离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性．过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子一空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子一空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x,等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高．     

室温固相反应法制备Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)负温度系数热敏电阻

以Mn(CH3COO)2·4H2O,Ni(CH3COO)2·4H2O,Co(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,采用室温固相反应法制备出镍锰钴草酸盐前驱体,将该前驱体在850℃煅烧2 h得到尖晶石相Ni0 66Mn2.34xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体.用XRD,TGA,SEM,沉降式粒度分析仪和热膨胀仪对镍锰钴草酸盐前驱体与Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体进行了表征.结果表明,由室温固相反应法得到的草酸盐前驱体是单相的镍锰钴复合草酸盐在850℃煅烧2 h得到镍锰钴氧化物为纯尖晶石相,粉体颗粒为球形,团聚较少,粒径均匀,平均粒径约为0.2μm,有较好的烧结活性,是制备热敏陶瓷材料的理想粉体.     

SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ管状透氧膜制备与分离性能表征

用传统塑性挤出法制备SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ(SSCF)致密管状透氧陶瓷膜,并表征了所制备样品的相组成和氧分离性能.研究发现固相反应法制备的SSCF陶瓷粉体,所经过的泥料及塑性成型过程(含去离子水),在1270℃烧成后不会对透氧膜的相组成(由均为立方钙钛矿相的主晶相和少量杂质相构成)产生影响.所获得的SSCF管状透氧膜样品(壁厚1.35mm),在PO2(h)=0.211×105Pa和PO2(l)=0.12×105Pa的较小氧分压梯度下,可以获得0.5×10-6mol/(cm2·s)的氧渗透率(STP);并且在940℃和固定吹扫氦气流量75ml/min的情况下,该样品能长时间保持1.2×10-6mol/(cm2·s)的氧渗透率.     

SrCo（0．8）Fe（0．2）O（3-δ）管状非对称陶瓷膜的制备与氧渗透研究

用共烧法制备了以(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.85(SrSnO3)0.15(SCF-SS)多孔层为支撑体和SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCF)致密层为顶层膜的管状非对称透氧陶瓷膜;并对其相组成、微形貌以及氧分离性能进行了表征.研究发现: SCF和SCF-SS之间有较好的兼容性;当共烧温度为1150℃时,获得的非对称陶瓷膜的致密层厚度为50μm,支撑体的显气孔率为19.3%;900和800℃时,非对称膜样品(壁厚1.4mm,外径10.3mm,长度为4.1cm)的氧渗透率分别为1.91和1.01mL·cm-2·min-1,分别比同样几何尺寸的SCF对称膜样品高24%和36%.     

多孔La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ的制备及表征

多孔Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３－δ陶瓷具有一定的强度、良好的透气和电传导性能,可用于中温ＳＯＦＣ阴极支撑和氧分离膜活性支撑体。本文用固相反应法制备了多孔Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３－δ陶瓷。考察了烧结条件１成型压力有机添加剂量对孔隙率和孔径的影响,研究发现气体渗透随机孔隙率线性增长,电导率随孔隙率的增大而下降,并满足关系式σ＝σ０（１－Ｐ）＾３．１。     

离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性.过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子-空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子-空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高.     

直孔三明治结构GDC-LSF双相复合透氧膜制备和性能研究

致密陶瓷透氧膜因在氧气制备和涉氧化工过程中的潜在重要应用而备受关注。本研究采用相转化流延/叠层/烧结工艺制备了三明治结构Gd_0.1Ce_0.9O_2-δ-La_0.6Sr_0.4FeO_3-δ(GDC-LSF)双相复合陶瓷透氧膜, 其中部为起氧分离作用、厚度80 μm的致密功能层, 两侧为厚度420 μm的直孔结构支撑层。采用浸渍法在支撑层内壁修饰Nd₂NiO_4+δ(NNO)纳米颗粒。在膜的一侧通入空气, 另一侧通入氦气作为载气, 测得900 ℃时氧渗透通量高达1.53 mL·cm^-2·min^-1。将氦气切换为CO₂, 测得氧渗透通量为0.6 mL·cm^-2·min^-1, 氧渗透在长达90 h的时间内保持稳定。该透氧膜经历70余次热循环(800~900 ℃)后仍保持完好。本研究表明: 直孔三明治结构GDC-LSF透氧膜具有良好的氧渗透性能、化学稳定性和热机械性能, 有望用于氧气分离和富氧燃烧/CO₂捕获。     

陶瓷膜分离技术发展30年回顾与展望

值庆贺《膜科学与技术》杂志创刊三秩之年,陶瓷分离膜技术从核燃料浓缩分离转而民生应用至今也走过了大约30个春秋.现借机简要回顾其三个十年的历史性发展,阅历现状、展望未来,以期对促进无机膜在新工业革命中发挥关键创新作用有所助益.     

双粒径组分YSZ纳米粉体的成型、烧结与电学性能研究

介绍了单粒径组分和双粒径组分YSZ纳米粉体的成型与烧结行为以及烧结体电学性能的研究.其中采用双粒径组分配料,在传统的单轴施压情况下成型,即能明显降低YSZ陶瓷膜的致密烧结温度,在1400℃烧结样品的相对密度可以达到93%, 1550℃烧结样品的相对密度能达到99%;所制备YSZ致密陶瓷膜在800℃的离子电导率为0.4S/cm.     

膜蒸馏海水淡化用疏水性钇稳定氧化锆中空纤维膜的制备与表征

采用相转化/高温烧结技术方法制备了多孔钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维膜, 中空纤维膜的外径1.92 mm, 壁厚为0.21 mm。SEM分析表明: 纤维膜为典型的三明治结构, 靠近膜内外表面为指状孔, 中间区域为海绵状层。采用阿基米德法测得其孔隙率为54%。用泡点法测得其平均孔径为0.56 μm。通过表面接枝氟硅烷将其亲水性的表面改变为疏水性。真空式膜蒸馏实验表明YSZ中空纤维膜具有优异的盐水淡化性能。当膜的外侧与温度为80℃、浓度为4wt%的循环盐水接触, 膜的内侧用真空泵抽至4×10³ Pa时, 膜的水渗透通量高达48.3 L/(m²•h), 脱盐率大于99.7%。