二元过渡金属氧化物界面结构的研究(Ⅱ): 应用FT-IR及DSC方法表征非晶相结构

继前文之后,应用FT-IR及DSC方法进一步研究了五种二元过渡金属氧化物体系,即含0～100wt%MoO3的MoO3-Fe2O3,MoO3-V2O5,MoO3-TiO2(锐钛矿),MoO3-WO3及MoO3-ZrO2在界面上非晶相分散的结构.根据FT-IR光谱及其差谱的原始数据,首次报导了界面上新生的非晶相物种的特征吸收谱带,并将其与键价结构相关联.DSC热分析证明,组分氧化物在固相热反应中的放热峰及吸热峰与非晶相分散的微晶及盐类复合氧化物或固溶体的形成有关,其中包括晶格畸变和瓦解、熔化、烧结或表面化学反应等杌理有关.     

二元过渡金属氧化物界面结构的研究(IV): 共用氧原子的密置球形八面体非单层分散模型

为了解释界面上大的分散阈值与组分氧化物小的比表面之间的共存关系,在纳米尺度上提出了非单层分散模型,即各组分氧化物以球形八面体MeO6为单位,在二元氧化物界面上进行分散,八面体之间通过共用氧原子密置成为二维单层,再由有限个数这样的单层相互叠加而成为界面过渡层.该过渡层虽然是非单层的,但仍然属于非晶相,并具有非化学计量组成.具体计算了非单层模型的七个主要参数每种组分氧化物的平均单层数分别为1.6～8.5,单层厚度为0.678～0.718nm,叠加厚度为1.10～5.81 nm,过渡层总厚度分别为5.34～8.78 nm,以及各组分氧化物八面体的球形半径,密置单层容量和每百平米分散阈值.通过讨论非单层分散与非晶相之间的关联,概述了二元氧化物界面上非单层分散的晶相损失机理以及界面的非晶相结构和对热的亚稳性.     

二元过渡金属氧化物界面结构的研究(Ⅳ):共用氧原子的密置球形八面体非单层分散模型

为了解释界面上大的分散阈值与组分氧化物小的比表面之间的共存关系,在纳米尺度上提出了非单层分散模型,即各组分氧化物以球形八面体MeO6为单位,在二元氧化物界面上进行分散,八面体之间通过共用氧原子密置成为二维单层,再由有限个数这样的单层相互叠加而成为界面过渡层。该过渡层虽然是非单层的,但仍然属于非晶相,并具有非化学计量组成。具体计算了非单层模型的七个主要参数:每种组分氧化物的平均单层数分别为1.6～8.5,单层厚度为0.678～0.718nn3,叠加厚度为1.10～5.81 nm,过渡层总厚度分别为5.34～8.78 nm,以及各组分氧化物八面体的球形半径,密置单层容量和每百平米分散阈值。通过讨论非单层分散与非晶相之间的关联,概述了二元氧化物界面上非单层分散的晶相损失杌理以及界面的非晶相结构和对热的亚稳性。     

二元过渡金属氧化物界面结构的研究(Ⅲ): 半导体气敏性能及邻二甲苯选择性氧化制苯酐的催化活性

导电性能测试证明,这些二元氧化物属于N-型半导体,其电阻在邻二甲苯气氛中明显减小,即具有对邻二甲苯的气敏效应,其灵敏度在化学吸附的初期阶段与邻二甲苯蒸气浓度呈线性关系.催化选择性及转化率测定证明,MoO3-V2O3,MTiO3-TiO2及MoO3-WO3体系对于邻二甲苯选择性氧化为苯酐,具有催化活性,但MoO3-ZrO2体系没有催化活性.非晶相分散的MoO3及V2O5对该反应的促进作用较为显著,尤其当组成接近于分散阈值时,选择性最佳.MoO3-FeO3体系则对甲醇氧化为甲醛具有催化活性.     

Fe75Nb8B15Zr2非晶合金的晶化过程研究

采用单辊快淬法制备Fe75Nb8B15Zr2非晶合金,对该非晶合金进行不同温度的等温退火,研究其晶化过程及结构变化.利用示差热分析仪(DTA)确定样品的退火温度,利用X射线衍射(XRD)测试其相结构.结果表明:Fe75Nb8B15Zr2合金在快淬速率为38 m/s时呈完全非晶状态,随着退火温度的升高,α-Fe相逐渐析出,并伴随有硼化物(Fe3B和Fe2B)析出.Fe75Nb8B15Zr2非晶合金的晶化过程:非晶→非晶+α-Fe→α-Fe+Fe3B→α-Fe+Fe3B+Fe2B.     

TiO2纳米粉制备的热处理条件研究

采用溶胶-凝胶法和湿胶粒法制备了TiO2纳米粉,通过TG-DTA、XRD实验手段研究了焙烧温度、焙烧时间、升温速率等热处理条件对制备的TiO2纳米粒子的粒径、晶相转变的影响,XRD研究表明焙烧温度越低、焙烧时间越长、升温速率越低得到的纳米粒子粒径越大,晶相转变温度越低.     

