盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成系列Ln2Zr2O7纳米晶体

以硝酸锆和硝酸稀土为原料,甘氨酸水溶液和无机盐作为溶剂和分散剂,通过盐助甘氨酸自蔓延燃烧法(Salt-assistant glycine combustion method,SGCM)得到的前驱体在700℃以下热处理,合成了系列Ln2Zr2O7纳米晶。探讨了最佳反应条件,研究了反应历程,讨论了惰性盐助剂在反应过程中的作用,比较了使用盐助剂与否对产物的分散性差别等。结果表明,在盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成中通过改变nGly/nNO3-的比率,调节盐助剂量nSalt/nM来对反应温度进行控制,得到的产物的结晶度高,团聚少,粒子更均匀,尺寸在20nm左右,晶体形貌完整,光催化活性强;Ln2Zr2O7的光催化主要源于稀土离子;稀土离子的光催化与4f电子结构的相关性,和稀土离子磁矩与4f电子结构的相关性是同源的。     

氧化锆类高介电常数前驱体材料的研究进展

氧化锆是动态随机存取存储器(DRAM)制造中重要的高介电常数(k)材料。其由于具有相对高的k值、宽的带隙以及成熟的原子层沉积(ALD)工艺，因此作为替代传统的SiO₂和SiON绝缘体的高k材料已被深入研究。总结了近年来卤化锆、锆的烷基醇盐及氨基醇盐、β-二酮锆盐、茂基锆配合物、锆的烷基氨盐、杂配型锆配合物等含锆前驱体的研究进展，分析了相关的优点及不足，并展望了未来可能的发展趋势。     

部分草酸铅法共沉淀合成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)粉体

结合部分草酸铅固相反应法的优点对共沉淀法进行改进,发展了一种合成锆钛酸铅(PZT)粉体新工艺.在该工艺中,首先利用共沉淀法制备Zr、Ti的羟基氧化物共沉淀((Zr0.52Ti0.48)O(OH)2,ZTOH),然后以草酸为沉淀剂,在含有ZTOH沉淀物的悬浮液中沉淀铅离子,得到合成PZT粉体的前驱体粉体.利用DTA、TG和XRD对前驱体的热分解行为和相转化过程进行了研究,利用场发射扫描电镜(FESEM)对前驱体的形貌演化进行了观察.前驱体粉体经过700℃煅烧2h,转化为晶化良好的纯相钙钛矿PZT粉体.     

二硼化锆陶瓷前驱体的制备与研究

介绍了一种二硼化锆陶瓷前驱体的制备方法.首先以氧氯化锆、邻羟基苯甲醇、乙酰丙酮为单体,在三乙胺作用下发生缩聚反应,合成出一种含锆聚合物.然后将该聚合物与硼酸在溶液中共混,除去溶剂后即得到二硼化锆陶瓷前驱体.用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对含锆聚合物进行表征,用X射线衍射对二硼化锆陶瓷前驱体的配方及裂解温度进行优化分析.结果表明,所合成的含锆聚合物是一种以Zr-O-Zr为主链、乙酰丙酮与邻羟基苯甲醇配体为侧链的线性聚合物.该聚合物具有良好的溶解性,可与硼酸以1∶1.5的质量比在丙酮/乙醇溶液中共混,从而得到二硼化锆陶瓷前驱体.该前驱体在1400℃下的惰性气氛中裂解,可生成二硼化锆陶瓷粉末,其陶瓷转化率为30％左右.     

溶胶凝胶法制备磷酸锆钠陶瓷材料

以Zr(NO3)4.5H2O、NH4H2PO4和NaNO3为原材料,采用溶胶凝胶法合成了磷酸锆钠(NaZr2(PO4)3)陶瓷粉体,采用TG-DTA,XRD和SEM测试方法对粉体性能进行了表征,研究了烧结温度和pH值等反应条件对粉体合成的影响.结果表明,要获纯的磷酸锆钠粉体,合成温度需控制在800～1 000℃之间,其中最合适合成温度为900℃左右.前驱体pH值对合成温度基本没有影响,但会影响产物微观形貌.当合成温度为900℃,pH值为9时可以制备出团聚较少、颗粒均匀、分散性较好且平均粒径为100nm的磷酸锆钠粉体.     

