介电常数可调的无铅高压陶瓷电容器材料的研究

在BaTiO3瓷的基础上加入SrTiO3,CaCO3,Bi2O3.3TiO2等,以合理工艺制度,烧制成具有(1-z)(Ba1-x-ySrxCay)TiO3.z(Bi2O3.3TiO2)化学形式的瓷料。通过正交实验法研究了不同添加剂对该系统高压陶瓷电容器材料性能的影响,同时在此基础上进一步优化配方,得到了介电常数可调、综合性能较佳的瓷料配方,其中介电常数较高、性能较好的配方为:0.97(Ba0.6Sr0.3Ca0.1)TiO3.0.03(Bi2O3.3TiO2),其性能为:εr=3802,tanδ=4.2×10-3,Eb=9.2 kV.mm-1;介电损耗最低、耐压强度最大的配方为:0.96(Ba0.45Sr0.4Ca0.15)TiO3.0.04(Bi2O3.3TiO2)其性能为:rε=2089,tanδ=6×10-4,Eb=16.9 kV.mm-1。     

化学包覆法制备TiO_2/SiO_2复合物

与TiO2光催化剂相比,以SiO2为载体或内核制备的TiO2/SiO2复合催化剂,其表面活性、光催化活性和热稳定性都更高。以粉煤灰为原料制备的沉淀SiO2为硅源,钛酸四丁酯为钛源,采用化学包覆法制备TiO2/SiO2复合物,采用扫描电镜(XRD)、红外光谱(FT-IR)和差热分析(TG-DTA)等测试手段对该复合物进行表征。FT-IR和TG-DTA分析证实,SiO2被TiO2有效包覆。复合物热稳定性较高,经700℃焙烧4 h后,SiO2仍为无定形,TiO2以锐钛矿相为主;在900℃焙烧后,TiO2大部分由锐钛矿相转变为金红石相。     

TiO2薄膜的光电性能及应用

TiO2是高折射率(n=2.7)、大介电常数(ε=114)和半导体微电子结构特点。它的薄膜(d<1μm时)是具有光学宽透明波限的优异光电子基质材料。在概述TiO2薄膜制备工艺过程及其对TiO2镀膜材料技术要求的基础上,有针对性地分析了薄膜的光电作用机制,重点介绍TiO2薄膜的光电特性及其在民用和高技术领域的具体应用情况,如光反射、光增透、光吸收、太阳能电池、太阳能集热、半导体介电性能等。     

非贵金属催化材料研究取得新进展

<正>近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室磁性材料与磁学研究部研究员张志东团队与催化材料研究部研究员苏党生以及中科院宁波材料技术与工程研究所研究员张建团队、中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室彭丽霞共同合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含高指     

活性炭负载TiO_2改性处理及其性能表征

采用溶胶–凝胶法对盐酸预处理后的活性炭(activatedcarbon,AC)进行负载TiO2改性处理,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、比表面积及孔径测试(BET)、热重分析(TG/DTG)、傅立叶红外光谱分析(FTIR)等对负载TiO2前后的活性炭结构与理化性能进行表征,并利用电化学工作站测试其电化学性能。结果表明,凝胶的最佳煅烧温度为450℃,制得的TiO2/AC复合体表面及孔道中有絮状或颗粒状的TiO2存在,Ti元素含量(质量分数)为24.91%,晶体类型为锐钛矿型;同时,TiO2/AC表面形成一些Ti—O键的含氧官能团。活性炭负载TiO2改性后,比表面积降低23.1%,比电容升高16.4%,电吸附性能提高,可作为电极材料用于去除废水中的无机盐离子。     

钒掺杂TiO_2粉体的制备及性能

严重的环境和能源问题推动了对以TiO2为主的半导体光催化材料的研究.金属阳离子掺杂TiO2,可以有效地提高光催化材料对可见光的响应及光催化性能.该文作者采用水相法制备以不同比率掺杂钒的TiO2粉体,并用H2SO4溶液浸渍处理,研究掺杂比率对粉体吸收光谱和光催化降解甲基橙的影响.结果表明:钒掺杂可以使TiO2粉体的光波长响应阈值移至600 nm左右,大大提高了TiO2对可见光的吸收;钒的掺杂比率(摩尔分数)为2.5%时,粉体在普通日光灯下照射6h,对甲基橙的降解率达到69%,高于纯TiO2粉体;硫酸修饰则提高了掺杂钒的TiO2粉体的光催化性.     

