李俊芳
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杨海峰
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卢晓静
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席广成
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张轩
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胡超
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闫妍
材料导报
有序碳基介孔材料具有比表面积大、导电和导热性高、化学稳定性好等特点,因而受到人们的密切关注.基于最新研究进展,总结了有序碳基介孔材料的硬模板法、软模板法合成路线及功能化方式,评述了各种方法的特点及局限性,并介绍了该类材料在吸附分离、催化、生物传感器以及能量存储等方面的应用研究进展.
关键词:
有序介孔碳
,
硬模板
,
软模板
黄启福
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李文志
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林其钊
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皮冬
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胡超
,
邵春宇
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张海涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61069-5
哑铃型纳米颗粒由一种包含强相互作用的异质结构成,它两端是不同物质的纳米颗粒.这两种不同功能的纳米颗粒紧密相连,形成一种哑铃形的外观.这种结构的纳米颗粒在电子、磁性、光学及催化等方面有着不同于单一组分纳米颗粒的独特性质,因此受到人们广泛关注.哑铃型纳米颗粒的这些独特性质是由两种物质交界面处的电子转移引起的,得益于较强的界面相互作用,两种物质都可以通过界面处的电子转移得到改良,使得这种结构的催化剂在较低温度下催化氧化有机废气时活性很高.以CO氧化反应为例, Au纳米颗粒通常情况下对该反应没有催化活性,但是被负载到金属氧化物上面以后,却表现出了很高的催化活性.这正是氧化物载体与Au纳米颗粒之间电子传输的结果.
通常在核壳结构中,核心物质以及两种物质的交界面都被外壳所包裹,而哑铃型结构当中的两种物质的功能面以及它们之间活泼的交界面均可以充分地暴露在反应物中,从而极大提升了其催化效果.这种独特的结构优势也在疾病诊断与治疗中的多功能探针上得到了广泛应用.由于哑铃型结构的两种物质的纳米颗粒相对位置是固定的,当用作催化剂时可以发挥出很好的抗烧结性能,还可使这两种物质更协调地均匀分布.因此哑铃型结构催化剂不仅催化活性更高,而且在较高温度下具有较高的稳定性.
哑铃型结构可以看作是独立纳米颗粒与核壳型纳米颗粒之间的一种中间状态,它通常是由一种物质的纳米颗粒在另一种种子颗粒上面经过外延生长得到的.这与核壳结构纳米颗粒的合成很相似,但是必须准确地控制成核过程,使得成核可以各向异性地发生在种子颗粒的某一个晶面上.而在核壳结构的合成中,这一成核过程是均匀分布的.所以在制备哑铃型结构纳米颗粒时,很重要的就是要促进非均质成核,同时抑制均相成核.
由于哑铃型纳米颗粒的特殊结构,在制备时想要准确控制上述成核条件是非常困难的,所以到目前为止,仅有很少种类的物质可以被制成哑铃型结构,比如Au(Ag, Pt, Pd)-Fe3O4(Co3O4), Au-PbS(PbSe), FePt-CdS和Cu-Ag等,这些物质中大多数都是由贵金属纳米颗粒和磁性纳米粒子组成的.哑铃型纳米颗粒由于受限于物质种类,它在催化氧化方面的应用也被局限在了很少一部分气体上,如CO.而通过其它很多种催化剂已经可以在较低温度(甚至零下数摄氏度)下实现CO催化氧化.因此,哑铃型结构的优势在CO催化氧化中并不能得到很好利用和体现,而用于甲烷等一些在较低温度下更难氧化的气体的催化氧化尚未见报道.这正是由合成多种多样的哑铃型纳米颗粒的巨大困难所致.因此,找到合成哑铃型纳米颗粒的困难所在以及合成过程中的一些重要影响因素非常有意义,这将帮助我们使用更多的物质合成出一些新的哑铃型纳米颗粒,进而利用其高催化活性,使得更多难以氧化的气体在较低温度下被氧化.
本文总结了合成哑铃型纳米颗粒时的多种影响因素,并介绍了相关的一些合成方法.种子颗粒的尺寸以及两种颗粒之间的尺寸比例可以影响制备过程中外延生长的可控性,颗粒尺寸以及两种颗粒的尺寸差别越小,反应越容易控制.反应温度和反应时间需要根据反应物的性质进行精确控制才可以得到合适的尺寸以及较好的粒径分布.而两种不同的物质最终能不能形成哑铃型结构则是由很多种因素决定的,比如反应溶剂的极性、两种物质之间的晶格错配度以及反应中所用乳化剂的含量.除此之外,合适的前驱体、氧化还原剂以及操作环境等都可以影响哑铃型纳米颗粒的合成结果.
