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BiOCl和BiOBr两种微球的溶剂热制备及其光催化性能研究

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化工新型材料 2022年第11期50卷 171-175页

作者：孙国富葛素香李大鹏许昌学院化工与材料学院许昌461000

选用硝酸铋、氯化钾、溴化钠为反应原料,乙二醇为反应媒介,经溶剂热反应制备了花簇结构的BiOCl和BiOBr微球。反应体系引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)后可明显改变BiOBr微球的表面形貌和直径尺寸,生成了核桃球状的BiOBr微球。通过X射线粉末衍... 详细信息

选用硝酸铋、氯化钾、溴化钠为反应原料,乙二醇为反应媒介,经溶剂热反应制备了花簇结构的BiOCl和BiOBr微球。反应体系引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)后可明显改变BiOBr微球的表面形貌和直径尺寸,生成了核桃球状的BiOBr微球。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜等表征技术对所制备材料进行了表征,并以罗丹明B为模拟污染物对上述不同表面形貌的光催化剂的可见光催化性能进行了评价。结果表明:BiOCl和BiOBr微球的光催化性能接近,PVP促进了BiOBr纳米片的紧密排列并充分利用了可见光,提升了光催化活性,有利于罗丹明B产生快速的光降解作用。

关键词：溴氧铋氯氧铋溶剂热光催化降解

原位构筑溴氧化铋/聚吡咯复合材料用于光催化降解阴离子染料

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无机化学学报 2022年第8期38卷 1549-1556页

作者：铁伟伟郑朝何伟伟朱聪旭岳红伟邱帅彪许昌学院化工与材料学院(表面微纳米材料研究所) 许昌461000

采用光化学反应法在稀酸条件下制备出薄片状溴氧化铋(BiOBr),将其分散于含有过硫酸铵和十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中,通过吡咯的一步聚合反应原位制备出聚吡咯(PPy)修饰的BiOBr复合材料(BiOBr/PPy)。通过扫描电子显微镜、透射电子显... 详细信息

采用光化学反应法在稀酸条件下制备出薄片状溴氧化铋(BiOBr),将其分散于含有过硫酸铵和十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中,通过吡咯的一步聚合反应原位制备出聚吡咯(PPy)修饰的BiOBr复合材料(BiOBr/PPy)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、紫外可见光谱及荧光光谱等综合表征技术对样品的晶体结构、形貌特征和光电特性等进行测试。结果显示,PPy成功修饰到BiOBr薄片上,BiOBr与PPy接触紧密且相互作用强。与纯BiOBr相比,BiOBr/PPy复合材料具有更强的可见光吸收效率和增强的光催化降解甲基橙(MO)染料活性。通过优化PPy和BiOBr的组合比例,当BiOBr质量分数约为7%时,BiOBr/PPy-2在50 min内对MO(30 mg·L^(-1))的降解率为87.3%;另外,循环光催化活性虽有降低但仍高于纯BiOBr和纯PPy(10.4%)。这表明BiOBr与PPy之间较强的相互作用和良好的界面结合可以有效地促进光生电子与空穴的分离效率。反应体系中分离的光生空穴、衍生自由基在染料氧化降解中发挥了重要作用。

关键词：溴氧化铋聚吡咯甲基橙光催化原位反应

室温下方钠石的制备、表征及其对Pb^(2+)的吸附性能

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化学研究与应用 2023年第2期35卷 419-426页

作者：张旭刘苏琪陈利锋仝立业黄颖许昌学院化工与材料学院河南许昌461000

通过改变凝胶液n(Al_(2)O_(3))/n(SiO_(2))比水热法室温制备了一系列方钠石,对合成样品进行表征,并与高温(90℃)制备的方钠石进行比较,考察了其对溶液中Pb^(2+)的吸附性能。结果表明,室温合成会导致Na_(2)OSiO_(2)-Al_(2)O_(3)-H_(2)O... 详细信息

