泡沫镍负载MnO_2的制备及表征测试综合实验设计

介绍了一个物理化学综合实验的设计,采用简单的水热合成方法在泡沫镍表面原位沉积纳米MnO2形成电极材料,利用傅里叶红外技术、X射线衍射技术、比表面积测试、扫描电子显微镜及场发射扫描电镜对产物进行结构表征与形貌分析,通过循环伏安曲线和恒电流充放电测试评价了材料的电容性能。通过测试表明,MnO2在泡沫镍表面均匀分散,所得复合物在电流密度为5mA/cm2时放电比容量达到944.2F/g,同时表现出优异的循环稳定性。实验设计中制备路线简单可控,表征方法方便易得。该实验有利于加深学生对化学电源电极材料的结构与性能的了解,有益于培养学生的创新意识和提高其综合实验能力。     

太阳能光解水转化为氢能的研究进展

自从Honda和Fujishima发现太阳光照TiO2半导体电极能分解水产生氢气这一现象以来,科学家们一直致力于用半导体光催化剂和其它光催化剂用于太阳光解水获得既可储存又清洁的氢能的研究,不断地提高半导体光催化性能,而且也取得了令人瞩目的成果.本文综述了近年来在光催化水解领域中的众多半导体包括简单氧化物,复合氧化物,金属配合物和染料敏化半导体等光催化剂材料的结构、基本原理和催化特性的研究进展.     

2012年度湖北省科学技术奖一等奖部分获奖项目简介

[湖北省自然科学奖一等奖] 纳米光电材料的设计、制备与离子束改性研究 完成人:蒋昌忠、廖蕾、任峰、肖湘衡、李金钗 完成单位:武汉大学 本项目研究为纳米材料的设计、制备及利用离子束技术提升其性能提供了新思路,为开发新型纳米光电材料和器件奠定了理论基础和技术储备.在国际上获得了较高的学术影响力,取得的有特色的创新性研究成果如下: 1.在国际上首次利用离子束技术获得了结构和等离激元光学性能可控的多层结构金属纳米颗粒,揭示了离子束与金属纳米结构相互作用新特点以及离子束纳米结构调控新机理.在纳米尺度下,离子束与固体相互作用导致的级联碰撞效应和缺陷自扩散效应是多层结构纳米颗粒形成的机理.     

稀土离子掺杂的纳米结构发光材料

稀土离子掺杂的纳米结构发光材料在发光二极管、显示器、生物探针、纳米光电器件、零阈值激光器等领域具有潜在的应用,因此这方面的研究越来越受到人们的重视.本文主要对稀土离子掺杂的氟化物、磷酸盐、氧化物等纳米结构发光材料的研究进展进行评述.     

纳米石墨烯微通道板的场发射特性

纳米石墨烯丰富的尖端和缺陷能够提高材料的场发射性能.然而其与衬底的粘附性差导致在场发射过程中容易发生真空间隙击穿,引起器件失效.本文采用新颖的溶剂热渗碳方法制备了纳米石墨烯包覆硅微通道板,形成石墨烯微通道板(MLG-MCPs).纳米石墨烯的表面形貌和晶体机构由Raman和TEM进行表征,MLG横向尺寸50～100 nm,呈涟漪和褶皱形状,具有较高的结晶度.场发射测试结果显示800℃退火能增加缺陷密度,降低功函数,开启电场降至2.0 V/μm(10μA/cm~2),显示了较好的场发射特性.     

