杨立军
,
赵宇
,
陈盛
,
吴强
,
王喜章
,
胡征
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60713-X
以替代铂为目标的高性能廉价氧还原电催化剂的研究为当今科学前沿.近年来人们发现,掺杂的碳基纳米结构具有催化活性高、稳定性好、资源丰富、抗CO和抗甲醇能力强等优点,是一种新型无金属氧还原电催化剂,具有替代铂基催化剂的潜力.本文结合作者课题组的最新研究成果,简要综述了碳基无金属氧还原电催化剂研究的主要进展,重点关注了富电子氮和缺电子硼单/共掺杂的碳纳米结构的氧还原催化性能及其与电子结构的关系,展望了碳基无金属氧还原催化剂的发展策略与前景.
关键词:
氧还原反应
,
无金属电催化剂
,
碳基纳米结构
,
掺杂
吴文
,
宫本涛
,
袁浩
,
王小东
,
吴强
,
李茂康
,
范钰
,
唐基禄
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2001.04.019
简述线路板电镀废水中氰、铜氨、油墨废水治理方法和混合废水综合治理工艺流程及原理.
关键词:
线路板
,
废水
,
治理
,
原理
辛雅焜
,
陈诺夫
,
吴强
,
白一鸣
,
陈吉堃
,
何海洋
,
李宁
,
黄添懋
,
施辉伟
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.04.031
在石墨衬底上分别制备了具有(220)和(400)择优取向的多晶硅薄膜.首先利用磁控溅射技术直接在石墨衬底上制备非晶硅薄膜层，以及先制备 ZnO 过渡层，再在 ZnO 过渡层上制备非晶硅薄膜层；然后采用快速退火法对非晶硅薄膜晶化，使其形成多晶硅薄膜籽晶层.XRD 测试表明，未引入 ZnO 过渡层的多晶硅薄膜籽晶层具有高度(220)择优取向，而引入 ZnO 过渡层的多晶硅薄膜籽晶层具有高度(400)择优取向；最后在多晶硅籽晶层上通过对流辅助化学气相沉积(CoCVD)制备多晶硅薄膜.根据 SEM、XRD、拉曼测试表明，多晶硅薄膜的性质延续了多晶硅籽晶层的性质，未引入 ZnO 过渡层的样品，具有高度(220)择优取向.引入 ZnO 过渡层后的样品，具有高度(400)择优取向，(400)择优取向的转变有利于后续多晶硅薄膜太阳电池的制作.同时对 Si(220)和 Si (400)择优取向的形成原因做了初步分析.
关键词:
多晶硅薄膜
,
石墨衬底
,
籽晶层
,
氧化锌
,
择优取向
,
对流辅助化学气相沉积
贺泓
,
余运波
,
李毅
,
吴强
,
张秀丽
,
张长斌
,
石晓燕
,
宋小萍
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91204
Ag/Al2O3催化含氧烃类选择性还原(SCR)氮氧化物(NOD是有望实际应用于柴油机尾气治理的技术之一.从Ag/Al2O3的基本属性、还原剂的筛选与匹配、NOx还原低温活性改进、催化体系耐硫性的调变和Ag/Al2O3-乙醇体系的实用化开拓等方面,对我们近年来的工作进行了综述,阐明了该组合体系高效SCR特性的微观机制.发动机台架实验表明,结合柴油机机内调整,应用Ag/Al2O3-乙醇的SCR体系能够满足我国重型柴油车国IV排放标准.
