关键词： LiFePO_(4)   石墨烯   纳米复合材料   锂电池   电化学性能  

摘要： 为解决锂离子电池存在的正极材料放电比容量较低的问题,以固相合成法为基础,制作不同质量分数的LiFePO_(4)/石墨烯材料,并借助XRD、SEM、TEM对所制备复合材料的微观结构进行分析,运用电池测试工具对制备的锂离子电池进行电化学性能检测,以掌握由LiFePO_(4)/石墨烯纳米复合材料所制备电池的基本性能。测试结果表明,制备的电池正极材料具有完整的晶型结构,并且在石墨烯质量分数为10%时,比容量可达到154.3 mAh·g^(-1),在0.1 C倍率下循环50圈后的容量可维持在152.7 mAh·g^(-1)附近,在石墨烯质量分数为10%时存在极化最小和阻抗最小的点,并且石墨烯的添加量为5%时达到最小交流阻抗,为343.8Ω。LiFePO_(4)/石墨烯纳米复合材料的使用能有效增大锂电池的放电比容量,并且提高倍率性能,有效降低电池极化电阻,加强锂电池的使用性能。

关键词： 氧化石墨烯   氧化锌   纳米复合材料   光催化  

摘要： 采用一锅法制备具有可见光活性的还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO纳米复合材料,将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB),并获得了优异的降解效果。结果表明:该复合材料具有六方纤锌矿结构,rGO均匀包覆在ZnO上,表面光滑呈现出颗粒及不规则片状。rGO/ZnO对RhB的降解率为97.8%,催化活性优于单独的ZnO。自由基捕获实验表明,光催化降解RhB的活性物种主要是·OH^(-)和·O^(-)_(2),并由此推测了光催化降解机理。

关键词： ZnO-MoS_(2)   光催化   NO_(2)气敏   异质结   纳米复合材料   降解   亚甲基蓝  

摘要： 实现对有毒、有害气体的有效监测和对有机污染物的快速降解,对于减少大气污染和水污染所带来的危害至关重要。本研究采用超声复合方法将溶胶凝胶法制备的ZnO和水热法制备的MoS_(2)复合到一起,成功制备了ZnO-MoS_(2)纳米复合材料。采用XRD、SEM、TEM、XPS等手段对材料结构、形貌和表面化学组分进行表征。结果表明,多层片状MoS_(2)均匀负载到了ZnO纳米颗粒当中,复合材料具有较好的结晶性和丰富的表面缺陷。利用紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱、光致发光光谱(PL)和表面光电压(SPV)对材料的光电性能进行了测试。结果表明,ZnO与MoS_(2)的复合在提升光利用率的同时,能够促进光生载流子的更有效分离。以NO_(2)作为目标气体的室温紫外光辅助气敏测试表明,本方法制备的ZnO-MoS_(2)气体传感器具有良好的灵敏度、恢复性、稳定性和选择性,可在室温下实现对低浓度NO_(2)的有效响应,MoS_(2)复合量为5wt%的ZnOMoS_(2)传感器对0.47 mg/m^(3)NO_(2)的响应值为19.6%。同时,气敏性能研究还发现空气中O_(2)分子在材料表面的吸附会对传感器的气敏性能产生较大的影响,ZnO-MoS_(2)传感器在无氧条件下对NO_(2)具有更高的气敏响应。此外,在模拟太阳光下进行的光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,依靠吸附和光催化降解的共同作用,ZnO-MoS_(2)复合材料能够在40 min内实现水溶液当中较高浓度MB(15 mg/L)的快速清除,MoS_(2)复合量为10wt%的ZnO-MoS_(2)样品的反应速率常数达到了0.032 min^(−1)。对机制的分析表明,MoS_(2)较好的吸附性和复合所导致的光生载流子分离率的提升是ZnO-MoS_(2)复合材料气敏和光催化性能提升的关键。

关键词： 儿茶素   氧化锌   银   水热法   纳米复合材料   抑菌  

摘要： 致病菌盛行及抗生素耐药给人类健康造成巨大挑战,开发新型抗菌剂至关重要。该文开发一种简便的方法,用以合成具有广谱抗菌性的抗菌纳米制剂。以儿茶素作为还原剂和稳定剂,水热法制备儿茶素-ZnO/Ag纳米复合材料。通过紫外-可见分光光谱仪(ultraviolet-visible spectroscopy,UV-vis),透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM),能谱仪(energy dispersive spectroscopy,EDS),X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对其形貌、结构进行表征,并测试其抗菌活性。UV-vis与TEM结果表明,主要是银纳米颗粒点缀在氧化锌纳米棒表面,组成了纳米复合材料。FTIR结果证实纳米复合材料与儿茶素之间存在强烈相互作用,表明成功合成亲水性儿茶素功能化-ZnO/Ag纳米复合材料。同时,抑菌实验结果表明,儿茶素-ZnO/Ag纳米复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌有很强的抑制效果。水热法合成的儿茶素-ZnO/Ag纳米复合材料具有广谱抗菌性,有望成为解决细菌感染和抗生素耐药问题的新型抗菌剂。

