复合纳米材料Bi_2O_3-TiO_2的制备与表征

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前驱体,制备了Bi2O3-TiO2复合纳米粉体材料,利用XPS、XRD、UV-Vis等现代化技术手段对复合纳米材料的结构和性质进行了表征。研究结果表明,TiO2的加入阻碍了Bi2O3晶粒的生长,导致复合纳米材料粒径的减小;而光生电子产生于Bi2O3并迁移到TiO2表面,所需的激发光频率变低,从而使复合纳米材料的吸光波长向可见光区域扩展。     

纳米Bi_2O_3光催化降解有机物研究进展

Bi2O3具有较强的可见光催化活性被广泛用于有机物的光催化降解研究。综述了Bi2O3的光催化性能、存在的主要问题以及解决方法。Bi2O3基复合光催化剂、金属掺杂以及量子点修饰可以进一步增强Bi2O3的光催化活性和抗光腐蚀性,适当的金属掺杂能增强Bi2O3催化剂的结构稳定性。     

YSZ-Zr2WP2O12复合电解质的制备及Raman谱分析

通过固相反应法在不同的烧结温度制备了一类新型的YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质材料,并通过XRD、Raman和SEM分析了烧结温度对复合材料的相成分和微观结构的影响. XRD和Raman谱的分析表明,在1400℃以上烧结得到的材料为YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质,没有其他杂质峰的存在;SEM分析表明,1500～1600℃烧结得到的复合材料晶粒尺寸较大,结构比较致密,有望得到较好的电学性能.因此,YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质的最佳烧结温度是1500～1600℃,该复合电解质材料的研究有望为解决电解质与电极之间热膨胀系数失配问题提供指导.     

固体超强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SiO_2-Sm_2O_3的酸性研究

采用IR、Py-IR、XPS技术考察了不同制备条件下制备的S2O2-8/ZrO2-SiO2类固体超强酸催化剂的表面酸种类、酸量、酸强度.结果表明:浸渍S2O2-8使得S2p、Zr3d结合能正极化程度大大提高,有利于提高催化剂的活性;加入少量氧化钐制得的催化剂的S2p、Zr3d结合能略大于不加稀土的样品,说明少量的稀土元素改变了催化剂表面的化学状态,使催化剂表面元素正极化程度提高,对改善催化剂的活性及寿命有一定作用.     

纳米ZrO2基固体电解质的性能研究

在纳米ZrO2粉中单掺纳米Y2O3及复合掺杂纳米Y2O3、纳米Al2O3，通过单轴、二次加压成型，在1200℃下烧结2h后随炉冷却，研究其陶瓷烧体的致密特性、电导率及活化能等。发现3YSZ的机械性能好于8YSZ，而8YSZ的电性能优于3YSZ；4YSZ当Al2O3含量为0．5％时相对密度最大，达99．2％。     

Bi_2O_3纳米纤维的制备、表征及光催化性能

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术相结合的方法,以聚丙烯腈(PAN)和硝酸铋为前驱物,制备了PAN/Bi(NO3)3复合纤维,该复合纤维经高温煅烧得到了Bi2O3纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外可见漫反射光谱等测试技术对样品的结构与性能进行了表征.结果表明,Bi2O3纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有较强的紫外光吸收性能.以罗丹明B为模拟污染物,考察了Bi2O3纳米纤维的光催化性能.实验结果表明,煅烧温度为500℃时,光催化活性最佳,TOC去除率为48.7%.     

稀土氧化物阴极的YSZ固体电解质燃料电池的制备

以稀土复合氧化物Ｌａ＿０．７Ｓｒ＿０．３ＣｏＯ＿３为阴极材料，ＹＳＺ为电解质，Ｐｔ为阳极，组装了Ｈ＿２－Ｏ＿２燃料电地．测试了电地的Ｖ－Ｉ特性曲线．结果表明，在１０００℃时电池的开路电压为１．０８Ｖ；最大输出功率密度的工作电压为０．５４Ｖ，电流密度为１５０ｍＡ／ｃｍ￣２．     

Bi_2O_3掺杂对Ni-Mn-O基NTC热敏陶瓷显微结构及电性能的影响

采用固相配位反应法制备Ni0.6BixMn2.4-xO4(0≤x≤0.1)热敏陶瓷。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和阻抗分析仪对陶瓷的相结构、显微结构、元素分布和电性能进行表征。结果表明:少量添加Bi2O3能显著提高材料的烧结性能,在1 000℃下达到致密化。在x=0时,材料保持单相立方尖晶石结构,当x≥0.02时,有杂相Bi2O3、Bi3.64Ni0.36O5.82、Bi7.47Ni0.53O11.73及Bi2Ni2O5相继出现。随着Bi3+掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小,伴随着显微结构的变化,材料的电阻率先减小后增大,材料常数B先增大后减小。     

Bi_2O_3/g-C_3N_4复合催化剂的制备及其性能研究

分别以硫脲、尿素、二氰二胺为前驱体,采用热解法合成g-C3N4,再将其与Bi2O3以不同质量比复合煅烧制备Bi2O3/g-C3N4光催化剂,并用XRD、紫外-可见光谱、光致发光光谱等对其进行了表征。以甲基橙为光催化反应的模型化合物,评价了Bi2O3/g-C3N4光催化剂的紫外光催化活性。探索添加不同清除剂(异丙醇、草酸铵、对苯醌、H2O2酶)后对紫外光催化活性的影响;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了Bi2O3/g-C3N4光催化剂表面羟基自由基的生成。实验结果表明:(1)在450℃下煅烧硫脲制备的g-C3N4具有较高的光催化活性;(2)当g-C3N4在Bi2O3/g-C3N4复合光催化剂中质量百分率为80%时,Bi2O3/g-C3N4的光催化活性最高,甲基橙的光催化降解率达到59.1%。     