介观结构对FeCo基纳米晶合金高温磁性的影响

FeCo基纳米晶合金具有良好的高频、高温磁性能,在航空航天领域有着广泛的应用前景,但其物理本质和微观机理尚不清楚。本文用原子力显微镜、高分辨场发射电子显微镜和透射电镜对FeCo纳米晶合金薄带横断面的介观结构进行了研究,发现退火温度和工作温度对其介观结构、介观尺寸上物质成份的迁移、滞留都有显著的影响,其结果决定着合金薄带的高温磁性能。     

基于宽禁带氧化物半导体的紫外测试仪研制

以溶胶凝胶法制备的宽禁带氧化物半导体为基底,磁控溅射法制备的Pt为插指电极材料,在Si衬底上依次制备氧化物半导体薄膜、插指Pt电极、外层氧化物半导体薄膜,形成夹层式MSM型紫外探测芯片,并连接至底座,得到紫外探测器件。该器件结构不但实现了对插指电极的保护封装,并且提高了探测芯片自身的稳定性。以该器件为核心进行了外围电路的设计,用功能模块进行光强度向电压信号的转换,并且将入射紫外光的强度通过显示屏显示出来。经封装,最终得到一款性能良好,功能完备的紫外测试仪。     

水热法合成锐钛矿-TiO_2综合实验设计

以TiCl_4为钛源、NH_3·H_2O为pH值调节剂,通过水热法合成了锐钛矿型二氧化钛(TiO_2)纳米粉末。运用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)精密分析仪器,考察了反应体系的pH值、合成温度和反应时间对合成粉末的形貌和结构的影响;利用紫外-可见分光光度计评估了其光催化降解的性能。综合实验设计结合材料制备﹑表征和性能测试,有助于锻炼学生的综合实践能力,开发学生的创新潜力。     

磁控溅射法制备氧化镓薄膜

随着半导体光电技术的日益发展,宽禁带透明导电氧化物薄膜已经成为半导体材料研究的热点之一。氧化镓薄膜具有结构简单、成本低廉、响应快、便于制造的优点,而且还有很高的化学稳定性。它作为一种新型的气体传感器材料近年来日益受到重视。本文研究了通过磁控溅射法制备氧化镓薄膜时,不同的热处理温度对氧化镓薄膜结晶质量的影响。并利用X射线衍射仪,紫外可见透射光谱,对氧化镓薄膜的结构性能及表面形貌进行了测试和分析。     

溶胶凝胶法制备纳米氧化物陶瓷研究现状

纳米氧化物陶瓷的制备技术一直是纳米陶瓷领域的重要研究课题.溶胶-凝胶法是制备纳米粉体的先进工艺,它具有工艺简单,设备成本低,反应过程可控,制备的粉体纯度高、均匀性好等一系列优点.本文综述了利用溶胶凝胶法制备TiO2、Fe2O3、SnO2、SiO2、Al2O3、ZrO2纳米陶瓷粉体的方法,并对溶胶-凝胶法制备这些纳米氧化物的优缺点进行了分析.最后,总结了目前溶胶-凝胶法制备纳米氧化物陶瓷粉体存在的问题,并对其未来研究方向进行了展望.     

溶胶-凝胶法制备纳米级半导体微晶非线性光学玻璃

纳米级半导体微晶掺入玻璃可产生非线性光学性质,其量子尺寸效应非常明显.用溶胶-凝胶法制备半导体纳米微晶玻璃具有工艺简单和所得产品纯度高、均匀性好的特点.本文对溶胶-凝胶法制备纳米级半导体微晶玻璃的方法及其性能测试的新进展进行综合评述.     

壳聚糖／半导体光催化剂纳米复合材料研究进展

壳聚糖在半导体光催化材料中的应用研究是一个有着广阔前景的新热点,主要介绍了纳米壳聚糖的制备方法及壳聚糖／半导体光催化剂纳米复合材料的研究进展,指出了目前存在的问题和将来的发展方向．     

以R600a-纳米铝为工质的热管散热性能试验研究

采用表面修饰技术和添加分散剂的方法制备了均匀而稳定的R600a-纳米铝纳米流体,将其充注到半导体冰箱散热热管中以提高热管散热性能,采用红外热像仪研究了热管温度分布,利用冰箱性能试验室测试了半导体冰箱整机性能。试验表明以R600a-纳米铝为工质的热管散热性能优于普通热管散热性能,并分析了纳米流体提高热管散热性能的原因。     