金红石型纳米TiO2及改性聚丙烯的紫外-可见光谱特性研究

采用荧光紫外灯对金红石型纳米TiO2改性聚丙烯材料进行了加速老化试验,并用紫外-可见分光光度计分析了金红石型纳米TiO2、纳米TiO2改性聚丙烯等材料的紫外-可见光谱特性.结果表明金红石型纳米TiO2在紫外光区有很强的屏蔽特性,添加0.5% 就能够将聚丙烯的紫外线屏蔽性能提高2倍;当与受阻胺光稳定剂(HALS)复合使用时能够产生协同作用,将聚丙烯的紫外线屏蔽性能提高9倍,人工加速老化14 d后的紫外屏蔽性能未发生改变,从而能够赋予聚丙烯长效的抗紫外光老化性能.     

纳米TiO2-Al2O3复合粉体的电化学合成

用电化学合成方法制备了TiO2-Al2O3的复合粉体材料,借助化学热力学数据库软件系统对体系进行了热力学分析。所得到的TiO2/Al2O3的复合粉体中,氧化铝主要沉积在二氧化钛颗粒的表面,且二氧化钛的成分任意可调。对TiO2-Al2O3复合凝胶进一步高温处理,可获得纳米Al2TiO5。     

凝胶-微乳液化学剪裁制备TiO2纳米颗粒

以钛酸丁酯为前驱物醇解为溶胶的方法制备成凝胶 ,再将其分散于微乳液中进行化学剪裁制备TiO2 纳米微粒 ;并用XRD ,TEM ,EDS ,FT IR对它进行了表征。研究表明 :它属于表面活性剂包裹型超细微粒 ,微粒呈均匀球状 ,平均粒径 30～ 5 1nm。每个小球包含 15～ 34个TiO2 粒子。与单纯用Sol gel工艺制备的锐钛矿型TiO2 纳米粉体 (40～ 80nm)比较 ,本法制备的TiO2 颗粒更加均一细小。     

纳米TiO_2含量对SEBS/TiO_2复合材料性能的影响

以纳米二氧化钛为抑菌剂,使用表面改性剂改善纳米二氧化钛与SEBS的相容性,制备出具有特殊用途的SEBS/TiO2纳米复合材料,并考察了TiO2添加量对复合材料力学性能的影响.采用SEM表征纳米二氧化钛在SEBS中的分散性能;采用黄色指数间接评价材料的抑菌性能.研究表明:随TiO2表面改性剂用量的增加,SEBS/TiO2纳米复合材料的拉伸强度、伸长率、抑菌性能呈先增加后减少趋势;随TiO2含量的增加,SEBS/TiO2纳米复合材料的拉伸强度、伸长率、黄色指数均不同程度增加.表面改性剂和纳米TiO2用量均为4%时,SEBS/TiO2纳米复合材料的黄色指数最高能达到27,即材料的抑菌性能最佳,此时也可以达到很好的力学性能.     

TiO2纳米晶材料的制备和光催化性能研究

对采用溶胶 凝胶方法制备的TiO2 纳米晶材料进行了光催化分解氨气的测试试验。实验结果表明 ,制备TiO2 纳米晶的方法直接影响TiO2 纳米晶材料的光催化性能。采用碱性水溶液条件形成溶胶 凝胶体系时 ,制备的TiO2 纳米晶材料可长期使用 ,光催化性能不变 ;TiO2 纳米晶的表面处理剂是影响TiO2 纳米晶材料光催化性能的显著因素 ;TiO2 纳米晶在晶粒度小于 10 0nm的条件下 ,其晶粒度大小对光催化性能无显著影响。     

华中科技大学在稀土上转换发光材料研究取得重要研究进展

正近期,华中科技大学材料学院材料成形与模具技术国家重点实验室新材料与器件研究中心团队与中国科学院化学研究所在《自然·通讯》(Nature Communications)上合作发表了关于稀土上转换发光材料的最新研究成果"Enhancing multiphoton upconversion through interfacial energy transfer in multilayered nanoparticles"(通过界面能量传递增强强多层结构纳米粒子的多光子上转换发光)。该工作由材料学院马颖教授团队、中国科学院化学研究所姚建年院士、张闯研究员以及中国科学院高能物理研究所谷战军研究员合作完成。     

TiCxOy固溶体的导电性能和物相研究

以TiC为还原剂,根据试验产物TiCxOy的碳氧比(x/y),按照TiO2+TiC→TiCxOy+CO(g)反应的化学计量配比与TiO2粉末混合,在1 000～1 500℃进行真空烧结。XRD分析结果表明,反应产物为类似TiC晶格结构的TiCxOy固溶体,并且原料的碳氧比要满足x/y>1.5。热处理后所得的固溶体具有优良的导电性能。     

