离子交换法可控合成四钛酸钾衍生物

利用四钛酸钾(K2Ti4O9)离子交换平衡热力学模型预测了获得K2Ti4O9纯相衍生物的最优条件,并以K2Ti4O9晶须为前驱体,以目标产物的固相Ti与K摩尔比为控制目标,通过调节离子交换过程中溶液平衡pH值和用K+选择性电极控制液相K+浓度,成功合成出纯相的水合四钛酸H2Ti4O9*1.2 H2O、TiO2 晶须、K2Ti8O17晶须、K2Ti6O13晶须,用实验验证了预测的准确性.同时实验结果表明,只要控制了离子交换中间产物的固相化学组成,就可以控制最后产物的形式,初步探索了反应过程中组成和结构的关系.     

K2Ti2O5的制备及其对柴油机尾气碳黑催化氧化的性能

以醋酸钾(CH3COOK)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)、无水乙醇和柠檬酸等为原料,采用柠檬酸配位燃烧法合成钛酸钾系列碳黑氧化催化剂(DOC)K2Ti2O5。利用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)表征K2Ti2O5的晶相及表面形貌;利用程序升温反应(TPR)考察老化时间、K2Ti2O5与碳黑颗粒的接触方式、焙烧温度、尾气中SO2和水蒸气含量、重复使用等因素对K2Ti2O5催化活性的影响。结果表明:K2Ti2O5催化活性较高,起燃温度低至280℃,峰值温度为322℃,催化活性在同类活性金属钛氧化物中最好,并且具有良好的重复使用稳定性及抗SO2和水蒸气稳定性。     

四钛酸钾晶须的制备及吸附特性研究

以钛酸丁酯和硝酸钾为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了K2Ti4O9晶须.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面及孔径分布分析仪对试样进行了表征.结果表明,产物形貌为条带状,长径比大致为14∶1;所得K2Ti4O9晶须与氮气之间有弱的气-固相互作用,晶须之间交错堆积形成了介孔结构,比表面积为48.62m2·g-1.     

层状化合物K_(0.81)Li_(0.27)Ti_(1.73)O_4的氢离子交换反应与胺剥层反应

采用固相法合成层状化合物K0.81Li0.27Ti1.73O4,考察不同原料配比、反应时间及反应温度等条件对其氢离子交换反应和有机胺插层剥层反应的影响.结果表明:在0.1～14mol/L的HNO3溶液中K0.81Li0.27Ti1.73O4均可以通过氢离子交换生成H1.08Ti1.73O4·H2O固体钛酸,若反应温度高,则产物容易转变成TiO2.合适的氢离子交换条件是:室温下浸泡4～7d,n(HNO3)∶n(KLiTiO)=10～20,c(HNO3)=1～10mol/L.在正丙胺(n-PA)和正丁胺溶液中H1.08Ti1.73O4·H2O均可以进行插层剥层反应.反应温度高和有机胺与H1.08Ti1.73O4·H2O的物质的量比过小都容易使生成物转变成TiO2相.理想的插层剥层反应条件为:120℃,反应1d,n(n-PA)∶n(HTiO)=20～100.     

层状化合物K_(0.81)Li_(0.27)Ti1.73O_4的合成

研究以K2CO3,Li2CO3和TiO2为反应原料合成层状钛酸盐K0.81Li0.27Ti1.73O4过程中合成条件对产物的影响.结果表明:反应温度在1000～1200℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=(0.405～0.42):(0.135～0.165):1.73时,均可以得到产物K0.81Li0.27Ti1.73O4,延长反应时间及升高反应温度均有利于产物的生成;在1200℃高温条件下,使用刚玉坩埚为反应容器时,最佳的反应条件是:反应温度为1100℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=0.405:0.135:1.73,反应24h.     

水热法制备TiO2纳米晶及其光催化性能研究

以层状钛酸盐K2Ti4O9/K2Ti6O13/K4TiO4复合物为钛源,通过质子交换、插层和剥离等化学反应,得到了含H2Ti4O9/H2Ti6O13/H4TiO4纳米片的胶态溶液.向上述胶态溶液分别加入NH4F、HCl、H2O2、NH3·H2O等形貌控制剂,通过水热反应,制备了不同晶型、不同形貌的TiO2纳米晶.研究表...     

