形貌控制

摘要： 层状钴基氢氧化物由于其丰富的地球资源、较低的动力学过电位和优越的稳定性,是一种很有前途的电催化析氧反应催化剂。然而,层状钴基氢氧化物的水解动力学缓慢,在碱性环境下析氢反应的活性较差。形貌控制在催化剂的设计中也是一种很有效的策略。纳米锥因为其独特的中空结构,可能具有特殊的电子、机械和场发射特性。本文提出了利用共沉淀方法,通过钌部分取代钴,将钌掺入氢氧化钴纳米锥的晶格中,可以显著提高材料的析氧性能和析氢性能,而不影响纳米锥的形貌。在10 mA•cm−2的电流密度下,析氧过电势仅为260 mV,优于其他钴基氢氧化物纳米材料。将钌原子引入氢氧化钴纳米锥的晶格中可以有效降低电催化过程中的能量势垒,OER和HER过电势分别降低了99 mV和286 mV,从而加速水解反应动力学。

摘要： 利用V_(2)O_(5)作为正极材料的锂离子电池,其材料理论容量和能量密度较高.本文从材料角度概述了锂离子电池用V_(2)O_(5)正极材料的研究进展,包括阳离子掺杂、形貌控制和复合导电材料的改性方法,并对V_(2)O_(5)正极材料的发展进行了展望.

摘要： 随着镁质材料的开发,碱式碳酸镁因其特殊的表面形貌、比表面积大、活性高而被广泛应用于催化、医药、阻燃等领域。本文分析不同制备条件对于碱式碳酸镁形貌尺寸的影响,并对球形、管状及巢状等特殊形貌碱式碳酸镁的制备过程进行简要的评述。

摘要： 以聚(环三磷腈-co-4,4'-二羟基二苯砜)微球(PZS)作为ZIF-67晶体的生长基板,通过原位自组装法设计制备了一种新型核壳结构的ZIF-67/聚磷腈复合微球ZIF-67@PZS.通过调节原料配比确定了ZIF-67@PZS较佳的结构形貌.结果表明,在六水合硝酸钴:2-甲基咪唑:三乙胺的摩尔比为1:4:4,PZS与六水合硝酸钴的质量比为5:1的条件下,制备的聚磷腈复合微球ZIF-67@PZS的品质较高;相较于ZIF-67和PZS,ZIF-67@PZS的初始分解温度分别提高了119°C和20°C,800°C的质量保留率分别提高了25.4％和4.7％,表现出更加优异的热稳定性能;通过观察梯度时间下的扫描电子显微镜照片,进一步推测了ZIF-67@PZS的可能形成机理.

摘要： 光纤拉锥是光纤器件制作中的一项重要技术,为了研究快速往复移动温区熔融拉锥系统中锥区形貌与各拉锥参数的关系,基于体积不变原理,建立了往复运动温区熔融拉锥系统在满足温区运动速度大于光纤拉伸速度条件下的理论模型,详细描绘锥区形貌形成过程,推导出锥区直径、锥区平坦区长度与温区运动次数、温区运动速度、光纤拉伸速度、温区往复运动距离以及温区宽度与光纤初始直径之间的定量关系,并进行验证,实验结果与理论分析一致.