MnO2与TiO2对8YSZ低温烧结及性能的影响

以MnO2、TiO2为烧结助剂,研究了其不同用量和配比及烧结温度对8YSZ(8%Y2O3-ZrO2)烧结致密度和力学性能的影响。结果表明:加入MnO2和(或)TiO2均有利于8YSZ的烧结致密化,MnO2的助烧结作用明显强于TiO2;MnO2和(或)TiO2在1 300℃的烧结温度下进入ZrO2晶格中,其添加可提高8YSZ烧结体的硬度、抗弯强度、断裂韧性和四方相含量;8YSZ的致密度和力学性能均随烧结温度的提高而提高;当TiO2添加量由0增加到3%及MnO2添加量由3%减少到0时,8YSZ的致密度、维氏硬度和抗弯强度均逐渐降低。     

制备工艺对钛酸钡基无铅高压陶瓷电容器材料性能的影响

以BaTiO3为基料,加入SrTiO3,CaCO3,Bi2O3·3TiO2等制备了(1-z)Ba1-x-ySrxCayTiO3·z(Bi2O3·3TiO2)系无铅高压陶瓷电容器材料,研究了制备工艺对材料性能的影响.结果表明,在保温时间一定的情况下,瓷料的最佳烧结温度取决于组分中Bi2O3·3TiO2含量,且烧结温度随着Bi2O3·3TiO2的含量的增加而降低;在BaTiO3中加入30％SrTiO3,10％ CaCO3和3％ Bi2O3·3TiO2时(均为摩尔分数),瓷料的最佳烧结温度为1240℃,其εr=3802,tgδ=4.2×10-3,Eb=9.2 kV·mm-1;并且在研究介温性能时,居里温度降低到35℃左右,拓宽了介电峰;当Bi2O3·3TiO2的含量增加到4％时,瓷料的最佳烧结温度为1220℃;在合理的烧结温度范围内,低温烧结和慢速升温将有利于细晶的致密化,从而改善高压陶瓷电容器的综合性能.     

CeO_2包覆对TiO_2传感器材料的氧敏性能的影响

针对CeO2 具有良好的催化性和稳定性 ,以及TiO2 具有优良的氧敏特性 ,采用溶胶 凝胶法制备CeO2 包覆TiO2 材料 ,并在自行设计的实验装置中对材料进行氧敏测试。该材料的温度系数低于纯TiO2 材料 ,且氧敏性能比纯TiO2 材料显著提高。其原因在于壳层中CeO2 颗粒为氧离子进出包覆体内的TiO2 提供通道 ,并利用CeO2 储、放氧能力 ,促进TiO2 电导率变化。     

低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe3O4为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO2/Fe3O4磁性光催化剂.利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO2/Fe3O4比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响.结果表明,在100、300和450℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO2质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO2/Fe3O4(100℃,TiO2质量分数70%)在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率.     

高炉低w（TiO2）炉渣流动性的研究

为了有效地利用含钛磁铁矿,研究了低w(TiO2)炉渣的流动性。实验选定w(TiO2)的变化范围为1%～3%,碱度为1.15,以现场高炉渣为主,实验室添加化学试剂配半合成渣,研究了w(TiO2)的变化对炉渣流动性的影响。实验结果表明:在只变动w(TiO2)的条件下,w(TiO2)维持在2%左右有利于改善炉渣流动性;炉渣熔化性温度随着w(TiO2)的增加先减小后增加,当w(TiO2)为2%时炉渣熔化性温度最低。     

改性纳米二氧化钛对钼(Ⅵ)的吸附行为研究

利用浸渍法对纳米TiO2进行表面改性,制备出改性纳米TiO2,扫描电镜(SEM)对其进行了表征,并以其为吸附剂,以电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法为分析手段,探讨了改性纳米TiO2在静态吸附条件下对Mo(Ⅵ)的吸附性能。考察了影响其吸附和解脱的主要因素及Mo(Ⅵ)的吸附等温线,研究了常见共存离子的影响,并做了选择性比较实验。结果表明:在pH 2.0,振荡8 min,静置2 h条件下,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附率可达到93.0%以上;10 mL 0.1 mol/L NaOH作为解脱剂可使Mo(Ⅵ)定量解脱;与未负载的纳米TiO2相比,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附性能良好,选择性更好。该指示剂已用于水样中钼的测定。     

板钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了板钛矿相TiO2的电子结构、态密度、电荷密度和光学性质.计算结果表明板钛矿相TiO2为直接带隙氧化物,禁带宽度为2.36 eV;计算并分析了板钛矿相TiO2的复介电常数、复折射率、光电导谱、吸收系数、反射率和损失函数,计算得到其静态介电常数为(100)、(010)和(001),方向分别为4.12、3.37和3.45,折射率分别为2.03、1.83和1.89;通过对比发现,由于板钛矿相TiO2晶体结构的对称性,在(100)、(010)和(001)方向上具有明显的光学各向异性,为板钛矿相TiO2的应用提供了理论参考数据.