Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体的低温燃烧合成及表征

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和Pr_6O_(11)为主要原料,C_6H_8O_7为燃烧剂,采用低温燃烧法合成了Ce_(1-x)Pr_xO_2(x=0～0.15)系列纳米晶红色颜料.用激光Raman光谱、XPS及色度测试等手段对样品的氧空位浓度、Pr、Ce离子在固溶体中的价态以及样品的红度和色饱和度进行分析.结果表明:随着Pr掺杂量的增加,固溶体的氧空位浓度一致增大;Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体中Ce的价态为+4价,Pr离子以+3价的形式存在;样品的红度、色饱和度随Pr含量的增加呈先增后减趋势,当x=0.05时有最佳的呈色性能.     

不同La源对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构和性能的影响（英文）

分别以La_2O_3、La(NO_3)_3·6H_2O和H[La(EDTA)]·16H_2O为La源,采用共沉淀法制备La掺杂Ce O_2-Zr O_2-Al_2O_3复合氧化物样品,即CZA-Ⅰ、CZA-Ⅱ和CZA-Ⅲ,研究不同La源对材料结构和性能的影响。结果表明,前躯体沉淀经1000℃煅烧后样品主要为Ce O_2-Zr O_2相;煅烧温度为1100℃和1200℃时,发现存在γ-Al_2O_3与δ-Al_2O_3相。高温热处理后,CZA-Ⅲ具有比CZA-Ⅰ和CZA-Ⅱ更好的热稳定性。N_2吸附-脱附结果显示,CZA-Ⅲ具有最大的比表面积,其前躯体经1000℃煅烧后所得样品的比表面积值为97.46 m~2/g,且相应的储氧能力(OSC)值也最大,其值为400.27μmol/g,这导致CZA-Ⅲ具有最好的热稳定性和最高的还原温度。然而,当煅烧温度从1100升高到1200℃时,复合氧化物样品的比表面积和储氧性能急剧下降,CZA-Ⅲ的比表面积值降低58.94%,OSC值降低74.56%。     

稀土Gd3+掺杂对钴铁氧体结构与吸波性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,C_4H_6CoO_4·6H_2O和FeCl_3·6H_2O为原料,晶化温度180℃,晶化时间8 h,在pH=11的条件下采用水热法制备钴铁氧体纳米颗粒。探究了稀土元素Gd~(3+)的掺杂量对纳米钴铁氧体微观结构与吸波性能的影响。利用X射线衍射(XRD)仪、红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和矢量网络分析(VNA)仪对制备的复合钴铁氧体结构性能进行表征。结果表明,稀土元素Gd~(3+)会对钴铁氧体的晶粒尺寸、形貌和吸波性能产生较大影响。当稀土元素Gd~(3+)掺杂量x≤0.025时,复合钴铁氧体晶粒尺寸随着掺杂量增加在逐渐减小,晶格常数逐渐增加,颗粒的形状变为不规则四边形。当稀土元素Gd~(3+)掺杂量x0.025时,由于稀土元素Gd~(3+)在钴铁氧体中固溶度达到限值,会产生Gd(OH)_3杂质,使钴铁氧体晶粒尺寸变大。当稀土元素Gd~(3+)的掺杂量x=0.025时,所制备的钴铁氧体介电损耗与磁滞损耗增强,吸波反射率达到最小,为-14.9 dB。     

添加剂对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构及性能的影响

分别以柠檬酸(CA)、聚乙二醇(PEG)和淀粉(ST)为添加剂,采用共沉淀法制备CeO_2-ZrO_2-Al2O3(CZA)复合氧化物储氧材料,利用XRD、TG/DSC、SEM、N_2吸附-脱附、氧脉冲吸附和程序升温还原等检测方法对材料性能进行表征。XRD结果表明:ST添加剂的样品经1000℃煅烧后产物主要为CeO_2和γ-Al_2O_3,添加CA与PEG的样品为CeO_2-ZrO_2相,并夹带少量γ-Al_2_O3相;经1100℃煅烧后,3种添加剂样品都主要为CeO2-ZrO2晶相。SEM结果表明:CA、ST和PEG添加剂样品经1000℃高温处理后,分别为颗粒状、蜂窝状和多孔网状结构。N_2吸附-脱附结果表明:经600℃热处理后,ST添加剂样品具有最大的比表面积234.95 m~ 2/g和孔容1.589 cm~3/g;经1000℃热处理后,添加PEG样品获得最大的比表面积、孔容和孔径,其值分别为92.50 m~2/g、0.702 cm3/g和29.84 nm,且有最佳的孔分布和吸附-脱附能力。储氧性能OSC和H2-TPR结果表明:PEG添加剂制备的材料具有最好的储氧能力(OSC)和还原性能;1100℃高温下,ST添加剂样品的结构特性与PEG的接近;而CA添加剂样品的吸附能力、储氧性能都相对较低。     

