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材料导报 2016年第S1期杂志 文档列表

材料导报杂志纳米材料

不同尺寸ZnO的光催化性能比较及Zn2SnO4修饰纳米ZnO性能评价1-4

摘要：研究了ZnO尺寸及Zn2SnO4（ZTO）对ZnO光催化性能的影响。通过胶体自组装法和水热合成法分别制备了两种不同尺寸的ZnO,应用X射线衍射、扫描电镜等手段对催化剂进行了表征,并以λ=365nm的紫外光为光源,以甲基橙模拟染料污染物,评价了不同尺寸ZnO的光催化活性和光稳定性。结果表明,纳米ZnO拥有更高的催化活性,而微米ZnO的光稳定性相对更佳。对拥有较高催化活性的纳米ZnO辅以ZTO修饰,考察了ZTO的复合对纳米ZnO催化性能的影响。结果表明,被ZTO修饰的纳米ZnO光稳定性有较大的提升,同时催化活性比单纯纳米ZnO得到提升。实验结果结合理论研究表明,异质结构型的复合催化剂能有效分离光生电子-空穴,而ZTO与ZnO的能带位置关系决定空穴转移至ZTO,有效阻止了空穴对ZnO的腐蚀作用。研究和理论共同证实了ZTO是ZnO光稳定剂的合适选择。

Fe2O3/TiO2纳米管光催化降解微环境苯系物的实验研究5-9

摘要：采用阳极氧化-阴极沉积-阳极氧化法制备了三氧化二铁/二氧化钛（Fe2O3/TiO2）复合纳米管阵列,以室内空气典型污染物苯系物为模拟反应物,研究了湿度与催化剂用量对苯系物气体光催化降解效果的影响,并分析了Fe2O3/TiO2复合纳米管光催化降解苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯的反应历程。结果表明:该Fe2O3/TiO2复合纳米管排列整齐均匀,相对纯TiO2具有较高的可见光响应特性;光功率密度为0.9W/cm2、停留时间为10min,不同湿度和催化剂用量条件下总苯系物的降解率可以达到75%95.3%;当湿度为60%,光催化剂用量为50cm2或62.5cm2时,各组分的降解率达到最高;湿度为030%,催化剂用量为2537.5cm2时,各组分的降解率较高;在不同湿度下,苯系物各组分的氧化历程主要受正水离子及超负氧离子的数量影响。

TiO2薄膜的自组装及其光电性能研究10-12

摘要：采用蒸发诱导自组装方法,在导电玻璃基体上制备了具有高热稳定性、高比表面积的TiO2薄膜。运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪对TiO2薄膜的形貌和结构进行了分析,表明制备出的纳米晶TiO2薄膜具有多孔的锐钛矿结构,晶粒平均尺寸d为29.2nm。以D102染料敏化的TiO2薄膜为阳极,0.3mol/L KI溶液为电解液,铂电极为阴极,组成太阳能电池,通过电流-电压曲线研究了太阳能电池的性能。结果表明:太阳能电池的J短路为17.80mA·cm-2,U开路为0.60V,填充因子FF为0.54,光电转换效率为0.39%。

复合吸附剂CaCl2/MWNT低湿环境下吸附性能的实验研究13-16

摘要：以碾磨法配制了一种由氯化钙（CaCl2）与多壁碳纳米管（MWNT）组成的复合吸附剂,测得3种不同配比复合吸附剂样品（氯化钙质量含量分别为40%、50%、55.6%）在低湿度情况下的吸附情况。分析结果表明,随着湿度升高,复合吸附剂吸附速度越快,平衡吸附量越高;但在低湿度情况下（25℃、相对湿度35%）,当氯化钙含量达到50%及以上时,由于复合吸附剂外表面氯化钙吸水形成带结晶水的氯化钙晶体从而影响水蒸气向内表面扩散过程,导致吸附剂吸附速度降低。

表面增强拉曼散射中贵金属纳米材料的研究进展17-23

摘要：贵金属纳米材料因独特的光电特性而广泛应用于表面增强拉曼散射(SERS)衬底的制备。SERS信号的增强很大程度上取决于衬底的形状、尺寸以及衬底与分子之间的吸附特性。分别概述了水热法、液相还原法、模板法以及纳米光刻法4种目前常用的贵金属纳米材料可控制备方法,并介绍了贵金属纳米材料的SERS增强机理。