尿素法制备纳米氮化锆粉体

利用尿素为固体氮源, 通过尿素分子与ZrCl₄、ZrOCl₂·8H₂O无机锆盐发生络合反应得到Z-U和ZO-U两种ZrN陶瓷的前驱体, 两种前驱体在较低温度下热裂解都可以得到ZrN陶瓷粉体。使用FT-IR对前驱体分子进行了结构分析, 采用TG-DTA跟踪了前驱体的热裂解过程, 并通过XRD和SEM对最终热裂解获得的ZrN产物进行了表征, 探讨了不同锆源制备前驱体的热裂解反应历程及其对产物ZrN的影响。结果显示: 结晶水的存在对络合反应有较大影响, 从而造成两种前驱体分子结构上存在较大差异; 尽管热裂解反应历程相似, 由于前驱体分子结构不同, 获得的ZrN粉体在纯度和形貌上存在较大差异; Z-U前驱体更容易得到纯度高的ZrN纳米粉体。     

电化学合成磷酸铁锂正极材料的前驱体

以NH4H2PO4、锂盐和纯铁为主要原料,采用电化学法合成磷酸锂铁前驱体,再通过磷酸锂铁前驱体合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究。结果表明,LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构。其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C正极材料粒径细小且分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.2C的放电电流下,首次放电比容量达到142.3mAh/g,充放电循环30次后放电比容量仍保持在141.2mAh/g。     

沉淀剂对La_2Zr_2O_7制备过程的影响

分别采用氨水和草酸铵作沉淀剂,通过化学共沉淀法制备了单相La2Zr2O7粉末。利用DSC-TGA和XRD等方法对LZ前驱体的煅烧分解过程、产物物相进行了分析和表征。结果表明:氢氧化物前驱体在400~750°C分解得到无定型的复合氧化物,800℃保温2.5h即完成相转变形成单相组分的La2Zr2O7;而草酸盐前驱体在400~650°C草酸盐发生分解得到无定型氧化镧、氧化锆的混合物;700°C以后,La(OH)3的分解、无定型氧化物晶化得到六方结构氧化镧与单斜相氧化锆、Zr4+扩散到La2O3晶界生成La2Zr2O7等三个反应同时进行。获得单相组分La2Zr2O7的煅烧条件至少要1450℃,保温2.5h。草酸盐前驱体中镧和锆两种成分局部的分布不均匀是造成其处理温度比氨水法要高的直接原因。     

铝合金表面锆盐转化膜的制备及其性能

为提高铝合金涂膜的结合力及耐蚀性,在铝合金表面制备了锆盐转化膜.通过盐雾试验、电化学试验、膜微观结构与涂膜结合力测试,研究了锆盐转化膜的耐蚀性与漆膜的结合力,并与通用的铬酸盐转化膜和无铬转化膜进行对比.结果表明:锆盐转化膜120 h盐雾试验的耐蚀等级达8级,在3.5%NaCl溶液中铝合金的自腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度大大降低;转化膜层均匀多孔,含有Al,O,Zr和Mg元素,且与漆膜结合力良好.     

硝酸盐法在Ni5W织构基带上外延生长La2Zr2O7过渡层的研究

采用硝酸盐为前驱盐制备涂层导体结构中的La2Zr2O7(LZO)过渡层.实验通过对前驱盐粉体热分解行为的分析,以及前驱盐溶液在铝酸镧(LAO)单晶和Ni5W合金基底上外延生长LZO膜层工艺的比较研究,经优化获得了采用硝酸盐为前驱盐,适用于Ni5W合金基底的低温两步热处理结合高温快速热处理制备LZO的工艺路线.研究发现,...     