摘要： 随着全球经济的快速发展与人口的日益膨胀,随之而来的能源消耗与环境污染也日益成为一个严峻的挑战.半导体光催化技术能够将低密度的太阳能转化为高密度的化学能,此外它能够通过产生活性自由基来降解空气或水中的污染物,因此在解决上述问题中具有巨大潜力,被认为是有着广阔前景的绿色无污染的能源转化和环境修复手段.在过去几十年的研究中,一些光催化剂表现出了较好的光催化活性,如TiO2和ZnO等.然而,由于它们的宽带隙,仅仅在紫外光下具有活性,这极大地限制了其对太阳光的利用.为了尽可能地利用太阳能,研究者们开发了许多具有可见光活性的光催化剂.钨酸铋(Bi2WO6)作为一种典型的Aurivillius层状钙钛矿材料,因具有独特的层状结构、良好的可见光催化活性、高的热稳定性和光化学稳定性及环境友好性等特点而备受关注.然而,有限的光吸收和光生载流子的快速复合阻碍了Bi2WO6光催化性能的进一步提高.因此,研究者们进行了大量的研究,致力于进一步增强Bi2WO6光催化剂的活性.本文对Bi2WO6基光催化剂的最新研究进展进行了系统综述.首先介绍了Bi2WO6的晶体结构、光学性质和光催化基本原理.然后,基于Bi2WO6的改性策略,包括形貌控制、原子调控和复合材料制备,重点讨论了Bi2WO6在水分解、污染物处理、空气净化、杀菌消毒、二氧化碳还原、选择性有机合成等领域的光催化应用.最后,对Bi2WO6基光催化剂当前面临的挑战和未来的发展作了展望和总结,提出了Bi2WO6光催化剂未来的一些研究方向,包括(1)大规模、精确可控地合成Bi2WO6,特别是高活性晶面、多孔结构和量子点的设计;(2)精确调控原子位置,利用先进的技术手段进一步揭示活性位点上的光催化过程;(3)发展原位表征技术来观察复合光催化剂的界面电荷动力学以及开发新型Bi2WO6基复合体系.(4)通过机械应力、温度梯度以及电场等外场的耦合提高Bi2WO6的光催化性能;(5)进一步深入研究Bi2WO6在不同领域的光催化应用,特别是在肿瘤治疗和太阳能燃料制备方面,一些新的应用如固氮等也值得探索.期望本综述能够为Bi2WO6和其他高效光催化材料的设计提供一些指导和帮助.

摘要： 燃料电池作为一种清洁、高效的能量转换装置,其大规模应用受到阴极氧还原反应(ORR)动力学缓慢以及铂资源稀缺和价格高昂等的极大制约.尽管研究人员在过去几十年中付出了巨大努力,但研制高效、耐用的低Pt合金催化剂仍亟待突破.近年的研究表明,Pt的一些高指数晶面能够表现出比Pt(111)晶面更高的ORR活性,尤其是Pt(332),Pt(331)和Pt(554)等.同时,合金化能够通过电子与几何效应减弱含氧物种在Pt表面的吸附能,提升Pt合金催化剂的ORR活性.因此,高指数晶面和合金化的结合将是设计开发高性能电催化剂的有效手段.本文提出一种气氛调控的液相合成方法,通过在油胺中加热还原Pt化合物和Cu化合物,不添加其它保护剂,仅通过反应气氛的调控,成功制备了不同形貌的Pt-Cu合金纳米结构(纳米多脚、纳米凹立方体、纳米枝晶).通过反应前期引入氧化性气氛随后切换为惰性气氛的调控策略,合成具有高指数晶面的具有纳米枝晶结构的PtCu3合金;进一步对其进行电化学去合金化形成富Pt壳层,既保持其纳米枝晶形貌和高指数晶面,又形成具有梯度组成的PtCu3@Pt3Cu@Pt纳米枝晶.相比而言,全程惰性气氛下生长得到纳米多脚结构,全程氧化性气氛下生长则得到纳米凹立方体.电化学测试结果表明,在0.1 M HClO4电解液中,PtCu3@Pt3Cu@Pt纳米枝晶展现出较高的ORR活性,在0.9 V(vs.RHE)处的Pt质量活性和面积活性高达1.55 A mgPt-1和2.4 mA cmPt-2,分别为商业Pt/C催化剂的14倍和24倍;此外,PtCu3@Pt3Cu@Pt纳米枝晶具有良好的电化学稳定性能,经0.7～1.1 V(vs.RHE)电势范围内循环5000圈,其催化活性保持稳定.DFT计算表明,Cu合金效应和高指数晶面结构共同增强了Pt的ORR活性,其中PtCu3@Pt3Cu@Pt纳米枝晶高指数晶面台阶位点的氧结合能接近最优值,从而表现出火山顶点附近的ORR活性.

