Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2对甲醇的选择性电催化氧化性能研究

由于电解水阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)过电位较高,增加了电解水制氢的整体能耗。故本实验采用热力学上有利的甲醇氧化反应(Methanol Oxidation Reaction, MOR)替代OER,尝试缓解OER对酸性电解水制氢的能耗制约。通过热解法制备了Pr₂O₃/RuO₂和Gd₂O₃/RuO₂催化剂,不仅能催化甲醇生成增值的甲酸(HCOOH),而且可以使MOR过程与析氢反应耦合,生成高纯的H₂。电化学分析测试表明,在含CH₃OH(2.5 mol·L^-1)的H₂SO₄(0.5 mol·L^-1)电解质溶液中,电流密度达到10 mA·cm^-2时,Pr₂O₃/RuO₂和Gd₂O...     

Ag2C2O4/TiO2异质结的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型TiO₂,通过沉淀法成功将Ag₂C₂O₄沉积于TiO₂表面制备了Ag₂C₂O₄/TiO₂异质结。采用孔隙比表面分析仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)等对Ag₂C₂O₄/TiO₂异质结结构和光响应能力进行了表征;运用表面光电压仪(SPS)等对光催化剂的光生电荷分离特性进行了研究;考察了异质结光催化剂对模拟污染物罗丹明B的催化降解性能。结果表明：当Ag₂C₂O₄/TiO₂摩尔比为7.0%时,异质结光催化剂的光生电子-空穴分离速率最高,该光催化剂对罗丹明B的光催化降解性能最好。     

大气和低压等离子喷涂ZrO2-8%Y2O3涂层及性能研究

本研究采用大气等离子(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)两种方法分别对成分为ZrO2-8%Y2O3的微粉球形造粒-烧结粉末(Spherical Spray Dried Sintered:SSS)和微粉粘接-破碎粉末(Mucilage Adhered Crushed:MAC)进行了喷涂实验。使用金相显微镜,X-Ray及维氏硬度仪等,分析了涂层的微观组织,相结构及硬度。结果表明,APS喷涂SSS粉末制备的涂层为多孔结构,气孔率高于20%,LPPS喷涂SSS粉末制备的涂层呈现纵向生长趋势。而对于MAC粉末,两种方法制备的涂层孔隙率明显低于SSS粉末制备的涂层,其中LPPS喷涂MAC粉末制备涂层的致密性和硬度更高。两种方法喷涂SSS粉末,涂层相组成与粉末相同,粉末与涂层中只含有T相,而APS和LPPS喷涂MAC粉末,涂层中出现了m相。     

Nd2O3掺杂对Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷相结构及热膨胀性能的影响

采用固相烧结法制备了Nd2O3掺杂Ta2O5-Y2O3-ZrO2体系热障涂层陶瓷材料。分别利用X-射线衍射仪、扫面电子显微镜和热膨胀仪对陶瓷材料的物相组成、显微结构以及热膨胀性进行了分析。结果表明,Nd2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料以四方相为主晶相,随着Nd2O3掺入量的增加,出现单斜相和少量其它杂相,且陶瓷材料的体积密度增大,热膨胀系数减小,晶粒也有所减小,表明稀土氧化物Nd2O3具有抑制晶粒长大和抗烧结的作用。     

含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂的试验研究

在杭钢炼钢厂40t转炉上进行了含B2O3的Al2O3-Fe2O3基无氟复合造渣剂的工业性试验。试验结果表明其冶金特性良好;能提前0.5~1.0min化渣;全程化渣好,基本上不喷溅,不"返干"、不"粘枪";钢铁料、石灰等消耗有所降低。本文还探讨了Al2O3与B2O3化渣机理的有关问题。     

机械合金化制备Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层及其性能研究

通过机械合金化在室温下于304不锈钢表面成功制得Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层。通过相关实验分析了复合涂层的组织形貌、显微硬度及高温氧化性能。结果表明:随着球磨时间的增加,涂层厚度先增加后减小;当球磨时间为8h时,涂层最为致密,平均厚度约为200μm;当球磨时间为14h时,涂层部分剥落,涂层厚度减小。涂层的显微硬度明显高于基体,且从表层到基体呈梯度下降,最高显微硬度值达HV0.1525,为基体硬度的2倍多。Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层的抗高温氧化性能良好。     

Ta2O5及Nb2O5氟含量的控制研究

以钽液和铌液为原料,经过氨气中和沉淀-洗涤-烘干-煅烧等工序制得Ta2O5、Nb2O5粉末,研究了洗水量、煅烧时间对产品氟含量的影响规律。结果表明,钽、铌氧化物与氢氟酸气氛接触一段时间后氟含量增加,由此可将Ta2O5、Nb2O5中的氟含量控制在0.07%～0.12%,满足国外光纤领域对钽铌氧化物的应用要求。     

Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al₂O₃/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y₂O₃、La₂O₃稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al₂O₃/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.      

