a-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作,结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性,制件的成品率较高、成本低.现正着手准备工业规模生产.     

α—Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作，结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性，制件的成品率较高、成本低。现正着手准备工业规模生产。     

γ-Al2O3基纳米陶瓷气敏元件稳定性研究

报道对采用纳米粉料制作的γ-Al2O3基气敏元件的稳定性的研究结果。分别采用纳米粉料和微米级粉料制备了γ-Al2O3基气敏元件,该气敏元件对碳氢化合物还原性气体敏感;连续17个月测定了这些气敏元件对甲烷的气敏特性;通过XPS等技术分别在3个阶段对这两种元件的表面化学元素含量进行了表征。结果表明,元件失效的原因之一是由于在气敏反应过程中由于部分反应产物在表面沉积造成表面活性位减少,并导致吸附能力下降所致;而元件失效或不稳定与使用过程中元件表面有沉积物有关。通过以上研究工作,找出了利用纳米粉料制备气敏元件失效快和长期工作稳定性差的部分原因,为该类材料的进一步发展提供实验依据。     

α－Fe_2O_3气敏陶瓷的研究

本文比较全面地介绍了十几年来国内外对α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３气敏陶瓷的研究状况，并对其中典型的研究结果进行了分析和比较，总结出了一些带有一定普遍意义的规律；同时也提出了研究中存在的一些问题。最后，本文提出了我们对α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３陶瓷气敏性来源的看法，并着重指出了先前没有被大多数研究者引起足够重视、且对功能陶瓷来说是至关重要的问题，即α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３陶瓷的显微结构及其与气敏性之间的关系。在此基础上我们提出了今后研究方向的一些看法。     

纳米α-Fe2O3气敏材料制备方法综述

综合介绍了纳米α-Fe2O3气敏材料制备方法及其研究进展.     

γ-Fe_2O_3超微粉的制备及气敏掺杂效应

介绍了近年来γ-Fe2O3超微粉在制备方法上的新 ,以及用作气敏材料时,通过掺杂不同化合物以提高其相变温度和气敏性等。     

固相法制备α-Fe_2O_3纳米粒子

用固相反应法合成了纳米α－Ｆｅ２Ｏ３粒子。采用ＸＲＤ、ＴＥＭ、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ对合成样品进行表征,结果表明此方法合成的粒子为α－Ｆｅ２Ｏ３．其粒子呈花生型,粒子直径为２０～４０ｎｍ左右．     

液相制备α-Fe_2O_3粉末的结构及其光催化性能

运用了液相均匀沉淀法较为经济地制备纳米α-Fe_2O_3粉末。通过在合成时是否添加或者不添加硬脂酸(C8H36O2)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS,C18H29NaO3S)等分散剂,研究了纳米α-Fe_2O_3晶粒形核和长大的特征。借助XRD和SEM表征,可以发现:不添加分散剂的条件下制备的α-Fe_2O_3粉末生成了较为粗大的晶粒,添加了SDBS的反应物则得到了均匀分布的、有着规则多面体外形、晶粒粒径约40nm的α-Fe_2O_3粉末;而添加硬脂酸(C8H36O2)分散剂则制备得到了无定型、粒径约10nm的α-Fe_2O_3粉末。光催化测试结果表明不仅尺寸效应会影响光催化能力,晶化完整性也是十分重要的影响因素。适当添加分散剂有助于抑制α-Fe_2O_3粉末成核以及结晶过程中的团聚,从而使得生成的晶粒更细小。而加入不同分散剂的条件下,其影响水平也是十分不一样的,这可能是由于分散剂中的阴离子与Fe3+发生了配位反应的结果。最后,光催化实验结果表明添加了SDBS分散剂的例子要明显好于不添加分散剂和添加了硬脂酸得到的纳米α-Fe_2O_3粉末。     

直接共沉淀法制备掺杂α-Fe_2O_3及其气敏性能的初步研究

采用直接共沉淀法制备(掺杂)α-Fe2O3粉体并对其气敏性能进行了初步研究。采用正交实验法将各实验参数(反应物Fe3+浓度、Sn4+/Fe3+摩尔比、反应液pH值和烧结温度)有规律组合,用直接共沉淀法制备出一系列刚玉型结构的(掺杂)α-Fe2O3粉体,并用厚膜工艺将粉体涂在云母基片上制成了气敏元件。通过对粉体的XRD测试与分析发现,部分Sn4+以类质同象方式进入到α-Fe2O3晶格中,代替了Fe3+,改变了α-Fe2O3的晶胞参数;通过测试元件在不同温度下对甲烷的气敏性能,结果表明,掺杂提高了α-Fe2O3的气敏性,且得到了制备(掺杂)α-Fe2O3粉体的最佳参数。     

纳米α-Fe2O3制备的研究进展

综述了近期常用的几种纳米α-Fe2O3制备方法的进展,分类评述了各种方法的优势及存在的问题,指出了发展可控产物粒径和形貌的新途径,揭示了反应的实质,便于其指导并实现大规模工业生产。     

电弧等离子体法制备的纳米α－Fe_2O_3的气敏特性

用电弧等离子体法制各纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并研究其气敏特性，结果表明，在没有掺杂的情况下，纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３就具有较好的气敏特性。其原因是纳米粒子具有较大的比表面积和较高的晶界比例，从而导致对气体的吸附能力和扩散能力增强。本文用原位ＸＲＤ方法研究了纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３的气敏机理，结果表明，在还原性气氛和加热条件下，α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并没有被还原成Ｆｅ＿３Ｏ＿４，其气敏机理主要是表面效应控制型。     

棒状γ-Fe_2O_3纳米粒子的制备及表征

在聚乙二醇(PEG-400)存在的条件下, 在溶液中FeCl₃与NaOH反应所得的沉淀物经抽滤后, 在空气中60℃干燥6h后再在不同温度下热处理. 所得的各样品用XRD、Mossbauer谱、TEM及FTIR等手段进行了表征. 结果表明, 沉淀经60℃干燥6h后?得到结晶较差的γ-Fe₂O₃ 粉体(含少量结晶较好的α-FeOOH). 经300℃热处理1h后得长径比约为5的棒形γ-Fe₂O₃纳米粒子.     