陶瓷前驱体配比对Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料抗氧化性能的影响

以SiC、ZrC、ZrB₂前驱体和二甲苯可溶煤沥青为原料共裂解制备了Si-Zr-B掺杂沥青, 掺杂沥青经共炭化、冷压成型以及高温热处理得到了Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料。采用XRD、SEM、EDS等手段分析了掺杂沥青基炭材料的组成和微观形貌, 并研究了其在1500℃静态空气环境中的氧化行为。结果表明, 随着SiC前驱体含量的降低, Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料的失重率呈现先减少后增大的趋势, 当原料中SiC、ZrC和ZrB₂前驱体质量比为1:2:1时, 所制备的样品具有较好的抗氧化性能, 它在1500℃氧化4 h, 失重为27.5wt%, 氧化深度为0.7 mm。在Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料表面氧化形成的致密的SiO₂-ZrO₂-B₂O₃玻璃态阻氧层可以有效降低氧化性气氛向材料内部扩散的速率, 提高其抗氧化性能。     

MnOx/ZrO2纳米催化剂的制备及对CO-SCR-NO性能研究

以氧氯化锆和硝酸锰为主要原料，采用Sol—Gel—VFD技术制备了MnOx／ZrO2超细粉体材料。用XRD，TG—DSC，TEM和BET等技术对试样进行了表征，用微反应器-气相色谱仪在线研究了试样不同配合比例对试样催化还原NO的活性的影响。结果表明：用Sol—Gel—VFD技术可制得粒子尺寸约为20nm、具有高催化活性的负载型MnOx／ZrO2纳米催化剂，锰由低价向高价转变。添加了Ce组分能提高MnOx／ZrO2纳米催化剂催化还原NO的活性。     

氧化锆氧化铝复合材料的显微结构

本文研究了在 ZrO_2量为17～78mol%(15～75vol%)的 ZrO_2/Al_2O_3复合材料中 ZrO_2颗粒的分布、晶型以及 Al_2O_3与嵌在 Al_2O_3晶粒内呈球状的 ZrO_2晶界处所形成的反相畴界,并且研究了在该复合材料中形成裂纹时,裂纹两侧和顶端的 ZrO_2颗粒相变后沿相界形成微裂纹的情况。     

以冰为模板制备超轻多孔氧化锆块材

以冰为模板,经真空冷冻干燥过程制备轻质ZrO2多孔材料和水玻璃为粘结剂的超轻多孔ZrO2块材,研究了其微观结构、形成机理和隔热耐火性能.结果表明,冰是一种理想的制作多孔材料的模板,可同时获得多种尺度的孔结构,还可获得多孔和层状两种结构复合的微观结构.ZrO2多孔材料的微观结构为奇特的周期性层状结构.添加水玻璃作为粘结剂,制备出多孔和层状两种微结构复合的ZrO2多孔块材,在400℃煅烧6h后仍良好地保持原有的微观结构,孔隙率达87%,表观密度仅为0.50 g·cm-3,超轻且机械强度有较大提高,在1300℃丁烷气火焰灼烧下表现出较好的隔热耐火性能.     

CeO2-ZrO2-PMMA杂化材料的制备与表征

以非离子表面活性剂(嵌段聚合物P123)为模板剂,ZrOCl2.8H2O和Ce(NO3)3.6H2O为原料,运用水热合成法合成出稀土金属氧化物CeO2-ZrO2固溶体多孔结构材料,选择硅烷偶联剂KH570对其表面进行改性后采用悬浮聚合法制备出CeO2-ZrO2-PMMA杂化材料。利用X射线衍射(XRD),N2吸附-脱附,红外光谱,扫描电镜对材料的结构和形态进行了表征,对CeO2-ZrO2-PMMA杂化材料的热性能进行了测定。结果表明CeO2-ZrO2固熔体的比表面积达到125.8724m2/g,CeO2-ZrO2-PMMA杂化材料表面呈一定的疏松结构,热分解温度为366℃,高于纯PMMA的热分解温度,拥有较好的耐热性和抗热震性能。     

