柠檬酸络合法制备Ca_3Co_2O_6及其透氧性能研究

Ca_3Co_2O_6是一种常用的热电材料,但是其透氧性能则少有人关注。以Ca(NO_3)_2·4H_2O和Co(NO_3)_2·6H_2O为原料,采用柠檬酸络合法制备了纯相Ca_3Co_2O_6材料,系统分析了煅烧温度和保温时间对合成Ca_3Co_2O_6的影响。样品烧结致密化后,通过四端引线法和气相色谱装置分别考察了它的电导率和透氧率。实验结果表明,热处理温度为900℃,保温2 h可以获得纯相的Ca_3Co_2O_6粉体,粉体的形貌为蠕虫状。提高热处理温度和延长保温时间,样品的结晶度随之提高,晶粒尺寸也随之长大。样品经烧结后获得致密膜片,950℃时电导率可达11.95 S·m~(-1)。Ca_3Co_2O_6具有一定氧渗透能力,950℃时透氧率为7.36×10~(-8) mol·cm~(-2)·s~(-1),有望作为一种新型的混合导体用于纯氧的制备。     

逆уCeO2/CuχCo1-χOδ催化剂的制备 及其CO催化氧化性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O、Co(NO_3)_2·6H_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O和(NH_4)_2CO_3为原料,采用共沉淀法-浸渍法结合的制备方式,制得逆负载型уCe O_2/Cu_χCo_(1–χ)O_δ催化剂(у=0、5%、15%、25%;χ=0～1.0;δ=1.0～1.4)。通过XRD、BET、H_2-TPR、XPS考察了Cu O和Co_3O_4质量比[m(Cu O)∶m(Co_3O_4)]、表面Ce O_2负载量(у)(以Cu_χCo_(1–χ)O_δ质量为基准,下同)对逆负载уCe O_2/Cu_χCo_(1–χ)O_δ催化剂催化氧化CO性能的影响。结果表明,15%Ce O_2/Cu_(0.2)Co_(0.8)O_δ[m(Cu O)∶m(Co_3O_4)=0.2∶0.8]催化剂催化性能最佳。常压下,当反应温度为75℃时,CO转化率可达100%。由于15%Ce O_2/Cu_(0.2)Co_(0.8)O_δ比表面积较大,两相界面较多,进而使得Ce O_2与Cu—O—Co固溶体相互作用较强,表面存在较多的氧空穴、Cu~+和Co~(3+),催化剂还原温度较低,催化活性较好。     

Yb2O3—ZrO2系超细粉的制备

本文采用溶胶—凝胶法,以ZrOCl_2·8H_2O和Yb_2O_3作为起始原料,按事先确定的组成配成水溶液,与氨水溶液进行反应制得ZrO_2·XH_2O和Yb（OH）_3混合胶体。然后对湿凝胶用蒸馏水反复漂洗,经无水乙醇脱水处理、烘干,在700℃煅烧1小时,获得颗粒尺寸为0.02μm的Yb_2O_3—ZrO_2超细粉。所得粉末不仅颗粒尺寸小、分布狭窄,而且不含硬团聚体,为制备高强度、高韧性Yb—TZP材料提供了有利条件。     

烧结温度对粉煤灰-高钛高炉渣微晶泡沫玻璃孔结构与性能的影响

以粉煤灰、高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,CaCO_3为发泡剂,Na_2B_4O_7·5H_2O为助熔剂,Na_3PO_4·12H_2O为稳泡剂,通过"一步法"粉末烧结制备了微晶泡沫玻璃。借助DSC、XRD和SEM等分析测试手段研究了烧结温度对微晶泡沫玻璃物相组成、气孔结构、体积密度、孔隙率、吸水率及抗压强度的影响。结果表明:烧结温度变化对样品的物相种类影响不显著,析出的晶体主要为透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)_2O_6,普通辉石Ca(Mg,Fe)Si_2O_6以及富铝普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)_2O_6,同时还含有少量的硅灰石Ca_3Si_3O_9。随着烧结温度的升高,微晶泡沫玻璃的气孔结构变得越来越均匀。然而,940℃时由于小气孔的合并产生了孔径达到2～4 mm的大孔,导致样品的力学性能很低。综合而言,当烧结温度为900℃时,样品孔径大小合适且均匀性好,所制得的泡沫微晶玻璃具备最优综合性能。     

烧成温度对溶胶-凝胶法制备堇青石陶瓷性能的影响

为解决工业生产堇青石烧结温度高的问题,首先以结晶氯化镁MgCl_2·6H_2O、结晶氯化铝AlCl_3·6H_2O和正硅酸乙酯(C_2H_5O)_4Si为原料,按照堇青石的化学计量配比,以溶胶-凝胶法并经600℃煅烧制备堇青石先驱体粉体;然后采用半干压成型法将该粉体压制成Φ20 mm×20 mm的圆柱状试样,分别在950、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200和1 250℃保温2 h烧成,检测试样的基本物理性能,并利用XRD和SEM分析物相组成和显微结构。结果表明:溶胶-凝胶法制备堇青石陶瓷,可以降低堇青石的合成温度。在1 250℃的烧成温度下,不添加任何烧结助剂,就可以获得纯度较高的α-堇青石相,试样的体积密度为2.25 g·cm~(-3),达到α-堇青石理论密度的90%,基本达到了致密化烧结。     