Zr1-xHfxW2O8的合成及负热膨胀特性的研究

采用固相化学反应的方法 ,成功合成了立方结构的Zr1 -xHfxW2 O8(x =0 ,0 3 ,0 5 ,0 7,1 0 )系列材料。X射线衍射结果表明 ,Hf4 +能替代Zr4 +形成二元固溶体 ,固溶体的晶胞参数与体积随着Hf4 +含量x的增加而降低。采用高、低温X射线衍射的方法测定晶胞参数和体积随温度的变化关系 ,结果表明 :Zr1 -xHfxW2 O8化合物在实验温度范围具有强烈的负热膨胀效应 ,但其负热膨胀系数不随Hf4 +含量x变化。在2 98～ 973K ,Zr1 -xHfxW2 O8线膨胀系数αl 约为 -6× 10 - 6 K- 1 ;在 83～ 2 98K ,Zr0 5Hf0 5W2 O8的αl=-9 6× 10 - 6 K- 1 。变温XRD研究还表明 ,Zr1 -xHfxW2 O8化合物从α ZrW2 O8相向 β ZrW2 O8相的转变温度随Hf4 +含量x的增加而略有升高 ,热重分析 (TGA )研究结果表明 ,Zr1 -xHfxW2 O8在室温大气条件下不吸水     

CaO-Al2O3-Ce2O3渣系的相平衡关系研究

CaO-Al₂O₃-Ce₂O₃渣系是稀土钢新型冶金渣系的基础渣系,其相平衡关系等热力学信息的缺失限制了相关渣系的研究和开发。本文通过高温相平衡实验,结合X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析,研究了CaO-Al₂O₃-Ce₂O₃渣系的相平衡关系。根据1100℃的实验结果,明确了该渣系中十种物相间的共存关系,以Alkemade连线的形式展示,包括：2CaO·Al₂O₃·Ce₂O₃-CaO、2CaO·Al₂O₃·Ce₂O₃-Ce₂O₃、2CaO·Al₂O₃·Ce₂O₃-3CaO·Al₂O_...     

NiCo2O4薄膜的制备及其磁电性能研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在氧化镁(MgO(001))、钛酸锶(SrTiO₃(001))和铝酸镁(MgAl₂O₄(001))3 种衬底上,外延生长钴酸镍(NiCo₂O₄)薄膜。采用原子力显微镜(AFM)和 X 射线衍射仪(XRD)对 NiCo₂O₄薄膜进行形貌表征和结构分析,测试结果表明 NiCo₂O₄薄膜具有平整的表面和优异的结晶度。采用综合物性测量系统(PPMS)测试 NiCo₂O₄薄膜的电输运及磁性能,通过对比发现在 MgO(001)和 SrTiO₃(001)衬底上生长的NiCo₂O₄薄膜呈半导体特性,并且磁性较弱,而在MgAl₂O₄(001)衬底上生长的NiCo₂O₄薄膜具有金属性和...     

不同钛含量的钢与Al2O3和MgAl2O4界面润湿行为

高温下钢液中会生成大量的非金属夹杂物,对钢的浇铸工艺和钢产品性能产生不利影响。通过研究高钛钢与夹杂物的界面润湿行为,以期为高钛钢成分设计以及夹杂物的控制研究提供理论依据。以不同钛含量的钢样品以及Al₂O₃和MgAl₂O₄为研究对象,采用改进后的座滴法进行高温润湿试验得到表观接触角;通过电子探针对样品界面的微观形貌和元素进行表征,并结合热力学计算对钢与夹杂物的界面润湿行为进行解释。当钢中钛质量分数分别为0.01%、0.31%和0.68%时,Al₂O₃/钢润湿系统的表观接触角分别为96°、90°和112°,润湿后的样品界面均匀,无新反应相的存在和明显的元素富集。MgAl₂O₄/钢润湿系统的表观接触角分别为113°、106°和130°;低钛含量(w(Ti)=0.01%)时,界面无反应相生成,高钛含量时,界面存在不连续的反应层,为MgS、MgO、Ti₄S₂C₂     

掺杂Tb3+的Ba2WO3F4荧光体的合成及其发光特性

本文采用固相反应法合成了Ba2WO3F4及掺杂Tb3+的Ba2WO3F4荧光体,测定其X射线粉末衍射光谱、激发光谱和发射光谱.所合成的Ba2WO3F4荧光体为单斜晶系,属CC空间群(C4S),晶胞参数为a=1.1511nm,b=0.9382nm,c=0.7188nm,β=126.05°.探讨了Ba2WO3F4及掺杂Tb3+离子的Ba2WO3F4荧光体的发光特性.     

