肖井坤
,
宋成文
,
张肖妮
,
初璇
,
吴帅华
,
成慕荣
,
宋明艳
,
于迎涛
稀有金属材料与工程
采用溶剂热法将Ni掺杂到纳米SnO2中,分别利用TEM、EDAX、XRD、Raman和XPS表征了Ni掺杂后SnO2的微观形貌、结构和元素组成特征,分析了Ni掺杂对增强SnO2气敏性能的作用机理.实验结果表明,Ni的掺杂可抑制SnO2晶粒增长,减小SnO2晶粒尺寸,进而提升传感器的气敏性能.少量的Ni掺杂能够使Ni2+进入SnO2晶格中取代Sn4+产生氧空位,促进SnO2气敏性能的提高;而当Ni掺杂量达到30％时,会导致部分Ni以其他的形式存在于SnO2晶体表面上,降低SnO2气敏性能.
关键词:
镍掺杂
,
二氧化锡
,
气体传感器
,
乙醇
宋成文
,
陶平
,
宋学凯
,
吴帅华
,
邵秘华
,
高光锐
,
冯祎宁
,
王同华
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12761
针对船舶压载水转移所引起的外来生物入侵问题,开发了以廉价煤为原料经挤压成型、炭化等工艺制备出煤基管状多孔炭膜.分别采用扫描电镜和气体泡压技术对煤基炭膜的微观形貌和孔结构特性进行表征,并详细考察了压载水处理过程中微藻种类、跨膜压差、错流速率以及微藻密度对处理效果的影响.实验结果表明,煤基炭膜表面光滑,孔隙结构发达,孔径均一,这非常有利于处理压载水中微藻.压载水中微藻尺寸越大,膜的稳定通量越小;增大跨膜压差,膜的稳定通量增幅变缓,尤其对含有小球藻和叉鞭金藻的模拟压载水,因其尺寸与炭膜平均孔径相近,容易受压变形进入膜孔形成膜内污染,变缓程度更为明显;增大错流流速可增大膜表面剪切力,减少微藻在膜表面堆积,提高炭膜的稳定通量;提高藻液密度,加重膜表面污染,降低膜的稳定通量.经炭膜处理后,渗透液中均未检出微藻的存在,显示出煤基多孔炭膜在船舶压载水处理领域具有潜在的应用前景.
关键词:
煤
,
炭膜
,
压载水
,
微藻
朱桂茹
,
王同华
,
张守海
,
宋成文
,
蹇锡高
,
蔡天锡
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.01.010
用傅里叶变换红外光谱法研究了聚醚砜酮薄膜试样在氩气氛中,室温至950 ℃热解过程中固体残留物的内部结构的转变.根据谱带的变化规律,提出了试样在热解炭化时会沿着二氮杂萘环的N-N键断裂,形成共轭腈基及异氰基的苯环化合物.异氰基化合物进一步二聚成二苯基碳化二亚胺,后者又聚合生成含氮杂环的多环芳烃.继续热解炭化会导致芳杂环的合并和脱除HCN等气态小分子,生成连续巨大的含氮杂芳环多环化合物.再经稠环芳构化最终得到具有芳环层面结构的大分子固态残留物.
关键词:
聚醚砜酮薄膜
,
炭化
,
化学结构
,
傅里叶变换红外光谱
王荣春
,
宋成文
,
姜士敏
,
王虹
,
李建新
,
王同华
膜科学与技术
介绍了一种膜/电极材料-导电微滤炭膜,通过在炭膜中加入造孔剂、导电炭黑研究其导电性能与孔结构性能的关系;并考察了在低压电场作用下,导电微滤炭膜水通量的变化规律及电化学氧化对亚甲基蓝处理效果的影响.结果表明,炭膜的导电性能随其孔隙率的增加而减小,炭黑的加入可有效地提高炭膜的导电性能.在低压电场的作用下,电渗效应和电化学反应的存在,使导电炭膜的水渗透通量明显地提高,并随着电场强度和膜本身导电性的增加,水渗透通量的增加程度更加显著.将导电炭膜用于亚甲基蓝污水体系,因导电炭膜表面亲水性的改变及电渗效应和电化学氧化的影响,不仅增大了炭膜的水渗透通量,同时通过对吸附膜表面亚甲基蓝的氧化降解作用,使炭膜表现出一定的抗膜污染能力.
关键词:
炭膜
,
煤
,
电场
,
炭黑
宋成文
,
姜大伟
,
李琳
,
孙美悦
,
王同华
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11655
针对现有气体分离炭膜存在的渗透速率低等问题, 提出并设计在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管, 经高温热解后制备炭/碳纳米管杂化膜. 分别采用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和气体渗透实验对炭/碳纳米管杂化膜的微观结构和分离性能进行表征. 实验结果表明, 在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管后, 碳纳米管与炭基体之间形成明显的“界面间隙”, 打破了原有炭膜中由乱层炭构成的无序微孔结构, 重新构建了杂化炭膜的孔隙结构. 与纯炭膜相比, 杂化炭膜的气体渗透速率大幅增加, 其中O2的渗透速率增大接近4倍(达到1576 Barrer), 而O2/N2的分离选择性仅降低17%.