纺锤形α-Fe_2O_3成核前水解机理的研究

含有少量磷酸根的三价铁盐的水解机理是相当复杂的，这个过程可分为两个阶段，即：成核前的水解机理和成核后的水解机理．本文应用Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法研究了前一个阶段的水解机理．此法把三价铁水解过程中的形态区，分为Ｆｅ（ａ）、Ｆｅ（ｂ）和Ｆｅ（ｃ）三类，它们分别代表了三价铁盐水解产生的不同聚合度的聚合物．并根据三价铁回收曲线的形状间接确定了磷酸根的位置，阐明了为什么磷酸根的存在会对三价铁盐溶液的水解产生抑制作用，该结果对均匀纺锤形α－Ｆｅ２Ｏ３粒子的制备具有一定的指导意义．     

溶胶-凝胶法纳米α-Fe2O3材料的合成、结构及气敏性能

在硝酸铁乙二醇甲醚溶液中,用溶胶-凝胶法制备了氧化铁纳米晶,通过加入高效缩合催化剂钛酸丁酯不但极大加速了凝胶化过程而且均匀的将钛掺入氧化铁晶格,形成钛酸铁.结合TEM,XRD和TG-DTA分析手段对产物粉体的粒度、晶相和热稳定性进行表征并测试了其气敏性能.结果表明单独钛掺杂即可显著提高元件对被测气体的灵敏度,若再掺入少量锑,就能进一步增加灵敏度.对掺杂后材料的气敏机理做了探讨并测试了其响应-恢复时间,证明该材料具有迅速的响应-恢复性能,因而具有良好的应用前景.     

纳米α-Fe_2O_3/SiO_2复合材料的制备及磁性能EI北大核心

以正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(Eth)、Fe(NO3)3.9H2O和盐酸(HCl)为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了纳米-αFe2O3/SiO2复合材料。同时研究了热处理温度以及Fe2O3浓度对纳米复合材料-αFe2O3/SiO2的形成及磁性能的影响。结果表明:纳米-αFe2O3/SiO2复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe2O3最佳浓度为40%(质量分数)左右,相应的纳米-αFe2O3/SiO2复合材料的磁性能也是最佳的。     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9:1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%～0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

α-Fe_2O_3/Fe_3O_4复合负极材料的制备与电化学性能研究

通过固相反应法合成出α-Fe2O3/Fe3O4复合产物,利用XRD、Raman、SEM等技术和恒电流充放电方法,探讨了恒温反应时间对材料微观结构、形貌以及电化学性能的影响。研究表明,恒温反应时间对复合产物中各组分的相对含量、形貌与电化学性能影响较大;除首次循环外,复合负极材料在随后充放电过程中库伦效率可达96%以上,循环性能与倍率性能明显优于单相α-Fe2O3负极材料与Fe3O4负极材料。     

乙二醇甲醚体系中α-Fe_2O_3纳米晶制备与结构分析

研究了在硝酸铁乙二醇甲醚溶液体系中,用溶胶－乳化－凝胶法制备氧化铁纳米晶,首次将表面活性剂（ＳＤＳ）引入溶胶－凝胶化过程,并采用一种高效缩合催化剂来加速此过程．结合ＴＥＭ、ＸＲＤ和ＴＧ－ＤＴＡ分析手段对产物进行了表征,结果表明,加入的表面活性剂（ＳＤＳ）有助于纯相α－Ｆｅ２Ｏ３纳米晶的生成,而缩合催化剂钛酸了酯的加入则大大缩短凝胶时间,所得粉体的原始晶粒尺寸为３０ｎｍ左右．若以常用的硅酸乙酯代替钛酸丁酯,则胶凝时间明显延长,最终产物为β和α氧化铁的混晶相（γ－Ｆｅ２Ｏ３为主晶相）,晶粒尺寸约为１０ｎｍ,并从中提出了一条改进γ－Ｆｅ２Ｏ３基气敏材料性能的新思路．     

Preparation of α-Fe_2O_3 Nanodisks by Blocking the Growth of (001) Plane

Based on the difference of hydroxy group configuration on different planes of α-Fe2O3 nanoparticles, using the special adsorption and coordination of phosphate on the (001) plane of α-Fe2O3, well-crystallized and well dispersed α-Fe2O3 nanodisks with diameter of 150–200 nm and thickness of 40–80 nm were synthesized via a hydrothermal method. The magnetic properties of synthesized nanodisks were investigated. It was found that the nanodisks possessed a saturation magnetization (Ms) of 0.38 emu/g, a remanent ...     

BaTiO3基PTCR气敏陶瓷的晶界化学研究

陶瓷化学传感器的敏感机制与晶界的化学缺陷结构在周围微环境下的变异密切相关．晶粒表面和晶界是空位源，研究陶瓷材料在环境气氛中晶界化学缺陷的变化，对于探索陶瓷材料的敏感机制和开拓新应用具有重要意义．本文就BaTiO3基PTCR陶瓷中本征缺陷的生成和分布，缺陷在高温冻结、吸附和脱附过程中的变化，缺陷的重分布及其对晶界势垒的贡献进行深入的讨论．