高分散稳定性CeO2抛光液的制备及其抛光性能研究

通过湿固相机械法制备CeO₂悬浮液。在不同温度下焙烧Ce₂(CO₃)₃制备CeO₂粉末,以无机酸作为分散剂,采用湿式球磨的方法进行CeO₂的分散,分别研究了分散剂的种类、料球比以及球磨液的pH值等因素对悬浮液分散性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,制备的CeO₂粉末的团聚程度先降低后升高。采用硝酸为新型分散剂,当焙烧温度为900℃、球磨液pH为2、料球质量比为1∶4时,所得CeO₂的平均粒径(D50)为230 nm。以此CeO₂悬浮液作为磨料,在磨料质量分数为1%、pH为5条件下,SiO₂材料的抛光速率可达248.9 nm/min,抛光后表面均方根粗糙度(RMS)为0.588 nm。研究结果可以对碳酸铈直接制备氧化铈悬浮液短流程开发提供参考。     

CaO-CaF2-SiO2三元系中两相区边界上的活度

根据作者以前所提供的公式,对CaO-CaF₂-SiO₂体系在1450℃条件下两相区边界上的活度进行了全面的计算。计算所采用的基本实测数据取自文献[1]。其结果可外推到二元系两相区的边界。该计算方法可推广至其它三元体系。     

溶胶-凝胶法制备工艺参数对Al2O3-SiO2薄膜质量的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,研究溶胶成分、水解反应温度、热处理环境及烧结温度对薄膜质量的影响。通过黏度测试、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射分析仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对样品进行表征。结果表明,溶胶的组成与热处理过程中的应力不均是导致薄膜开裂的主要原因。当Al2O3:SiO2(mol/mol)=1:3或1:2,水解反应温度为40℃,热处理环境湿度70%,温度60℃,以0.5℃/min的升温速率升至600℃焙烧2 h,缓慢升温且适当保温,可得完好的Al2O3-SiO2复合薄膜,所制备的块状薄膜,无裂缝且均匀透明。     

Ti4+掺杂纳米CeO2的制备及其抗紫外性能

以Ce(SO4)2.4H2O为主要材料,采用超声-沉淀法制备了掺杂Ti4+的纳米CeO2,并研究了掺杂Ti4+离子对CeO2的晶型和抗紫外性能的影响。用X-ray衍射、傅立叶红外光谱仪、紫外分光光度计、对其进行了表征。测试结果表明,CeO2晶型为面心立方,粒径范围15nm～25 nm,并且CeO2的红外吸收峰明显发生蓝移。当Ti/Ce摩尔比为0.4∶1时吸收性能最好,使CeO2的光谱响应范围变宽。单体CeO2的紫外屏蔽范围在250nm～350 nm,掺杂了Ti4+离子的CeO2的紫外屏蔽范围在220nm～450 nm。     

TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙

以合成TiO2掺杂CeO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙溶液的影响。结果表明,在TiO2(掺杂CeO2)催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于单纯以锐钛矿型TiO2催化时的情况。TiO2(掺杂CeO2)用量为0.5 g/L～1.0 g/L、超声波频率为25 kHz、输出功率为1.0 W/cm2、pH值为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液在80 min左右基本可降解完全,COD的去除率达到了99.0%。     

稀土氧化物复合ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

稀土氧化物可作为稳定剂、烧结助剂、掺杂改性剂加入到ZrO₂陶瓷材料中,能极大地提高和改善陶瓷材料的强度、韧性,降低其烧结温度,减少生产成本.文中简要综述了稀土氧化物ZrO₂陶瓷材料的制备及应用研究状况,包括Y₂O₃复合ZrO₂陶瓷粉体、富铈稀土氧化物复合ZrO₂陶瓷粉末、Nd₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料、Pr₂O₃\Pr₆O₁₁复合ZrO₂陶瓷、La₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Yb₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Sm₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料及氧化锆中掺杂多种稀土氧化物陶瓷粉体的制备和应用,分析讨论了一些需要解决的问题,并展望了稀土复合ZrO₂陶瓷制备技术及未来研究发展趋势.      

