铈锆复合氧化物制备及甲烷燃烧催化活性表征

采用共沉淀水热联合法制备了大比表面铈锆复合氧化物材料,在较低焙烧温度400℃下形成了稳定的晶相结构,500℃焙烧新鲜比表面达135.44 m2/g,900℃、6 h老化后比表面仍维持44.07 m2/g。采用沉淀陈化工艺,并掺杂改性,得到的铈锆复合氧化物,稳定性更高,经950℃、2 h老化后,最高比表面可达59.62 m2/g。活性氧化铝与铈锆复合氧化物有协同作用,二者复合得到了更高性能的氧化物材料,新鲜比表面为188.92 m2/g,经950℃、4 h老化后,比表面为71.64 m2/g,经1 050℃、4 h老化后,比表面为58.10 m2/g。对所得铈锆材料进行了X射线衍射、吸脱附表征,并负载钯贵金属制得催化材料,以甲烷完全催化燃烧为探针反应,研究了铈锆复合氧化物材料的甲烷燃烧催化性质。结果表明,铈锆复合氧化物材料是很好的燃烧催化剂二载材料,负载钯催化剂具有较高催化活性,起燃温度降低至352℃。     

钙钛矿La1-xSrxMnO3纳米晶光催化活性

采用柠檬酸络合法制备La1-xSrxMnO3（x=0, 0.05, 0.1, 0.3, 0.5）纳米光催化剂,应用XRD、UV-vis和SEM等技术表征这些纳米晶的物化性质及微观结构,并研究其对亚甲基蓝紫外光照射降解的光催化活性。结果表明：所得光催化剂为钙钛矿型,均为立方相,原子Sr替代钙钛矿A位La进入晶格中引起晶胞收缩,晶格产生畸变。掺杂Sr后LaMnO3的吸收带边发生明显的红移。Sr最佳掺杂量x=0.1,所形成的La0.9Sr0.1MnO3光催化剂分散性好、尺寸分布较窄,经150 min光照射后光降解率可达67.1%,比LaMnO3作为光催化剂提高32.2%。掺杂Sr后引起的点缺陷－氧空位浓度增加是掺杂Sr后的LaMnO3具有高效光催化活性的主要原因。     

钙钛矿型La1-xSrxMnO3纳米薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在载玻片基底上制备出钙钛矿型La1-xSrxMnO3纳米薄膜;采用TG/DTA技术分析前驱体凝胶的热分解历程;利用AFM观察薄膜的形貌特征;通过XRD进行物相分析,并计算其晶粒尺寸。结果表明,La1-xSrxMnO3薄膜在600℃形成,为钙钛矿结构,其平均晶粒尺寸为10.349nm。采用该薄膜对多种水溶性染料进行光催化降解试验的结果表明,掺杂后该类纳米薄膜有较好的光催化效果,当x=0.2时光催化效果最好。     

La改性Pd基催化剂催化甲烷氧化的抗水热性能研究

甲烷是第二大温室气体,其年度增温潜能是CO2的26～28倍。天然气车排放尾气中的主要成分为未燃烧完全的甲烷和高浓度的水(高达20%),目前已有大量研究表明水会严重影响Pd活性组分的催化活性及氧化铝载体的催化稳定性,因此如何在高含水废气中处理这些甲烷一直是天然气车后处理催化剂的研究热点。本研究采用等体积浸渍法制备了改性载体(AlLa5、AlLa10和AlLa15),并用过量浸渍法将0.5%Pd负载到改性载体Al2O3-La和未改性载体γ-Al2O3上,同时考察了La的引入比例对催化剂催化甲烷氧化中的耐水热性能影响,用N2物理吸脱附、CO脉冲吸附、XPS和XRD等方法对所制备催化剂进行表征。结果表明,La的加入明显提高催化剂在催化甲烷氧化中的耐水热性能,其中Pd/AlLa5表现出最优异的耐水热稳定性。     