Cr~(3+)掺杂的CaAl_(12)O_(19)红色荧光粉发光性能研究

采用高温固相法合成Cr~(3+)掺杂的CaAl_(12)O_(19)荧光粉,通过添加不同量的助溶剂H_3BO_3,研究了对该荧光粉的合成和发光性能的影响。XRD表明,在1 500℃下合成出了纯的相,助溶剂量在3mol%(占Al_2O_3摩尔量的比)最佳。通过CaAl_(12)O_(19)∶Cr~(3+)荧光粉激发光谱和发射光谱,激发光谱出现了410nm和580nm两处宽峰,分别属于Cr~(3+)的4A_2→4T_1和4A_2→4T_2的跃迁;发射光谱在685nm出现最强峰,属于Cr~(3+)的2E2→4A2的跃迁,不同浓度Cr~(3+)掺杂的发射光谱表明,最佳掺杂浓度在0.5mol%。通过CaAl_(12)O_(19)∶Cr~(3+)色度图(x=0.679 93,y=0.319 83)可以看出,该荧光粉的优良的深红色发光性。     

CeO_2基储氧材料的制备和表征（英文）

用共沉淀法制备了4种CeO_2基储氧材料,并用X射线衍射(XRD),Raman光谱,N_2吸附-脱附(BET方法),H_2程序升温还原(H_2-TPR),氧脉冲技术,X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其物理化学性质。XRD结果表明,在CeO_2和CeO_2-Al_2O_3 (CA)中只能检测到宽的CeO_2的特征峰,而CeO_2-ZrO_2 (CZ)和CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3 (CZA)中检测到了Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2相,所有的CeO_2基储氧材料中都形成了均匀的固溶体。XPS结果表明,三价铈和四价铈共存于CZ,CA和CZA的表面,而在纯CeO_2中几乎检测不到三价铈的存在。CZA表现出了最佳的织构性能,高的储氧量(OSC)和优异的热稳定性。另外,为了阐释4个样品的差异,提出了一种新的观点:Al~(3+)可能插入了萤石结构的间隙或者高度分散在固溶体中。CZA固溶体可能是由间隙型固溶体和置换型固溶体混合组成的,这一点由CA和CZA中存在2种不同的氧化物或者2种类型的氧通道可以证明。然而,关于这个观点的详细证据还不够充分,需要继续进行深入的研究。     

稀土锆酸盐Sm_2Zr_2O_7的二价离子掺杂研究

研究了二价元素Ca、Sr、Ba在稀土锆酸盐Sm_2Zr_2O_7中掺杂固溶情况,并采用激光闪射法测定了固溶样品的热导率.X射线衍射数据表明,相对于Mg~(2+)离子,Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)离子在Sm_2Zr_2O_7中的固溶度并不大,在较小的掺杂量时,就有相应的锆酸盐化合物相析出,这是掺杂机制的不同造成的;而固溶样品的热导率测试结果说明,掺杂能降低材料的热导率,但降低幅度不大.     

LaFeO_3复合氧化物的制备与红外辐射性能

采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿型LaFe_(1-x-y)Mg_xNi_yO_3的化合物,并利用TG-DTA、XRD、SEM和XPS等对其进行分析和表征。结果表明:掺杂样品在0.2~2μm波段的红外发射率较未掺杂的LaFeO_3的红外发射率大幅度提高,其原因在于,掺杂离子取代铁离子进入LaFeO_3晶格中,为保持化合物电价平衡,部分Fe~(3+)转变为Fe~(4+),引入杂质能级,氧空位浓度增加,促进杂质能级吸收和氧空位吸收;掺杂引起的晶格畸变使得晶格振动吸收增强;此外,电子在Fe~(3+)和Fe~(4+)之间的极化跃迁,亦极大地提高掺杂铁酸镧的红外辐射性能。     

V掺杂对Bi_(3.25)La_(0.75)Ti_3O_(12)层状结构铁电陶瓷电性能的影响

用高温固相烧结法制备了V~(5+)掺杂的Bi_3.25La_0.75Ti_3O_(12)(BLT)层状结构铁电陶瓷.利用XRD对Bi_3.25La_0.75Ti_(3-x)VxO_(12+x/2)(BLTV-x)材料结构进行了晶相分析,结果表明所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构.样品的介电常数温度谱显示:V~(5+)掺杂提高了材料的介电常数,x=0.03时介电常数最大,但样品的居里温度并没有发生大的变化.样品的介电损耗谱表明:由于V~(5+)掺入,由氧空位引起的样品介电损耗被极大的压制,在x=0.06时损耗最小.通过对材料的直流电导与温度关系的Arrhenius拟合,分析了样品的导电机理,结果显示V~(5+)的掺杂大大降低了材料中氧空位的浓度,使得陶瓷样品的电性能得到了很好的改善.     

