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特殊型纳米多孔阳极氧化铝模板的制备

化学进展 2011年第12期23卷 2617-2626页

作者：叶秋梅宋晔刘鹏胡隽隽南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

多孔阳极氧化铝(PAA)模板具有六角有序排列的柱形孔,且孔径均匀可调,加之其良好的机械和热稳定性,在纳米材料领域得到了广泛研究和应用。近年来,人们通过改变铝阳极氧化条件制备出了多种特殊型纳米PAA模板,并利用这些模板结合物理或化... 详细信息

多孔阳极氧化铝(PAA)模板具有六角有序排列的柱形孔,且孔径均匀可调,加之其良好的机械和热稳定性,在纳米材料领域得到了广泛研究和应用。近年来,人们通过改变铝阳极氧化条件制备出了多种特殊型纳米PAA模板,并利用这些模板结合物理或化学方法成功地合成了多种新型纳米功能材料。本文在简要介绍常规纳米PAA模板制备的基础上,较全面地综述了诸如孔道呈分叉形、锯齿形、骨形、倒圆锥形,孔洞呈菱形、三角形、正方形,孔道或孔壁结构呈周期性变化等特殊型纳米PAA模板的制备,揭示了电场强度和电解液种类、温度在PAA孔洞形貌尺寸调控方面的重要性,并展望了这类模板的发展方向及应用前景。

关键词：阳极氧化铝纳米多孔模板制备常规型特殊型

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电解-电化学混合电容器的制备与性能

物理化学学报 2013年第5期29卷 1013-1020页

作者：杨斌吴慧胡颂伟吕惠玲宋晔朱绪飞南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

为解决电化学电容器工作电压过低的问题,本文以钽电解电容器的烧结型钽块为阳极,聚苯胺(PANI)/TiO2电化学电容器复合电极为阴极,成功制备了高能量密度、高工作电压的电解-电化学混合电容器.PANI/TiO2复合电极是通过在多孔阳极氧化钛纳... 详细信息

为解决电化学电容器工作电压过低的问题,本文以钽电解电容器的烧结型钽块为阳极,聚苯胺(PANI)/TiO2电化学电容器复合电极为阴极,成功制备了高能量密度、高工作电压的电解-电化学混合电容器.PANI/TiO2复合电极是通过在多孔阳极氧化钛纳米管阵列中电化学聚合PANI制得.该阴极具有优良的倍率特性,当平均功率密度为0.55mW·cm-2时,对应的比容量仍达到10.0mF·cm-2.由于与电解电容器复合,该混合电容器的单元工作电压可高达100V.而且电化学电容器阴极的比容量远大于阳极,故阴极所需尺寸远小于阳极,节省的空间可用于增大阳极尺寸,从而使混合电容器的比容量极大提高.所制备的混合电容器体积能量密度和质量能量密度分别是钽电解电容器的4倍和3倍.将该混合电容器在100V下进行短路充放电实验,循环10000次后发现容量未衰减,等效串联电阻未增加,显示出极好的循环稳定性和功率特性.计算表明其最大功率密度高达847.5W·g-1.电化学阻抗谱显示其具有优良的阻抗特性和频率特性.

关键词：混合电容器电化学电容器 TiO2 聚苯胺钽电解电容器

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铋基光催化剂的金属或非金属改性研究进展

物理化学学报 2024年第4期40卷 107-130页

作者：丁慧伟彭博王志豪韩巧凤南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

随着经济的快速增长,环境和能源问题日益突出。太阳能作为一种可再生、环保的能源,受到了许多研究人员的关注,最大限度地利用太阳能资源成为未来的研究热点。众所周知,光催化技术可以将太阳能转化为化学能或电能,为环境污染提供解决方... 详细信息

随着经济的快速增长,环境和能源问题日益突出。太阳能作为一种可再生、环保的能源,受到了许多研究人员的关注,最大限度地利用太阳能资源成为未来的研究热点。众所周知,光催化技术可以将太阳能转化为化学能或电能,为环境污染提供解决方案。因此,半导体光催化技术被认为是解决能源危机和环境问题的最环保的技术之一。铋基半导体材料由于合适的能带结构、丰富的种类、无毒性和低成本,在光催化领域受到欢迎。然而,纯Bi基光催化剂存在光激发电子-空穴对复合效率高、量子产率低和光吸收能力有限的问题,导致光催化性能低。为了克服这些限制,人们设计了各种策略,比如金属或非金属掺杂、金属沉积、异质结构建和诱导缺陷生成来提高它们的光催化活性。在这些策略中,元素掺杂或金属沉积被认为是调整铋基材料能带结构和物化性质的有效方法。这个方法拓宽了光响应范围和提高了光催化性能。这篇综述总结了金属掺杂、非金属掺杂、金属和非金属共掺杂以及金属沉积改性铋基材料的最新研究进展。它也探索了它们在光催化降解污染物和重金属离子、氮气还原、二氧化碳还原、光催化抗菌等各个领域的应用。关于金属掺杂,我们将其分为三类:碱金属或碱土金属掺杂、过渡金属掺杂和稀土金属掺杂,并详细介绍了每种掺杂的优缺点。非金属掺杂则被分为卤素掺杂和非卤素掺杂,并重点研究非金属掺杂对铋基材料的影响。此外,我们还纵向比较了每个元素的优点。结合最近的研究进展,简要介绍了结合金属和非金属元素优点的共掺杂。对于金属沉积,我们主要从肖特基势垒和局域表面等离子体共振(LSPR)效应两个方面介绍了对Bi基材料的影响。最后,我们也呈现了金属或非金属改性Bi基光催化剂目前面临的挑战和前景。