表面有机化钛酸材料的制备及吸附染料性能

将K2CO3和TiO2通过高温固相反应制得K2Ti4O9,经酸化处理后得到H2Ti4O9,用正十二胺乙醇溶液与之反应,获得正十二胺柱撑的层状化合物,采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等方法对所得材料进行结构表征,并初步研究了有机胺支撑前后钛酸材料的吸附性能,实验结果表明：在钛酸钾材料的层间引入正十二胺有机基团后,层间距加大,吸附能力大大提高.     

CaO-TiO_2-SiO_2-NaAlO_2体系的反应行为研究

研究了Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系下以锐钛矿为主的反应行为:热力学确定了平衡固相及其相对稳定程度;动力学计算反应级数、活化能,判断反应控制机制;钙化实验确定具体反应、分析了反应行为.结果表明Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系的溶出反应行为如下:在质量比m(Ti O2)/m(Ca O)=1.42,m(Ti O2)/m(Si O2)=0.49,时间1 h,搅拌转速300 r/min,Na2O的质量浓度mk=220 g/L,分子比αk=3.1的条件下,Ti O2进入碱液生成Na2Ti O3,然后与Na Al(OH)4,Na2Si O3反应生成Al4Ti2Si O12,随温度升高Al4Ti2Si O12分解,生成钠硅渣和水化石榴石,温度继续升高,Ca Ti O3峰的强度逐渐超过其他物相成为钙化渣的主体,锐钛矿最终转型为稳定的Ca Ti O3,转变起始温度260℃.     

锐钛矿型氧化钛在高钙体系下的反应行为

对锐钛矿型Ti O2在高钙体系下的反应进行了热力学和动力学分析,确定了理论上能发生的反应,计算了活化能和反应级数并判断出反应控制类型.通过实验研究了锐钛矿型Ti O2在Ti O2-Ca O-Na Al O2体系下的反应行为.结果表明,在Ti O2与Ca O物质量的比为1,反应1 h,铝酸钠溶液中Na2O的质量浓度为220 g/L,Na2O与Al2O3物质量的比为3.1的条件下,随着温度的升高,首先Ti O2与Na OH反应生成Na2Ti O3,Ca(OH)2和Na Al(OH)4反应生成3Ca O·Al2O3·6H2O,反应产物3Ca O·Al2O3·6H2O与Na2Ti O3反应最终可以得到稳定的Ca Ti O3.锐钛矿型Ti O2可在220℃以上完全转型为Ca Ti O3,升高温度能促进钛向最终物相Ca Ti O3的转型.     

高氯酸铕与L-谷氨酸配合物单晶体的标准生成焓及热化学研究

合成了稀土高氯酸铕-谷氨酸配合物晶体.经热重、差热、化学分析及对比有关文献,知其组成是[Eu2(Glu)2(H2O)8](ClO4)4·H2O,单晶结构,纯度是95.06%.选用Eu(NO3)3·6H2O、L-Glu、NaClO4·H2O、NaNO3和H2O作辅助物,使用具有恒温环境的反应热量计,以2mol·L-1HCl作溶剂,分别测定了[2Eu(NO3)3·6H2O+2Glu+6NaClO4·H2O]和{[Eu2(Glu)2(H2O)8](ClO4)4·H2O+6NaNO3+9H2O}在25℃时的溶解焓.设计-热化学循环求得化学反应的反应焓△rH =36.873kJ·mol-1,计算得配合物[Eu2(Glu)2(H2O)8](ClO4)4·H2O(s)在298.15K时的标准生成焓△1 H ,298.15K=-6584.853kJ·mol-1.     

六钛酸钾纳米晶须的水热反应相转变行为

以偏钛酸为钛源,与无水碳酸钾混合,利用高温固相法成功制备了六钛酸钾(K2Ti6O13)纳米晶须,并通过不同的水热反应条件考察了K2Ti6O13晶须相转变过程.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段表征了K2Ti6O13水热反应过程中的物相转变与形貌变化.结果表明:在不同酸介质水热反应条件下,K2Ti6O13发生相转变,并可控得到锐钛矿相TiO2纳米颗粒、纳米棒及纺锤体金红石TiO2,这种相转变过程可归结为K2Ti6O13风洞结构的溶解-重组机制;在浓NaOH作用下,K2Ti6O13通过剥离与重组作用,向Na2Ti3O7相转变.此外,考察了酸介质水热产物的催化性能,可见光条件下,1mol/LHCl、130℃保温12h得到锐钛矿纳米TiO2颗粒具有优异的光催化性能.     

