溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2的研究

综述了溶胶凝胶法制备锂离子电池三元正极材料Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2的研究,讨论了三元材料的结构特性,着重从添加有机络合剂、掺杂、包覆改性以及模板辅助等方面探讨对Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2材料电化学性能的影响,并分析三元材料目前存在的问题和未来应用的前景。     

磁性Mn-Fe载体制备及其在合成碳酸二苯酯中应用

采用溶胶-凝胶法制备Mn-Fe复合氧化物前驱体,经过高温焙烧得到具有软磁特性的氧化羰基合成碳酸二苯酯的催化剂载体,并通过XRD,H2-TPR,BET,VSM等手段对载体和催化剂进行表征。XRD测试结果表明:低于500℃焙烧温度下Mn-Fe复合氧化物载体具有完整的尖晶石型结构,高于500℃时出现杂相且随温度升高杂相峰强不断增加;H2-TPR测试结果表明:Mn-Fe复合氧化物载体具有较好的低温氧化性能,但随着焙烧温度升高还原峰温度不断向高温偏移;BET法比表面积测试结果显示:500℃下焙烧得到的载体比表面积达到29.53m2/g,VSM测试结果显示经负载后催化剂比饱和磁化强度达到43.16Am2/kg。当负载质量分数为0.5%Pd后用于苯酚氧化羰基合成碳酸二苯酯,在反应总压为5MPa、CO与O2分压比为93∶7、反应时间4h、反应温度100℃时,碳酸二苯酯单程收率可达28.33%,选择性在99.1%以上。     

Sol-Gel Glass-Encapsulated Crown Ethers for the Separation and Preconcentration of Strontium from Acidic Media

Extraction chromatography employing an inert polymeric support impregnated with a crown ether (typically, 4,4’,(5’)-di-(tert-butylcyclohexano)-18-crown-6 (DtBuCH18C6)), either neat (i.e., undiluted) or as a solution in 1-octanol, has previously been shown to provide an effective means for the isolation of radiostrontium from a variety of sample types for subsequent determination. In this study, sol-gel chemistry has been employed to prepare sorbents in which DtBuCH18C6 is encapsulated in a silica matrix. The resultant materials have been evaluated for their ability to retain strontium ion and compared to a commercially available extraction chromatographic (EXC) resin. Certain of the new materials are shown to provide uptake efficiencies comparable to those obtained with the commercial resins, although unless a porogen is employed, the kinetics of strontium uptake are significantly slower. In contrast to conventional EXC materials, however, strontium uptake by DtBuCH18C6-loaded glasses does not increase in proportion to the amount of extractant present, indicating that not all of the crown ether present is available for interaction with the metal ion.     

锆硅包膜金红石型钛白粉工艺优化及性能

采用溶胶–凝胶法制备了锆硅包膜金红石型钛白粉。通过正交实验研究了浆液浓度、分散剂用量和Zr O2、Si O2两种包膜剂含量对锆硅包膜金红石型钛白粉的影响,得到了制备锆硅包膜金红石型钛白粉的优化工艺条件。采用Nano-ZS型粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪、Fourier红外光谱仪等测试手段,考察锆硅包膜金红石型钛白粉的效果和包膜机理。结果表明:金红石型钛白粉表面包覆了两层均匀而致密的Zr O2膜和Si O2膜。包膜后金红石型钛白粉的失光率、吸油量和遮盖力都有所下降,白度值增加。同时,证实了这两层膜是以化学键Zr-O-Ti和Si-O-Zr的形式结合在金红石型钛白粉颗粒表面。     

冷冻注凝制备氮化硅陶瓷基耐高温复合材料

采用硅溶胶冷冻胶凝陶瓷成型技术制备Si3N4/BAS陶瓷复合材料,分析了硅溶胶冷冻胶凝技术原理和特点,并对Si3N4/BAS陶瓷复合材料性能及微观形貌进行了研究。结果表明:该成型方法所获得的坯体干燥无变形无开裂,收缩率小于1%;陶瓷烧结体密度为2.9 g/cm3时,烧结体抗弯强度、弯曲弹性模量、断裂韧性以及洛氏硬度分别为350 MPa、193GPa、6.2 MPa·m1/2和58。该成型技术实现了陶瓷界多年来对先进陶瓷高效、低成本、原位近净尺寸成型的追求。     