关键词： TiO_(2)   CeO_(2)   纳米复合材料   电化学沉积  

摘要： 通过恒流电化学沉积的试验方法在Ti O_(2)纳米管阵列体系内实现Ce O_(2)纳米柱与Ti O_(2)纳米管复合,并对沉积过程中的影响因素进行了研究,根据试验结果可知制备Ce O_(2)/Ti O_(2)复合材料的最佳工艺条件:电流密度为0.1 m A/cm^(2)、电解液浓为度0.001 mol/L、沉积时间为60 min。

关键词： 多壁碳纳米管(MWCNTs)   微电子机械系统(MEMS)   纳米复合材料   相对湿度   电阻传感器  

摘要： 碳纳米管制备敏感薄膜时往往会因其分散性差,无法保证纳米薄膜的均匀性,从而影响传感器的性能。使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散剂对多壁碳纳米管进行表面活性处理,制备以多壁碳纳米管为湿敏材料的电阻型湿度传感器。传感器用微机电系统(MEMS)工艺制备叉指电极作为湿敏电阻,在100℃下将多壁碳纳米水溶液组装在电极上,使用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对湿敏薄膜进行形貌表征。经测试,传感器线性度为0.99806,灵敏度为42.99923Ω/%,相对湿度20%~70%循环测试时响应时间为5 s,恢复时间为6 s,且传感器具有良好的重复性和稳定性。

关键词： 聚醚酰亚胺(PEI)   纳米复合材料   介电性能   热性能   研究进展  

摘要： 聚醚酰亚胺(PEI)是一类分子链结构含有醚键的聚酰亚胺,因其具有耐高温性、低介电损耗等性能而广泛应用于航空航天、电子仪表工业等领域。近年来,面向高温储能应用的PEI合成及其纳米复合材料的研究引起了国内外的广泛关注。本文首先概述了近年来PEI的分子结构设计及合成技术进展,然后对PEI与各种纳米填料,如陶瓷、碳纳米材料(碳纳米管、石墨烯)等复合形成PEI基纳米复合材料的制备工艺及复合材料的介电性能、力学性能及热性能等进行了综述。最后对PEI纳米复合材料的研究及应用趋势进行了展望。研究结果有望为面向高温储能的PEI及其纳米复合材料的制备、开发与应用提供借鉴。

关键词： 聚吡咯   纳米复合材料   LDPE   空间电荷   电导电流   击穿强度  

摘要： 为了研究不同微观形貌的纳米导电粒子对低密度聚乙烯(LDPE)直流介电性能的影响,本文采用软模板法制备了直径约100 nm的聚吡咯(PPy)纳米球和纳米线,并将其与LDPE熔融共混制备得到了PPy/LDPE纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PPy纳米粒子的微观形貌及其在PPy/LDPE纳米复合材料中的分散结构,并测试了复合材料的结晶度、空间电荷分布、介电谱、不同温度下的直流电导电流及直流击穿强度等介电性能。结果表明:PPy纳米粒子的加入可以提高LDPE的结晶度,抑制LDPE中空间电荷的累积,降低其相对介电常数、直流电导电流和直流击穿强度,其中PPy纳米球的加入可在不同温度下使LDPE直流电导电流降低1个数量级以上,而对其直流击穿强度的影响较小,并且在较高温度下可将LDPE的直流击穿强度提升4.4%。PPy纳米球对LDPE绝缘材料直流介电性能的改善效果要优于PPy纳米线。

关键词： 纳米复合材料   光催化   三维石墨烯   分解水制氢   可见光  

摘要： 以新型二维材料氧化石墨烯和金属有机框架化合物ZIF-67为前驱体,通过溶剂热反应和高温焙烧过程,制备了一种三维交联石墨烯负载CoO纳米粒子(3D G/CoO)的复合催化剂材料。XRD、XPS、紫外可见漫反射、SEM和TEM等结构和形貌分析结果表明:平均粒径约为34.5 nm的CoO粒子均匀负载在三维交联石墨烯体相骨架中。三维石墨烯特有的光致热电子发射性能及两种材料间的协同作用,赋予了复合材料优异的光催化分解水制氢性能。在300 W氙灯照射下,催化分解水制氢速率为10.1 mmol·g_(cat)^(-1)·h^(-1);在520 nm波长可见光照射下,获得了7.77%的表观量子效率。催化剂循环使用5次,活性保持率为88%。此高性能可见光响应的三维复合催化剂材料的研究,对光催化领域中新型高效催化剂的开发和应用具有重要意义。

关键词： 一维材料   纳米复合材料   一维阵列   界面相互作用   样品制备   表面改性   新型器件   增强剂  

摘要： 一维(1D)材料(如纳米管和纳米线)的黏附行为在集成一维组件的新型器件以及基于一维阵列的仿生黏合剂的有效制造、功能和可靠性中起着决定性作用。本文汇编并批判性地评估了最近的实验技术,旨在表征由一维材料形成的界面的粘附行为(包括当这些材料与衬底或邻近的一维材料接触时)。讨论了一维材料与表面的构象以及与之相关的多粗糙度接触的发生,并探讨了界面附着和剥离过程中黏附和摩擦的耦合。考虑了一维材料作为增强剂在纳米复合材料中的应用以及相关的界面表征技术。研究了样品制备和黏附测试过程中存在的环境条件对一维界面相互作用的潜在影响,并最终改变了一维材料的粘附行为。最后,简要介绍了当前的挑战和未来的方向,包括测试环境的系统调查和通过表面改性改变附着力。