水热法制备Y2O3:Eu及其发光性能的研究

利用水热法制备立方相Y₂O₃:Eu红色荧光粉.在不同掺杂浓度、不同溶液pH值的系列样品中,均观测到Eu3+离子的特征发射.荧光强度与Eu3+离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu3+离子掺杂浓度为9 %时其相对发射强度最强.在不同溶液pH值所获得的样品中,以溶液pH等于6制备的样品发光效果最好.此外通过与商用Y₂O₃:Eu红色荧光粉比较,发现其荧光强度相当.因此,与传统高温固相法相比,水热法合成Y₂O₃:Eu红色荧光粉是简单易行方案.      

固体酸La2O3-Ga2O3/硅胶的研制及其催化合成丙酸异丁酯

采用自制固体酸La2O3-Ga2O3/硅胶为催化剂催化丙酸与异丁醇进行酯化反应合成了丙酸异丁酯,并采用IR分析对催化剂进行了表征。催化剂的制备条件为La2O3∶Ga2O3∶硅胶=5∶20∶75(质量比),500℃焙烧2 h。考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间、带水剂种类和催化剂的重复使用性等因素对酯化率的影响。结果表明,适宜的反应条件为0.20 mol丙酸,催化剂用量1.00 g、醇酸物质的量比1.8,反应时间90 min,酯化率可达98.2%。     

正极材料Li[Ni1/3Li1/9Mn5/9]O2的结构和充放电过程研究

应用X射线衍射,选区电子衍射和同步X射线衍射等方法,对锂离子电池正极材料Li[Ni_1/3Li_1/9Mn_5/9]O₂的结构和充放电行为进行了研究.结果表明Li[Ni_1/3Li_1/9Mn_5/9]O₂可标定为单相α-NaFeO₂,并具有$\\sqrt 3 $a_hex.×$\\sqrt 3 $a_hex.×$\\sqrt 3 $c_hex.超结构特征.电池充电时,伴随锂离子的脱出,相邻氧原子层间的静电斥力逐渐增大,当电压为3.8V时应力达到最大.接近4.6V时,晶胞常数c急剧下降,绝大多数Li⁺从材料的锂层拔出,Ni²⁺发生氧化.4.6~4.8V之间c增大,a变化很小,说明过渡金属层中的Li⁺拔出,而过渡金属离子的氧化状态未改变.     

镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3的制备及其催化性能

500℃焙烧3 h条件下制备了摩尔比nSn∶nW=2∶1,含3.0%(质量分数,下同)La2O3的镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3,采用IR分析对其进行了表征。通过改变催化剂用量、30%H2O2用量、反应时间及催化剂重复使用性等因素,系统考察了该稀土改性双金属氧化物催化氧化环己酮合成己二酸的催化性能。实验结果表明,己二酸的适宜合成条件为:100 mmol环己酮,1.25 g催化剂SnO2-WO3/La2O3,50 mL 30%H2O2,回流反应7 h,目的产物己二酸收率达77.7%。SnO2-WO3/La2O3连续使用6次己二酸收率仍可接近40%。     

掺杂ZrO2对Laβ-Al2O3固体电解质的性能影响

研究了掺杂不同量的ZrO₂对Laβ-Al₂O₃固体电解质的电导和抗热震性能的影响。结果表明ZrO₂的加入导致电导率下降,抗热震性能提高。为此,以加入质量分数10%ZrO₂为宜。     

Sm2Fe17合金的热稳定性

用热重/差热(TG/DTA)分析法研究了粒度及升温速度对Sm₂Fe₁₇合金热稳定性的影响,结合XRD物相分析结果说明Sm₂Fe₁₇合金氧化过程中发生的化学反应,用Kinssinger法计算了Sm₂Fe₁₇合金被氧化所需的表观活化能并推断了其反应机理.结果表明:Sm₂Fe₁₇合金粉的粒度越细,其热稳定性越差;升温速度越快,Sm₂Fe₁₇合金的氧化温度增高,放出的热量减小.Kinssinger法计算Sm₂Fe₁₇合金在低温氧化时的表观活化能为162kJ·mol^-1,在高温氧化时为189.8kJ·mol^-1.     

Al2O3/LiAlO2协同提升LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2正极材料循环稳定性的研究

锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。理解和缓解这些退化机制是减少容量衰退的关键,从而提高锂离子电池的循环寿命。包覆是常见的改性手段,可改善高镍LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极界面稳定性并降低表面降解的程度。但是,常规包覆方法形成的包覆层的厚度和均匀性难以调控,为了改进此问题,本研究建立了一种Al₂O₃/LiAlO₂薄膜,对LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂具有协同改性效应,可形成厚度均匀的双包覆层,增强正极材料的循环性能和结构稳定性。研...