共沉淀法和聚丙烯酰胺凝胶法制备锆掺杂改性Bi_2O_3的比较研究

以硝酸铋和硝酸锆为起始原料,分别采用共沉淀法和聚丙烯酰胺凝胶法制备系列锆掺杂改性Bi2O3的混合氧化物Bi2-xZrxO3+x/2(x=0～1.0)。采用XRD,FTIR和SEM对样品的结构及微观形貌进行分析。研究结果表明:于650℃焙烧处理后,由以上2种方法制备的纯Bi2O3的主晶相均为单斜晶型α-Bi2O3,其中采用聚丙烯酰胺凝胶法及乙二醇和水混合溶剂反序滴定共沉淀法可制备出纯度较高的单斜相α-Bi2O3。锆掺杂改性制备的系列混合氧化物中,当ZrO2掺杂量(摩尔分数)为10%(x=0.2)时,反序滴定共沉淀法能实现均匀共沉淀,形成了组成为Bi1.8Zr0.2O3.1的类似立方相δ-Bi2O3的单一结构固溶体,顺序滴定共沉淀法会产生相分离,导致四方相Bi7.38Zr0.62O12.31固溶体的出现。然而,当采用聚丙烯酰胺凝胶法时,没有得到类似立方相δ-Bi2O3结构的固溶体,主相结构为单斜相α-Bi2O3以及混合部分四方相Bi7.38Zr0.62O12.31和立方相ZrO2。由此可见:采用反序滴定共沉淀法,在650℃低温及合适条件下,掺杂适量的ZrO2能稳定立方相结构的高温离子传导相δ-Bi2O3。     

一种以H2S为燃料的固体氧化物燃料电池

研究了在一个大气压和750～850℃下,具有H2S、(MoS2 NiS Ag)／YSZ／Pt和空气结构的固体氧化物燃料电池的电化学性能,发现升温有助于增强电解质的离子传导性,使电池性能变好．在750℃下,阳极通入H2S、阴极通入空气时,电池的最大电流密度和最大功率密度分别达800mA／cm^2和84mW／cm^2;在850℃下,电池的最大电流密度和功率密度分别达1750mA／cm^2和200mW／cm^2．     

添加Cr_2O_3的PbO—ZnO—B_2O_3—SiO_2系统微晶玻璃的研究

运用差热分析、ｘ射线衍射分析、扫描电镜及透射电镜观察、红外光谱测试及拉曼散射光谱等多种方法，对添加Ｃｒ２Ｏ３的ＰｂＯ—ＺｎＯ—Ｂ２Ｏ３—ＳｉＯ２系统微晶玻璃进行了研究，得出了Ｃｒ２Ｏ３做为典型的晶核剂，用来诱导和控制晶化过程是最佳选择的结论，探讨了基础玻璃配方、Ｃｒ２Ｏ３的加入量及热处理制度的确定等问题。     

单分散纳米氧化铋的制备

以硝酸铋、氢氧化钠为原料,采用化学沉淀法直接合成了纳米氧化铋粉体.利用X射线衍射仪、激光粒度分析仪、透射电镜、化学分析法等对合成的纳米氧化铋粉体的结构、形貌、粒度、成分等进行了表征,研究了反应温度、反应时间、反应物浓度、表面活性剂等因素在制备纳米氧化铋粉体时对产物粒径和产率的影响.研究结果表明:采用化学沉淀法制备纳米氧化铋粉体时在Bi(NO3)3质量浓度为300 g/L, 油酸和十二烷基硫酸钠作表面活性剂, 反应温度为90 ℃,反应时间为2 h时,产率达99%,产物为α-Bi2O3,纯度达99.5%;颗粒均匀,呈球形,分散性很好,平均粒径约为60 nm.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O~3-B_2O_3-SiO_2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱.实验结果表明:由于Ce~(3+)在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce~(3+)后吸收截止边明显红移;掺Ce~(3+)的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410 nm附近的宽带,对应于Ce~(3+)的5d-4f跃迁;由于SiO~2比B_2O_3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利十提高玻璃中Ce~(3+)的含量,从而增强发光强度;对Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺玻璃,Ce~(3+)和Tb~(3+)在波长200-311 nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb~(3+)的发光有所减弱;Ce~(3+)和Tb~(3+)在311-444 nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce~(3+)强烈敏化Tb~(3+)的发光.     

WO3和V2O5薄膜电致变色器件特性研究

采用电子束和热蒸发分别制备了WO3和V2O5薄膜,研究了WO3薄膜的电化学、循环耐用性、电致变色特性,分析了V2O5薄膜的Li离子储存性能、Li离子的注入／退出可逆性以及离子注入对光学性能的影响,并讨论了WO3薄膜/Li离子电解质／V2O5薄膜构成的灵巧窗器件的电致变色特性．实验结果表明,这样构成的灵巧窗器件具有比较理想的光学调制性能．     

0.2BiFeO3-0.8Bi4Ti3O12固熔薄膜的电性质

用溶胶-凝胶方法在LaNiO3包覆的Si（111）衬底上制备了BiFeO3掺杂的Bi4Ti3O12薄膜,XRD研究表明薄膜呈完全随机取向,通过BiFeO3的掺杂使Bi4Ti3O12层状钙钛矿的C轴缩短.铁电性测试的结果表明,薄膜的剩余极化强度为2.0μC/cm^2,略小于用溶胶-凝胶方法制备的纯Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度.漏电流测试结果表明薄膜导电机构满足公式.