通过改变凝胶液n(Al_(2)O_(3))/n(SiO_(2))比水热法室温制备了一系列方钠石,对合成样品进行表征,并与高温(90℃)制备的方钠石进行比较,考察了其对溶液中Pb^(2+)的吸附性能。结果表明,室温合成会导致Na_(2)OSiO_(2)-Al_(2)O_(3)-H_(2)O四元体系中形成方钠石的相区变宽,提高凝胶液n(Al_(2)O_(3))/n(SiO_(2))有利于晶粒细化,为降低体系的表面能团聚成较大的颗粒。高温制备的方钠石表现为微孔结构,而室温下制备的样品具有微-中孔结构,其比表面积和孔容显著增加,对Pb^(2+)有显著的去除效果。吸附时间为180 min,高温制备样品的Pb^(2+)吸附量为102 mg·g^(-1);凝胶液n(Al_(2)O_(3))/n(SiO_(2))为0.43、0.55、0.68和0.84,室温下制备得到的方钠石Pb^(2+)吸附量分别为124 mg·g^(-1)、130 mg·g^(-1)、140 mg·g^(-1)和155 mg·g^(-1)。所合成的方钠石均可以很好地用Langmuir等温模型拟合,属于单分子层吸附;准二级动力学模型能较好地描述沸石对Pb^(2+)的吸附行为。

关键词：方钠石室温晶化 Pb^(2+) 吸附

锂离子电池负极材料ZnSnO_(3)/C复合物的制备与性能

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工程科学学报 2024年第1期46卷 81-88页

作者：岳红伟邢若冰耿壮壮铁伟伟朱聪旭谢文合陈淑君许昌学院化工与材料学院许昌461000 信阳师范学院物理电子工程学院信阳464000

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ZnSnO_(3)复合材料(ZnSnO_(3)/C).利用扫... 详细信息

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ZnSnO_(3)复合材料(ZnSnO_(3)/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,ZnSnO_(3)/C复合电极的储锂性能优于纯ZnSnO_(3)电极.在200 mA·g^(-1)电流密度下,ZnSnO_(3)/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ZnSnO_(3)/C复合材料中具有高电导率的C不仅提高了整个电极的导电性,有利于电子的传输,而且增大了电解液与活性材料之间的接触面积,缩短了锂离子的扩散距离;同时碳包覆层可有效缓冲ZnSnO_(3)在嵌脱锂过程中由于体积变化产生的应力,也能在一定程度上抑制ZnSnO_(3)在循环过程中的团聚.

关键词：锡酸锌碳复合材料负极锂离子电池

高性能自支撑不锈钢网@MoS2锂离子电池负极材料

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复合材料学报 2020年第6期37卷 1476-1482页

作者：岳红伟陈淑君卢帆铁伟伟朱聪旭许昌学院新材料与能源学院许昌461000 许昌学院化学化工学院许昌461000

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... 详细信息

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。

关键词： Li离子电池 MoS2 自支撑纳米花负极

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

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复合材料学报 2020年第4期37卷 978-984页

作者：陈淑君岳红伟柴续张嘉佳铁伟伟张予立许昌学院化学化工学院许昌461000 许昌学院新材料与能源学院许昌461000

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... 详细信息

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。

关键词： Li离子电池 Si 石墨烯聚乙二醇复合材料

Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene磁性气凝胶的构筑与Cr(VI)污水净化

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1987-1996页

作者：铁伟伟邱帅彪王红霞袁双义董旭何伟伟许昌学院化工与材料学院(表面微纳米材料研究所) 河南省微纳米能量储存与转换材料实验室许昌461000

为改善单一半导体粉体材料的光生电子-空穴分离和回收能力,基于功能协同效应,采用共沉淀法,将Fe^(3+)/Fe^(2+)盐在一定浓度的氨水作用下制备出纳米Fe_(3)O_(4),并分散于含有溴化十六烷基三甲铵(CTAB)的正辛烷中,提供Br-的同时,在室温下... 详细信息

为改善单一半导体粉体材料的光生电子-空穴分离和回收能力,基于功能协同效应,采用共沉淀法,将Fe^(3+)/Fe^(2+)盐在一定浓度的氨水作用下制备出纳米Fe_(3)O_(4),并分散于含有溴化十六烷基三甲铵(CTAB)的正辛烷中,提供Br-的同时,在室温下与水溶液中的硝酸铋和柠檬酸相互作用,利用非互溶体系,制备出Fe_(3)O_(4)-BiOBr;最后,将Fe_(3)O_(4)-BiOBr分散于含有赖氨酸的氧化石墨烯水溶液中,通过一步水热法合成Fe_(3)O_(4)-BiOBr协同修饰的磁性石墨烯气凝胶(Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene)。样品的晶体结构、形貌特征和催化活性通过XRD、Raman、XPS、SEM、TEM、UV-Vis光谱等综合测试技术进行了表征分析。Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene复合材料中的Fe_(3)O_(4)呈类球状,尺寸约10~25 nm,均匀镶嵌于BiOBr片层中间,并与石墨烯之间相互作用,整体呈现球-片-空洞构造。Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene复合材料显示出良好的可见光吸收性和Cr(VI)还原活性,30 min内可去除Cr(VI)至100%,高于单一组分的磁性Fe_(3)O_(4),这可能与Fe_(3)O_(4)-BiOBr异质结构、石墨烯导电材料的引入及Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene三者之间良好的界面相互作用,有效地促进了光生电子与空穴的分离效率有关。