硬脂酸法制备层状K2Pr2Ti3O10及其酸交换性质研究

采用硬脂酸法在相对较低的温度下制备了K2Pr2Ti3O10层状化合物,并研究了该化合物的酸交换过程.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和拉曼光谱(LRS)对产物进行了表征.结果表明,采用硬脂酸法在800 ℃热处理6 h可获得层状结构的超细K2Pr2Ti3O10,颗粒尺寸为100～200 nm,层间距约1.477 nm.XRD表明,经HNO3酸交换后的H2Pr2Ti3O10仍保持层状结构,但层间距略变小.UV-Vis表明,酸交换前后K2Pr2Ti3O10在紫外区均有较明显的吸收,但交换后的H2Pr2Ti3O10吸光度增强,吸收峰向长波方向移动.     

BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5系统微波陶瓷的相转变机制与介电性能

对采用传统电子陶瓷工艺制备的BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5(BTZN)微波介质陶瓷系统的相转变机制与介电性能进行了研究．XRD分析表明,系统的主晶相为Ba2Ti9O20、BaTi4O9．由Zn2 和Nb5 共同取代Ti4 ,作为施主受主杂质达到电价平衡,形成了BaTi4-xZnx/3Nb2x/3O9和Ba2Ti9-xZnx/3Nb2x/3O20固溶体,显著降低系统的烧结温度,获得优良的介电性能．同时,Nb5 能够抑制在空气气氛中烧结产生的Ti4 还原,防止Ti3 造成的介电性能恶化．BaO-TiO2- ZnO-Nb2O5系统在980℃已经开始大量生成Ba3Ti12Zn7O34相;自1050℃开始形成、并在1110℃大量生成Ba- Ti5O11相;BaTi5O11相的生成对于最终烧结过程中主晶相Ba2Ti9O20的形成起到很关键的作用．1110℃预烧、 1160℃烧结的该系统陶瓷材料的微波介电性能为:εr=37;Q=24 000(10 GHz);τf= 4．5×10-6／℃     

金属氧化物半导体对庚烷的气固复相光催化反应

制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ,锐钛矿型 Ti O2 光催化活性较金红石型 Ti O2 好 ,对于同一结构的粒子来说 ,粒径越小 ,光催化活性越高     

纳米二氧化钛颗粒的制备

以硫酸法生产钛白的废弃物 (灰箱料 )为原料 ,制备纳米级锐钛型 Ti O2 .灰箱料经净化后得到硫酸钛溶液 ,以尿素为沉淀剂 ,采用均匀沉淀法制备纳米 Ti O2 颗粒 .详细研究了溶液 p H值、反应温度、Ti(SO4) 2 浓度、反应时间等工艺条件对 Ti O2 颗粒形态结构 (晶型、大小和分布 )的影响 ,形成纳米 Ti O2 制备工艺 .利用 TG- DTA、TEM、XRD分析等手段对颗粒进行表征 .制备的 Ti O2 颗粒纯度为 96 .4%,粒径为 2 0～ 30 nm,且分布均匀 ,为锐钛相结构 .     

Li4Ti5O12/NiO复合材料的制备及其电化学性能

以Li4Ti5O12,Ni(NO3)2·6H2O和NH4HCO3为原料,采用化学沉积法与热分解法相结合制备一系列Li4Ti5O12/NiO复合材料.通过X线衍射仪、扫描电镜和X线能谱仪对所得材料进行物理结构、形貌和成分分析,采用恒流充放电和循环伏安测试研究材料的电化学性能.结果表明,Li4Ti5O12/NiO (5％)复合材料具有最佳的循环可逆性能,适量的NiO可有效改善材料的电化学性能.在2.5～0.1 V的电压范围和30 mA/g的电流密度下,30次循环后,Li4Ti5O12/NiO(5％)复合材料具有最佳的放电比容量为228.3 mA·h/g,与Li4Ti5O12相比,提高了23.8 mA·h/g;Li4Ti5O12/NiO(5％)复合材料中的NiO没有阻碍电极反应中锂离子的迁移,且提高了Li4Ti5O12电极材料的电导率,降低了电极的极化.     