摘要： 锗酸铜因具有自旋佩尔斯效应以及优异的储锂性能而受到广泛关注,普遍采用水热法制备锗酸铜.在制备过程中,利用Cu(CH3COO)2等弱酸盐促进水的电离来获取CuGeO3生长所需的OH–,这种操作方法虽然简单,但制备时间长、效率低.本研究采用强酸盐CuCl2取代弱酸盐Cu(CH3COO)2为铜源,调节前驱体溶液的pH,控制各晶面吸附能力及溶液过饱和度,实现高效制备CuGeO3纳米棒和CuGeO3六边形纳米片,将制备时间缩短至8 h.并在此基础上,添加一维结构导向剂乙二胺,在加速反应过程的同时限制CuGeO3的二维平面生长,高效制备了100 nm、200～300 nm、350～500 nm、400～700 nm、1～2μm和1～3μm六种不同尺寸、形貌均一的CuGeO3纳米线.

摘要： 近年来全无机CsPbX3(X=Cl、Br、I)型钙钛矿材料由于其高吸光系数、低激子束缚能、长的载流子扩散长度等优点使其在太阳能电池(PSC)器件应用方面备受关注.高效的合成方法和精准的形貌控制对无机钙钛矿的光学性质及其太阳能电池光电性能及稳定性至关重要.本文系统介绍了不同维度无机钙钛矿材料包括零维量子点、一维纳米线/棒、二维纳米片和三维纳米花的现有合成方法;比较了各种合成方法的优势;着重介绍了不同维度无机钙钛矿材料的形貌调控手段,光学性质及相应太阳能电池光电性能的优化策略;最后展望了全无机钙钛矿朝着无害化和高性能钙钛矿太阳能电池的应用前景.

摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种极具发展前景的无金属光催化剂,可应用于多种途径。它的制备方法简单、成本低且稳定性好以及合适的能带结构等优点,在污染物降解和清洁能源方面备受关注,但是其自身存在光生电子和空穴易复合、光吸收范围较窄以及较低的比表面积等缺点,使其在光催化性能方面不够理想。本文针对g-C3N4在光催化方面的应用,重点综述了元素掺杂、异质结构筑和形貌控制三个方面来提高石墨相氮化碳(g-C3N4)的光催化性能。

摘要： 采用无机铝盐和氨水中和的方法制备超细氢氧化铝,通过添加不同的添加剂,可以获得片状氢氧化铝和柱状氢氧化铝,粉体的形貌控制必须在在溶液亚稳定过饱和区域进行,适当的延长陈化时间,可以获得粒度均匀形貌完整的粉体.

摘要： Mixed anti-solvents can result in films with ultrasmooth surfaces.The nucleation mediation can be a novel bottom-up approach to fabricate architectural perovskite films.The secondary nucleation is the origin of the porous architecture.Architectures from tri-layer porous film to bilayer dense film are obtained through nucleation mediated interfacial precipitation method with the immiscible anti-solvent.

摘要： 采用沉淀法制备形貌分别为类纤维状、类球形堆叠状及团聚锡箔状的水化硅酸钙(C-S-H),并探究了不同形貌的C-S-H对水泥水化产物形貌及水泥性能的影响.结果表明:不同形貌的C-S-H对水泥浆体的微观形貌有调控作用;C-S-H能有效缩短凝结时间,加快水泥水化速度并提高水泥浆体的早期强度,其中形貌为纤维状的C-S-H分散性最好,对水泥性能的提高效果最为显著.

摘要： 热液成矿是地球最主要的成矿作用之一,普遍存在于地球表层系统.长期以来,研究成矿金属元素在高温高压条件下的溶解-迁移-沉淀的过程和机制,一直是洞悉热液成矿过程和金属成矿的关键.然而,在热液流体中,成矿金属元素如何从离子态逐步生长为脉体中可见的宏观晶体?期间经历了哪些过程和转变?受控于哪些因素和机制?这些问题至今缺乏足够的关注和系统的研究.本研究以热液条件下TiO2矿物相的生长为例，通过使用合成的稳定氟酸基钦金属络合物KZTiFb配制成的稀溶液作为初始反应物，使用冷封式高压釜、活塞圆筒和热液金刚石压腔等高温高压设备模拟自然条件下钛金属元素从流体中析出以及生长的过程，试图了解热液过程中成矿金属氧化物的生长机制、生长速率和形貌控制因素，从而为沉积热液型的锐钛矿型和(或)金红石型TiO2矿床的成因提供制约。

