有序介孔CeO_2基催化剂用于富H_2中CO优先氧化的研究

以介孔硅材料KIT-6为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列有序介孔CeO_2、CuCe、CoCuCe、MnCuCe和Co MnCuCe催化剂,考察了掺杂元素种类对有序介孔CeO_2基催化剂CO优先氧化性能的影响,并采用小角X射线衍射(SAXD)、广角X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂的结构及性能进行了表征。研究发现,采用纳米刻蚀法可以合成介孔结构规整的CeO_2基催化剂,掺杂CuO、Co3O4、MnO_2后,催化剂的CO优先氧化性能明显提高;具有较好还原能力或氧移动能力的催化剂有助于其性能的提高;催化剂的孔径及孔道结构的规整性是影响其性能的关键因素。     

SiO_2包覆稀土上转换纳米晶的可控合成及发光性能研究

采用溶剂热法合成了粒径在20 nm~30 nm的形貌均一的球形NaYF_4∶Yb,Er纳米晶。通过调节不同配比,合成了SiO_2层厚度为8 nm及10 nm的具有良好水溶性的UCNs@SiO_2纳米材料。考察了不同配方比对SiO_2层包裹厚度及发光性能的影响。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等对样品进行了表征,结果表明该材料核-壳结构明显、形貌均一、结构稳定,在980 nm的激发下保持了良好上转换发光特性。     

碳化法制备SiO_2包覆CeO_2-SiO_2共沉淀内核抗紫外线纳米复合材料性能研究

利用碳化法制备抗紫外线稀土白炭黑复合材料并对其性能加以研究。研究中发现,通过添加一定量的氯化铈与水玻璃自发形成共沉淀内核,继以碳化法形成二氧化硅包覆外壳,制备出一种高效抗紫外线改性白炭黑复合材料。由紫外吸收光谱检测可知,该改性白炭黑可以有效屏蔽200 nm~400 nm波长的紫外线;经过XPS对共沉淀内核测试,确定Ce氧化物为稳定氧化物CeO_2,10 nm深度透射未发现Ce~(4+)特征峰,证明包覆完全。IR分析表明,特征峰发生了不同程度蓝移。扫描电镜对内核形貌观察,共沉淀形成内核为CeO_2纳米颗粒镶嵌在SiO_2骨架中,该结构可以发挥纳米稀土材料的小尺寸效应,而不受纳米粉体粒度过小引起团聚失效的限制,达到最佳抗紫外线性能。     

复合溶剂热法合成Bi2S3纳米棒的研究

以铜试剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠)为硫源、硝酸铋为铋源、丙三醇-水体系为溶剂,采用复合溶剂热法大规模合成了Bi2S3纳米棒.对所制备的样品用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等测试手段进行了表征.结果表明,所制备样品为纯相正交晶型,其形貌为分散性良好的单晶纳米棒,径向和轴向尺寸分别为30～50 nm和几微米.对Bi2S3纳米棒的形成机理进行了探讨,认为丙三醇-水复合溶剂及表面活性剂PVP对其形貌和尺寸均有重要影响. 复合溶剂热法;Bi2S3;纳米棒;丙三醇-水;PVP     

气相爆轰法制备纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物及其表征

以H_2和O_2的混合气体为爆源、TiCl4和SiCl4溶液为前驱体,通过气相爆轰制备纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物,探究了不同前驱体Ti/Si比值对爆轰产物的影响,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电镜(TEM)及红外光谱仪(FTIR)等对爆轰产物的晶体结构、微观形貌和化学组成进行了观察分析。结果表明:在纳米TiO_2-SiO_2复合氧化物中,TiO_2为金红石型和锐钛型混晶形式,SiO_2则为无定型形式。TiO_2-SiO_2复合氧化物颗粒中存在Ti—O—Si键。所得TiO_2-SiO_2复合结构为无定型SiO_2附着于晶态TiO_2的外部,且随着前驱体Ti/Si比值的改变而发生变化。     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO_2及其CO_2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO_2材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m~2·g~(-1))并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO_2材料对于CO_2的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO_2材料的CO_2吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO_2,氮掺杂的介孔CeO_2具有更好的CO_2吸附性能和循环吸附脱附性能.     

亚微米菜花?多孔状结构CeO_2的制备及其光吸收特性研究

以碳酸铈为铈源制备亚微米多孔状CeO_2,根据碳酸铈在空气和氩气中热分解的热重-差热(TG-DTA)曲线,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)表征碳酸铈在空气和氩气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明:在空气中热分解碳酸铈,获得多孔状结构CeO_2,其内部结构由亚微米CeO_2颗粒组成;在氩气中热分解碳酸铈,获得菜花状结构CeO_2,其内部结构由亚微米片状CeO_2组成;在小部分紫外光(370~400nm)和可见光(400~800nm)范围内,在氩气中获得的亚微米菜花状结构CeO_2对光的吸收能力优于在空气中获得的亚微米多孔状结构CeO_2对光的吸收能力。     