TiO2负载氮化钴钼催化剂的制备及其加氢脱氧性能

利用TiO2负载CoMo氧化物在NH3气流中进行程序升温反应,制备了一系列不同Co负载量的氮化CoMo/TiO2催化剂,采用BET和XRD对其进行了表征.以苯酚为模型化合物,考察了氮化CoMo/TiO2催化剂的加氢脱氧性能,采用拟一级反应动力学对苯酚消耗反应速率常数进行了拟合.结果表明: Co3Mo3N是由CoMoO4氮化生成,而不是由CoO和MoO3混合氧化物氮化生成.随着Co的加入,在催化剂中形成了双金属氮化物新相Co3MO3N.Co的加入对于改变催化剂的比表面积大小和加氢脱氧性能起到了正反两方面的作用.不同催化剂加氢脱氧的反应速率大小顺序为:Co4Mo12＞Co6Mo12＞Co2Mo12＞Co8Mo12＞Co0Mo12＞thermal.     

脉冲激光沉积制备MgO非晶薄膜介电性质的研究

利用脉冲激光沉积技术在高电导P-Si和绝缘体Si O2上沉积了Mg O非晶薄膜,并对Si O2上的Mg O薄膜进行了透过率及XRD表征。构造了金属-氧化物-半导体(MOS)场效应晶体管结构P-Si/Mg O/Ag,测量了其C-F曲线,计算得到K-ω曲线,通过拟合计算得到Mg O的介电常数和等效厚度,与Si O2的等效厚度进行对比发现,非晶Mg O作为高K值绝缘栅介质材料优于Si O2。     

尖晶石型LiMn2O4电极材料的制备

以LiNO3和MnO2为原料采用高温固相法制备了LiMn2O4,通过改变原料配比、反应温度、时间和方式等,由X-射线衍射分析得出使用这两种原料制备尖晶石型LiMn2O4的最佳温度条件、原料配比和焙烧时间.     

固体碱KF/MgFeLa的制备及其催化合成生物柴油

采用均匀共沉淀法和水热法合成MgFeLa复合氢氧化物,然后焙烧得到MgFeLa复合氧化物,再通过浸渍法将KF负载在MgFeLa复合氧化物上,制得KF/MgFeLa固体碱催化剂,并将其应用于催化大豆油和甲醇合成生物柴油.利用XRD、FI-IR、氮气吸附脱附、SEM、TG-DTG、CO2-TPD等手段对催化剂结构进行表征,并考察不同反应条件对催化合成生物柴油的影响.研究结果表明:KF/MgFeLa固体碱催化剂存在弱、中、强碱性位点,KF/MgFeLa固体碱的平均孔径为3~10nm,孔体积为0.06~0.2cm3/g,比表面积为39~70 m2/g,且KF/MgFeLa固体碱形成了新的晶相LaOF和KMgF3,同时,由于碱性氟化物的存在,KF改性的MgFeLa复合氧化物的碱性强度得到了显著提高.在KF的负载量为10%,甲醇与大豆油的物质的量之比为20∶1,催化剂量为5%,反应温度为85℃,反应时间为4h的条件下,生物柴油的收率可达98.5%.并且,KF/MgFeLa固体碱催化剂具有良好的重复使用性,重复使用5次以后,生物柴油收率仍有79.1%.     

共沉淀法制备t-ZrO2/Al2O3纳米复合粉体研究

用NH4Al(SO4)2.12H2O、ZrOCl2.8H2O和NH4HCO3为原料,采用共沉淀法合成了t-ZrO2/Al2O3纳米复合粉体.前驱体的制备温度以45℃为宜,反应物NH4HCO3/(Zr Al)摩尔比对反应中锆的沉淀率影响显著.前驱体经1 100℃焙烧1 h后出现t-ZrO2和γ-Al2O3的宽化衍射峰,t-ZrO2较均匀地分散于氧化铝中,两相晶粒大小都在10~20 nm之间,样品进一步加热到1 200℃时α-Al2O3相迅速生成并伴有部分晶粒融合发生.     

助成胶作用和氧化镧掺杂对活性氧化铝热稳定性的影响

研究水溶液成胶制备氧化铝过程中,掺杂氧化镧及利用聚乙二醇助成胶对氧化铝热稳定性和比表面的影响。通过XRD表征手段和TG检测方法来检测氧化铝在不同温度焙烧后的晶相改变和热失重情况,并利用BET检测方法检测不同温度焙烧后的比表面。实验结果表明,氧化镧的掺杂可提高氧化铝的热稳定性,利用聚乙二醇助成胶可有效提高氧化铝的比表面。     

钙钛矿型复合氧化物La1-xSrFeO3纳米晶制备研究

采用溶胶一凝胶法合成了La1-xSrxFeP3(X=0,0.25,0.5,0.75,0.9,1.0)纳米晶,采用TGA技术确定干凝胶粉焙烧温度,XRD技术证明所合成粉体为正交晶系钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxFeO3,其颗粒度小于20m.实验表明脱水温度在70℃～80℃左右、pH值在8左右时比较合适,同时也考察了柠檬酸用量对溶胶、凝胶形成的影响.     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

