镧、铁共掺杂TiO2/石英砂复合光催化材料的制备及性能研究?

采用超声强化溶胶-凝胶法,以无水乙醇和钛酸丁酯为前驱体,选取石英砂作为载体,制备了 La、Fe共掺杂TiO2/石英砂复合光催化材料.通过XRD、UV-Vis和SEM等测试手段对复合材料的微观结构和理化性质进行了表征分析,并选取 TNT 废液作为目标污染物,考察复合了光催化材料的光催化性能.结果表明,在紫外光照射下,适量的La、Fe共掺杂能够提高 TiO2/石英砂的光催化活性.当 La 掺杂量为1．0％(摩尔分数),Fe 掺杂量为0．25％(摩尔分数),焙烧温度为450℃时,复合材料的光催化性能最佳.     

稀土La掺杂SnSb复合涂层Ti基电极的制备及催化性能

稀土掺杂对电极的导电性、分解温度、析氧电位和电催化活性有较大影响。以SnCl4.5H2O,Sb2O3和La(NO3)3.6H2O为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了La掺杂SnSb复合涂层Ti基电极。借助SEM,XRD和EDX等检测手段对所制备电极的表面形貌、晶体结构及元素组成进行表征和分析,考察了制备电极的析氧电位及模拟苯酚废水降解效果,优化出的最优掺杂量为Sn∶Sb∶La=100.0∶10.0∶2.5(摩尔比),最佳热处理温度为550℃;用该电极处理模拟苯酚废水150min,COD去除率达到94.8%。结果表明:适量的La掺杂可提高SnO2晶粒的形核与长大速率之比,使SnSb复合电极表面晶粒细化,比表面积增大,有利于电极催化性能的改善,可为研制出适合于苯酚处理的高效阳极材料提供参考。     

溶胶-凝胶法制备钇掺杂氧化锆的工艺研究

论述了用溶胶-凝胶法制备钇掺杂的氧化锆前驱体的过程,系统地研究草酸溶液的浓度、pH值、加热温度以及添加方式对溶胶、凝胶的影响,得出制备氧化锆前驱体的最佳工艺条件:当氧氯化锆溶液与草酸溶液的浓度比为1.25～2,草酸溶液pH值为1～2,加热温度为40～80℃,制得的前驱体溶胶、凝胶均匀,透明.正加方式得到的溶胶淡蓝色透明,较反加方式下的溶胶的胶凝时间短.并对最佳工艺条件制备的粉体进行SEM分析,结果表明,很好地合成了钇掺杂的纳米氧化锆粉体.     

Zn掺杂SrTiO3光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zn含量掺杂的SrTiO_3光催化剂(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜显微(SEM)和荧光光谱(PL)对其进行了表征,用亚甲基蓝(MB)光催化降解实验评价了其光催化活性。结果表明,SrTiO_3经Zn掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn~(2+)进入SrTiO_3晶格对Sr2+进行了替位掺杂,导致晶格畸变;热处理温度升高,样品发生热团聚;适量的Zn掺杂,能有效降低光生电子和空穴的复合几率,提高SrTiO_3的光催化活性;当掺杂量n(Zn)∶n(Sr)=1.5∶100,热处理温度900℃时制备的样品光催化活性达95.5%,明显优于同等条件下纯SrTiO_3活性58.5%,样品具有较高的光催化活性和良好的稳定性。     

棒状纳米钡铁氧体的制备及镧掺杂对其性能的影响

为了研究制备工艺和掺杂对纳米钡铁氧体形貌及性能的影响规律,采用柠檬酸溶胶-凝胶法与燃烧相结合的方法制备出了BaFe12O19及掺镧钡铁氧体棒状纳米粒子.采用X射线衍射仪（XRD）,透射电镜（TEM）和磁强样品振荡计（VSM）对BaFe12O19及掺镧钡铁氧体的结构、形貌及磁性能进行了表征.通过对几个主要参数的摸索,得出制备棒状钡铁氧体的最佳工艺条件：pH值为4,煅烧温度为850℃,煅烧时间2h.该条件下制得的BaFe12O19样品分散均匀,呈棒状,直径约为50nm,长径比为6：1,矫顽力高达43460e;采用同样的方法,对钡铁氧体进行了稀土镧元素掺杂,所得掺镧钡铁氧体粒度在纳米范围,也呈现明显的棒状.另外,通过掺杂稀土元素镧使钡铁氧体的成相得到改善,对钡铁氧体的磁性能有一定程度的影响.     