摘要： 二硫化钼(MoS2)由于其特殊的结构及优异的物理化学性能,被广泛应用于润滑剂、催化剂、锂离子电池、储氢材料、光电子器件以及生物医学等领域.采用水热合成法合成了纳米结构二硫化钼,通过X射线粉末衍射(XRD)技术、能谱(EDS)测试、拉曼光谱(Raman)的测试研究样品的物相结构,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试分析,研究样品的形貌特征,分析得到水热法合成性能优良MoS2纳米材料的最佳条件.添加不同的分散剂,可改善二硫化钼样品的分散性,并且单个花状结构生长更完整.其中,在添加分散剂CPB的样品中出现二硫化钼的片层结构,具有在储氢材料、光电子器件以及生物医学等领域潜在的应用价值.

摘要： 超临界二氧化碳优良的溶剂强度和零表面张力特性，能将溶质输送至尺寸大于其分子本身的任意空间。以此原理为基础，用绿色溶剂超临界二氧化碳溶解前驱物，将其输送到介孔氧化硅载体的纳米级孔道中，通过物理化学吸附作用将前驱物沉积组装，再经减压相变实现其与二氧化碳分离。本文选择介孔氧化硅SBA-15、MCM-41及KIT-6 作为载体，选择无机盐代替昂贵有毒的有机金属作前驱物，超临界二氧化碳作溶剂，通过添加合适的共溶剂（如乙醇、乙二醇等），成功制备了Cu/SBA-15、Ag/SBA-15、Ag-Cu/SBA-15、Ag/MCM-41、Ag/KIT-6 以及Au/SBA-15 金属纳米复合材料。通过全面考察沉积温度、压力、时间、前驱物浓度以及共溶剂等，实现了金属/介孔硅复合材料纳米相形貌的初步可控，并对金属前驱物在超临界流体氛围中，在介孔材料SBA-15 上的吸附热力学和吸附动力学进行了初步研究。对乙醇/二氧化碳二元体系以及乙醇/乙二醇/二氧化碳三元体系的表面张力和粘度进行了计算，以期更加深入的认识超临界流体沉积法制备纳米复合材料中的理论问题。在制备金属/氧化硅纳米复合材料的基础上，以布洛芬为模型药物，成功制备了布洛芬/SBA-15 以及布洛芬/MCM-41缓控释药物，通过体外释放试验研究其释放特性，发现制备的纳米复合药物具有明显的缓释效果。

摘要： 从国产耐候钢S355J2W着手,选用同类别的进口耐候钢SMA490BW作为对比,匹配2种焊丝IS014341-AG424M21Z和CHW-55CNH,形成3种接头,对这3种接头分别进行疲劳试验,并从试验数据、宏观形貌及断口显微形貌进行分析,对比3种接头的疲劳性能.

摘要： 从国产耐候钢S355J2W着手,选用同类别的进口耐候钢SMA490BW作为对比,匹配2种焊丝IS014341-AG424M21Z和CHW-55CNH,形成3种接头,对这3种接头分别进行疲劳试验,并从试验数据、宏观形貌及断口显微形貌进行分析,对比3种接头的疲劳性能.

摘要： 从国产耐候钢S355J2W着手,选用同类别的进口耐候钢SMA490BW作为对比,匹配2种焊丝IS014341-AG424M21Z和CHW-55CNH,形成3种接头,对这3种接头分别进行疲劳试验,并从试验数据、宏观形貌及断口显微形貌进行分析,对比3种接头的疲劳性能.

摘要： 从国产耐候钢S355J2W着手,选用同类别的进口耐候钢SMA490BW作为对比,匹配2种焊丝IS014341-AG424M21Z和CHW-55CNH,形成3种接头,对这3种接头分别进行疲劳试验,并从试验数据、宏观形貌及断口显微形貌进行分析,对比3种接头的疲劳性能.

