介孔Ce_(1-x)Zr_xO_2材料的均匀共沉淀法制备与表征

以硝酸铈和硝酸锆为原料,尿素为沉淀剂,CTAB为模板剂,采用均匀共沉淀法,制备出具有介孔结构的Ce_(1-x)Zr_xO_2(x=0.1~0.4)材料。利用XRD、Raman光谱、BET、SEM和TEM等测试方法,对合成试样的晶体结构、微观形貌、孔结构等性能进行表征。实验结果表明制备的Ce_(1-x)Zr_xO_2材料主晶相为立方面心CeO2结构。Ce_(1-x)Zr_xO_2材料随着Zr~(4+)掺量增大,晶胞参数a逐渐减小,且BET比表面积呈现出先增加后减小的趋势;Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2试样BET比表面积随反应溶液中CTAB浓度增加逐渐增大,随煅烧温度升高而减小。当Zr~(4+)摩尔掺量为10%,CTAB的浓度为0.055mol/L,煅烧温度为500℃时,制备的Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2试样为直径约200nm的球形颗粒,BET比表面积达到了94.82m~2/g。     

介孔Zr（HPO4）2的合成及表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法配合水热晶化合成了具有短程有序介孔结构的层状化合物Zr(HPO4)2。通过XRD、N2吸附、HRTEM等技术对样品的物相、孔结构和形貌进行了表征,结果表明,按n(CTAB)∶n(Zr)=0.8引入CTAB作为模板剂所合成的前驱体在120℃水热晶化48h,可以得到比表面积为66.9m2/g、孔容为0.11cm3/g、平均孔径为8.1nm的单相Zr(HPO4)2结晶化合物。     

高分子凝胶改进铈锆固溶体的制备及表征

以不同摩尔比的Ce(NO3)4·6H2O和Zr(NO3)4·5H2O为固溶体原料,在其中添加适量的丙烯酰胺(C3H5NO)、N’N亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2)和过硫酸铵((NH4)2S2O8)作为高分子凝胶剂,制备出高分子凝胶改进铈锆固溶体,研究了Ce/Zr比对铈锆固溶体性能的影响。结果表明,高分子用单体与网络剂的三维聚合网络,分散固溶体的粉体颗粒,煅烧高分子后形成多孔结构;上述两因素的协同作用促进了多孔纳米铈锆固溶体的形成。当C3H5NO与C7H10N2O2的质量比为5∶1、混合溶质的溶度为0.04 mol/L并经合适的热处理可以得到粒径为10-20 nm的铈锆固溶体。X射线衍射结果表明,Ce/Zr摩尔比为3∶7~5∶5时固溶体为四方相结构;Ce/Zr摩尔比升至6∶4~7∶3时固溶体为立方相结构;晶格常数随着Zr+的增多而减小。N2吸附-脱附实验结果表明,Ce/Zr摩尔比为6:4时固溶体具有优异的比表面积和孔结构数据:比表面积为120.5 m2·g-1;孔径达到8.12 nm;孔容高达0.22 cm3/g。扫描电镜观察结果显示,铈锆固溶体具有蜂窝状的多孔性结构。     

溶胶-凝胶法制备介孔TiO_2及其表征

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO_2。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和N_2吸附脱附对介孔TiO_2进行表征。结果表明,低于500℃煅烧,制备出的介孔TiO_2晶型为锐钛矿型,比表面积达283.32m~2/g,最可几孔径在3.5nm左右,孔体积0.422cm3/g;550℃煅烧制备的介孔TiO_2比表面积下降,并出现金红石型结构。     

改进溶胶-凝胶法合成CeO_2-ZrO_2固溶体及催化性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和ZrO(NO_3)_2·2H_2O为原料采用改进溶胶-凝胶法合成了纳米级铈锆固溶体,考察了不同铈锆摩尔比和温度条件对制备固溶体的粒度、晶型和还原性能的影响,获得了优化工艺条件.采用XRD、比表面积测定(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(TPR)进行表征.结果表明:此方法制备的固溶体均为立方萤石结构的铈锆固溶体复合氧化物,其比表面积可达92m~2/g;450℃焙烧制备的样品具有良好的还原活性.在常压固定床流动体系中进行乙醇水蒸气重整反应结果表明:当n(Ce):n(Zr)=3:1时,CeO_2-ZrO_2固溶体比CeO_2和其它比例的固溶体具有更高的催化活性和对氢气的选择性.ZrO_2的引入不但改进了CeO_2的热稳定性,而且提高了CeO_2的还原能力.     

Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料的制备及表征研究

先以纳米Al_2O_3为核,Na_2SiO_3和柠檬酸为原料,采用非均匀成核法制备出Al_2O_3/SiO_2包覆型复合纳米粉体;再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介孔模板剂,通过自组装法制得Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料;并借助X射线衍射、红外光谱、透射电镜、能谱和N_2吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明:SiO_2和介孔SiO_2依次包覆在Al_2O_3表面形成了Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料,其具有MCM-48型介孔孔道结构,平均孔径为2.3nm,比表面积为454m~2/g,孔体积为0.43cm~3/g。     

介孔结构纳米TbxZr1-xO2-δ复合氧化物的合成及表征

采用以聚乙二醇(PEG)为表面活性剂的水热法合成了不同Tb/Zr比的TbxZr1-xO2-δ复合氧化物,并用以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂的共沉淀法合成了Tb0.6Zr0.4O2-δ,将其作为不同方法的比较。利用XRD、TG-DTA、HRTEM、SAED和N2吸附-脱附对样品的物相结构、高温热稳定性、样品形貌、晶粒大小及孔结构进行表征。结果表明,当n(Tb)/n(Zr)≥0.6时样品呈现出氧化铽的立方晶体结构,合成的Tb0.6Zr0.4O2-PEG的表面形貌为不规则的类球状纳米粒子,粒径为5nm左右,产物的孔径主要集中在7.2nm左右。HRTEM图中明显显示出其晶体中的(111)及(200)晶面。TG-DTA曲线显示温度高于500℃时失重不明显,表明焙烧后的铽锆固溶体具有良好的热稳定性。     

介孔介晶Ce1-xSmxO2固溶体的合成及其催化性能研究

以乙酸盐为原料,三嵌段共聚物P123为模板,采用溶剂诱导自组装法(EISA)合成介孔介晶Ce1-x-Smx O2固溶体。利用X射线衍射、N2吸-脱附、X射线光电子能谱和氢气-程序升温还原等测试手段对样品的形貌和结构进行了表征。结果表明:样品属于立方萤石结构,平均颗粒尺寸为7.65nm,孔径分布在2.0～3.8nm之间,平均比表面积为96m2/g。介孔介晶Ce1-x Smx O2材料对亚甲基蓝模拟染料废水具有良好的脱色能力,在反应120min时脱色率基本超过70%。     

锆掺杂MCM-41介孔分子筛的水热合成与稳定性

水热条件下,以硅酸钠和硫酸锆为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,按照初始的ZrO2与SiO2物质的量之比0.05、0.1、0.2和0.3合成了4种不同锆含量的含锆介孔分子筛(ZrMCM-41).采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积孔径测定等方法对样品的结构和形貌进行了表征.考察了不同ZrO2与SiO2物质的量之比、不同焙烧温度以及不同水热处理时间对样品孔结构的影响.结果表明:合成的样品具有典型的MCM-41介孔结构,其比表面积为448.6~891.9 m2/g.随着样品中锆含量的增加、焙烧温度的升高和水热处理时间的延长,所合成样品的介孔有序性下降,BET比表面积降低.     

Mg掺杂对Gd_2Ce_2O_7热导率的影响

以Gd_2O_3、MgO和Ce(NO_3).6H_2O为原料,采用溶胶凝胶法制备了(Gd_(1-x)Mg_x)_2Ce_2O_(7-x/2)固溶体。用X射线衍射法分析了固溶体的相组成,用扫描电镜观察了其致密块体样品的显微组织,用激光脉冲法测试了固溶体的热扩散系数。结果表明,成功制备了纯净的具有萤石结构的(Gd_(1-x)Mg_x)_2Ce_2O_(7-x/2)固溶体,其致密块体结构致密,晶界清晰,较多的氧空位使(Gd_(0.95)Mg_(0.05))_2Ce_2O_(6.95)具有最低的热导率,(Gd_(1-x)Mg_x)_2Ce_2O_(7-x/2)固溶体有潜力用作热障涂层表面陶瓷层材料。     

Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体的制备及性能研究

用共沉淀法制备出Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体,并利用TG-DTA-DTG、XRD、TEM和H2-TPR等方法对样品的物相结构、晶粒大小、还原性及高温热稳定性进行表征.结果表明,Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体为物相结构稳定的立方相固溶体,该粉体的平均粒度为10 nm左右,分散性好,而且与Ce0.6Zr0.4O2相比,在Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2中,Pr的存在明显提高了其还原性和高温热稳定性.     