选择性降低卷烟烟气中CO和NO_x的钙钛矿型催化剂研究

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了纳米级La1-xLnxFe1-yMyO3钙钛矿型复合氧化物烟用催化剂(其中Ln为稀土金属,M为过渡金属).应用TG-DTG、XRD、氮吸附、SEM和TEM等手段研究了制备条件及催化剂性质对催化剂性能的影响;并将催化剂添加于烟草薄片中试制卷烟,考察了催化剂薄片对烟气中CO和NOx等有害物质的脱除效果.结果表明,在700℃焙烧2 h所得样品平均粒径为50 nm,BET比表面积为17.36 m2.g-1;当LaFeO3型钙钛矿的La3+(A位)和Fe3+(B位)分别被某稀土元素Ln和过渡元素M部分取代后,La0.7Ln0.3Fe1-yMyO3具有最高的CO催化氧化和NO催化还原活性.将质量分数2%的La0.7Ce0.3Fe1-yMyO3钙钛矿复合氧化物添加于卷烟中,可选择性降低卷烟烟气中CO和NOx的质量,其降幅分别为16.0%和15.9%,而总粒相物的降幅较小.     

微重力落管法制备Nd_(60)Al_(10)Fe_(20)Co_(10)非晶薄片的磁性能研究

采用微重力落管法制得了Nd6 0 Al1 0 Fe2 0 Co1 0 非晶薄片 .利用X衍射 (XRD)分析了Nd6 0 Al1 0 Fe2 0 Co1 0 非晶薄片的结构特征 .用振动样品磁强计 (VSM)研究了其磁性能 .结果表明微重力落管法制得的非晶薄片具有硬磁性 ,与快速非平衡凝固(如甩带法 )试样的XRD相比 ,尽管其曲线还是较为典型的非晶相漫散衍射峰 ,但已有少量的不规则的类似晶化的突起小峰 ,表明该非晶片中已经有微量晶态合金或者细小晶粒析出 ,初步分析可能是生成了类似于亚稳A1 相的短程有序原子团簇或者是较大尺寸的纳米晶 ,这种短程有序原子团簇或纳米晶是Nd6 0 Al1 0 Fe2 0 Co1 0 非晶薄片显示硬磁性的主要原因     

溶胶-凝胶法制备纳米Cr_2O_3粉体的性能研究

通过添加分散剂利用溶胶-凝胶法,以Cr(NO3)3.9H2O、C2H5OH、CO(NH2)2和NH3.H2O为原料制备纳米Cr2O3粉体。为找到最佳成胶条件,实验分析了尿素与铬离子的物质的量比、氨水加入量、溶胶形成时间和凝胶形成时间的变化规律;探讨了焙烧反应温度和时间等因素对氧化铬粒度及收率的影响;运用TG-DTA、XRD、SEM及BET等技术手段对Cr2O3纳米粉体性能及结构进行了表征。实验结果表明:该法工艺简单,制备出的纳米Cr2O3粉体产物纯度高,分布均匀,平均粒径20～30 nm。     

溶胶凝胶-水热法制备柱状纳米羟基磷灰石

以P2O5,Ca（NO3）2·4H2O为原料,无水乙醇为溶剂,通过调节pH值控制凝胶的形成,利用溶胶-凝胶/水热法制备纳米羟基磷灰石（HAP）.通过XRD、FTIR、SEM等检测手段,对凝胶燃烧产物和经水热处理后的粉体相组成、形貌进行分析,并在此基础上分析HAP晶体形成的原因.结果表明：利用溶胶-凝胶经低温燃烧/水热后形成主晶相为纳米级的柱状HAP晶体（100×1800 nm）.     

FeZrB合金的结构及磁性能研究

采用单辊快淬法制备Fe81Zr9B10非晶合金,研究该合金在非晶淬态及退火后的结构和磁性能．结果表明,快淬速率为30m／s时,Fe81Zr9B10合金已完全形成非晶．非晶合金经530℃退火,α-Fe晶相从非晶基体中析出;经750℃退火,除α-Fe晶相继续析出外,还有ZrFe2、Fe3Zr化合物析出．随着退火温度（Tα）的升高,α-Fe晶粒尺寸（D）逐渐增大;Fe81Zr9B10合金的比饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（Hc）均呈现先下降后上升的趋势．     

纳米粉体Bi2O3的软化学合成

氧化铋是一种应用广泛的功能粉体材料.以Bi(NO3)3.5H2O为起始原料,采用高分子网络法制得Bi2O3纳米粉体;通过XRD、TGA-DSC和TEM三种分析方法对产物的物相、前驱体分解、粒度形貌进行观察分析,结果显示纳米Bi2O3粒子的晶粒大小为30~70 nm,煅烧温度为460℃,产物为单斜晶型α-Bi2O3;并对高分子网络法制备Bi2O3纳米粉体的反应机理进行了初步探讨.