微米CeO2的细化及其悬浮液的分散稳定性研究

首先使微米CeO2在乙醇中球磨分散,然后向悬浮液中加入一定量去离子水,最后对悬浮液进行超声分散,使用这种方法制备出了分散稳定性较好的微米CeO2悬浮液,探讨了其增强微米CeO2分散稳定性的机制。结果表明:微米CeO2以不同方式分散时在不同比例醇水混合介质中的分散行为各不相同;微米CeO2在纯乙醇中的球磨分散性能最好,其起始分散率可以达到80%左右,而在醇水混合介质中的超声分散性能比在纯乙醇或纯水中的超声分散性能要好,但其起始分散率不高,只能达到20%左右。球磨后加水再超声分散的方法可以显著地提高微米CeO2悬浮液体系的分散性能,其中加入去离子水的最佳体积分数为40%,最佳超声时间为15 min。球磨后加水再超声分散的方法可以进一步打破微米CeO2粉体颗粒间的团聚,使粉体粒径得到进一步的细化,由于去离子水的加入悬浮液体系的表面电位得到了较大提高,乙醇水合团簇的形成使颗粒周围的溶剂化膜变厚。     

CeO2稳定PEMFC阴极催化剂制备与性能研究

传统的质子交换膜燃料电池阴极铂碳催化剂虽然具有较高的氧还原活性,但其稳定性还需要进一步提高。本文通过加入富含氧缺陷的CeO₂纳米颗粒提高铂碳催化剂的氧还原活性和稳定性。研究表明采用共沉淀-酸处理法合成的CeO₂纳米颗粒存在大量的Ce³⁺,说明该方法制备的CeO₂中含有丰富的氧缺陷。将Pt或PtCo合金纳米颗粒负载在CeO₂/C上制备成的催化剂显示了良好的性能：当C∶CeO₂=2∶1(质量比)时,Pt-CeO₂/C催化剂活性最高,半波电位达到了0.868 V,且催化稳定性较20%Pt/C大幅提高,经过1×10⁴次连续循环后,20%Pt/C的质量活性衰减了82.2%,而Pt-CeO₂/C催化剂的质量活性衰减仅为13.8%;以PtCo-CeO₂/C(2∶1)为阴极催化剂的单电池最大输出功率为1.02 W·cm^-2。     

CeO2包覆TiO2的XPS研究

利用光电子能谱XPS研究CeO₂包覆TiO₂后氧化还原性能.TEM照片证明实验中制备出包覆材料;Ce3d谱线说明加入TiO₂后CeO₂非常容易还原,吸氧时它能够再氧化.由于CeO₂的晶体结构发生畸变,CeO₂的活化能降低,有利于氧空位移动,所以CeO₂容易还原氧化.     

CeO2掺杂对HfO2栅介质电学特性的影响

采用磁控共溅射的方法在p-Si(100)衬底上沉积了掺杂和不掺杂CeO2的HfO2薄膜。通过X射线光电子能谱(XPS)研究了薄膜中元素的化学计量比及结合能,制备MOS结构并对漏电流及电容等电学性能进行表征。结果表明,掺入CeO2后,整个体系的氧空位生成能增大,氧空位数目减少,漏电流较纯HfO2下降了一个数量级,满足作为高k材料的要求。     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

碳酸氢铵沉淀法制备超细CeO2 粉体工艺条件研究

用碳酸氢铵从硝酸铈溶液中沉淀制备了超细CeO2粉体,研究了沉淀工艺条件对制备CeO2的一次粒径、团聚粒径以及粉体团聚性的影响.研究表明形成的碳酸铈胶状沉淀物需要在高温下陈化足够长的时间才能制备出一次粒径小,分散性好的CeO2产品,否则将形成大的团聚体.当碳酸氢铵与硝酸铈的摩尔比为31左右、沉淀温度为50℃左右时制备的CeO2具有小的一次粒径,而且产品的分散性好.适当地增大加料速度和初始料液的pH值有利于减小CeO2的一次粒径和团聚性.     

前驱体煅烧法制备CeO2颗粒及其抛光性能的研究

以Ce(OH)₃为前驱体,采用前驱体煅烧法制备CeO₂抛光粉。通过调节煅烧温度、升温速率和保温时间获得的具有不同比表面积的CeO₂颗粒样品,将样品球磨破碎,制备出中位粒径为(1.0±0.1)μm的CeO₂抛光液。通过分析CeO₂抛光液对K9玻璃的抛光切削量和表面粗糙度Ra值来评价其抛光性能,采用比表面仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等表征手段对样品的比表面积、物相组成、微观组织结构和抛光玻璃表面粗糙度进行分析,结果表明:前驱体Ce(OH)₃煅烧可以制备具有立方萤石结构、尺寸均匀的纳米级CeO₂抛光粉,煅烧温度的升高,保温时间的延长和升温速率降低均会使CeO₂颗粒的比表面积减小。CeO₂颗粒的比表面积是其抛光性能的关键,比表面积越小切削能力越强,本实验样品对K9玻璃的切削量最大可达900 nm·min^-1,此外,比表面积对玻璃抛光质量也有重要影响,在比表面积为5 m²·g^-1时,获得的玻璃表面粗糙度小,玻璃表面质量高。     