纳米介孔氧化铝的制备工艺及性能

分别采用碳黑和十六烷基三乙基溴化铵作为模板剂,硝酸铝为前驱体,用溶胶-凝胶法合成介孔氧化铝.通过N2吸附一脱附、TG-DSC等测试手段对样品进行了对比分析表征.考察了两种不同模板剂对其晶体结构、比表面及孔径大小的影响.实验结果表明,相对于十六烷基三甲基溴化铵或碳黑做模板剂,采用十六烷基三甲基溴化铵和碳黑组成的复合模板剂可以合成较大的比表面积、孔径和孔容(分别为370m2/g、6.5nm和1.54cm3/g)的介孔氧化铝,而且具有较窄的孔径分布.     

Na3＋xZ2—xYbxSi2PO12系统的相关系电导和结晶化学

研究了 Na_(3 x)Zr_(2-x)Yb_xSi_2PO_(12)系统的相关系和电导。此系统形成有结构连续转变的固溶体,在 x=0.5和 x=0.8时分别完成从单斜至三方和从三方至四方的结构转变。电导率开始随 x 的增加而缓慢降低,至 x=0.8后剧烈下降。比较了 Na_(3 x)Zr_(2-x)Yb_xSi_2PO_(12)与 Na_3Zr_(2-x)Yb_xSi_(2-x)P_(1 x)O_(12)以及 Na_(3 x)Zr_2Si_(2 x)P_(1-x)O_(12)系统,讨论了在此类系统中影响钠离子迁移的结晶化学因素。     

FeCoZrNbB合金的晶化过程及磁性能

采用单辊快淬法制备Fe_81-xCo_xZr₇Nb₂B₁₀(x = 2, 4, 6) 系非晶合金,并对该系非晶合金进行热处理。利用X射线衍射和振动样品磁强计研究FeCoZrNbB 合金系的晶化过程和磁性能。结果表明,Fe_81-xCo_xZr₇Nb₂B₁₀(x = 2, 4, 6) 系合金在快淬速率为30 m/s时完全形成非晶。Fe₇₉Co₂Zr₇Nb₂B₁₀合金的晶化过程为非晶→非晶+α-Fe→α-Fe + Fe₃Zr + Fe₂Nb_0.4Zr_0.6;Fe₇₇Co₄Zr₇Nb₂B₁₀与Fe₇₅Co₆Zr₇Nb₂B₁₀合金的晶化过程相同为非晶→非晶+α-Fe→ α-Fe + Fe₃Zr →α-Fe + Fe₃Zr + Fe₂Nb_0.4Zr_0.6。Co 含量的增加抑制了退火后α-Fe晶相的形核,并促使Fe 3Zr化合物更易析出。Fe_81-xCo_xZr₇Nb₂B₁₀(x = 2, 4, 6) 合金的比饱和磁化强度( M_s) 和矫顽力 ( H_c) 随退火温度的变化趋势相同。530℃ 之前退火,随退火温度的升高M s增加并不明显 ; 530℃之后退火,M_s迅速上升。530℃ 退火,H_c达到最小值;高于530℃ 退火,H_c随退火温度的升高而增加。      

退火温度对Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3薄膜结构及其性能的影响

采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和微观形貌进行了表征,通过改变退火温度制得了具有单一钙钛矿结构的Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3薄膜.然后将该薄膜与环氧树脂形成复合结构材料.对其铁电性能以及复合材料的阻尼性能进行了测试,结果表明,退火温度的升高有利于改善薄膜的铁电性能,在750℃下退火的Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3薄膜,其剩余极化值2Pr达到了68.6μC/cm~2, 矫顽场强2E_c达到158.7kV/cm;同时退火温度的升高还有利于薄膜致密度的提高,对复合材料的阻尼性能也有一定的改善,当退火温度达到800℃,复合材料的阻尼损耗因子达到最大值,阻尼温域最宽,阻尼性能最好.     