加热时间对Co_3O_4颗粒光催化性能的影响

以Co(NO_3)_2·6H_2O和CO(NH_2)_2为原料,十六烷基三甲基溴化铵为活性剂,采用水热-热分解法在不同加热时间(2 h、3 h、4 h、5 h)条件下制备纯相尖晶石结构的Co_3O_4颗粒。利用X射线衍射和电子扫描电镜研究Co_3O_4颗粒的结构和形貌,并以甲基橙为模拟废水,研究加热时间对Co_3O_4颗粒光催化性能的影响。结果表明,加热时间对Co_3O_4颗粒形貌影响很大,并直接影响其光催化性能。加热时间5 h制备的Co_3O_4结构疏松多孔,光催化性能最好,光照20 min,甲基橙降解率达95%。     

Ca_3Co_2O_6系热电材料的制备及其性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Ca3Co2O6粉末.在常压烧结的情况下,通过调节烧成温度、保温时间以及利用元素掺杂来改善材料的热电性能,并用X射线衍射仪和SEM对其进行分析.试验结果表明:合理的元素掺杂有利于材料的热电性能的提高;要严格控制Ca3Co2O6晶体的大小,烧成温度在900℃左右热电性能较好.     

Ca3Co2O6热电材料的柠檬酸溶胶-凝胶法制备与表征

较系统地研究了柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备Ca3Co2O6的过程,分析了煅烧温度与配比浓度对Ca3Co2O6微观结构的影响,并利用TG-DSC,XRD,SEM及EDX等手段对Ca3Co2O6进行了表征。实验结果表明,配比浓度为0.64的干凝胶在850℃下烧成是制备纯相Ca3Co2O6的适宜工艺条件。     

微波辅助Sol-Gel法合成Na-β"-Al2O3电解质粉末

传统制备 Na-β"-Al2O3 (SBA)固体电解质主要采用固相合成法,需要极高的烧结温度(1873K)和极长的反应时间(30h).长时间的高温下有效成分Na2O很容易挥发掉,这对使用SBA作为固体电解质的钠硫电池是非常有害的.微波烧结具有升温速率快、反应时间短和体加热等显著特点,能解决传统烧结带来的问题.本实验采用微波辅助Sol-Gel法合成β"-Al2O3 电解质粉末,实验表明制备出的凝胶在一定温度下预烧成粉末后具有很好的微波吸收能力.粉末经1323K预烧1h,微波处理30min后几乎全部为Na-β"-Al2O3 .     

沉淀方式对沉淀法制备Co_3O_4催化N_2O直接分解性能的影响

以Co(NO_3)_2·6H_2O为钴源,K_2CO_3为沉淀剂,采用沉淀法制备Co_3O_4催化剂,用于催化N_2O直接分解反应。利用N_2~-物理吸附、XRD、FT-IR、TEM、TPR和ICP等对其进行表征,考察沉淀方式对Co_3O_4催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,沉淀方式对制备的Co_3O_4催化剂织构性质、物相组成和晶粒尺寸等影响不大,但显著影响其K残留量和还原性能,进而决定催化剂直接催化分解N_2O的催化性能。反加法制得的催化剂中K残留量为1.43%,明显高于正加法,同时催化剂中Co~(3+)较正加法更易还原,因而表现出更高的催化性能。在空速10 000 h~(-1)和N_2O体积分数0.1%的条件下,反加法制备的催化剂可在280℃催化N_2O完全分解,较正加法低20℃。     

烧结工艺对Ca3Co4O9基热电氧化物电性能的影响

采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.     

锂电子电池材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的制备方法

LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2作为一种新型的锂离子电池正极材料,其理论容量高达278mAh.g^-1,具有a—NaFeO2型层状结构,制备方法主要高温固相合成法、共沉淀法、流变相反应法、溶胶-凝胶法等,文章对制备方法进行了重点沦述,讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题,并对层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的发展进行了展望。     

羟基磷灰石涂层的制备

本文以五氧化二磷、无水乙醇、硝酸钙为原料,通过溶胶-凝胶法制备羟基磷石灰涂层。选用2mm/s的速度浸渍提拉载玻片,在载玻片上进行涂膜,经60℃干燥后在650℃烧结保温3h,可在载玻片上得到羟基磷灰石涂层。研究结果表明:制备溶胶合适的配比为Ca(NO3)22·4H2O:P2O5(摩尔比)=10:3,即Ca/P原子比=5:3(约等于1.67)。     

溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉的工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9粉,确定了适用于Ca3Co4O9粉制备的方法及工艺条件,并利用XRD、SEM 等方法分析表征样品.实验结果表明,以乙二醇为溶剂,柠檬酸为螯合剂,加入添加剂制得凝胶,干凝胶在750～900 ℃下烧结2 h,制得了20～30 nm的片状单晶Ca3Co4O9粉.     