表面修饰纳米CeO2的摩擦学研究

研究了表面修饰的纳米CeO2的摩擦学性能。以溶胶-凝胶法制得纳米CeO2,并使用本实验室制得的苯并三氮唑乙酸对其进行表面修饰。采用多种测试技术对表面修饰的CeO2颗粒进行表征,并在MRS-10A四球极压抗磨损试验机上测试了其抗磨性能。结果表明,表面修饰的纳米CeO2颗粒可很好地分散于菜籽油中,作为添加剂,具有较好的抗磨效果,在392 N载荷下磨斑直径减小了11.1%,较高载荷摩擦环境更适合其抗磨性能的发挥,具有重要的推广应用前景。     

超细锡铈复合氧化物的制备及其抛光性能

以SnCl2·2H2O和Ce2(CO3)3·8H2O为原料,氨水为沉淀剂,采用湿固相机械化学法制备了不同比例的锡铈复合氧化物.研究了煅烧温度和反应物配比对最终产物相组成和粒度大小的影响,并分别评价了用于K9、ZF7玻璃的抛光性能.结果表明,复合氧化物的主晶相为立方萤石型氧化铈,次晶相为二氧化锡.随煅烧温度从800℃升高到1000℃,合成产物的结晶度提高,但抛光速率并不随之提高.具有抛光增强效果的复合氧化物是在800℃煅烧温度下合成的锡复配量超过50%的复合氧化物.达到最好抛光效果所需的Sn:Ce的量之比与抛光玻璃有关,ZF7玻璃为5:5,K9玻璃为6:4.     

铈锆复合氧化物的制备及表征

分别采用水热法和共沉淀法制备了铈锆复合氧化物,并对所得的样品进行了XRD,SEM,BET等检测。结果表明,两种方法得到的均是由立方相的Ce0.75Zr0.25O2和四方相的Ce0.5Zr0.5O2组成的复合氧化物。所制备的铈锆复合氧化物均存在中孔结构,水热法制备的样品的比表面积和平均孔径分别为126 m2.g-1和7.3 nm,共沉淀法所得样品的比表面积和平均孔径分别为95 m2.g-1和4.0 nm。     

CeO2/Cr3C2对WC-Co-Ni基硬质合金电化学腐蚀行为的影响

为了探讨WC-Co-Ni基合金腐蚀性能提升路径,采用相同基础原材料,制备WC-6Co-6Ni、WC-6Co-6Ni-1.0Cr₃C₂、WC-6Co-6Ni-1.0CeO₂和WC-12Co-1.0CeO₂等4种合金。分别在NaOH(pH=13)、Na₂SO₄(pH=7)和H₂SO₄(pH=1)等3种腐蚀介质中对4种合金进行电化学阻抗谱和动电位极化曲线测试。结果表明,腐蚀介质对合金耐腐蚀性能及其腐蚀机理具有重大影响,合金添加剂Cr₃C₂和Ni能够提升WC-Co-Ni基硬质合金在Na₂SO₄中性介质中的耐腐蚀性能,而在WC-6Co-6Ni合金中添加1.0%Cr₃C₂会降低合金在NaOH介质中耐腐蚀性能;WC晶粒相对细小的WC-12Co-1.0CeO₂合金在NaOH介质...     

(Ce-Zr)mA1-mO2复合氧化物的制备及其表征

以碳酸铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备铈锆、铈锆镧、铈锆镨复合氧化物,通过X射线衍射(XRD)、BET法和程序升温还原(TPR)等手段对复合氧化物进行了表征,研究了高温焙烧条件下不同铈锆摩尔比和掺杂镧镨对复合氧化物的结构和性能的影响,并初步分析了掺杂La和Pr的作用机理.结果表明, Ce0.76Zr0.24O2在高温焙烧后仍然保持着立方相的固溶体结构,衍射峰没有发生分裂,有着比较好的高温热稳定性;掺杂La和Pr以后均能在一定程度上提高氧化物的热稳定性.     

MnOx?FeOy/TiO2?ZrO2?CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO₂?ZrO₂?CeO₂（摩尔比4∶1∶1.25）载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnO_x及MnO_x?FeO_y,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH₃选择性催化还原NO性能及抗硫性能。它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原（SCR）能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO₂?ZrO₂?CeO₂载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量。根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利。根据热重分析,在SO₂和H₂O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性。MnO_x（12.5%）?FeO_y（0.8）/TiO₂?ZrO₂?CeO₂（4∶1∶1.25）催化剂在180 ℃下,同时通入体积分数10% H₂O和125×10?6 SO₂ 240 min,NO_z转化率可保持在75.6%。根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用。      

稀土复合氧化物燃烧催化剂的性能及表征

浸渍法制备了稀土型燃烧催化剂 ,采用多晶 X射线衍射 (XRD)、程序升温还原 (TPR)、差热热重分析(DTA- TG)、X射线光电子能谱 (XPS)和二甲苯催化氧化活性测试等方法表征了该燃烧催化剂的结构和性能