用稻壳灰为硅源合成有序介孔二氧化硅材料的研究

用稻壳灰为硅源,用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,在酸性或碱性条件下均成功地合成了有序介孔SiO2材料MCM-41.利用XRD、N2吸附曲线、SEM、TEM等测试方法分别对稻壳灰及介孔SiO2样品进行了表征.结果表明,稻壳灰为非晶体,呈粒状的多孔结构,其比表面积为250m2/g;在酸性条件下合成的MCM-41具有周期性规则排列的介孔结构,最可几孔径为2.4nm,比表面积为1100m2/g.     

Oxidation treatment of diesel soot particulate on CexZr1-xO2

Catalytic oxidation of diesel soot particulate on Ce(x)Zr(1-x)O(2) catalysts was investigated. Results indicated that Ce/Zr ratios had a significant influence on the catalytic activities. Compared with the ignition temperature (T(i)) of uncatalyzed soot combustion, T(i) of Ce(0.5)Zr(0.5)O(2) with the best catalytic behavior decreased by 80 degrees C. The reactant gas compositions (O(2), H(2)O and NO) affected the catalytic activities too. O(2)-TPD, TG-DTA and XPS characterization results showed that Ce(x)Zr(1-x)O(2) released lattice oxygen continuously to promote the soot combustion even no gas oxygen occurred in the reaction atmosphere. The mechanisms of spill-over and reduction/oxidation functioned synergistically for soot catalytic combustion.     

Role of late transition metals on pitting resistance of Zr-Ti-(Cu,Ni,Co)-Al bulk metallic glasses in 0.6 M NaCl aqueous solution

Four quanternary Zr-based bulk metallic glasses(BMGs)were selected,including the Zr_(46)Ti_2Cu_(45)Al_7,Zr_(61)Ti_2Cu_(25)Al_(12),Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19)and Zr_(55)Ti_2Co_(28)Al_(15),due to their robust glass-forming ability and containing a single species of late transition metal(LTM)in compositions.Their pitting resistances in 0.6 M Na Cl aqueous solution were investigated to examine the role of LTM elements in the alloys,with electrochemical measurements,surface morphology observation and x-ray photoelectron spectrometry analysis.It is shown that in comparision with two Cu-bearing BMGs,Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19)and Zr_(55)Ti_2Co_(28)Al_(15)BMGs exhibited significantly superior resistance to pitting.Zr_(61)Ti_2Cu_(25)Al_(12),Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19)and Zr_(55)Ti_2Co_(28)Al_(15)BMGs manifested distinct passivation behaviour,because of the formation of surface passive film mainly comprising of Zr O_2,Ti O_2and Al_2O_3.However,no significant differences in the electrochemical resistive properties and thicknesses of passive films were found between Zr_(61)Ti_2Cu_(25)Al_(12)and Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19)BMGs.Nevertheless,at the passive film/metal interface,copper enrichment took place in Zr_(61)Ti_2Cu_(25)Al_(12),whereas the nickel was slightly deficient at the interface in Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19).During pitting propagation,selective dissolution of the zirconium,titanium and aluminum over the copper took place in Zr_(61)Ti_2Cu_(25)Al_(12),but it was not the case in Zr_(55)Ti_4Ni_(22)Al_(19).For the two Cu-bearing BMGs,reduction of passive base metal elements in composition resulted in local selective dissolution,even absence of the passivation.     

双电层电容器用煤基活性炭的制备与电化学性能表征

以河南永城无烟煤为原料、KOH为活化剂制备了高比表面积的煤基活性炭,采用低温N_2吸附法对活性炭的比表面积、孔容及孔径分布进行了表征,并对其用作双电层电容器电极材料的电化学性能进行了系统测试.在KOH与煤的质量比为4:1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下制备出的活性炭其比表面积高达3224m~2/g,总孔容达1.76cm~3/g,中孔率为57.95%.该活性炭电极在3mol/L KOH电解液中的比电容高达324F/g,且具有良好的循环性能,当电流密度为40mA/g时,经1000次循环后,比电容保持率超过92%,且其漏电流很小.