关键词:
哑铃型纳米颗粒
,
催化剂合成
,
催化燃烧
,
催化氧化
胡超
钢铁研究学报
研究了 TWIP钢（30Mn-3Si-3Al）在等径角挤压冷变形过程中的组织演变。试验结果表明：经1道次变形后，产生大量10～40 nm宽的形变孪晶，同时出现的微观剪切带对孪晶进行了切割。随着道次的增加，孪生系统增多，形变孪晶相互交割，孪晶板条出现弯曲和断裂；同时剪切带的数量和宽度都增加，产生相互交错并切割孪晶板条，使基体的细化面积增大。4道次变形后，组织变成由碎化带和割裂开的孪晶相互交织的变形结构。碎化部分超细晶晶粒尺寸为40～120 nm，而未碎化孪晶板条宽度降至5～20 nm。
关键词:
等径角挤压;TWIP钢;结构演化;形变孪晶
胡超
钢铁研究学报
采用ECAP方法对TWIP钢（30Mn-3Si-3Al）试样进行一道次等径角挤压（ECAP）变形，对比研究原始态、一道次挤压态、ECAP1P+850℃×1h/A.C和ECAP1P+1000℃×1h/A.C处理后的微观结构和力学性能。试验结果表明：在变形过程中，由于形变孪晶的相互变形阻力和位错在形变孪晶界的大量塞积，使得TWIP钢表现出很高的加工硬化率。ECAP1P+1000℃×1h空冷处理，在强度不变的情况下塑性较初始态有一定提高。同时，晶粒的长大增加了位错沿孪晶界方向的剪切通道长度，增强了位错储存能力，从而表现出更高的塑性和加工硬化能力。ECAP1P+850℃×1h空冷处理，由于晶粒尺寸较小，增加了阻碍位错运动的有效界面，从而提高了加工硬化能力。
关键词:
TWIP钢;等径角挤压变形;加工硬化
王凯
,
童锴
,
胡超
,
李明
,
朱志荣
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.029
以聚硅氧烷作为改性剂,通过液相硅沉积表面修饰对 HZSM-5分子筛吸附剂进行了择形功能化改性,采用 X 射线衍射(XRD)、NH3-TPD、比表面积与孔径分析和热重分析(TGA)等手段对改性前后的吸附剂进行了表征。分别采用液相吸附法和气相吸附法研究了ZSM-5择形分子筛对于对二甲苯(pX)和间二甲苯(mX)混合物的择形吸附分离效果,考察了硅沉积改性程度、液相吸附及气相吸附工艺条件对硅沉积修饰分子筛Si/ZSM-5择形吸附分离性能的影响。研究结果表明,分子筛吸附剂中介孔体积随着硅沉积改性次数增加而减少,而微孔体积改变较小,但4次硅改性后的分子筛吸附剂的晶体结构未发生明显变化。同时,随着硅沉积改性次数的增加,分子筛吸附剂的吸附量减小,而吸附剂的择形吸附分离系数βpX/mX增大；另一方面,气相热解吸得到的 pX/mX 选择性高于液相解吸法,并且二氯甲烷作为液相解析剂的 pX/mX 择形选择性高于甲苯和环己烷解析剂。吸附重量动态分析测试结果表明,Si/ZSM-5(0)、Si/ZSM-5(2)和 Si/ZSM-5(4)的平均吸附容量分别为102．1,82．12和71．84 mg/g,pX & mX二甲苯混合物的扩散速率随着硅沉积改性程度的增加而明显减小。
关键词:
液相硅沉积
,
择形吸附
,
气相热解吸
,
液相解吸
,
吸附容量
胡超
,
朱海霖
,
张华鹏
,
郭玉海
,
李玖明
,
陈建勇
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.03.003
提出一种亲水材料为“藤”、聚四氟乙烯(PTFE)平板膜中的原纤为“树”的“藤缠树”物理亲水改性方法.采用聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为亲水剂,亲水性聚乙烯醇(PVA)为粘合剂,戊二醛(GA)为交联剂,对PTFE平板膜进行亲水改性,考察了亲水改性对平板膜结构和性能的影响.研究表明,扫描电镜(SEM)显示出PTFE膜中的原纤变粗,亲水材料包覆在原纤上;随着PVA和PSS浓度的增加,膜孔径、孔隙率和表面接触角均减小,纯水通量先增加后减小;改性PTFE平板膜的亲水持久性较好,对水晶碾磨废水的浊度去除率达99.84％,亲水改性有效抑制了蛋白质的吸附污染.