Catalytic properties of composite materials based on mesoporous silica and zirconium hydrogen phosphate

We have synthesized composite materials based on SBA-15 mesoporous silica and zirconium phosphate. The materials have been characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry, X-ray diffraction, BET measurements, ³¹P NMR spectroscopy, and thermogravimetry, and have been employed as catalysts for ethanol dehydration. Even though their catalytic activity is somewhat lower than that of fine-particle zirconium phosphates with layered and framework structures, they offer an increased ethylene yield at low temperatures.     

液相先驱体制备ZrC粉末研究

采用氯氧化锆、丙醇、丙三醇和乙酰丙酮为基本原料合成了锆的先驱体溶液,通过液相先驱体转化法合成了ZrC粉末.研究了先驱体溶液组成和热处理温度对合成ZrC粉末的成分和显微结构的影响,结果表明,随丙三醇用量的增加,干燥时间延长,提高碳和锆的物质的量比和温度都能够提高ZrC粉末的生成率.在高温热处理后合成了面心立方的ZrC粉末,1500℃处理后,粉末颗粒呈不规则的形状.1800℃热处理后,颗粒为球型,颗粒长大的趋势明显.     

A comparative study of proton transport properties of zirconium phosphate and its metal exchanged phases

A new phase of amorphous zirconium phosphate (ZrP), an inorganic ion exchanger of the class of tetravalent metal acid (TMA) salt, is synthesized by sol-gel method. The protons present in the structural hydroxyl groups indicate good potential for TMA salts to exhibit solid state proton conduction. Cu²⁺ and Li⁺ are exchanged onto ZrP to yield CuZrP and LiZrP exchanged phases. All these materials were characterized for elemental analysis (ICP-AES), thermal analysis (TGA, DSC), X-ray analysis and FTIR spectroscopy. The transport properties of these materials were explored and compared by measuring conductance at different temperatures using an impedance analyser. It is observed that conductivity decreases with increasing temperature in all cases and mechanism of transportation is proposed to be Grotthuss type. Conductivity performance of ZrP, CuZrP and LiZrP is discussed based on conductivity data and activation energy.     

The microstructure and properties of framework zirconium phosphates based nanocomposites – catalysts of alkane isomerization

Nanocomposites based upon framework zirconium phosphates with supported WO₃, MoO₃ and Pt nanoparticles were synthesized via the incipient wetness impregnation of high-surface-area mesoporous phosphate samples with water solutions of corresponding salts followed by drying and calcination. The structure and surface properties of nanocomposites were studied by using combination of structural and spectral methods. Due to a strong interaction between supports and supported species, the structure of the latter differs considerably from that of the bulk phases. Surface acid centers typical for zirconium phosphates disappear suggesting their participation in bonding nanoparticles of promoters. Instead, new types of strong acid sites associated with tungsten oxide clusters emerge. The effect of these promoters on performance of zirconium phosphates in the reaction of pentane and hexane isomerization is considered. Received: 20 February 2000 / Reviewed and accepted: 15 March 2000     

Effect of acetic acid content on in situ preparation of epoxy/zirconia hybrid materials

Epoxy/zirconia hybrid materials were synthesized via in situ polymerization of acetic acid-modified zirconium alkoxide. The reactivity of acetic acid-modified zirconium alkoxide changed with the amount of acetic acid added. In the hybrid materials, the phase structure varied between the homogeneous phase and nanophase separation as the reactivity of zirconium alkoxide changed. At the molecular level, the storage modulus in the rubbery region significantly increased and the peak area of tan δ in the glass-transition temperature region decreased with increasing zirconia contents in the hybrid dispersed zirconia. Additionally, the optical properties of the hybrid materials in the homogeneous phase were better than those in the system with nanophase separation.