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通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、N2吸附-脱附等测试方法对制备的BCCA/ZnO进行表征测试。研究结果表明,BCCA具有三维多孔网络状结构,经醋酸锌溶液浸泡、高温碳化后,在其表面原位生成球状纳米ZnO颗粒。在模拟紫外光条件下,BCCA/ZnO具有良好的催化活性,当pH=11时BCCA/ZnO-3可以在80 min内对MO的降解率为99%。重复使用4次后,BCCA/ZnO-3在80 min内对MO的降解率为99%,仍然具有优异的催化效果,表明BCCA/ZnO-3具有较好的稳定性和重复使用性。同时,探究了光催化降解机理,发现·OH起主要作用,h+起次要作用,而·O2-不起作用。 ...
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研究合成了具有温度和pH响应性的PNIPAM/PAphe互穿纳米水凝胶,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪、光纤光谱仪等技术,详细研究了互穿纳米水凝胶的结构和形貌、粒径与分散性、温度和pH响应性、结构色调控与光子晶体自组装,以及凝胶化转变行为。根据红外光谱和扫描电镜图确认了两种网络的有效互穿和其良好的单分散性。通过粒径分析可以得到随着PAphe含量的增加,互穿纳米水凝胶的粒径相应增大,但单分散性保持良好。利用温度和pH敏感性实验证明了该互穿纳米水凝胶的智能调控响应性,具体表现为:在温度上升或pH值下降的条件下,其粒径显著减小。结合光纤光谱图,进一步发现该互穿纳米水凝胶能够通过调整粒径大小来实现其结构色的可调控性。更为重要的是,通过试管倒置法发现在相变温度(32℃)以上该纳米凝胶具有从溶胶转变到凝胶的能力,展现了其在高度可调控的光学材料及生物医学领域中的应用潜力。 ...
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为实现废弃芳纶高品质资源化利用,结合浸没沉淀相转化和冷冻干燥法,利用废弃芳纶成功制备了柔性、透明且隔热的芳纶纳米纤维(ANFs)超薄气凝胶膜。优化了ANFs气凝胶膜成型工艺,并借助FESEM、BET、FTIR、UV-Vis、TG及FLIR对所制ANFs薄膜的微观形貌、化学结构、透光性及热学性能进行分析。结果表明:ANFs被成功剥离,平均直径为18.32 nm;所制ANFs气凝胶膜成型良好,具有三维网络结构,其比表面积和孔隙率分别达52.73 m2/g和92.43%;ANFs气凝胶膜具有超高的透明性和防紫外性(紫外透过率接近0%),在500~780 nm范围内透过率均大于70%,最高达90.70%;此外,所制ANFs气凝胶膜热稳定性良好,具有优异的隔热性能和柔性,四层薄膜隔热温差达28℃。该超薄透明ANFs气凝胶膜制备工艺简单且成本低,具有透光、防紫外及隔热特性,在防护膜领域具有广阔的应用前景。 ...
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通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、N2吸附-脱附等测试方法对制备的BCCA/ZnO进行表征测试。研究结果表明,BCCA具有三维多孔网络状结构,经醋酸锌溶液浸泡、高温碳化后,在其表面原位生成球状纳米ZnO颗粒。在模拟紫外光条件下,BCCA/ZnO具有良好的催化活性,当pH=11时BCCA/ZnO-3可以在80 min内对MO的降解率为99%。重复使用4次后,BCCA/ZnO-3在80 min内对MO的降解率为99%,仍然具有优异的催化效果,表明BCCA/ZnO-3具有较好的稳定性和重复使用性。同时,探究了光催化降解机理,发现·OH起主要作用,h+起次要作用,而·O2-不起作用。 ...
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铁硫化物因其较高的理论容量,被认为是一种很有前途的钠离子电池负极材料。然而,铁硫化物在充放电过程中存在较大的体积变化,导致其倍率性能和稳定性较差。本文通过简单的一步法策略,制备了一种具有三维簇状结构的硫掺杂碳包覆的Fe0.95S1.05纳米球(Fe0.95S1.05@SC),并研究了其储钠性能。硫掺杂碳层可提高材料的导电率,缓解Fe0.95S1.05纳米球在反应过程中产生的体积膨胀,故提升了材料的稳定性。Fe0.95S1.05@SC的相互贯通的簇状结构,为电子和离子的传输提供了通道,使材料具备优异的倍率性能。在半电池体系中,Fe0.95S1.05@SC在0.1A·g-1下循环100圈后,保留614.7 m Ah·g-1的高比容量,10 A·g-1下比容量仍可以达到235.7 m Ah·g-1。在全电池体系中,在0.1和10 A·g-1时,Fe0.95S1.05@SC的可逆容量分别为482.8和288.3 m Ah·g-1。该材料具有良好电化学性能,在钠离子电池中具有广阔的应用前景。 ...
产业研究
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蛭石是一种层状硅酸盐矿物,具有独特的层状结构、层间离子可交换性、高比表面积、纳米层间域等物化特性,属于天然的非金属矿产资源,来源广泛,价格低廉,可作为良好的吸附材料应用于水体污染物的去除。由于蛭石片层的堆垛,巨大的内比表面难以展现,限制了其对污染物的吸附能力,将天然蛭石剥离成纳米级厚度的二维纳米片是获得巨大内比表面积并提高其吸附性能的有效途径。综述了近年来二维蛭石纳米片的制备方法,包括热膨胀剥离预处理法、物理剥离法、化学剥离法、物理-化学联合剥离技术,总结对比了各种方法的优缺点,并简述了剥离蛭石对部分水体污染物吸附性能的研究进展,为寻求蛭石的高产率剥离方法及剥离蛭石在环境吸附方面的高附加值应用提供思路。最后,对二维蛭石材料的发展趋势进行了展望。 ...
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