La1-xSrxMnO3的制备及其电催化性能

为了改善空气扩散电极的电催化性能,提高锌空气电池的放电电流,采用溶胶-凝胶法制备了分子式为La1-xSrxMnO3的锌空气电池用电催化剂.通过X射线衍射(XRD)、稳态电流-电压极化曲线等方法研究了La1-xSrxMnO3催化剂的结构与电催化性能,并将其作为锌空气电池催化剂装配成AA型锌空气电池进行恒流放电测试.研究结果表明,当分子式中的x=0.3、热处理温度为700℃时,所合成催化剂La0.7Sr0.3MnO3具有最优的电催化活性;XRD的分析证实,该催化剂的结构为完美的钙钛矿型晶体结构;分别以La0.7Sr0.3MnO3和LaMnO3为催化剂的AA型锌空气电池的放电容量分别为4800mAh和4200mAh,前者比后者的放电比能量有显著的提高.该催化剂的研制成功将有助于加快锌空气电池的实用化进程.     

Au/Co_3O_4的制备、表征及加氢催化性能研究

采用化学浸渍法制备出Au/Co_3O_4纳米复合材料,用透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和X射线粉末衍射(XRD)等对其结构和组成进行了表征,并考察了其在对硝基苯酚加氢反应中的催化性能。表征结果表明,Au纳米粒子很好地分散在Co_3O_4载体上。催化性能测试表明,Au/Co_3O_4纳米复合材料对于对硝基苯酚加氢反应表现出优异的催化活性,TOF值为5.01 min~(-1);此外,催化剂经过5次循环仍然保持优异的催化性能。     

纳米晶La1-xSrxMnO3的溶胶-凝胶法合成及表征

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶La1-xSrxMnOa,运用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射分析仪(XRD)和红外光谱分析仪(FTIR)等手段对掺杂样品的微结构、形貌等进行了分析.结果表明:当掺杂浓度x为0～0.5时,所制备的粉体为单一钙钛矿相;不同的掺杂浓度和热处理温度会使样品的晶格参数发生显著变化;La1-xSrxMnO3纳米晶粒子尺寸为10～80 nm;掺杂浓度和热处理条件对样品粒子尺寸产生很大的影响,在相同的热处理条件下,掺杂浓度高的样品晶粒尺寸较小,且掺杂浓度的增大会引起晶粒特征红外振动的红移和宽化现象.     

La2O3:Sm3+纳米发光材料的燃烧法合成及其性能研究

通过燃烧法制备了La2O3:Sm3+纳米材料,用XRD和TEM对其形貌结构进行了表征和分析,并研究了其发光性质。结果表明：La2O3:Sm3+纳米材料为六角结构,颗粒尺寸大约为34 nm; Sm3+的掺杂引起其衍射峰的位置发生略微的右移; Sm3+的本征激发带位于411 nm左右;在近紫外光（411 nm）的激发下,观察到 4G5/2 → 6H5/2 (568 nm)、 4G5/2 → 6H7/2 (611 nm, 强度最高) 和 4G5/2 → 6H9/2 (654 nm)三个主发射峰;发射光谱表明La2O3:Sm3+中Sm3+离子的格位对称性较低;材料样品的衰减寿命约为202 us,色度坐标大约为(0.5849, 0.4143)。     

钙钛矿结构锰氧化物La0.67Ca0.33MnO3的内耗研究

用内耗的方法测量了钙钛矿结构锰氧化物La0 67Ca0 33MnO3的内耗温度曲线Q-1(T).在260,222和105 K温度处分别出现内耗峰.分析表明105 K处的内耗峰与铁磁态中的电子相分离有关.222 K处的内耗峰由两个次峰构成,峰温分别为222和234 K,并具有弛豫特征,与绝缘畴和金属畴的相对移动有关.它们的激活能以及指数前因子分别为0.32 eV,2.0×10-12s和0.38 eV,2.5×10-13 s.     