三氧化钼纳米材料的制备、表征及电化学性质研究

三氧化钼纳米材料作为一种N型氧化物半导体材料,由于其丰富的结构、独特的理化性质在气体传感器、电化学传感器、光催化、锂离子电池等领域都具有广泛应用。采用水热合成技术并通过一步煅烧法设计合成新型三氧化钼纳米材料,并进行XRD、SEM表征,将其制备成电化学传感器,用于对过氧化氢的超灵敏检测,其检测范围可达：0.013 mM—0.306 mM,检测限为4.3μM。     

溶胶—凝胶法制备纳米级半导体的微晶非线性光学玻璃

纳米级半导体微晶掺入玻璃可产生非线性光学性质，其量子尺寸效应非常明显，用溶胶-凝胶法制备半导体纳米微晶玻璃具有工艺简单和所得产品纯度高、均匀性好的特点，本文对溶胶-凝胶法制备纳米级半导体微晶玻璃的方法及其性能测试的新进展进行综合评述。     

基于原位聚合法的尼龙11/石墨烯氧化物纳米复合材料动态流变性能研究

作为一种性能优越的聚酰胺,尼龙11在汽车及电子行业得到了广泛的应用,然而随着近年来高新技术的普遍应用,纯尼龙11材料面临着严峻的考验.本次研究充分利用了原位聚合法工艺,经过一系列相关试验最终成功制备出了尼龙11/石墨烯氧化物纳米复合材料,并对其动态流变性能进行分析,结果显示,尼龙11/石墨烯氧化物纳米复合材料为假塑性流体,石墨烯氧化物纳米复合材料含量的增加能够在一定程度上降低表观黏度,降低黏流活化能,有利于加工成型,可以在多个领域推广应用.     

两种方法合成LiMn2O4锂电池电极材料比较研究

采用直接法和PMMA模板法分别成功制备出两种尖晶石型LiMn2O4纳米电极材料.ESEM分析显示直接法获得材料呈无孔结构,而模板法呈多孔结构,相同条件下多孔材料具有较高的比表面,预测是一种性能优异的锂离子电极材料.XRD分析显示,两种方法获得的锂锰氧化物均为尖晶石型LiMn2O4材料,为锂离子电池正极材料合成提供基础.     

优质纳米二氧化钛制备研究进展

纳米二氧化钛是一种新型无机材料,纳米级的颗粒尺寸使其表现出了许多不同于块体材料的特性.其无毒、化学稳定性好、超亲水及其热稳定性好、无刺激等优点使其成为优异的半导体光催化剂,制备出具有较高光催化活性的纳米二氧化钛有着重大意义.本文介绍了国内外制备纳米二氧化钛的研究现状,根据反应体系是否发生化学反应将制备方法分为物理方法、化学方法和物理化学方法,分析了各种制备方法的优缺点,并展望了未来的主要研究内容和发展方向.     

钠锰氧化物高压相变的理论预测

运用密度泛函(DFT)平面波赝势方法(PWP),计算了钠锰氧化物三种物相的状态方程及其电子结构.研究结果表明:利用状态方程得到的钠锰氧化物从尖晶石型结构的SP相转变为CF相和CT相的相变压强分别为4.94 Gpa和20.48 GPa,CF相与实验值误差仅为+0.44 Gpa.进一步对CT相钠锰氧化物的能带结构和态密度的分析表明钠锰氧化物CT相是一种带隙为2.15 eV的窄禁带半导体材料.靠近费米能级附近的Mn-3d电子轨道和O-2p电子轨道的强烈杂化决定了材料的电子性质.     

ZnO基稀磁半导体材料的研究进展

稀磁半导体（DMS）材料同时利用了电子的电荷和自旋属性,具有优异的磁、磁光、磁电等性能,在材料科学和未来自旋电子器件领域具有广阔的应用前景.ZnO基稀磁半导体材料的研究主要集中在：（1）优化生长参数,获得高质量的薄膜;（2）选择不同的掺杂元素与掺杂量,通过单掺杂或共掺杂技术,提高材料的居里温度,奠定其应用的基础.