高氯酸钐与甘氨酸配位反应的热化学研究

合成了稀土高氯酸钐-甘氨酸配合物晶体.经热重、差热、化学分析及对比有关文献,知其组成是［Sm2(Gly)6(H2O)4］(ClO4)6.5H2O,单晶结构,纯度99.0%.选用SmCl3.6H2O、Gly、NaClO4.H2O、NaCl和H2O作辅助物,采用具有恒温环境的反应热量计,以2mol.L-1HCl作溶剂,分别测定了［2SmCl3.6H2O+6Gly+6NaClO4.H2O］和［［Sm2(Gly)6(H2O)4］(ClO4)6*5H2O+6NaCl+9H2O］在298.15K时的溶解焓.设计一热化学循环求得化学反应的反应焓△rH0—m=-56.684kJ.mol-1,计算得配合物［Sm2(Gly)6(H2O)4)］(ClO4)6.5H2O(S)在298.15K时的标准生成焓△fH0—m,298.15K=-7993.154kJ.     

TiO2纳米管的制备及其电化学储锂性能

以TiO2粉末为原料,利用在碱性条件下加热回流的方法制备了H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管.分别用TEM、SAED和XRD等分析方法对纳米管的形貌和结构进行表征,结果显示H2Ti4O9·H2O纳米管在400℃条件下可以转化为锐钛矿型的TiO2纳米管且其管状结构基本保持不变.电化学储锂结果显示H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管都比原料TiO2具有较大的可逆比电容和较高的稳定性,而加热可以使TiO2纳米管的电化学稳定性更高于H2Ti4O2·H2O纳米管.     

基于Gibbs自由能最小原理分析CO2重整CH4

运用G ibbs自由能最小方法,研究了重整反应器的操作参数(温度、压力、反应气配比等)对CO2重整反应中CH4转化率和产物分布的影响,以及甲烷氧化反应与CO2重整反应间的能量耦合.研究结果表明:反应压力P不变(P=101.325 kPa),随温度升高CH4和CO2转化率增大,在900 K左右产生的H2O(g)的量达到极大值,在1 200 K以上CH4转化率接近100%;反应温度T不变(T=973 K),随压力升高CH4和CO2转化率降低,H2O(g)的选择性略微增加;T=973 K,P=101.325 kPa,原料气中nCH4/nCO2(摩尔比)从0.65增加到2.0时,CH4转化率从85%降到45%,nH2/nCO(摩尔比)从0.77增加到0.95;反应器中加入适量O2,可以提供CO2重整反应所需的能量,同时可调节产物中CO与H2的摩尔比.     

镧与8-羟基喹啉水杨酸配合物的热化学研究

目的:由七水氯化镧与水杨酸、8-羟基喹啉反应合成多元混合配合物,并测定该合成反应的标准摩尔反应焓以及配合物的标准摩尔生成焓。方法:应用溶解量热法分别测定了七水氯化镧、水杨酸、8-羟基喹啉和配合物在298.15 K、混合量热溶剂(VDMF:VEtOH:VHClO4=1:1:0.5)中的标准摩尔溶解焓。通过设计热化学循环,根据盖斯定律计算了合成反应的标准摩尔反应焓以及配合物的标准摩尔生成焓。结果:该配合物的化学式是La(C7H5O3)2?(C9H6NO)。各物质的溶解焓分别为△sH mΘ[LaCl3?7H2O(s),298.15 K]=-96.45±0.18 kJ·mol-1,△sH mΘ[2 C7H6O3(s),298.15 K]=14.99±0.17 kJ?mol-1,△sH mΘ[C9H7NO(s),298.15 K]=-3.86±0.06 kJ?mol-1及?sH mΘ[La(C7H5O3)2·(C9H6NO)(s),298.15 K]=-117.78±0.11 kJvmol-1。反应LaCl3?7H2O(s)+2C7H6O3(s)+C9H7NO(s)=La(C7H5O3)2·(C9H6NO)(s)+3HCl(g)+7H2O(l)的标准摩尔反应焓为91.57±0.33 kJ·mol-1。La(C7H5O3)2?(C9H7NO)(s)的标准摩尔生成焓为△fHmΘ[La(C7H5O3)2·(C9H6NO)(s),298.15 K]=-2076.5±3.9 kJ·mol-1。