于素霞
,
杨建华
,
初乃波
,
李刚
,
鲁金明
,
王金渠
催化学报
以经盐酸预处理的碳纳米管为第二模板,在不添加其它有机溶剂的情况下,仅通过控制晶化条件,即采用变温水热晶化法合成具有多级结构的ZSM-5分子筛.通过x射线衍射、红外光谱测试、透射电镜和N2吸附对合成的分子筛进行了表征,结果表明,该合成分子筛呈近球形,是由纳米棒自组装形成的具有多级结构的亚微米球.该分子筛改性后用于甲烷无氧脱氢芳构化反应,显示出良好的催化性能,甲烷转化率最初达到19%,反应至24 h时甲烷转化率仍保持在10%左右,并且保持了较高的芳香物选择性(达到50%以上).
关键词:
多级结构
,
ZSM-5沸石
,
水热晶化
,
碳纳米管
,
钼催化剂
,
甲烷
,
无氧脱氢芳构化
杜利霞
,
吴志娇
,
吴谦
,
江潮
,
朴玲钰
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2013.21281
采用水热法可控合成了花状TiO2分级结构材料,运用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、N2物理吸附-脱附等手段,对其进行了表征,系统研究了NaOH用量、H2O2浓度、HNO3浓度、反应温度及时间等因素对所得样品形貌的影响,并评价了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO2分级结构为锐钛矿相,颗粒大小均一;随制备条件的变化,构成花状TiO2分级结构的基元结构分别为纳米线、纳米片,纳米线直径约25 nm,纳米片厚度不足10 nm;该样品具有较高的比表面积,表现出良好的单次光催化活性与重复使用性能.
关键词:
花状氧化钛
,
分级结构
,
水热合成
,
比表面积
,
光催化
田江丽
,
王兢
,
杜海英
,
于鹏
,
李晓干
材料科学与工艺
以乙二醇（ C2 H6 O2）为有机溶剂，采用溶剂热法制备了花状SnO2纳米材料，并将制备的SnO2制成旁热式气敏元件．通过XRD，SEM等测试手段对SnO2纳米材料进行了表征，并初步分析了气敏元件对丙酮的敏感机理．制备的SnO2材料是由粒径约为10 nm的颗粒有规则的堆叠而成的直径约为3～4μm的花瓣清晰的多孔分级花状结构．研究发现，气敏元件对丙酮气体有很好的响应灵敏度．在最佳工作温度（350℃）时，检测的丙酮体积分数最低为1×10-6．对100 ppm丙酮的响应及恢复时间分别为40和50 s．且气敏元件对丙酮气体的响应灵敏度远高于对苯、甲苯、甲醇、甲醛、氨等气体的响应灵敏度．
关键词:
气敏元件
,
SnO2
,
溶剂热法
,
分级结构
,
丙酮
任文皓
,
赵康宁
,
郑志平
,
麦立强
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.12.003
从材料本征性能和结构的控制入手来提高其容量发挥、循环性能、倍率性能至今仍是亟待解决的一大难题，而纳米线材料因其具有独特的各向异性、大的比表面积、优异的张力适应性、快速的轴向电子传输和径向离子扩散等特性使其在锂离子电池、锂空气电池以及超级电容器储能器件的组装、原位表征等方面相较于其它简单结构纳米材料有着独特优势。结合当前纳米线材料的最新研究进展，主要讨论了单根纳米线电化学储能器件及纳米线材料的优化策略，包括新型纳米线材料的设计构筑、合成以及电化学性能表征。概括了纳米线材料的形貌控制、性能改善以及应用的前景，为其在电化学储能方面的应用奠定基础。
关键词:
电化学储能
,
纳米线
,
微纳器件
,
分级结构
张旺
,
顾佳俊
,
苏慧兰
,
张荻
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.09.01
传统设计与制备技术手段往往难以实现预期精细结构与功能构筑,从而限制了材料结构-性能之间新现象的发现与新机理的建立.借用经亿万年自然优化的生物自身多层次、多维和多尺度的本征结构为模板,通过物理和化学手段,在保留生物精细分级结构的同时,置换生物模板的化学组分为所需功能组分,利用生物精细结构与人工组分之间的耦合关系,可制备既遗传自然生物精细形态,又有人为赋予特性的新材料——遗态材料.围绕具有蝶翅精细结构的遗态光功能材料,分别以金属-半导体功能蝶翅的红外吸收增强及光热转换、金属功能蝶翅的表面等离子体拉曼增强为例,介绍了遗态材料的设计思路、制备方法、性能表征及相关机理探索过程.相关思路与方法为解决分级精细结构难以制备的难题提供了新途径,并为新材料构型设计提供了前瞻性思路和原理验证.