层状锰酸锂正极材料的掺杂改性及性能

采用溶胶-凝胶法制备层状LiMnO2的正极材料，并对其进行不同比例的过渡元素钴镍镧铈掺杂改性。用XRD以及SEM对其进行物相和表面形貌的分析，同时用锂离子电池模具装配电池以及进行恒电流充放电、循环伏安等电化学测试，分析了掺杂元素对其电化学性能的影响。XRD分析结果表明所合成的锰酸锂材料呈斜方晶系，SEM形貌显示产物为明显的层状结构，循环充放电测试结果表明掺杂2％Ni2％Co6％Ce的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为161．8mAh／g，循环稳定性较好：而掺杂了6％Co4％La的层状锰酸锂正极材料的初次放电容量为111．5mAh／g，表现了很好的电化学性能。     

镧和氧化石墨烯掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用一步溶胶-凝胶法将镧、氧化石墨烯(GO)和TiO₂三种物质复合,制备出一种高效的具有可见光响应的光催化材料。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜等手段对该催化剂的晶体结构和形貌进行了表征,并以酸性红B作为目标污染物,研究了该复合材料在模拟日光辐照下的光降解性能。实验结果表明,镧和GO的掺杂显著提高了TiO₂的光催化活性,当镧掺杂量为0.5%(wt,质量分数,下同),GO掺杂量为0.2%时,对酸性红B的光降解率为95.6%。     

掺镧BiFeO3薄膜的制备及光伏特性研究

采用溶胶–凝胶法,用乙二醇甲醚作溶剂溶解Bi(NO3)3、Fe(NO3)3和La(NO3)3制备前体溶液,通过化学溶液沉积法在FTO导电玻璃基板上合成La3+掺杂的BiFeO3(BFO)薄膜,并研究了La3+掺杂对BiFeO3的能带及其光伏性能的影响。BiFeO3薄膜呈多晶钙钛矿结构,且随着La3+掺杂量的增加,BiFeO3的晶格常数依次递减。掺杂10%La3+的BiFeO3的能隙比未掺杂时稍有减小,为2.71 eV,随着La3+掺杂量的增加,BiFeO3的能隙增加到2.76 eV。采用改良法制备的La3+的掺杂量为10%的BiFeO3薄膜的最大开路电压为0.4 V,具有良好的光伏性能。     

氧化镧掺杂氧化锌对天然橡胶硫化特性的影响

通过均相研磨和高温焙烧方法,实现了La_2O_3对ZnO掺杂处理。XRD、FT-IR和SEM分析结果表明,采用La2O3对ZnO进行掺杂,改变了ZnO形态结构。La2O3对ZnO的掺杂处理能显著提高ZnO对天然橡胶硫化反应的促进作用,缩短硫化时间。即使用量减半,La2O3-d-ZnO依然能使硫化时间缩短,但基本上不影响硫化胶的交联密度和力学性能。     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。     

铝钼共掺杂氧化锌粉末的制备及光电性能研究

采用水热法制备了不同含量的铝(Al)单元掺杂及铝(Al)、钼(Mo)共掺杂氧化锌(AZO、AZMO)纳米粉体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、荧光分光光度计(PL)、紫外分光光度计(UV-vis)、TG-DTA差热分析、激光粒度分析仪、四探针电阻测试仪等测试手段,探究了Al单元掺杂和Al、Mo共掺对AZO、AZMO粉体结构、形貌及光电性能的影响.结果表明:所制备的AZO和AZMO纳米粉体为结晶度良好的六方纤锌矿结构.Al、Mo掺杂浓度影响纳米氧化锌粉体形貌、晶体结构及光电性能.随着Al、Mo掺杂浓度的增加,粉体的结晶质量降低,晶粒尺寸先减小后增大,光电性能先变好后变差.适度的Al、Mo共掺杂可使氧化锌禁带宽度和电阻率达到最优匹配,改善氧化锌的近紫外发光和蓝色发光特性.在掺杂浓度为m(Al):m(Mo)=1:3时,纳米粉体的综合光电性能最佳,禁带宽度为3.392 eV,电阻率为20.3Ω·m,紫外发光峰强度最大,且出现了蓝移.     

