NEST实验室简介PPT学习教案

1、会计学1NEST实验室简介实验室简介2本科生：24500人研究生：8700人留学生：2800人第1页/共38页3职工总数：5087人其中：教师：2832人其中：教授：487人 副教授：870人理学院化学系第2页/共38页第3页/共38页博士研究生： 5人硕士研究生：18人研究队伍研究队伍-学生：学生：23人人第4页/共38页第5页/共38页实验室设备实验室设备第6页/共38页第7页/共38页第8页/共38页第9页/共38页第10页/共38页第11页/共38页一维一维ZnO纳米材料气敏性能研究纳米材料气敏性能研究ZnO纳米线的长期稳定性比纳米颗粒和纳米棒要好，纳米线的长期稳定性比纳米颗粒和纳米棒

2、要好，但是灵敏度和选择性仍需要提高但是灵敏度和选择性仍需要提高第12页/共38页浸渍法制备浸渍法制备N. Yamazoe/Sensors and Actuators B, 5 (1991) 7-19理想的结构理想的结构第13页/共38页Nanotechnology 21 (2010) 285501第14页/共38页+第15页/共38页第16页/共38页Pd QDs 修饰修饰ZnO 纳米线的气敏性能纳米线的气敏性能Pd QDs 修饰的修饰的ZnO纳米线与纳米线与纯纳米线对不同气体的响应纯纳米线对不同气体的响应Pd QDs 修饰的修饰的ZnO纳米线纳米线与纯纳米线对不同浓度与纯纳米线对不同浓度H2

3、S气体的响应气体的响应第17页/共38页Vs与与PdCl2溶液浸渍掺杂的对比溶液浸渍掺杂的对比第18页/共38页稳定性测试稳定性测试Y. Zhang, Q. Xiang, J. Q. Xu, et. al, J Mater Chem. 19 (2009) 4701-4706. 第19页/共38页 Pt QDs 修饰的修饰的ZnO纳米线及其气敏性能纳米线及其气敏性能Nanotechnology 21 (2010) 285501第20页/共38页Au NPs WO3 NRs and its H2 sensing propertiesTEMDynamic response to 50 ppm H2J

4、 Phys Chem C 2010,114,2049-2055SelectivityStability第21页/共38页TEM photo and EDS Response to H2STalant,2010,82,458-463第22页/共38页Gas selectivity and stabilityRepeatability of gas response第23页/共38页n高的灵敏度，纳克级敏感，但对VOCs灵敏度不够n常温工作、低功耗n选择性差第24页/共38页SBA-15 作为敏感材料的优点 大的比表面积 规则的孔径及其有序分布 高的热稳定性 丰富的硅羟基有利于功能化第25页/共3

5、8页0100200300400500600700998540099856009985800998600099862009986400998660099868009987000 S2Frequency shift(106Hz)Time(sec)11.3%33.2%52.3%74.5%97.5%74.5%52.3%33.2%11.3%0.00.20.40.60.81.0-1200-1000-800-600-400-2000200400 low to high high to lowFrequency shift (106Hz)Relative humidity (RH%)Response to r

6、elative humidity (RH)Humidity hysteresis loopSensors and Actuators B, 2010,144,164-169第26页/共38页 SBA-15制备湿度传感器制备湿度传感器作为湿敏元件的特作为湿敏元件的特点点提高响应速度和灵敏度提高响应速度和灵敏度 检测范围宽（可在检测范围宽（可在1-100%RH检测）检测） 薄膜型湿敏元件，有利于传感器的小型化和便携化薄膜型湿敏元件，有利于传感器的小型化和便携化 物理吸附：物理吸附：大比表面积大比表面积（1000cm2/g）化学吸附化学吸附：表面基团表面基团富有硅羟基富有硅羟基第27页/共38页甲醛

7、传感器 0123456-600-500-400-300-200-1000100Response (Hz)Time (min)OOOSiCH2CH2CH2NHCH2CH2NH2OOOSi CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2OHOHOHOHOHOHAEAPMDSResponse to 10ppm HCHO012345-600-500-400-300-200-1000100Response (Hz)Time (min)Amino(NH2-)-groups functionalizationGas selectivityethanolH2O第28页/共38页OOOSiCH2CH2CH2NHCH2