石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备研究进展24-30

摘要：碳纳米管和石墨烯分别是优良的一维和二维碳材料,它们体现出了一维和二维的各向异性,如导电性、机械性、导热性、透光性等。选择合适的方法制备出石墨烯/碳纳米管复合薄膜,它们之间可以产生一种协同效应,使其各种物理化学性能得到增强,因而这种复合薄膜在很多领域有着广阔的应用前景。综述了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备新进展,详细阐述了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的各种制备方法,并比较不同制备方法得到的复合薄膜的应用特点。

高长径比银纳米线合成过程中聚乙烯吡咯烷酮的影响机制研究31-33

摘要：利用乙二醇还原法合成银纳米线。研究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮的浓度、添加时间、滴加速度对产物形貌及银纳米线长径比的影响。结果表明,聚乙烯吡咯烷酮的添加细节影响了其对银纳米晶的包覆程度,从而影响了银纳米线的生成。优化实验参数为加入硝酸银14min后添加聚乙烯吡咯烷酮(浓度0.15mol/L,滴加速率15μL/s)。在此参数下可得到大量长径比200以上的银纳米线,以此银纳米线制备的电极,透光率达到70%以上,方块电阻为50.7Ω/cm2。

碳纳米管纤维的制备及其应用进展34-39

摘要：碳纳米管是迄今为止力学性能最高的轻质材料之一,同时具备优异的导电性和导热性,良好的热稳定性和化学稳定性、高的比表面积和低密度。主要概述了碳纳米管纤维的主要制备方法及其制备的纤维所存在的问题,重点阐述了碳纳米管纤维在导电材料、超级电容器方面的应用,并分析和展望了碳纳米管纤维的发展方向和应用前景。

核壳结构纳米复合材料的研究进展40-42

摘要：核壳结构纳米复合材料可同时具备核层和壳层材料的性能,能表现出优异于单组份材料的光、电、磁和催化等理化性质。综述了核壳纳米结构材料的制备方法,主要包括溶胶-凝胶法、水热法、自组装法、超声化学法等,介绍了核壳纳米结构材料的性能特点,重点阐述了它们在光子晶体、生物医学、催化等领域的应用,最后展望了核壳结构纳米复合材料未来的发展方向。

制备纳米Ag/纳米TiO2/CS复合膜材料的研究43-47

摘要：研究探索了用共混法制备纳米Ag/纳米TiO2/CS复合膜材料的工艺条件,并采用正交实验设计,系统考察了原料配比、烘干温度、超声分散时间等因素对成膜时间和成膜效果的影响;通过理论分析和实验分析得出最佳的制备工艺。同时对材料进行了表征与测试,包括膜材料表面形貌、成分的组成表征与测试、结构的表征与测试等。研究结果表明:壳聚糖、纳米银、纳米二氧化钛三者能有效结合,形成相不分离的均匀连续的复合膜;复合膜烘干最佳温度为60℃;复合膜表面的白色颗粒是银,与壳聚糖与银、二氧化钛的相互作用有关。研究为纳米Ag/纳米TiO2/CS复合膜材料的制备提供了理论及实验参考。

Mn2+掺杂Ba2LuF7纳米晶的制备以及发光颜色调控48-51

摘要：通过水热法合成了Yb和Tm共掺的Ba2LuF7纳米晶。合成出的样品用透射电镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)进行了表征。在980nm激光下测试了样品的发射光谱。结果表明纳米晶属于立方晶相,大小只有10~20nm。适当的稀土离子掺杂,可使样品发出较强的绿光和红光。通过在纳米晶中掺杂锰离子(Mn2+),可以调控绿光和红光的强度。此外锰离子(Mn2+)掺杂也会影响纳米晶的晶相和尺寸。当加入的Mn2+浓度较高时,会出现新的晶相,样品的形貌和尺寸也有显著的变化。

钌掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究52-55

摘要：采用溶胶-凝胶法制备了Ru掺杂TiO2纳米粉体。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis）等测试手段对其进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性。结果表明:Ru掺杂对TiO2纳米粉体的微观形貌没有明显影响,但抑制了TiO2锐钛矿相向金红石相的转变,也抑制了晶粒的长大;Ru掺杂能轻微促进TiO2表面活性基团TiOH的生成;Ru掺杂未改变TiO2的吸收边带,但可大大提高TiO2对可见光的吸收能力;Ru掺杂降低了TiO2纳米粉体的可见光催化性能。

封闭单壁碳纳米锥吸附气体性能的研究56-59

摘要：采用Lennard-Jones(L-J)12∶6势能和巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了5种锥度的封闭单壁碳纳米锥(SWCNC)对氢气、氖和甲烷(H2,Ne,CH4)的吸附性能。结果显示气体只能从纳米锥开口处进入到锥内部势阱范围且当结合能最小时,吸附于锥表面。此外发现锥与气体的结合能、分子力受锥度、锥体高度等几何因素影响。不同锥度的纳米锥必须保证达到一定高度,使得锥体内外势阱范围、结合能达到一定要求时,吸附量才能达到最优值。其中对于锥度为112.9°的封闭SWCNC,高度分别为1.02nm、0.71nm、1.31nm时才有效吸附H2、Ne、CH4。