关键词：铋基光催化剂金属掺杂非金属掺杂共掺金属沉积电子结构

外电场极化对纳米氧化锌拉曼活性及气敏性能的影响

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物理学报 2018年第14期67卷 90-97页

作者：李酽李娇陈丽丽连晓雪朱俊武中国民航大学理学院天津300300 南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

采用沉淀法制备了纳米氧化锌粒子,着重对其进行了不同条件(电场强度、极化温度)下的外电场极化处理.以X射线衍射仪和拉曼光谱仪对产物的结构、拉曼位移等进行了表征.测试了氧化锌极化产物在乙醇、丙酮气体中的气敏性能,研究了外电场效... 详细信息

采用沉淀法制备了纳米氧化锌粒子,着重对其进行了不同条件(电场强度、极化温度)下的外电场极化处理.以X射线衍射仪和拉曼光谱仪对产物的结构、拉曼位移等进行了表征.测试了氧化锌极化产物在乙醇、丙酮气体中的气敏性能,研究了外电场效应对纳米氧化锌拉曼光谱和气敏性能的影响机制.结果表明,纳米氧化锌样品在外电场中存在着极化电场强度和温度的阈值,当电场强度和温度分别大于9375 V·cm^(-1)和150℃时,纳米氧化锌试片出现明显的漏电现象,极化效应显著降低并消失.在电场强度和温度阈值范围内,外电场极化作用能够导致氧化锌437 cm^(-1)处的拉曼特征峰强度明显降低.随外电场强度和极化温度增加,纳米氧化锌元件在丙酮气体中的灵敏度逐渐升高,在乙醇气体中的灵敏度逐渐降低,即外电场极化可以有效调控纳米氧化锌的气敏选择性.

关键词：外电场纳米氧化锌拉曼光谱气敏性能

电场条件下氧化锌结晶特性及极化产物的拉曼光谱分析

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物理学报 2019年第7期68卷 97-104页

作者：李酽张琳彬李娇连晓雪朱俊武中国民航大学理学院天津300300 南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

开展高压电场调控纳米材料结构形貌和性能研究在功能材料领域具有重要的理论和实际意义.本文在高压电场条件下合成了氧化锌纳米粉体,并对粉末试片进行了后期电场极化处理,研究了电场对氧化锌的结构形貌、点缺陷、拉曼光谱的影响.以X射... 详细信息

开展高压电场调控纳米材料结构形貌和性能研究在功能材料领域具有重要的理论和实际意义.本文在高压电场条件下合成了氧化锌纳米粉体,并对粉末试片进行了后期电场极化处理,研究了电场对氧化锌的结构形貌、点缺陷、拉曼光谱的影响.以X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和拉曼光谱仪对产物的结构形貌、拉曼位移、缺陷分布等进行了表征.结果表明,高压电场条件下氧化锌的完全晶化时间和温度比未施加电场时明显延长和升高,直流电场能够显著促进前驱物中氧化锌的形核,并降低晶化速度.不同电场强度下氧化锌具有不同的显微形貌.纳米氧化锌粉末试片在直流电场中极化后,其阴极面和阳极面的拉曼光谱表现出明显的差异.有明显漏电电流的情况下,阳极面在1050 cm^(–1)处的二级光学声子模A_1(LO)的强度显著提高,且拉曼强度I_1=438 cm^(–1)和I_2=1050 cm^(–1)的比值与极化电场的场强呈线性关系.当调转试片正反面进行二次极化时,原来在阳极面尖锐的1050 cm^(–1)峰经过阴极极化而消失.阳极面1050 cm^(–1)拉曼峰的锐化与氧化锌晶粒内的缺陷重新分布和双肖脱基势垒有关.