介孔TiO_2光催化材料的制备与性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,通过溶胶—凝胶法合成了纳米TiO_2光催化材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见光光度计(UV-Vis)、比表面及孔径分析仪对样品的物相组成、显微结构及光催化性能进行分析测试。研究结果表明:低温煅烧下,纳米TiO_2由单一的锐钛矿相组成,具有一定的团聚现象,尺寸约为20~60μm,随着温度的升高,尺寸变大。当煅烧温度达到600℃时,试样中出现金红石第二相,抑制晶粒长大尺寸约为6~12 nm。试样中产生4~6 nm的介孔孔道,比表面积为136.872 m2·g-1,对甲基橙的降解率达到92%。     

铈镧碳化物水解法制备La掺杂CeO_2纳米粉及性能

采用石墨坩埚,通过25 kg真空感应炉熔炼制备铈-镧稀土碳化物,然后在室温下水解铈-镧稀土碳化物后制得比表面积为131 m~2/g的镧掺杂CeO_2纳米粉。经过不同温度热处理(600℃~1000℃)的镧掺杂CeO_2纳米粉的X射线衍射、激光拉曼光谱、透射电子显微镜及其甲烷催化燃烧反应等结果表明,镧离子替代CeO_2晶格中的部分铈离子形成铈镧固溶体,与相同工艺制备的纯CeO_2纳米粉相比,La的掺杂不仅使CeO_2纳米粉热稳定性有所提高,而且还具有良好的甲烷催化氧化性能。此方法是一种可大规模制备稀土元素掺杂于CeO_2纳米粉的有效方法。     

真空蒸发镀膜法制备金属铈薄膜的表征

采用真空蒸发镀膜法在不锈钢基体上制备金属铈薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究铈薄膜的形貌和物相结构,通过俄歇电子能谱仪(AES)和X射线光电子能谱仪(XPS)测量元素形态及膜层深度。分析结果表明:金属铈薄膜表面致密,与不锈钢基体紧密结合,膜层的厚度约为24μm;金属铈薄膜的表面已经被氧化,氧化膜的厚度约为340 nm,其成分主要由CeO_2组成,也含有少量的Ce_2O_3。     

溶胶-凝胶法制备稀土CeO2掺杂纳米钨粉的研究

以偏钨酸铵(AMT)、柠檬酸和硝酸铈为原料,用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备稀土CeO2掺杂纳米钨粉。通过热重-差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积法(BET)等测试手段对复合粉体的合成工艺、物相、颗粒形貌和粒径进行了分析。结果表明:当pH值为1时,还原后的粉体颗粒呈准球形,无团聚,稀土元素以CeO2形式存在且均匀地分布在钨粉中,平均颗粒粒径为80nm左右,满足制备高性能掺杂稀土氧化物亚微米结构浸渍阴极的要求。     

新型CeO2-Fe2O3联合催化剂用于催化CO还原NO

采用3种不同的方法合成新型的以Fe₂O₃颗粒为载体的Ce-Fe复合氧化物催化剂,探究不同制备方式的复合氧化物催化剂的催化CO还原NO性能,并通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)表征来对催化剂进行探究。结果证明Ce-Fe复合氧化物具有较高的催化活性,硝酸水热法Ce-Fe复合氧化物在900℃时脱硝率可达到99%以上。XRD中显示硝酸水热样品中CeO₂峰向高角度偏移,并且晶格常数变小。Raman结果说明硝酸水热样品CeO₂的振动峰向左大幅度偏移,结合XRD说明硝酸水热法可以形成Ce-O-Fe固溶体。H2-TPR说明氧化还原性:硝酸水热法>硝酸浸渍法>普通浸渍法。XPS结果说明硝酸水热法形成的Ce-O-Fe固溶体可以促进Fe³⁺向Fe²⁺、晶格氧向吸附氧的转换,这体现出复合催化剂Ce、Fe之间的联合作用。在整个反应过程中Fe₂O₃作为载体可以提供大量晶格氧,Ce-O-Fe固溶体的存在决定了复合催化剂的高催化活性。     

CO气氛下CeO_2对Fe_2O_3压团还原行为的影响

在Fe_2O_3中添加CeO_2制成压团试样,利用X射线衍射和SEM、EDS相结合的方法就CO气氛下CeO_2对焙烧压团还原膨胀率及还原度的影响进行了研究。通过实验发现,还原过程中CeO_2部分形成铈铁固溶体,有效地促进了Fe_2O_3到Fe_xO阶段的还原,抑制了Fe_xO到Fe阶段的还原。实验结果表明,当CeO_2添加量为5%时,还原后压团试样的体积膨胀率由原来的15.83%降低至13.66%,但随着CeO_2添加量继续增大到7%,膨胀率反而增大至16.35%。可见CeO_2在一定的含量范围内起到了抑制还原膨胀的作用。     