关键词:
碳纳米管; 聚酰亚胺; 制备; 气体分离
姜士敏
,
宋成文
,
李琳
,
王春雷
,
王同华
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.02.004
以煤粉为原料,经半干法压制成型、干燥、炭化等工艺制备出一种电催化膜材料-煤基板状微滤炭膜.考察了煤种的配比、黏结剂、造孔剂以及成型压力对煤基板状微滤炭膜孔性能的影响,并通过FT-IR、SEM、气体泡压法等对煤基板状微滤炭膜的结构性能进行表征.结果表明:改变混煤中焦煤的比例可以调控炭膜的孔结构;添加剂的加入有利于提高炭膜的孔结构性能,但在一定程度上降低了炭膜的机械性能及导电性;增大成型压力可改善炭膜的机械强度及导电性,对孔结构性能改变影响不大.
关键词:
炭膜
,
煤
,
添加剂
,
机械强度
,
导电性
邱英华
,
王同华
,
宋成文
,
曲新春
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.02.012
采用FTIR、XRD、Raman等分析方法对在真空和氩气氛围中制备的聚丙烯腈炭膜化学结构和微晶结构的变化进行研究.结果表明,在两种氛围下PAN分子结构随着热解温度的升高由链状线型结构转变为乱层石墨结构,发生了氰基环化、脱氢、脱氮反应.PAN在真空氛围中的热解反应活化能低于氩气氛围中的活化能,说明真空氛围能够降低热解反应的温度,加速反应的进行.在真空氛围中制备的PAN炭膜微晶的La值大于氩气氛围中制备的炭膜微晶值,而d002、Lc值则小于后者,说明真空氛围下制备的炭膜微晶有序度高,结构缺陷和孔隙均小于氩气氛围下制备的炭膜.可见,热解氛围对聚丙烯腈炭膜的热解机理、化学结构和碳微晶结构有很大的影响.
关键词:
聚丙烯腈
,
真空热解
,
红外光谱
,
X射线衍射
,
拉曼散射
宋成文
,
姜大伟
,
李琳
,
孙美悦
,
王同华
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11655
针对现有气体分离炭膜存在的渗透速率低等问题,提出并设计在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管,经高温热解后制备炭/碳纳米管杂化膜.分别采用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和气体渗透实验对炭/碳纳米管杂化膜的微观结构和分离性能进行表征.实验结果表明,在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管后,碳纳米管与炭基体之间形成明显的“界面间隙”,打破了原有炭膜中由乱层炭构成的无序微孔结构,重新构建了杂化炭膜的孔隙结构.与纯炭膜相比,杂化炭膜的气体渗透速率大幅增加,其中O2的渗透速率增大接近4倍(达到1576 Barrer),而O2/N2的分离选择性仅降低17％.
关键词:
碳纳米管
,
聚酰亚胺
,
制备
,
气体分离
陶平
,
邵秘华
,
宋成文
,
吴帅华
,
成慕荣
稀有金属
为了优化Cu2O纳米粒子的光催化性能,以抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,采用水相合成的方法通过调控反应温度制备出杂化Cu2O/Cu纳米粒子.利用SEM、XRD和N2吸附技术对Cu2O/Cu纳米粒子的形貌特征和结构性能进行表征.同时,也研究Cu2O/Cu纳米粒子催化降解甲基橙(MO)的效果和降解反应动力学.结果表明,制备的杂化Cu2O/Cu纳米粒子为“鹅卵石”形状,粒径尺寸范围在20～40nm之间,与纯Cu2O粒子相比,杂化Cu2O/Cu粒子具有尺寸小、比表面积大的特点.由于杂化材料中引入了Cu纳米粒子,促进了Cu和Cu2O之间的界面电荷转移,使得Cu2O/Cu纳米粒子展现更优异的催化性能.Cu2O/Cu催化降解MO的反应符合一级动力学反应模型.经过4次循环使用后,杂化Cu2O/Cu仍然能表现出良好的催化活性.
关键词:
氧化亚铜/铜
,
杂化光催化剂
,
降解
,
甲基橙
肖井坤
,
宋成文
,
董伟
,
李晨
,
尹妍妍
稀有金属材料与工程
采用水热法合成WO3纳米片,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对WO3纳米片的形貌特征和结构性能进行表征,并进一步系统地考察了利用WO3纳米片制备的传感器的气敏性能.结果表明,合成的WO3纳米片尺寸规则,边长在200～300 nm,厚度在50 nm左右,结晶性好.以WO3纳米片为材料制备的气体传感器的最佳工作温度为300℃,在此工作温度下,WO3纳米片传感器对乙醇表现出超快的响应(2～4 s)和恢复时间(4～16 s).与其他还原性气体如甲醇,苯、二氯甲烷和正己烷对比检测发现,WO3纳米片传感器对乙醇表现出高的灵敏度和选择性,表明WO3纳米片在乙醇检测气体传感器方面具有极大的应用潜力.
关键词:
制备
,
气体传感器
,
乙醇
,
三氧化钨