关键词：外电场纳米氧化锌拉曼光谱结晶点缺陷

非化学计量配比La0.67Sr0.33-x□xMnO3的结构和输运性质的研究

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物理学报 2009年第1期58卷 378-383页

作者：徐跟建谭伟石曹辉邓开明吴小山南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京理工大学理学院应用物理系南京210094 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京大学物理系南京210093

利用固相反应法制备了非化学计量配比的类钙钛矿锰氧化物La_(0.67)Sr_(0.33-x)□_xMnO_3(0材料的晶体结构和输运性质的影响.对粉末X射线衍射谱的Rietveld全谱拟合表明样品均为单相,在x=0到x=0.33空位浓度范围... 详细信息

利用固相反应法制备了非化学计量配比的类钙钛矿锰氧化物La_(0.67)Sr_(0.33-x)□_xMnO_3(0材料的晶体结构和输运性质的影响.对粉末X射线衍射谱的Rietveld全谱拟合表明样品均为单相,在x=0到x=0.33空位浓度范围内晶体对称性没有发生变化,均具有三方对称性,空间群为R3c.晶体结构参数随空位浓度x发生了明显变化,可能是由空位在A位和Mn位不确定的占有比例所致.Mn—O—Mn键角随x增加而发生变化,表明MnO6八面体在原有静态畸变的基础上发生了进一步的畸变.对样品电输运特性的分析表明:在x室温到95K的温度范围内均未发现样品的金属—绝缘体转变,但是外加磁场仍然降低了样品的电阻率.

关键词：非化学计量配比锰氧化物 Rietveld全谱拟合结构分析输运性质

有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料的光谱分析研究

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光谱学与光谱分析 2011年第1期31卷 223-226页

作者：史建设张春祥杨绪杰陆路德汪信南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室江苏南京210094

采用硅烷偶联剂对凹凸棒土进行表面接枝改性,并通过熔融共混技术在双螺杆挤出机上制备了有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料。利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对改性结果和复合材料的晶体结构和微... 详细信息

采用硅烷偶联剂对凹凸棒土进行表面接枝改性,并通过熔融共混技术在双螺杆挤出机上制备了有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料。利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对改性结果和复合材料的晶体结构和微观相貌进行表征。结果表明:改性后凹凸棒土表面Si,N,C元素的质量分数提高,结合红外光谱,证实在凹凸棒表面形成了有机包覆层;凹凸棒土的加入没有改变尼龙6的结晶形态,但使其晶体尺寸发生了一定程度的改变;改性后的凹凸棒土均匀分散于尼龙6基体中,表面修饰的硅烷偶联剂能有效地解决复合材料的界面粘结。

关键词：尼龙6 凹凸棒土光谱分析结晶形态微观相貌

碳布负载的钴镍双金属沸石咪唑框架作为独立电极用于高效电催化析氧反应

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物理化学学报 2024年第3期40卷 69-70页

作者：白武鑫周倩倩卢振杰宋晔付永胜南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-... 详细信息

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-ZIF纳米片牢固地负载到碳布(CoNi-ZIF-CC-200)上。组装的独立电极避免了对粘合剂的依赖和无效表面积的增加,从而显著提高了催化剂的催化活性和传质效率。电化学测试结果表明CoNi-ZIF-CC-200独立电极在OER过程中表现出良好的电化学活性和稳定性。CoNi-ZIF-CC-200独立电极在10 mA·cm^(-2)下表现出255 mV的低过电位,并且在恒电位测量过程中保持10 h以上的稳定运行。此外,由CoNi-ZIF-CC-200独立电极作为阳极和Pt/C作为阴极组成的水分解系统表现出优异的稳定性。

关键词： CoNi-ZIF 低温热解自支撑电极析氧反应

原位核磁共振技术考察L-缬氨酸导引下合成花状纳米结构聚苯胺形成机理的研究

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高分子学报 2017年第4期27卷 605-615页

作者：袁丽刘空卑凤利武晓东南京理工大学化工学院软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

利用~1H-NMR原位追踪在L-缬氨酸存在下合成花状纳米聚苯胺的形成过程中发现此结构的形成经历3个阶段:首先在苯胺与缬氨酸构成的类胶束结构内聚合成吩嗪类寡聚物;其次通过p-p重叠作用及胶束融合过程成为片状聚集体;最终通过与缬氨酸形成... 详细信息

利用~1H-NMR原位追踪在L-缬氨酸存在下合成花状纳米聚苯胺的形成过程中发现此结构的形成经历3个阶段:首先在苯胺与缬氨酸构成的类胶束结构内聚合成吩嗪类寡聚物;其次通过p-p重叠作用及胶束融合过程成为片状聚集体;最终通过与缬氨酸形成氢键组装成花瓣状纳米聚苯胺.通过改变反应条件,对比形成过程中核磁共振图谱及产物形貌的变化发现花状纳米聚苯胺的形成有如下特征:反应初期L-缬氨酸作为缓冲试剂可以避免苯胺的骤然质子化,有利于生成具有吩嗪结构的寡聚物;反应前苯胺单体与缬氨酸形成稳定的反应环境保证寡聚物始终在其内聚集生长,有效避免了外部环境的影响.

关键词：吩嗪结构寡聚物纳米片氢键 π-π重叠作用