关键词:
银
,
氧化铝
,
氮氧化物
,
选择性催化还原
,
催化转化器
,
台架实验
刘京
,
肖鹏
,
于澍
,
李晓
,
吴强
,
刘立宏
,
郭晓柠
,
肖涛
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160311.001
选用3种炭基复合材料,分别为采用化学气相沉积(CVD)工艺和CVD/浸渍复合工艺制备的2种C/C复合材料以及采用CVD/熔融渗硅(MSI)工艺制备的C/C-SiC复合材料,通过对比分析3种炭基复合材料与人骨的微观结构和力学性能,研究了所选用的3种炭基复合材料作为新型骨折内固定材料的可行性.结果表明:3种炭基复合材料与人骨均具有纤维增强、多孔基体的微观结构形态.在力学性能方面,3种炭基复合材料的弹性模量与人骨都较为接近,其中C/C-SiC复合材料的力学性能与人骨最为接近,分别为弯曲强度213.0 MPa、剪切强度19.3 MPa、压缩强度228.1 MPa,有望成为理想的接骨板材料.CVD和CVD/浸渍工艺制备的C/C复合材料,弯曲强度分别仅为161.8 MPa和174.6 MPa,低于入骨的弯曲强度,后期可通过改进坯体结构和制备工艺等方法来使其力学性能与入骨相匹配.
关键词:
人骨
,
C/C复合材料
,
C/C-SiC复合材料
,
弹性模量
,
力学性能
蒋湘芬
,
王学斌
,
沈丽明
,
吴强
,
王秧年
,
马延文
,
王喜章
,
胡征
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61117-2
高性能低成本的担载型铂基催化剂是直接甲醇燃料电池(DMFC)实用化过程中的一大挑战.利用高比表面积、高稳定性、容易负载金属的载体实现 Pt颗粒的高度分散,既可提高催化剂的催化性能,又可提高 Pt的利用率以降低成本,是担载型 Pt基催化剂实用化的有效途径.碳材料是一种常用的催化剂载体,近年来我们课题组发展了一种高性能的碳纳米笼材料,并可通过异原子掺杂调变其表面性能,提高其活性和负载能力.我们采用原位氧化镁模板法制备氮掺杂碳纳米笼：以具有多级结构的碱式碳酸镁作为氧化镁模板的前体,吡啶为碳源和氮源,经高温热解沉积,在原位形成的氧化镁模板表面形成氮掺杂的石墨化碳纳米薄层；经稀盐酸浸泡并洗涤,获得高纯度的氮掺杂碳纳米笼.氮掺杂碳纳米笼具有分等级的微纳米结构、高导电性、高比表面积和可调变的孔结构,结合表面氮原子的锚钉作用,氮掺杂碳纳米笼有望成为电化学催化剂 Pt的优良载体.
在前期研究基础上,本文探索多级结构氮掺杂碳纳米笼(hNCNC)作为新型载体负载 Pt的能力,并评价所构建的负载型催化剂 Pt/hNCNC的电催化性能.通过简便的微波辅助多元醇还原法,将氯铂酸还原成 Pt纳米粒子负载于 hNCNC的表面.为了揭示氮掺杂的效应,我们对比研究了具有相似分级结构但无掺杂的碳纳米笼(hCNC)以及商业化活性炭(Val-can XC-72)作为载体的情况.经热重(TG)和 X射线光电子能谱(XPS)分析,三种催化剂 Pt/hNCNC、Pt/hCNC和 Pt/XC-72的负载量均接近理论负载量(23.1 wt%),都主要以金属态存在.然而,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, Pt/hNCNC的 Pt分散状态优于 Pt/hCNC,更远优于 Pt/XC-72. Pt/hNCNC的平均 Pt粒径最小,仅约3.3 nm.这种良好的分散状态主要得益于氮原子掺杂,高负电性的氮原子改变了局域的表面极性,有利于 Pt颗粒的成核,也有利于固定 Pt颗粒.
由于 hNCNC对 Pt的优异分散能力, Pt/hNCNC表现出高的电化学活性面积.氢吸附和一氧化碳溶出伏安曲线表明, Pt/hNCNC的电化学活性面积高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,这与显微观察和 X射线衍射(XRD)结果相吻合. Pt/hNCNC展现出优异的甲醇电催化氧化活性和高稳定性,其催化电流明显高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,电流衰减亦慢于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72. hNCNC的分级微纳米结构有利于孔内传质和电子输运,从而提高反应速度. hNCNC的氮掺杂有利于 Pt在载体表面的分散,增强了载体-金属相互作用,提高了电化学活性面积和催化活性.为了进一步考察 hNCNC对 Pt的负载能力,本文还考察了高负载量 Pt/hNCNC的性能.在负载量高达60 wt%时, Pt/hNCNC中的 Pt颗粒仍无明显聚集,其甲醇氧化电流增加了30%,可以有效提高 DMFC的输出电流密度.