原位固化黑荆树单宁对La3+、Pr3+、Nd3+的吸附特性

以富含单宁的黑荆树树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化黑荆树单宁制备吸附材料,研究该吸附材料对轻稀土离子La3+、Pr3+、Nd3+ (RE3+)的吸附特性。实验表明：该吸附材料对La3+的吸附最适宜的pH为5.0左右,对Pr3+、Nd3+的吸附最适宜的pH为5.5左右,此时pH升高或降低,吸附量有较大幅度下降。和pH因素的影响相比较,温度对平衡吸附量影响较小,反应温度为303 K时,原位固化黑荆树单宁对RE3+的吸附效果最好。当RE3+溶液的初始浓度为5.0 mmol·L-1时,在温度为303 K和最适宜的pH条件下,吸附剂用量为0.10 g, 平衡吸附量可达到La3+为217.26 mg·g-1,Pr3+为228.56 mg·g-1,Nd3+为329.76 mg·g-1,其吸附等温线符合Freundlich方程。这种吸附剂对RE3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在7%以内,具有很好的一致性。     

原位固化黑荆树单宁对La3+、Pr3+、Nd3+的吸附特性

以富含单宁的黑荆树树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化黑荆树单宁制备吸附材料,研究该吸附材料对轻稀土离子La3+、Pr3+、Nd3+(RE3+)的吸附特性。实验表明:该吸附材料对La3+的吸附最适宜的pH为5.0左右,对Pr3+、Nd3+的吸附最适宜的pH为5.5左右,此时pH升高或降低,吸附量有较大幅度下降。和pH因素的影响相比较,温度对平衡吸附量影响较小,反应温度为303K时,原位固化黑荆树单宁对RE3+的吸附效果最好。当RE3+溶液的初始浓度为5.0mmol·L-1时,在温度为303K和最适宜的pH条件下,吸附剂用量为0.10g,平衡吸附量可达到La3+为217.26mg·g-1,Pr3+为228.56mg·g-1,Nd3+为329.76mg·g-1,其吸附等温线符合Freundlich方程。这种吸附剂对RE3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在7%以内,具有很好的一致性。     

化学溶液法制备La2NiMn06+δ及其结构表征

分别利用固态反应法和化学溶液法制备了La22NiMnO6+δ氧化物块材.利用热重分析(TG)对化学溶液法前驱体混合物的热分解过程进行了研究;利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对2种方法合成的La2NiMnO6+δ氧化物的相组成和形貌结构进行了表征.结果表明,选择合适的前驱体(La(NO3)3、Ni(NO3)2、Mn(CH3COO)2),利用化学溶液法可以在较低温度和较短时问热处理得到单相的La2NiMnO6+δ氧化物,其晶粒平均尺寸约为200 nm.     

La1-xSrxCo1-yFeyO3材料制备及结构分析

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCo1-yFeyO3粉体,对粉体在不同温度热处理后的晶体结构进行XRD表征,详细研究粉体的成分组成以及发生的结构转变.结果表明,凝胶前驱体粉体颗粒比表面增大有利于钙钛矿结构晶相形成;合成粉体受前驱体比表面程度影响形成两种具有不同空间群钙钛矿结构晶相,并且各晶相元素化学计量比不相同,两相体系较稳定.     

La1-xSrxCo1-yFeyO3材料制备及结构分析

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCo1-yFeyO3粉体，对粉体在不同温度热处理后的晶体结构进行XRD表征，详细研究粉体的成分组成以及发生的结构转变。结果表明，凝胶前驱体粉体颗粒比表面增大有利于钙钛矿结构晶相形成；合成粉体受前驱体比表面程度影响形成两种具有不同空间群钙钛矿结构晶相，并且各晶相元素化学计量比不相同，两相体系较稳定。     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体的溶胶凝胶-自燃烧法制备及其性能表征

采用溶胶凝胶-自燃烧法合成La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)复合氧化物粉体,用XRD、TG-DTA、TEM等对产物形成过程及微观结构进行了表征.结果表明,溶胶凝胶-自燃烧法一步合成了粒径为30～70nm的具有钙钛矿结构的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体,粉体具有较高烧结活性,1100℃下烧结2 h相对密度达到95%.利用热膨胀仪测量发现样品从室温到1000℃的平均膨胀系数为19.3×10-6/K;直流四探针法电导测试表明,样品在200～600℃温度范围内电导率随温度的升高而升高,由580 S·cm-1升至最大值1000 S·cm-1,在600℃后样品的电导率随着温度的升高缓慢降低,样品的电导率在200～800℃温度范围内均高于580 S·cm-,能很好地满足中低温SOFC的使用要求.     