ZnO水热膜的形貌调控及光电性能

在硝酸锌/(NH_2)_6N_4(HMTA)溶液体系中加入浓氨水及氯化铜,采用水热法制备Cu掺杂的ZnO薄膜。研究发现,氨水和Cu~(2+)离子均可抑制ZnO纳米棒的横向生长,促进纳米棒沿c轴取向生长,增加长径比,但并未发现Cu进入ZnO晶格中。ZnO水热阵列膜的形貌可以通过同时掺杂Cu2+和加入浓氨水来改变。Cu~(2+)离子和氨水共掺杂容易导致ZnO纳米棒的弯曲及纳米棒端头的聚集,形成由纳米棒团簇组成的星星状薄膜表面。PL谱显示,该结构具有较大的氧空位缺陷浓度及比表面积,并具有一定的场发射特性,场增强因子β为5990。     

红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的制备及发光特性

采用高温固相法合成了红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)。研究了Eu~(3+)离子掺杂浓度、助熔剂及Gd~(3+)共掺杂对荧光粉发光特性的影响。XRD检测结果显示,荧光粉的主晶相为Ca_3Y_2Si_3O_(12),属单斜晶系。荧光光谱分析表明:硅酸盐荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的发射光谱包含2个主峰,峰值分别位于590和614 nm,归属于Eu~(3+)离子从~5D_0→7~F_1和~7F_2的特征跃迁。用614 nm最强峰监测,得到激发光谱为一多峰宽带(200~500 nm)。改变Eu~(3+)离子掺杂浓度发现:随着掺杂量增加,荧光粉发光强度先增加后降低,最佳掺杂量为20 mol%;讨论了几种助熔剂的影响:NaCl、CaF_2作为助熔剂,对荧光粉的发光强度影响不大,H_3BO_3作为助熔剂降低荧光粉的发光强度,而NH_4F能显著提高荧光粉的发光强度;Gd~(3+)可以作为一种很好的共激活剂,敏化Eu~(3+)离子发光。     

添加纳米CeO_2对聚氨酯涂层防腐性能的影响

采用盐雾和盐水浸泡加速实验,结合ATR-FTIR,SEM,AFM表面分析技术及EIS电化学分析技术,考察纳米CeO_2作为涂层颜料对聚氨酯涂层防腐性能的影响。结果表明,添加纳米CeO_2能改善涂层的防腐性能,延缓聚氨酯涂层的阻抗衰减进程,但同时会削弱涂层在金属基体上的附着力。当添加量较低时(≤0.5%,质量分数),由于H_2O和侵蚀性离子渗入聚氨酯层,纳米CeO_2水解流失,导致涂层阻抗谱随时间降低较快;当添加量达到1.0%时,涂层阻抗在较长时间内保持较高值,这可能是由于纳米CeO_2在涂层微孔中发生水解膨胀,压缩了孔隙通道,同时Ce(Ⅲ,Ⅳ)迁移到铝合金/涂层界面,抑制了腐蚀活性位点,因而减缓了阻抗的衰减进程。然而,在盐雾实验后期,CeO_2进一步水解会导致Ce~(4+)的溶解流失,造成微孔隙的再次疏通和涂层阻抗的快速下降。过量添加(1.0%)还会削弱涂层在铝合金基体上的附着力。长期浸泡实验结果表明:添加1.0%CeO_2可基本实现Ce~(4+)溶解和流失的平衡,增强聚氨酯涂层的防腐性能。     

Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的表征及光催化性能研究(英文)

采用溶胶-凝胶法制备了Y~(3+)掺杂TiO_2纳米粉体.通过FT-IR、SEM、XRD 以及UV-Vis等表征手段,系统地探讨了Y~(3+)掺杂量对掺杂粉体的表面结构、相组成及光学性能的影响.研究结果表明,Y~(3+)离子的掺杂能有效抑制TiO_2的相转变(由锐钛矿转变为金红石)与提高比表面积.同时Y~(3+)离子的掺杂也使制备粉体的能带带隙变宽,形成了较大的氧化还原电势.在紫外光辐照下,Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体对甲基橙的催化降解表现出较好的催化性能:当pH为3、3.0 mol% Y~(3+)的TiO_2纳米粉体的用量为0.8 g/L时,甲基橙的降解率为49.4%.     