氧化镧改善钨材料性能的研究现状

制备钨合金面临着再结晶温度低、韧脆转变温度高、高温强度低及寿命短等问题。稀土氧化物氧化镧(La2O3)添加到钨合金内,再结晶温度提高、韧脆转变温度下降、高温强度提高,所以钨材料内添加La2O3是最近几年国内外的热门研究课题之一。主要介绍了高温强度强、再结晶温度低、寿命长的W-La2O3合金的最佳La2O3添加含量以及改善这些性质的一些方法,最后指出了该合金待解决的一些问题及其发展趋势。     

Structural and Catalytic Properties of Co-doped Perovskite Oxide on Coal Combustion

In this paper, the structural and catalytic properties of co-doped perovskite oxide La_0.8Ce_0.2Mn_1?xCo_xO₃ are investigated. First, coal combustion catalysts of mesoporous perovskite-type La_0.8Ce_0.2Mn_1?xCo_xO₃ were prepared by using sol–gel method. The resulting powder was characterised by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller’s test (BET), and thermogravimetric analysis (TGA). Then, the results showed that after partially substituting La with Ce and substituting Mn with Co in LaMnO₃, Ce occupied parts of the La site and Co occupied parts of the Mn site. As the substitution rate of Co increased, the pore diameter significantly decreased, and the specific surface area increased first and then decreased. Thirdly, thermogravimetric measurements and coal combustion constructed single-reaction model in the presence of the La_0.8Ce_0.2Mn_1?xCo_xO₃ catalysis indicated that the presence of catalysts reduced the reaction initiation temperature (T_eo), the maximum mass loss velocity temperature (T_max), and the completion temperature of the main pyrolysis (T_f). The addition of 5 % La_0.8Ce_0.2Mn_0.9Co_0.1O₃ to coal caused the reaction initiation temperature (T_eo) to decrease by 34 °C compared with coal alone. Lastly, a distributed activation energy model of 5 % La_0.8Ce_0.2Mn_0.9Co_0.1O₃ obtained an activation energy distribution curve. Results indicated that the activation energy of samples at the primary pyrolysis stage did not present a single peak value but mainly accumulated at 140–160 kJ, which could replace the mean activation energy of pyrolysis reaction. At the same time, frequency factor was not constant but presented a certain degree of linear correlation with activation energy, thereby indicating the presence of more than a single-reaction pyrolysis mechanism.     

氧化镧/聚丙烯防X射线复合纤维的制备及性能表征

先采用熔融纺丝方法制备了不同氧化镧含量的氧化镧/聚丙烯复合纤维,然后采用对二甲苯在相同处理时间(1 h)不同温度(105~109℃)下溶解复合纤维中的部分聚丙烯基体以提高纤维中氧化镧含量,并对处理过后的纤维进行扫描电镜、X射线屏蔽性能等测试。此外,采用硅烷偶联剂改性氧化镧,通过熔融纺丝法制备了表面活性氧化镧/聚丙烯复合纤维,并对其作了差示扫描量热分析、扫描电镜、力学测试等性能表征。实验结果表明,随未改性氧化镧添加量增加,纤维力学性能下降,玻璃化转变温度向低温方向移动,纤维热稳定提高;有机改性可改善氧化镧在聚丙烯中的分散,提高纤维的力学性能,纤维玻璃化转变温度较纯聚丙烯纤维升高;用对二甲苯在107℃处理1h所获取的复合纤维中氧化镧含量最高,X射线屏蔽性能最优。     

氨基磷酸树脂负载镧化合物杂化吸附剂的制备与性能

制备了水合氧化镧(LaH)并将水合氧化镧负载于氨基磷酸树脂(APAR)上制得杂化吸附剂LaH-APAR,用红外光谱(FT-IR)、热重(TGA)对LaH-APAR的结构和热学性能进行了测试,并研究了pH值、温度对LaH及LaH-APAR吸附氟离子性能的影响。结果表明,La3+与APAR以配位键结合,LaH-APAR吸附剂在300℃以下比较稳定,它与LaH吸附性能基本相同,受pH值影响不大,可以在较宽的pH范围内使用;在pH不变的情况下,LaH-APAR随着温度的升高吸附速率也相应提高,属于温度控制吸附,且为化学吸附。     