钙钛矿结构La0．68Pb0．32FeO3纳米材料的制备及气敏特性研究

采用Sol-gel法制备出气敏材料La0．68Pb0．32FeO3纳米粉体。该粉体材料具有正交钙钛矿结构，晶胞参数a=0．55562nm，b=0．55965nm，c=0．78185nm，晶胞体积v=0．2431nm^3，平均粒径约为20nm。用该粉体制成气敏元件，并测试了该粉体材料在乙醇、丙酮和汽油中的气敏特性，测试结果表明：相比空气而言，在乙醇气氛中的La0．68Pb0．32FeO3电导值升高，呈现出n．型半导体载流子的导电特性；在丙酮和汽油气氛中的La0．68Pb0．32FeO3的电导值降低，呈现出p-型半导体载流子的导电特性。该材料对乙醇具有极高的气敏灵敏性，在0．01％的乙醇气氛中，灵敏度可达51；在0．1％的乙醇气氛中，灵敏度高达522。最佳工作温度区间在180℃～220℃。La0．68Pb0．32FeO3对丙酮和汽油也具有一定的灵敏性，在0．05％丙酮气氛中的灵敏度为30，最佳工作温度区间在220℃～260℃在0．1％汽油气氛中的灵敏度为5．0。La0．68Pb0．32FeO3纳米粉体具有电子与空穴复合导电机制。     

柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体

以Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3和Ga2O3为原料,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备了Nd3xYb3yGd(3-3x-3y)Ga5O12(Nd、Yb:GGG)纳米多晶粉体。利用XRD、IR、SEM及荧光光谱研究了Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体的相组成及荧光性能。XRD测试结果表明,粉体在未煅烧时已结晶,煅烧温度为700℃时粉体已形成Nd、Yb:GGG纯相;SEM观察发现,Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体粒度约为50nm,粒径均匀,分散性较好。荧光光谱测试结果表明,Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体最强发射峰在1030nm,是Yb3+的2F5/2-2F7/2谱项导致的荧光发射,未发现Nd3+的荧光发射峰,说明Nd3+将吸收的能量传递给了Yb3+。     

双钙钛矿Sr2FeMoO6的微波合成、表征及电磁性能

以SrCO3、Fe2O3、MoO3为原料,MnO2为微波吸收剂,采用微波烧结法成功合成双钙钛矿Sr2FeMoO6粉体。XRD结果表明,产品为四方晶系Sr2FeMoO6,空间群为I4/mmm,晶胞参数为：a = 0.5571 nm,c = 0.7872 nm,利用X射线衍射数据经Scherrer公式计算所得样品的晶粒尺寸为20 nm左右。磁性能测试结果表明,样品表现为铁磁性,磁转变温度高于室温,1 T磁场下室温饱和磁化强度为17.949 (A·m2)/kg。电性能测试结果表明,样品呈现典型的半导体行为,导电机制属于绝热小极化子导电机制,样品在1 T磁场下的室温磁电阻变化率可达–15.63%     

介孔碳载铂催化剂的制备、表征及催化性能评价

以介孔碳材料CMK-3为载体,采用乙二醇还原的方法进行金属铂负载,制备了不同铂含量(1.5%、2.0%和3%)的催化剂。XRD、BET、TEM的表征结果表明,催化剂保持了CMK-3高度有序的介孔结构,铂粒子的平均粒径在5 nm左右,均匀地分散在CMK-3孔道内。用萘的加氢反应对此催化剂的性能进行评价,获得的最优条件为:使用Pt(2%)/CMK催化剂,在280℃、氢气压力3 MPa、氢油比500、质量空速2 h-1的条件下,萘的转化率和生成十氢萘的选择性均大于98%。此催化剂对降低石油产品中芳烃具有潜在应用价值。