CeO2-SiO2复合氧化物的制备及性能表征

化学沉淀法制备了SiO2和CeO2以及复合氧化物CeO2-SiO2等纳米粉体。对粉体的形貌及物相结构、粒径大小通过TEM及XRD进行了检测分析。SiO2粉体为无定形结构,粒径约500 nm,立方萤石型结构的CeO2及复合氧化物CeO2-SiO2的平均粒径小于10 nm,说明复合氧化物的合成过程抑制了粒径的长大。制备了SiO2/CeO2质量比分别为5%、10%、15%、20%的复合氧化物,煅烧温度为400℃～1000℃,结果显示随着SiO2比例的增加,CeO2的特征峰在逐渐减弱,半高宽变宽,粒径变小;随着煅烧温度的升高,特征峰强度增加,半高宽变窄,颗粒的晶型发育越来越完善,但样品的粒径变大。     

硫化铜晶体的合成及其光学特性

以氯化铜为铜源,二乙基二硫代氨基甲酸钠为硫源,合成了二乙基二硫代氨基甲酸铜前驱体,于180℃、保温12h水热分解二乙基二硫代氨基甲酸铜得到了硫化铜晶体。X射线衍射、选区电子衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜结果显示所得硫化铜为单晶六方结构,由尺寸约300nm的不规则颗粒及直径低于100nm的纳米棒状结构构成。紫外吸收光谱显示在208nm处有一较强的紫外吸收峰,光致发光光谱显示在465nm、495.6nm和600.6nm处分别存在较强的蓝光及绿光发射峰,这是由于硫化铜晶体的小尺寸及其晶体内的缺陷引起的。     

稀土Y对超细W-Ni-Fe复合粉末制备效果的影响

采用溶胶-喷雾干燥-氢还原法制备含稀土Y的超细90W-7Ni-3Fe复合粉末,通过X射线衍射仪分析其还原过程中的粉末物相变化,并用扫描电子显微镜观察所制粉末的大小和形貌,研究稀土Y对超细复合粉末制备效果的影响.结果表明:经600℃煅烧2 h的前驱体粉末中稀土Y以复合氧化物Y2W3O12的形式存在,Y含量对稀土复合氧化物的组成有很大影响,采用450℃/30 min 750℃/90 min的两步法进行还原,稀土Y的含量为5%时,稀土Y最终以Y2WO6的形式存在;稀土Y的含量为10%及20%时,稀土Y均以Y2WO6和Y6W2O15两种低价复合氧化物的形式存在.Y含量越大,粉末粒度越细.     

三元铜铁硫晶体的合成及光学性能

分别以氯化铜、氯化铁为铜源和铁源,二乙基二硫代氨基甲酸钠为硫源,乙醇为溶剂,合成了二乙基二硫代氨基甲酸铜/铁前驱体,通过水热分解二乙基二硫代氨基甲酸铜/铁前驱体得到了三元铜铁硫晶体。X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及选区电子衍射结果显示所得三元铜铁硫晶体为单晶立方Cu1.1Fe1.1S2结构,由平均尺寸小于500 nm的无规则颗粒及直径低于100 nm的纳米棒构成。紫外吸收光谱显示样品在287 nm和528 nm处有较宽广的紫外吸收峰,光致发光光谱显示样品在459.2 nm、494.2 nm和600 nm位置处分别存在较强的蓝光及绿光发射峰。     

水热合成-共还原法制备W-20%Cu复合粉体及其组织结构

以钨酸钠和硝酸铜为原料,通过水热合成反应及550℃/1.5 h焙烧得到氧化钨铜复合粉体,氢气还原后获得W-20%Cu复合粉体,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HTEM),对该复合粉体的组织与结构进行表征。结果表明:采用水热合成法制备氧化钨铜的前驱体时混合溶液应调整为碱性,最好将pH值控制在9,水热反应产物主要是由CuWO4·2H2O与Cu2WO4(OH)2组成的复合络合物;550℃温度下焙烧时水热合成产物完全分解为由WO3、CuO和CuWO4-x组成的复合氧化物,粒度在2~5μm之间,分布均匀;复合氧化物在700~900℃下氢气还原成为典型的铜包钨结构的钨铜复合粉体,呈规则球形,晶粒度在70 nm左右,钨铜分布均匀,两相一体,保留了溶液中分子级的混合状态。     

溶胶凝胶法制备TiO_2–SiO_2复合薄膜及特性表征

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶–凝胶法制备TiO_2–SiO_2复合薄膜,通过热重分析、X射线衍射、红外光谱、原子力显微镜和接触角测试等方法对样品进行表征。结果表明,TiO_2–SiO_2复合薄膜中存在Ti–O–Si化学键,薄膜具有较好的热稳定性,内部结构均匀且具有较高的孔隙率,平均孔径为50.2 nm;加入SiO_2使复合膜表面酸性提高从而吸附更多的羟基,表现出更强的亲水性能;当TiO_2:SiO_2=3:2(摩尔比)时,复合膜表面亲水性能良好。     

自牺牲模板法合成MnOOH纳米管的研究

以β-MnO2纳米管为自牺牲模板,在200 ℃不锈钢反应釜中保温48 h,首次合成了单斜相MnOOH纳米管.采用X射线衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、X射线能谱仪等检测手段对所制备样品进行表征.结果表明,所制备样品为纯相的单晶MnOOH纳米管,直径为200～500 nm,长度可达几个微米. MnOOH;纳米管;单斜相;β-MnO2;自牺牲模板