磁控溅射制备镁镓共掺氧化锌透明半导体薄膜及其性能研究

以MgO∶Ga_2O_3∶ZnO(2%∶2%∶96%,质量分数)陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了镁镓共掺氧化锌(MGZO)透明半导体薄膜。采用XRD、SEM、霍尔效应仪和分光光度计对MGZO薄膜进行测试表征,研究了溅射压强对MGZO薄膜晶体结构、电学性质和光学性能的影响。结果表明:所有MGZO薄膜均为六角纤锌矿结构并具有(002)择优取向生长特性,溅射压强对薄膜晶体结构和光电性能有明显影响,但几乎不影响其直接光学能隙(3.41~3.44eV)。当溅射压强为3.5Pa时,MGZO薄膜的结晶质量最好、张应力最小(8.29×10-2 GPa)、电阻率最低(1.62×10-3Ω·cm)、可见光区平均透过率最高(87.8%)、品质因数最大(4.76×103Ω~(-1)·cm~(-1)),具有最好的光电综合性能。     

Thermodynamic Properties of Lanthanum Chlorides

The enthalpies of atomization of LaCl, LaCl₂, and LaCl₃ are determined by measuring the vapor pressure over liquid and solid LaCl₃ and assessing the equilibrium constants of the gas-phase reactions BaCl + La = Ba + LaCl and 2BaCl + La = 2Ba + LaCl₂, using the appearance potentials of ions and the ionization potentials of the lanthanum chlorides: _at H ⁰(LaCl, 298 K) = 502.4 ± 0.5 kJ/mol, _at H ⁰(LaCl₂, 298 K) = 999.2 ± 0.8 kJ/mol, and _at H ⁰(LaCl₃, 298 K) = 1524.6 ± 2.0 kJ/mol. In addition, the enthalpies of formation of gaseous lanthanum chlorides are determined using new data on the thermodynamic functions of condensed LaCl₃ and gaseous LaCl, LaCl₂, and LaCl₃: _f H ⁰(LaCl, g, 298 K) = 48.9 ± 1.0 kJ/mol, _f H ⁰(LaCl₂, g, 298 K) = –326.6 ± 1.2 kJ/mol, and _f H ⁰(LaCl₃, g, 298 K) = –730.7 ± 2.0 kJ/mol. The ionization and appearance potentials of ions resulting from electron impact ionization of LaCl₃ are determined.     

La3+离子掺杂对纳米ZnO光催化性能的影响

采用共沉淀法,选择尿素为沉淀剂,制备了一系列不同La3 掺杂浓度的纳米ZnO粉体.讨论了不同掺杂浓度的样品催化降解甲基橙的光催化活性,并通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等分析测试手段研究了粉体样品的相组成、晶胞参数和晶粒大小对光催化性能的影响.结果表明:La3 掺杂能够显著提高ZnO粒子的光催化活性.最佳掺杂浓度为100:0.2;最后提出了La3 改善纳米ZnO粉体光催化性能的作用机制.     

氧化锌铝(ZAO)陶瓷靶材制备及其薄膜性能

溶胶-凝胶方法制备的ZnO和Al2O3混合粉末经冷压预成型加真空低压烧结,制备了高致密度(相对密度99%)、低成本的ZAO陶瓷靶材.研究了ZAO靶材与无氧铜的粘接性能.用中频交流磁控溅射ZAO靶材的工艺制备了ZAO薄膜.利用SEM和XRD分析测试了陶瓷靶材断口形貌以及靶材和薄膜的结构.试验结果表明制得的ZAO靶材具有良好的粘接性和溅射性能,内部组织致密,靶材中有明显的ZnAl2O4相.在优化沉积工艺条件下,制备的ZAO薄膜方块电阻为35 Ω,电阻率可达3.84×10-4 Ω·cm,可见光透过率(λ=550 nm)可达91.1%.沉积态的ZAO薄膜具有很好的结晶性,并呈现(002)择优取向.ZAO薄膜有明显的紫外吸收限,带隙Eg约为3.76 eV.ZAO靶材的工业化磁控镀膜试验也取得了较好的结果.