关键词:
聚四氟乙烯平板膜
,
聚苯乙烯磺酸钠
,
聚乙烯醇
,
亲水性
胡超
钢铁
对不同形变量下TWIP钢内部组织连续观察发现：在形变量为5%时，晶粒内出现大量的位错，无孪生现象发生；在形变量为10%时，金相下可以观察到片条状类似孪晶组织出现，TEM观察发现晶粒内部位错密度很高；在更大变形量下，形变孪晶大量产生，出现不同孪生系统的相互交割以及二次孪生现象，晶粒被孪晶分割成胞状组织。大变形下，组织中出现少量的剪切碎化带。
对比分析各形变量下组织情况可以发现TWIP效应过程主要有如下几点：（a）孪晶对位错的阻塞作用，提高了局部加工硬化能力，使应变向其他较低区域转移；（b）孪晶与孪晶的作用：孪晶的形成增加了后续孪晶的阻力，其次多套孪生系统有效的对晶粒进行了分割，增加了孪晶界面，从而提高了加工硬化能力；（c）孪生过程本身具有一定的型变量。
关键词:
等径角挤压;TWIP钢;形变孪晶
胡超
,
王昌
,
杨钢
,
黄崇湘
,
刘大春
钢铁研究学报
研究了TWIP钢(30Mn-3Si-3A1)在等径角挤压冷变形过程中的组织演变.结果表明,1道次变形后,产生大量10～40 nm宽的形变孪晶,同时出现的微观剪切带对孪晶进行了切割.随着道次的增加,孪生系统增多,形变孪晶相互交割.同时剪切带的数量增加,产生相互交错并切割孪晶板条.4道次变形后,组织变成由碎化带和割裂开的孪晶相互交织的变形结构.碎化部分超细晶晶粒尺寸为40～120 nm,而未碎化孪晶板条宽度降至5～20 nm.
关键词:
等径角挤压
,
TWIP钢
,
结构演化
胡超
,
杨钢
,
聂学青
,
舒华安
,
黄崇湘
钢铁研究学报
采用ECAP方法对TWIP钢(30Mn-3Si-3A1)试样进行一道次等径角挤压(ECAP)变形,对比研究原始态、一道次挤压态、ECAPlP+850℃×1h(空冷)处理和ECAPlP+1000℃×1h空冷处理后的微观结构及力学性能.试验结果表明:在变形过程中,形变孪晶的相互形变阻力和位错在形变孪晶界的大量塞积,使TWIP钢表现出很高的加工硬化率.试样经ECAPlP+1000℃×1 h空冷处理,与原始态相比在强度不变的情况下塑性有一定提高.同时,退火后晶粒的长大增加了位错沿孪晶界方向的剪切通道长度,增强了位错储存能力,从而表现出更高的塑性和加工硬化能力.试样经ECAPlP+850℃×1 h空冷处理后晶粒尺寸较小,增加了阻碍位错运动的有效界面,从而同样表现出很高的加工硬化能力.
关键词:
TWIP钢
,
等径角挤压变形
,
加工硬化
陈馨
,
董伟霞
,
罗婷
,
范薇
,
胡超
人工晶体学报
采用红外快速烧结炉制备了不同成分组成玻璃的多晶硅太阳电池,利用X射线扫描仪和扫描电子显微镜对电极的相结构及微观形貌进行了分析,采用NETZSCH STA 449C电流补偿型差示扫描仪测试玻璃粉的玻璃化转变温度,研究了不同成分组成的玻璃化转变温度对太阳电池Ag/Si接触界面之间微观结构和电学性能的影响.结果表明:玻璃化转变温度为346℃时,烧结的银电极致密度最高,Ag/Si之间的欧姆接触最紧密,重结晶在发射极上的银颗粒尺寸最大且数量最多,获得的光电转换效率达到了17.25％.因此,具有适当玻璃化转变温度的玻璃对太阳电池减反射层与硅发射极有着较好的润湿性,并对太阳电池的电学性能起着重要的影响.
关键词:
玻璃化转变温度
,
润湿行为
,
微观结构
,
欧姆接触
,
电学性能