摘要： 本发明提供一种控制水热时间制备不同形貌Co3V2O8的方法及相应得到的各对应形貌的Co3V2O8，包括如下步骤：将偏钒酸铵加入70‑80°C的去离子水中，向溶液中加入NaOH、或LiOH、或KOH，将CoCl2·6H2O，或Co(NO3)2·6H2O，或Co(Ac)2·4H2O，或CoSO4·7H2O加入上述溶液，将上述制得的溶液转入水热反应釜中，在160‑220°C的温度下反应，分别取反应时间为30min以内、1—3h、3—6h、大于7h这几个时间段的反应样品；分别将上述不同时间段的反应样品冷却到室温，用去离子水和无水乙醇洗涤若干次，干燥，在250‑350°C煅烧，最后得到不同形貌的Co3V2O8，本发明采用水热反应的方式，简单、快捷、经济、环保，可直接控制时间变化，合成相应的样品形貌，可控性非常强。

摘要： 一种控制化合物结晶形貌的装置及其控制硫酸钙结晶形貌的方法，其特点是该装置含有反应器(1)，循环泵(2)，管道(3)和微波反应器(4)，反应器(1)下端与循环泵(2)连接，循环泵通过管道(3)进入微波反应器(4)后与反应器(1)连接导通；控制硫酸钙结晶形貌的方法是将浓度0.05－0.5mol/L的硫酸的水溶液和浓度为0.05－0.5mol/L的氯化钙水溶液加入反应器(1)中，开动循环泵(2)，控制流速0.02－1m/s，开动微波反应器(4)的控制电源，调节功率100－700W，频率为915MHz或2450MHz，循环反应10－300min，关闭控制电源和循环泵，反应结晶物经水洗、干燥，获得不同形貌的结晶物。

摘要： 本发明提供一种不同形貌BiVO4光催化材料的形貌可控制备方法，该方法在对反应液pH值进行连续动态调节的情况下进行BiVO4的形貌可控合成，制得不同形貌BiVO4光催化材料。该方法的反应原料包括铋盐和偏钒酸盐，采用去离子水作为偏钒酸盐的溶剂，采用乙二醇作为铋盐的溶剂，并在反应体系中加入六次甲基四胺；当反应时间为1h～4h时，能制得四角花状形貌的BiVO4光催化材料；当反应时间为8h～14h时，能制得碧根果状形貌的BiVO4光催化材料。本发明的可控制BiVO4光催化材料微观形貌的制备方法，通过六次甲基四胺在高温下的水解作用，实现对反应液pH的连续动态调节，能够制备得到形貌新颖均一且相态单一的BiVO4光催化材料。

摘要： 本发明公开了一种基于熔体静电纺丝技术控制高分子聚合物纤维形貌的方法，包括以下步骤：选取在一定温度范围内不发生分解、碳化，具有流变性的高分子聚合物；将高分子聚合物干燥后置于金属针筒中，加热至一定温度，使高分子聚合物由固态转变为液态；调节纺丝电压和纺丝距离，进行纺丝。上述所述高分子聚合物在高温下粘流态温区宽。本发明的方法能够实现通过熔体静电纺丝技术对高分子形貌的控制，使得生产具有独特的、微纳米级别空间结构的高分子纤维薄膜成为可能，并通过此方法制备得到了不同直径的聚乳酸纤维、珠串结构的聚乳酸纤维及聚乳酸微纳米球。该方法丰富了熔体静电纺丝技术在过滤、生物医学、电池隔膜等领域的应用。

摘要： 本发明提供阳极氧化铝膜表面纳米阵列的形貌及在纳米限域空间里控制其形貌生长的方法、应用，所述阳极氧化铝膜表面纳米阵列的形貌是由氧化铝膜和氧化铝膜表面的纳米阵列组成，所述纳米阵列是ZIF‑8纳米孔阵列，所述纳米孔阵列结构分布均匀；孔的深度为60±5μm，深宽比为(4.7±3)×103。本发明提供的阳极氧化铝膜表面纳米阵列在生物物理，生物化学，离子检测，研究分子间相互作用，催化，分离，储能等领域的应用。本发明提供阳极氧化铝膜表面纳米阵列的形貌及在纳米限域空间里控制其形貌生长的方法、应用，合成方法简单，成本低，形貌易于观察与检测。得到的纳米材料结构稳定，理化性质稳定，并可循环利用。