关键词:
遗态材料
,
分级结构
,
光功能材料
,
仿生材料
景蔚萱
,
齐含
,
成妍妍
,
蒋庄德
,
陈路加
,
周帆
,
王兵
稀有金属材料与工程
以硅基底和光纤纤芯阵列为定位夹具,手工排列熔凝法得到的Au微球,获得3×3 Au微球阵列;在Au微球表面先用水浴法合成ZnO纳米线、后固定葡萄糖氧化酶,得到球形跨尺度阵列葡萄糖酶电极.对球形跨尺度结构的表面形貌、葡萄糖氧化酶的固定效果、酶电极的电化学性能进行了定量表征.球形跨尺度结构阵列葡萄糖传感器的线性范围为0～2.5mmoFL、灵敏度为17.24 μA·(mmol/L)-1·cm-2、最低检出限为3.44 μmol/L、Michaelis-Menten常数为1.85 mmol/L.
关键词:
Au微球
,
ZnO纳米线
,
跨尺度结构
,
水浴法
,
葡萄糖传感器
杨颖
,
孙艳丽
,
尹彦冰
,
张转芳
,
孙宏
,
阚侃
,
史克英
功能材料
为了制备室温下对NOx吸附性能优异的纳米材料,采用表面活性剂辅助的纳米粒子自组装方法制备了纳米多级结构扁圆型多孔α-Fe2O3。分别采用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM及TEM等技术手段研究了材料的形貌与结构。研究表明,每一个扁圆型的Fe2O3是由8～10nm左右的Fe2O3纳米颗粒聚集而成,属赤铁矿型的α-Fe2O3,晶型较好。在室温下对材料进行NOx的吸附脱附实验,研究发现,该材料的选择性吸附NOx能力和吸附量较市售的α-Fe2O3明显提高。原因在于,空气中的氧气吸附于多孔α-Fe2O3材料表面,形成的氧负离子,与NOx形成化学吸附,有助于提高NOx的吸附性能。初步探讨NOx的吸附机理,为半导体氧化物在室温下NOx检测提供了重要实验基础。
关键词:
分级结构
,
氧化铁
,
NOx
,
吸附
,
脱附
王博
,
陈友伟
,
石云峰
复合材料学报
针对正六边形、Kagome和正三角形蜂窝,通过在孔壁表面附着弱材料层,提出了一种多层级蜂窝材料,并采用解析计算和数值计算的方法,围绕孔壁缺失这种最恶劣的缺陷类型,对蜂窝的体模量和剪切模量进行分析.结果表明,附着软层的多层级蜂窝材料比传统蜂窝抗缺陷性能提高,表现出较低的缺陷敏感性.在附着层的杨氏模量和原蜂窝材料比模量相同时,尽管附着层的杨氏模量比蜂窝母材低一个量级,但在附着层厚度是原蜂窝壁厚两倍时,正六边形和Kagome蜂窝的面内模量对缺陷的敏感性都明显降低.
关键词:
蜂窝材料
,
多层级结构
,
面内模量
,
孔壁缺失
,
缺陷敏感性
王博
,
石云峰
,
陈友伟
,
莫怡华
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20141103.003
为提升蜂窝材料的抗缺陷能力,在正六边形、Kagome和正三角形蜂窝材料的孔壁表面附着软材料层,制备了多层级蜂窝材料.然后针对孔壁弯曲缺陷类型,使用解析方法研究了蜂窝材料面内模量的缺陷敏感性和力学性能,并用数值模拟对理论值进行了验证.结果表明:通过选择合适的附着软材料层与几何参数,可使得多层级蜂窝材料比传统蜂窝材料对缺陷有更高的抵抗能力,表现出较低的缺陷敏感性.另外,在保持相对密度不变的前提下,多层级蜂窝材料的力学性能与传统蜂窝材料的相比也有较大提高.研究结论为设计制造具有抗缺陷能力的新型蜂窝材料提供了理论基础.
关键词:
蜂窝材料
,
多层级结构
,
面内模量
,
孔壁弯曲
,
缺陷敏感性
刘鹏
,
汪俊文
,
朱德举
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150615.002
经过长时间的自然进化,硬骨鱼鳞片变得超薄、超轻,并具有很好的柔韧性.为研制新型柔性防护体系,对草鱼鳞片的多级结构及力学性能进行了研究.首先,按3个不同方向(0°、45°和90°)在鳞片中心区域裁取鳞片和胶原层2组试样;然后,进行了轴向拉伸测试并对不同含水量的鳞片以及不同应变率下鳞片和胶原层的力学性能进行了对比研究.结果显示:草鱼鳞片主要由坚硬的骨质外层和软质的胶原层组成,其中胶原层由胶原纤维层交错叠加组成,交错角约为28°～31°;鳞片的力学性能为平面内各向异性,而胶原层的力学性能为各向同性;脱水鳞片的弹性模量和拉伸强度显著增加,分别约为饱水鳞片的10倍和3倍,但极限应变减少了约50％.饱水鳞片和胶原层的力学性能与应变率有很大相关性.所得结论为新型仿生复合材料及柔性防护体系的研究提供了思路.
关键词:
鱼鳞
,
多级结构
,
力学性能
,
含水量
,
应变率
