统地研究了Si3N4／Ti／Cu／Ti／Si3N4 PTLP连接过程的动力学。结果表明，界面反应层的生长和等温凝固界面的迁移均符合扩散控制的抛物线方程。PTLP连接参数的优化不同于通常的活性钎焊和固相扩散连接的参数优化,反应层生长和液相区等温凝固这两个过程必须协调，才能同时提高室温和高温连接强度。     

Si3N4/Ti/Cu/Ni/Cu/Ti/Si3N4二次部分瞬间液相连接强度

采用Ti/Cu／Ni中间层对Si3N4陶瓷进行二次部分瞬间液相(PTLP)连接，研究连接工艺参数对Si3N4／Ti/Cu／Ni连接强度的影响，同时研究了连接强度随试验温度的变化规律。结果表明，在该试验条件下，室温连接强度随着二次连接温度的提高和二次保温时间的延长而提高，改变连接工艺参数对Si3N4／Ti/Cu／Ni二次PTLP连接界面反应层厚度无明显影响；连接强度在试验温度400℃时达到最大，随后随试验温度升高，连接强度降低，但在800℃前，其高温强度具有很好的稳定性。     

Ti箔厚度对Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬间液相连接界面结构及强度的影响

采用Ti／Cu／Ti中间层在l273K、180min的条件下，改变Ti箔厚度进行Si3N4陶瓷的部分瞬间液相(PTLP)连接，讨论Ti箔厚度对界面结构及连接接头强度的影响，用扫描电镜、电子探针对连接界面区域进行了分析。结果表明，在试验范围内，Ti箔厚度为10μm时Si3N4／Ti／Cu／Ti／Si3N4接头的室温强度最高，为210MPa。PTLP连接时，当连接温度和时间不变，且连接时间能保证等温凝固过程充分进行的条件下，Si3N4／Ti/Cu／Ti／Si3N4连接界面结构、反应层厚度、等温凝固层厚度随着Ti箔厚度改变而改变。     

Synthesis of Bi2S3 microsphere and its efficient photocatalytic activity under visible-light irradiation

A novel Bi₂S₃ microsphere was fabricated through one-pot urea-assisted solvothermal method. The synthesized Bi₂S₃ microsphere was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR) and thermal gravimetric analysis and differential thermal analysis (DTA-TG). Subsequently, the photocatalytic performances of Bi₂S₃ microsphere were evaluated by photocatalytic degradation of methyl orange (MO) simulation solution under visible-light irradiation. The results show that, Bi₂S₃ microsphere could be used as a potential cost-efficient catalysis for eliminating of methyl orange from aqueous solutions, whose degradation rate could reach 91.07% within 180 min. Besides, a tentative photocatalytic reaction mechanism was discussed according to the energy band position. Therefore, this work indicated a simplistic approach for the fabrication of visible-light responsive Bi₂S₃ microsphere photocatalyst, which can be used as a valuable candidate in solar energy conversion and environment pollution treatment.     

Co-electrodeposition and characterization of Cu-Si3N4 composite coatings

Smooth copper coatings containing well-distributed silicon nitride particles were obtained by co-electrodeposition in acidic sulfate bath. The cathodic current density did not show significant influence on incorporated particle volume fraction, whereas the increase of particle concentration in the bath led to its decrease. The increase of stirring rate increased the amount of embedded particles. The microhardness of the composite layers was higher than that of pure copper deposits obtained under the same conditions due to dispersion-strengthening and copper matrix grain refinement and increased with the increase of incorporated particle volume fraction. The microhardness of composites also increased with the increase of current density due to copper matrix grain refining. The composite coatings presented higher strength but lower ductility than pure copper layers. Pure copper and composite coatings showed the same corrosion resistance in 0.5 wt.% H₂SO₄ solution at room temperature.     

Microstructure evolution of the Si3N4/Si3N4 joints brazed using Au-Ni-V filler alloys with different V content

Au-Ni-V filler alloys with different vanadium contents were designed to braze Si₃N₄ ceramic at 1373 K for 30 min, and the microstructures of brazing seams were investigated by SEM and TEM. When the Au-Ni-V filler alloy contains 5 at.% V, round-like Ni[Si, V, Au] precipitates form in the Au[Ni] solid solution matrix and a VN reaction layer with 0.5 μm thickness appears on Si₃N₄ interface. When the V content increases to 10 at.%, a new polygonal Ni₂SiV₃ phase occurs in the seam, and the Ni[Si, V, Au] precipitate coarsens and VN layer thickens. With increase of V contents to 15 and 20 at.%, laminar Ni[Au] and polygonal Ni₃V precipitates form. With 25 at.% V content in the filler alloy, the Ni₂SiV₃ and Ni₃V precipitates distribute homogenously in the brazing seam. These microstructure evolutions were attributed to the reaction between Si₃N₄ and vanadium, which forms VN reaction layer and releases Si into the molten alloy.     

Synthesis of WO3 nanoparticles for photocatalytic O2 evolution by thermal decomposition of ammonium tungstate loading on g-C3N4

Tungsten trioxide (WO₃) nanoparticles have been successfully synthesized by thermal decomposition of ammonium tungstate loading on g-C₃N₄. The as prepared nanoparticles were characterized by XRD, UV-vis, photoluminescence spectra (PL) and TEM. The XRD results indicate that the g-C₃N₄ decomposed completely with WO₃ remaining at calcination temperature higher than 550 °C. The WO₃ prepared at temperature below 750 °C exhibits orthorhombic phase, and monoclinic phase at temperature higher than 850 °C. The UV-vis absorption onset wavelength of the obtained samples is approximately 470 nm, and the absorption intensity increases with calcination temperature, and reaches a maximum at 750 °C. The as prepared WO₃ powders, loaded with 0.5 wt% Pt as cocatalyst, were used as photocatalysts for O₂ evolution from an aqueous KIO₃ solution. The WO₃ nanoparticles prepared from ammonium tungstate loading on g-C₃N₄ showed photocatalytic activity in O₂ evolution up to 77 times higher than that of WO₃ samples prepared from ammonium tungstate without loading on g-C₃N₄.     

高强度多孔氮化硅陶瓷的制备及性能研究

以氮化硅为原料,以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺和无压烧结工艺,制备出具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷。在浆料中初始固相含量固定为10vol%的基础上,研究烧结温度和保温时间对多孔氮化硅陶瓷材料的气孔率、孔径尺寸分布、物相组成及显微结构的影响,分析抗弯强度与结构之间的关系。结果表明,通过改变烧结温度和保温时间,可制备气孔率63.3%~68.1%的多孔氮化硅陶瓷;气孔尺寸呈单峰分布,平均孔径为0.97~1.42μm;抗弯强度随烧结温度提高或保温时间延长单调增大,在1750℃保温1.5h下达到最大值(74.2±8.8)MPa。