摘要： 本发明提供一种控制水热时间制备不同形貌Co3V2O8的方法及相应得到的各对应形貌的Co3V2O8，包括如下步骤：将偏钒酸铵加入70‑80°C的去离子水中，向溶液中加入NaOH、或LiOH、或KOH，将CoCl2·6H2O，或Co(NO3)2·6H2O，或Co(Ac)2·4H2O，或CoSO4·7H2O加入上述溶液，将上述制得的溶液转入水热反应釜中，在160‑220°C的温度下反应，分别取反应时间为30min以内、1—3h、3—6h、大于7h这几个时间段的反应样品；分别将上述不同时间段的反应样品冷却到室温，用去离子水和无水乙醇洗涤若干次，干燥，在250‑350°C煅烧，最后得到不同形貌的Co3V2O8，本发明采用水热反应的方式，简单、快捷、经济、环保，可直接控制时间变化，合成相应的样品形貌，可控性非常强。

摘要： 本发明公开了一种具有可控形貌的石墨烯杂化材料及其制备和形貌控制方法，所述石墨烯杂化材料是在所述石墨烯的表面和边缘都连接有羟基金属卟啉或酞菁，所述羟基金属卟啉或酞菁通过共价键以面-面平行的方式连接在所述石墨烯的表面上，以边-面垂直的方式连接在所述石墨烯的边缘。制得的石墨烯杂化材料显示出具有褶皱、折叠或卷曲的形貌，并且可通过加入二羟基金属卟啉或二羟基金属酞菁来恢复石墨烯的片状形貌，因此本发明的石墨烯杂化材料的形貌具有很好的可控性；且本发明制得的石墨烯杂化材料具有在有机溶剂中分散性和稳定性好，独特的结构，可控的形貌及优异的光电性能等优点，可作为光限幅、太阳能转换、光转化及集光材料用于光电子器件。

摘要： 本发明公开了一种具有可控形貌的石墨烯杂化材料及其制备和形貌控制方法，所述石墨烯杂化材料是在所述石墨烯的表面和边缘都连接有羟基金属卟啉或酞菁，所述羟基金属卟啉或酞菁通过共价键以面-面平行的方式连接在所述石墨烯的表面上，以边-面垂直的方式连接在所述石墨烯的边缘。制得的石墨烯杂化材料显示出具有褶皱、折叠或卷曲的形貌，并且可通过加入二羟基金属卟啉或二羟基金属酞菁来恢复石墨烯的片状形貌，因此本发明的石墨烯杂化材料的形貌具有很好的可控性；且本发明制得的石墨烯杂化材料具有在有机溶剂中分散性和稳定性好，独特的结构，可控的形貌及优异的光电性能等优点，可作为光限幅、太阳能转换、光转化及集光材料用于光电子器件。

摘要： 本发明提供一种晶圆表面形貌控制系统及控制方法，所述晶圆表面形貌的控制方法包括如下步骤：1）提供一晶圆；2）对所述晶圆的表面进行化学机械抛光；3）依据化学机械抛光过程中对所述晶圆表面不同区域的去除情况设定刻蚀时间；4）依据所述刻蚀时间对所述晶圆表面的不同区域进行刻蚀。本发明通过依据化学机械抛光过程中对晶圆表面不同区域的去除情况设定对晶圆湿法刻蚀的刻蚀时间，湿法刻蚀过程中可以对化学机械抛光过程中对晶圆表面的形貌造成偏差进行补偿，使得湿法刻蚀后的晶圆具有良好的表面形貌，晶圆的表面形貌被有效控制在合理的工艺规格之内，避免了后续工艺中缺陷的产生。

摘要： 本发明公开一种基于对小孔形貌控制的变极性等离子焊接质量控制方法和装置，在焊接过程中，在工件背部加上一套视觉传感系统，跟随等离子焊枪同步移动，保证焊枪与高速摄像在同一条轴线；同时用数据采集卡采集焊接过程中的电流电压，实时采集焊接数据，动态分析，且实时调整焊接过程参数的穿孔等离子焊接质量控制。