8、CH2NH2OOOSi CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2+COHHCOHHOOOSiCH2CH2CH2NHCH2CH2NOOOSiCH2CH2CH2NHCH2CH2NCHOHHHCOHHHH#OOOSi CH2CH2CH2NHCH2CH2NOOOSiCH2CH2CH2NHCH2CH2NCCHHHH- H2OLangmiur 2012第29页/共38页Hydroxyl-Functionalization of SBA-15 Fluorinated phenol functional groups can enhance hydrogen-bond interaction with bas

9、ic organophosphorus group of DMMPThe chemical structures of nerve agent sarin and it simulant DMMP 第30页/共38页010203040-1400-1200-1000-800-600-400-200020010 ppm1 ppm20 ppm30 ppm40 ppm60 ppm Fequency change/HzTime / min50 ppmDMMPEtOHwater acetoneTHFDCM cyclohexane0500100015002000 Response/HzVapor 30% S

10、BA15-DP 4% SBA15-DP SBA15Response to DMMPGas selectivityJ Mater Chem 2012第31页/共38页33开发双金属纳米晶在燃料电池方面的应开发双金属纳米晶在燃料电池方面的应用，不但可以提高催化剂的效率，而且还可用，不但可以提高催化剂的效率，而且还可以显著改善单金属催化剂在使用过程中易于以显著改善单金属催化剂在使用过程中易于中毒以及催化剂的腐蚀溶解等问题，更有利中毒以及催化剂的腐蚀溶解等问题，更有利于推动燃料电池的商业化发展。于推动燃料电池的商业化发展。而且还可以通过调节而且还可以通过调节不同金属间的比例来不同金属间的比例来调控催化

11、剂的性能。调控催化剂的性能。双金属催化剂和商品化双金属催化剂和商品化PtPt催化剂的长期循环性能对比图催化剂的长期循环性能对比图采用双金属作为催化剂，不但可以采用双金属作为催化剂，不但可以从控制尺寸形貌方面来改善催化剂的性能从控制尺寸形貌方面来改善催化剂的性能，不同形貌的不同形貌的PtRhPtRh催化剂在碳载体表面的催化剂在碳载体表面的TEMTEM和和SEMSEM图图Adv Funct Mater,2012第32页/共38页34 采用合适的工艺路线，严格控制反应条件，可制备出采用合适的工艺路线，严格控制反应条件，可制备出LiMn2O4/碳纳米碳纳米管（管（CNT）复合电极材料，该材料在含）复合

12、电极材料，该材料在含Li+离子的水溶液电解质中具有优离子的水溶液电解质中具有优异的高倍率充放电性能，在异的高倍率充放电性能，在500和和2000 mA/g电流密度下的比容量分别电流密度下的比容量分别为为136和和126 mAh/g，可与活性炭，可与活性炭负极构建负极构建高功率动力或储能用超级电高功率动力或储能用超级电容器。容器。 LiMn2O4/CNT复合材料的复合材料的TEM照片照片高倍率高倍率LiMn2O4/CNT锂离子超级电容器正极材料锂离子超级电容器正极材料2004006008001000010203040Energy density (Wh kg-1)Power density (W

13、 kg-1)0102030400.00.51.01.52.02.5Voltage (V)Time (min)LiMn2O4CNT/AC电容器电容器的能量密度与功率密度的能量密度与功率密度LiMn2O4CNT/AC电容器电容器的快速充放电曲线的快速充放电曲线第33页/共38页CoCo3 3O O4 4 nanorods nanorods100100次循环容量保持在次循环容量保持在720mAh/g720mAh/gV V2 2O O5 5rGOrGO具有较好的倍率性能具有较好的倍率性能SrGOSrGO100100次循环容量保持在次循环容量保持在650mAh/g650mAh/g第34页/共38页In-situ IR for CuBr NH3 sensingIn-situ XRD for enhanc