非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆晶须

以无水四氯化锆为锆源、正硅酸乙酯为硅源、氟化锂为矿化剂、乙醇为溶剂、氟化锆为生长助剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆晶须。借助综合热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究了硅酸锆干凝胶在氮气气氛中热处理的物相变化以及成型压力、氟化锆用量对形成硅酸锆晶须的影响,探讨了硅酸锆晶须的形成机理。结果表明:氮气气氛下热处理并不影响硅酸锆的低温合成,成型压力过大或过小、氟化锆用量过多或过少均不利于硅酸锆晶体的一维择优生长,成型压力为2 MPa、氟化锆用量为10%(质量分数)时,硅酸锆晶须直径为0.2~0.4μm、长径比达到15~30。     

白光LED用红色发光材料CaLa_2(MoO_4)_4:Eu~(3+)的微波辅助溶胶–凝胶法合成及发光特性

以柠檬酸为络合剂,采用微波辅助溶胶–凝胶法制备了CaLa2(MoO4)4:Eu3+红色荧光粉。研究了前驱体的热分解历程,分析表征了样品的结构、形貌和发光性能。探讨了焙烧温度、Eu3+掺杂量、柠檬酸与乙二醇摩尔比和硼酸用量等对样品发光性能的影响。结果表明:前驱体经700~900℃焙烧均能得到目标产物CaLa2–x(MoO4)4:x Eu3+,样品具有白钨矿结构,属于四方晶系。样品的激发光谱在250~350 nm处有一宽吸收带,对应于Mo–O,Eu–O电荷迁移带;在395和464 nm处存在很强的吸收峰,归属于Eu3+的4f–4f跃迁。发射光谱主峰位于616 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁发射。前驱体经800℃焙烧所得样品发光强度最大,且发光强度随着Eu3+掺杂量的增加而增大,在x=0.2~1.0范围内未出现猝灭现象。体系中加入适量乙二醇,可以起到细化晶粒、提高粉体分散性的作用,但浓度过高则会降低样品的发光强度;助熔剂硼酸的用量对样品发光强度影响较大,当用量为3%时,样品的发光性能较好。     

静电纺丝模板法制备γ-Al_2O_3纤维

以静电纺丝法制备的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纤维为模板,以非水解溶胶-凝胶法制备的Al2O3溶胶为浸渍液,利用模板浸渍技术制备出Al2O3凝胶-PVP复合纤维,再经1 000℃煅烧制备出γ-Al2O3纤维。借助X射线衍射和扫描电镜研究了浸渍溶胶浓度、浸渍时间及浸渍次数对γ-Al2O3纤维物相组成及形貌的影响。结果表明:当Al2O3溶胶中铝离子浓度为0.1 mol/L、浸渍时间为30 s、浸渍1次时,合成的γ-Al2O3纤维表面平滑,连续性好,纤维直径达到0.22μm。     

金属离子掺杂对TiO_2薄膜性能的影响

以钛酸丁酯为主要原料,在乙醇-水体系中采用溶胶-凝胶法,制备掺杂Li+、Mg2+、Al3+三种金属离子的溶胶前驱体,利用浸渍提拉法制备TiO2薄膜。结果表明,掺杂金属离子的薄膜的最大吸收波长均在300~310 nm处;掺杂Li+、Mg2+的薄膜的吸收光谱发生蓝移,且随掺杂量的增多蓝移现象减弱;掺杂Al3+的发生红移,且随掺杂量的增多红移现象减弱。掺杂Mg2+的吸光性能较好。扫描电镜照片表明试样的表面平整,颗粒均匀。     

高水热稳定性加氢脱氧Ni-Mo复合氧化物催化剂的制备

以动植物油脂为原料加氢脱氧生产生物柴油的关键是开发具有优异加氢脱氧活性和稳定性的新型催化剂。今采用溶胶凝胶法制备了本体型Ni-Mo复合氧化物加氢脱氧催化剂,并对其进行了XRD、BET等表征,以含20%小桐子油的正辛烷溶液为原料,在连续固定床反应装置上考察了催化剂的活性和水热稳定性。结果表明:溶胶凝胶法可制备出具有优异活性的钼镍复合氧化物催化剂,水热处理后催化剂的比表面积和孔容减小以及形成了部分Ni Mo O4新相,前者使催化剂的活性下降,后者使催化剂的活性增加,二者的综合作用使水热处理催化剂的活性下降。提高催化剂的焙烧温度或添加镁铝尖晶石等方法可有效改善催化剂的水热稳定性和调控小桐子油的加氢脱氧反应路径。在330℃、2~5 h-1和310℃、2 h-1条件下,小桐子油在700℃焙烧、水热处理前后的催化剂上的脱氧率均高达99.0%以上。与在水热处理前催化剂上的反应结果相比,小桐子油在水热处理后催化剂上的脱羧基、脱羰基反应产物增加了15%。