Y3Al5O12基质中Sm3+离子浓度对其发光特性的影响

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备不同Sm~(3+)掺量的Y_3Al_5O_(12)发光体.用XRD,PL等手段研究样品的物相结构和光致发光性能与掺杂浓度之间的关系,并探讨了Sm~(3+)的自身浓度猝灭机制.结果表明:Sm~(3+)掺量对样品晶体结构无明显影响;Y_3Al_5O_(12):Sm~(3+)样品的激发主峰位于405 nm(~6H_(5/2)→~4F_(7/2))附近,而最大发射峰在617nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2));Sm~(3+)在Y_3Al_5O_(12)基质中的最佳掺杂浓度为3.0 m01%,其自身浓度猝灭的原因主要是相邻中心的电四极一电四极相互作用引起的交叉弛豫(~4G_(5/2)+~6H_(5/2)→~6F_(9/2)+~6F_(9/2))所造成的.     

CeO_2:Eu~(3+)纳米晶的溶剂热合成及其发光性能

采用溶剂热技术成功合成晶粒小于100 nm的CeO_2-Eu~(3+)和CeO_2纳米晶,其中CeO_2-Eu~(3+)样品在紫外光激发下发出明亮的橙红色光.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外(FT-IR)、紫外漫反射(UV-vis)和光致发光(PL)等手段对产品的结构和性能进行分析和表征.结果表明:CeO_2-Eu~(3+)是纯立方萤石结构的单晶粉末;Eu~(3+)已成功掺入CeO_2晶格中,纳米级的CeO_2-Eu~(3+)和CeO_2的带隙能量分别是2.831和2.925 eV;CeO_2-Eu~(3+)纳米晶在593、612、632 nm处具有较强的发射峰(橙红光),而且较高的退火温度有利于提高样品的晶化度和荧光强度.     

程序升温还原法和程序升温脱附法表征全Pd催化剂

研制的新型储氧材料具有高的储氧量和大的比表面积,显示出良好的抗高温老化性能.将新型的储氧材料作为载体添加到Pd/Al2O3催化剂中,用程序升温还原法(TPR)和程序升温脱附法(TPD)对催化剂Pd/Al2O3、Pd/OSZ及Pd/Al2O3+OSZ性能进行表征,表明储氧材料的添加,影响了Pd的氧化还原性能和氧脱附性能,提高了催化剂的活性.     

Ce元素改性对分子筛性能的影响

通过离子交换法以分子筛为原料进行稀土元素Ce的改性,并负载贵金属Pd制备出整体式催化剂材料,利用对比实验考察了改性分子筛的孔结构、储氧量、低温碳氢吸附活性、台架储氧能力和催化活性。采用低温氮吸附(BET)、程序升温还原(TPR)、台架性能测试(AFR)和台架储氧能力(OSC)进行了表征。结果表明,改性分子筛在比表面积、孔容上有所下降,但是提高了催化剂低温碳氢的吸附活性、台架储氧能力、储氧量和催化活性。     

Ce1-xNdxO2-x/2(0≤x≤0.6)纳米粉体的低温燃烧合成

采用低温燃烧合成法,在柠檬酸-硝酸盐体系中合成了Ce1-xNdxO2-x／2（0≤x≤0.6）固溶体纳米粉体．X射线衍射（XRD）结果表明,Nd^3＋取代Ce^4＋形成具有单相立方萤石结构的固溶体,其晶格常数随Nd^3＋掺杂浓度的增大而线性增加,晶粒尺寸在15-24am之间．透射电镜（TEM）结果表明,粉体颗粒尺寸在2m-40am之间,分散性较好,具有较高的烧结活性．Raman光谱结果表明,F2g宽化峰的出现与掺杂后固溶体中产生的氧空位有关,并且随着掺杂浓度的增加,氧空位数量也随之增加．X射线荧光光谱（XRF）的分析表明,实际掺杂浓度非常接近原始化学计量比．     

Ce掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状压电陶瓷结构与性能研究（英文）

采用传统固相法制备了CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(BTO-KNN)铋层状陶瓷材料。系统研究了CeO_2掺杂对BTO-KNN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构:BTO-KNN基陶瓷的压电性能随着CeO_2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO_2掺量为0.75%(质量分数)时,样品具有最佳的电性能:d_(33)=28 pC/N,介电损耗tanδ=0.29%,机械品质因数Q_m=2897,剩余极化强度P_r=11.83μC/cm~2,且居里温度T_c高达615℃;研究结果表明CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状陶瓷是一种潜在的高温陶瓷材料。     

新型储氧材料的添加对全Pd催化剂性能的改善

研制的新型储氧材料载体具有高的储氧量和大的比表面积,显示出良好的抗高温老化性能.将新型的储氧材料添加到Pd/γ-Al2O3催化剂中,新制备催化剂和老化催化剂在天然气汽车尾气中对甲烷的起燃温度显著地降低.当储氧材料中MnOx的质量百分数为5%时,催化剂对甲烷的起燃温度降到最低,而NOx和CO被完全消除.