关键词：溴氧化铋四氧化三铁石墨烯气凝胶六价铬磁性回收光催化还原

Eu(Ⅲ)与两种吡啶二甲酸配合物的合成、晶体结构与发光性能

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人工晶体学报 2023年第10期52卷 1829-1835页

作者：王宏胜李会刘瞻梁彩莲河南省微纳米能量储存与转换材料重点实验室许昌461000 许昌学院表面微纳米材料研究所许昌461000 许昌学院化工与材料学院许昌461000

利用水热合成方法,在170℃下用3,5-吡啶二甲酸(3,5-H_(2)pdc)和3,4-吡啶二甲酸(3,4-H_(2)pdc)与高氯酸铕(Eu(ClO_(4))_(3))水溶液反应合成了一种新的Eu(Ⅲ)配合物{[Eu_(2)(3,5-pdc)(3,4-pdc)_(2)(H_(2)O)_(4)]·3H_(2)O}n。X射线单晶衍射测试表明该配合物为二维结构,属单斜晶系,P2_(1)/m空间群,其晶胞参数为a=0.598 20(4) nm,b=2.639 21(19) nm,c=1.147 58(9) nm,α=γ=90°,β=102.628 0(10)°。对该配合物进行了元素分析、红外光谱等表征,并进行了荧光激发光谱、发射光谱、荧光寿命、绝对发光量子产率等测试,结果表明,该配合物能够发射稀土Eu(Ⅲ)的特征发射光谱,其^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁的荧光寿命为338μs,在313 nm的紫外光激发下,发光量子产率为24%。

关键词： 3,5-吡啶二甲酸 3,4-吡啶二甲酸铕配合物水热法晶体结构光致发光量子产率

碳布负载氧化锰的制备及其锌离子电池性能研究

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山东化工 2024年第8期53卷 1-5,10页

作者：陈淑君姚恒张集领张朝琰孟轩岳红伟许昌学院化工与材料学院河南许昌461000

可再充电水性锌离子电池具有环境友好、高安全性、高离子传导性和低成本等优点,已成为新能源领域最有前途的储能电池之一。锰基材料是锌离子电池最佳的正极材料。然而,其固有的导电性差和结构坍塌阻碍了它们的实际应用。为改善Mn_(3)O_... 详细信息

可再充电水性锌离子电池具有环境友好、高安全性、高离子传导性和低成本等优点,已成为新能源领域最有前途的储能电池之一。锰基材料是锌离子电池最佳的正极材料。然而,其固有的导电性差和结构坍塌阻碍了它们的实际应用。为改善Mn_(3)O_(4)电极材料的电化学性能,文章以碳布为基底、高锰酸钾为原料,利用碳和高锰酸钾之间的氧化还原反应,在碳纤维表面生长了四氧化三锰的纳米线,形成核壳结构的Mn_(3)O_(4)@CC/复合材料,并直接作为水性锌离子电池的自支撑无粘结剂的正极材料。同时,探讨了反应温度对复合材料的影响,制备出Mn_(3)O_(4)@CC/130℃、Mn_(3)O_(4)@CC/160℃和Mn_(3)O_(4)@CC/180℃三种复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光共焦拉曼光谱仪、热重分析仪、电化学工作站等仪器对Mn_(3)O_(4)@CC复合材料的组成、形貌和电化学性能等进行了表征。电化学测试表明,相比于其他两个电极,Mn_(3)O_(4)@CC/130℃复合材料表现出更优异的电化学性能,在100 mA·g^(-1)下循环100次后的容量为277.2 mAh·g^(-1),在1000 mA·g^(-1)的大电流密度下测试,经150次循环容量仍保持在124.0 mAh·g^(-1)。

关键词：水系锌离子电池正极材料碳布四氧化三锰水热法