综上可见, hNCNC可以有效分散并稳定 Pt颗粒,从而提高电化学活性面积和甲醇电催化氧化活性,优于未掺杂的碳纳米笼和传统碳材料,展示了 hNCNC高分散 Pt颗粒用作 DMFC的高效阳极催化剂的重要前景,也表明 hNCNC有望成为应用广泛的新型载体.
关键词:
甲醇氧化
,
燃料电池
,
铂催化剂
,
分级结构氮掺杂碳纳米笼
,
高性能
李姣姣
,
王先友
,
杨顺毅
,
龙晚妹
,
王宏
,
白俐
,
吴强
中国有色金属学报
以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂,在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗(EIS)等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试,并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响.结果表明:所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料,但随着制备温度的升高,材料出现部分石墨化倾向；600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能,在0.1 C充放电时,首次放电比容量为890.9 mA·h/g,可逆容量为335.4mA·h/g,循环30次后的可逆容量为266.8 mA·h/g.
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
无定形碳
,
骨架碳
,
电化学性能
李玉邯
,
吴强
,
康传清
,
郭海泉
,
金日哲
,
高连勋
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.08.150401
报道了一种从卤代邻二甲苯偶联和液相氧化制备2, 3, 3', 4'-联苯四甲酸二酐（3, 4'-BPDA）的简便方法。以NiF2-PPh3（PPh3：三苯基膦）为催化体系，高效地实现了4-溴邻二甲苯格氏试剂与3-氯代邻二甲苯的交叉偶联反应，合成了2, 3, 3', 4'-四甲基联苯（3, 4'-TMDP），后者经液相氧化、高温脱水成酐制备了3, 4'-BPDA，两步总产率达到74%。这条路线与从邻苯二甲酸二甲酯或混合氯代邻苯二甲酸二甲酯制备3, 4'-BPDA相比，不涉及酯的水解及异构体的分离等过程，因此分离及环保方面具有非常明显的优势，同时合成路线更简便。
关键词:
联苯四甲酸二酐
,
合成
,
交叉偶联
,
聚酰亚胺
吴强
,
武美霞
功能材料
以CH4为碳源，金属Ni为催化剂，采用化学气相沉积法（CVD）在有序宏观基体材料（SiO2纤维，Al2O3纤维）上制备出纳米碳纤维。利用场发射扫描电镜（FE—SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）以及热重分析（TG）对产物进行了微观形貌和结构的检测。结果表明，所制备的纳米碳纤维具有取向性，能够在有序宏观基体材料上形成致密有序的纳米碳纤维层；与Al2O3纤维相比，SiO2纤维更易于生成高质量的纳米碳纤维；所制备的纳米碳纤维遵循顶端生长模式。此外，采用纳米碳纤维作模板可以原位合成出具有有序宏观结构的纳米LaMnO3，它能明显降低碳黑颗粒的起燃温度，具有潜在的应用前景。
关键词:
SiO2纤维
,
Al2O3纤维
,
化学气相沉积法(CVD)
,
纳米碳纤维(CNFs)
,
模板法
刘政
,
白光珠
,
童先
,
林继兴
,
吴强
,
牛丽媛
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.10.027
采用超声波搅拌和等温热处理制备ZL101合金半固态坯料,研究了超声波搅拌处理和等温热处理中等温温度、等温时间等工艺参数对ZL101半固态组织形貌的影响.研究结果表明:超声波搅拌可有效细化和球化组织,消除组织缺陷;适当的等温处理可以明显改善半固态ZL101的凝固组织;当等温温度为590℃、等温时间为30 min时,半固态ZL101合金中初生α-Al相细化和球化效果最明显;初生α-Al相的平均等积圆尺寸达到157μm,形状因子达到0.87.
关键词:
ZL101合金
,
超声波搅拌
,
等温热处理
,
组织