CoFe_2O_4的制备及电子结构

采用尿素燃烧法,以Fe(NO_3)_3·9H_2O、Co(NO_3)2·6H_2O、CO(NH_2)_2等为原料,制备出了CoFe_2O_4多晶材料。XRD分析表明制备的CoFe_2O_4多晶体为尖晶石结构;形貌研究表明,制备的样品的晶粒生长完整,晶粒的大小较均匀,平均晶粒尺寸为0.5μm左右;Co2p、Fe2p和01s芯能级光电子谱的分析表明,制备的CoFe_2O_4铁氧体为正尖晶石和反尖晶石的混合体,并且钴铁氧体的性质与Co和Fe离子的价态分布密切相关。     

Ca3Co4O9陶瓷的制备和热电性能

氧化物半导体陶瓷材料是新型的中、高温热电材料。采用传统固相合成法和溶胶－凝胶法成功地制备了Ca3Co4O9陶瓷。对它们的显微结构和热电性能（Seebeck系数、电导率和热导率）进行了研究。实验结果表明，由两种方法制备得到的Ca3Co4O9陶瓷具有类似的热电性能。Ca3Co4O9陶瓷为取向无规则片状结构，属于p型半导体热电材料，其热电品质因子随温度升高而增大。Ca3Co4O9陶瓷具有大的Seebeck系数和低的热导率，但它的电导率仍然偏低，导致了它的热电品质因子比传统热电合金的热电品质因子低。     

冷烧结工艺制备石榴石固态电解质及其性能

以LiNO_3、Al(NO_3)_3·9H_2O、La(NO_3)3·6H_2O、Zr O(NO_3)_2·5H_2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Li_(5.95)Al_(0.35)La_3Zr_2O_(12)粉体,随后加入聚乙烯醇(PVA)水溶液作为液相介质,通过冷烧结工艺制备了Li_(5.95)Al_(0.35)La_3Zr_2O_(12)石榴石固态电解质。冷烧结工艺后采用后续热处理改善离子传导性能。采用质量体积法和电化学阻抗谱对Li_(5.95)Al_(0.35)La_3Zr_2O_(12)石榴石固态电解质的体积密度和离子电导率进行了测试,采用XRD与SEM进行晶体结构与形貌表征。结果表明,冷烧结时间和压力对样品的晶体结构几乎没有影响。冷烧结时间过长会导致样品开裂,在15～30min时,冷烧结时间对样品的体积密度和离子电导率影响不大,在烧结时间较短的样品中发现了杂相。提高冷烧结压力可明显提高样品的体积密度和离子电导率,在200℃、510 MPa、30 min的冷烧结条件下可以获得具有较高离子电导率(2.66×10~(–6)S/cm)的Li_(5.95)Al_(0.35)La_3Zr_2O_(12)石榴石固态电解质,其晶界电阻较小。但继续增加冷烧结压力,导致热处理过程中第二相的分解和晶粒生长受到抑制,样品的体积密度和离子电导率反而下降。     

BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体的共沉淀-水热法制备与表征

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、Co(NO_3)_2·6H_2O和KOH为原料,NH_3·H_2O为沉淀剂,采用共沉淀-水热法制备BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体,借助XRD、SEM和VSM研究掺杂对晶体结构、形貌和磁学性能的影响。结果表明:在180℃和220℃保温4 h的条件下成功制备出Co掺杂BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体,Co掺杂量x=0～0.1时,BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体晶粒由100 nm类球形逐渐变成粒径为250 nm的立方体状,BiFe_(1-x)Co_xO_3粉体较未掺杂的BiFeO_3粉体磁性明显增大。     

制备纳米TiO_2薄膜及微观形貌分析

本文以TiOSO_4为原料,以2024铝合金片基体作为阴极、Ti片作为阳极,以2.5V的恒电位电压阴极电沉积,使得TiO_2、部分[Ti_2O_5(OH)_2]n、TiO(OH)_2·H_2O和Ti(OH)_2凝胶在基体表面沉积,最后将电沉积的薄膜在马弗炉中经400℃烧结4h,得到二氧化钛晶体膜。利用Nova NanoSEM 450扫描电镜对其进行了微观形貌分析,结果表明,本法制备的TiO_2薄膜尺寸较均匀,几乎完全达到纳米尺度级别。本实验流程简单,操作方便,是一种经济有效的制备纳米氧化钛薄膜的工艺。     

预处理工艺对制备Ca_3Co_4O_(9+δ)粉末的影响

胶体前驱物的预处理工艺将影响柠檬酸溶胶-凝胶法化学合成所得Ca3Co4O9+δ粉末的性能。以金属硝酸盐为起始原料,去离子水为溶剂,柠檬酸为络合剂,溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9+δ溶胶。通过煅烧干凝胶前驱体制得了Ca3Co4O9+δ多晶体粉末,通过控制煅烧时间制备了不同粉末颗粒度的Ca3Co4O9+δ粉末。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、激光粒度分析仪等手段分析了所得粉末。结果表明:所得Ca3Co4O9+δ粉末物相纯净、结晶良好,颗粒呈层片状结构,晶粒度约300 nm,粉末粒径约300 nm~1.5μm。粉末颗粒度均随煅烧时间延长而增大。