准零维氧化钨纳米晶的合成及其表面亲疏水改性研究60-63

摘要：氧化钨具有优异的光、电性能,在能源环境领域有着诸多应用,其可控制备已成为材料领域的研究热点之一。以氯化钨、苯酚为起始原料获得有机钨前驱体,经热分解反应获得晶核,并采用有机胺配体在三维尺度上限制了晶体生长。产物经XRD、UV-Vis、FT-IR、Raman、TEM、AFM、XPS等多种手段表征,确定为尺寸均一、平均粒径仅2~3nm且可单分散于有机溶剂的氧化钨纳米晶,并观察到较强的量子尺寸效应。采用亲水小分子将其表面的长链辛胺分子替换后,粒子的形貌几乎不受影响,但亲水性显著提升。

纳米银浆低温烧结性能的研究进展64-66

摘要：纳米银浆料具有优异的低温烧结性能而广泛应用于印刷行业,其制备技术成为该领域的研究热点之一。综述了低温印刷纳米银浆料的制备方法、导电机理、低温烧结原理及其影响因素,重点阐述了近年来纳米银浆低温烧结性能的研究进展。

面向高端装备关键构件的纳米热喷涂涂层67-72

摘要：'中国热处理与表层改性技术路线图'指出[1]:'热处理与表层改性技术作为先进材料和高端装备制造的核心技术、关键技术、共性技术和基础技术,是国家核心竞争力,在中国走向材料强国和机械制造强国的进程中有着举足轻重的作用'。热喷涂技术作为先进的表面层改性技术可以大量应用于高端装备关键构件上。纳米热喷涂涂层技术是纳米材料和热喷涂技术的结合和综合应用,长期以来都作为一个特殊的应用领域受到西方发达国家军方和工业界的高度重视,这是因为飞机、舰船等各种高端装备都面临着极端的服役条件。列举了热喷涂的纳米结构耐磨抗蚀陶瓷涂层、纳米结构双陶瓷热障涂层、纳米改性MCrAlY合金涂层和替代镀硬铬的纳米改性金属陶瓷涂层的研究进展,说明纳米结构和纳米改性热喷涂涂层在高端装备关键构件上有着非常广阔的应用前景。强国强军,就应刻不容缓地发展纳米热喷涂技术。

不锈钢表面防护TiC/a-C∶H纳米复合薄膜的耐腐蚀性能73-75

摘要：采用直流反应磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiC/a-C∶H纳米复合薄膜,并研究了TiC/a-C∶H纳米复合薄膜对不锈钢耐腐蚀性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察,结果表明薄膜表面光滑且薄膜结构均匀致密。Raman光谱和XRD测试结果表明,薄膜具有纳米晶TiC镶嵌非晶碳基质的典型纳米复合微结构。通过测量薄膜的静态接触角分析薄膜的润湿性,不锈钢表面沉积TiC/a-C∶H纳米复合薄膜后疏水性能明显提高,水接触角高达98°。电化学腐蚀测试结果表明,不锈钢表面沉积TiC/a-C∶H纳米复合薄膜体系在质量分数为3.5%的NaCl溶液中自腐蚀电位约为-0.09V,腐蚀电流密度为2.43×10-8 A·cm-2,与无薄膜防护的裸露不锈钢相比,其耐腐蚀性能得到明显改善。

含纳米Co的新型PDC复合片性能试验研究76-81

摘要：提出了用纳米钴代替微米钴作为粘结剂的PDC复合片制备新方法及配套的制备新工艺,并对新型PDC复合片的微观组织结构及性能进行了研究。微观分析结果表明,纳米钴较于微米钴更密实地填充在金刚石颗粒间,有效促进了金刚石颗粒间D-D键的形成,且添加纳米钴的金刚石层对金刚石颗粒的把持力更好,同时纳米钴在金刚石层中形态较小且分布均匀,这些均对提高复合片综合性能有积极作用。性能测试结果表明,相对于传统复合片,新型复合片抗冲击性能提高了1.13倍,其耐磨性和热稳定性也得到了一定的提高,这与微观分析的结论一致。研究成果不仅为提升复合片综合性能提供了新思路,也对实现钻井提速增效、提高PDC钻头使用寿命有重要意义。