Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体的制备及性能研究

用共沉淀法制备出Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体,并利用TG-DTA-DTG、XRD、TEM和H2-TPR等方法对样品的物相结构、晶粒大小、还原性及高温热稳定性进行表征.结果表明,Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体为物相结构稳定的立方相固溶体,该粉体的平均粒度为10 nm左右,分散性好,而且与Ce0.6Zr0.4O2相比,在Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2中,Pr的存在明显提高了其还原性和高温热稳定性.     

W掺入对Ti0.8Zr0.2Ce0.2O2.4/Al2O3-TiO2-SiO2催化脱硝性能的优化

以Al₂O₃-TiO₂-SiO₂(ATS)为载体、Ti_0.8Zr_0.2Ce_0.2O_2.4(TZC)为催化活性组分, 采用挤出成型法制备系列整体式TZC/ATS及W掺入催化剂样品。研究了W掺入对催化剂TZC/ATS 的氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)脱除NO活性及抗K₂O、CaO等毒性的影响, 比较了Ti_0.8Zr_0.2Ce_0.2W_0.08O_2.64/ATS(TZCW_0.4/ATS)催化剂与V₂O₅(WO₃)/TiO₂催化剂的抗K₂O、CaO等中毒性能, 并采用N₂-BET、XRD、SEM和NH₃-TPD等技术手段分别表征了催化剂的比表面积、固相结构、微观形貌及表面酸性。结果表明, 当活性组分中Ti/Zr/Ce/W元素摩尔比为4:1:1:0.4时, TZCW_0.4/ATS催化剂NH₃-SCR脱除NO的效率最高、稳定性最好。W掺入显著增强了催化剂的抗K₂O及CaO毒性能力, 且TZCW_0.4/ATS催化剂抗K₂O及CaO的中毒能力明显强于V₂O₅(WO₃)/TiO₂催化剂。分析表明, W掺入提高了TZCW_0.4/ATS催化剂的比表面积, 增加了催化剂的表面酸量, 从而优化了催化剂的脱硝性能。     

添加烧结助剂Li2O对Ce0.8Gd0.2O1.9性能影响的研究

研究了烧结助剂Li2O对Ce0.8Gd0.2O1.9性能的影响.体密度与SEM测试结果表明,添加约3%(摩尔分数)Li后,1450℃烧结试样的相对密度达到了98%,与传统固相反应1600℃烧结的Ce0.8Gd0.2O1.9相当,说明试样的致密烧结温度降低了约150℃,,烧结致密同时Ce0.8Gd0.2O1.9的平均晶粒尺寸仅为5μm,较纯Ce0.8Gd0.2O1.9(10}tm)明显细化且有良好的机械强度.通过XRD图谱分析可知,在1450℃添加烧结助剂烧结使Ce0.8Gd0.2O1.9致密化的同时并无新相出现,Ce0.8Gd0.2O1.9仍为萤石结构的单相.交流阻抗谱结果表明,添加3%(摩尔分数)Li的Ce0.8Gd0.2O1.9与1600℃烧结的纯Ce0.8Gd0.2O1.9相比电导率增大同时活化能降低.Li2O是一种效果良好的烧结助剂.     

RxCe0.8-xZr0.2O2催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能研究

采用溶胶凝胶法制备一系列R_xCe_(0.8-x)Zr_(0.2)O_2(R=Mg,Ca,Sr和Ba,x=0,0.1,0.2和0.3)催化剂,并用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)和程序升温氧化(TPO)等技术对催化剂进行表征,同时考察该系列催化剂催化碳烟燃烧活性。研究结果表明,Zr~(4+)均能进入CeO2晶格中形成具有立方萤石结构的固溶体。在不同的接触条件下,样品Ba_(0.1)Ce_(0.7)Zr_(0.2)O_2催化碳烟燃烧活性均最高。在一系列样品Ba_(0.1)Ce_(0.7)Zr_(0.2)O_2中,催化剂与碳烟紧密接触条件下其催化碳烟燃烧时更能够反映出催化剂内在活性的大小,而松散接触时则更易受到接触条件的影响。     

水热法制备Ce(Zr)O2纳米复合粉体

采用水热合成法制得了Ce／Zr的比例为1的Ce(Zr)O2复合氧化物粉体。系统研究了矿化剂浓度、水热处理条件(温度、时间)对产物粒度、比表面和物相的影响。研究显示：在酸性介质中,产物团聚程度轻,颗粒较均匀;在碱性介质中,颗粒极细,但团聚程度重;提高水热处理温度和延长处理时间都使产物粒度增大．比表面积降低。XRD及TEM显示样品灼烧处理前后均为立方相或接近立方相。     

低温燃烧合成制备Ce0.8Y0.2O1.9电解质

以柠檬酸为还原剂,以硝酸盐为氧化剂,使用溶胶-凝胶低温燃烧工艺制备Ce0.8Y0.2O1.9纳米粉体,研究了溶液的凝胶化和硝酸盐与柠檬酸的摩尔比对粉体的微观结构及烧结性能的影响.结果表明:柠檬酸(CA)与金属离子(Mn )的摩尔比(nCA/nn M)和溶液的pH值决定了金属离子的络合,柠檬酸与金属离子的络合物通过氢键凝胶化.当燃烧反应中硝酸盐与柠檬酸的比值为1.5时,粉体具有很好的成型和烧结性能.将素坯在1350 ℃保温4 h,得到的烧结体晶粒尺寸为0.46 μm,相对密度95%以上,700 ℃时的离子电导率为0.034 S·cm-1.     

锂离子电池用正极材料LixCo0.8N0.2O2

在控制结晶工艺合成LixCo0.8Ni0.2O2的基础上制备了锂离子电池正极材料LixCo0.8Ni0.2O2。能量散射谱分析结果表明活性材料中Co、Ni元素分布均匀。由于在控制结晶合成的前驱体Co0.8Ni0.2（OH）2中,Co、Ni均匀分布在M（OH）2中的M层,因此可以避免形成一般固溶体发生扩散性重组所需长时间的煅烧过程。扫描电子显微镜分析了表微观形貌的变化。X米衍射分析表明LixCo0.8Ni0.2O2为单一相的α-NaFeO2层状结构,不存在其它杂相;晶胞参数a和c随x变化经历了由小到大再变小的;c/a则经历了一个由大到小再变大的过程。     

TiO2掺杂Ce0.8Sm0.2O1.9材料的制备与表征

通过凝胶浇注法制备了TiO2掺杂量为0-15％（摩尔分数）的T1O2-Ce0.8Sm0.2O1.9（TixCe0.8xSm0.2O2-y，TSDC）粉体。采用X射线衍射、透射电镜对所得粉体的相组成和颗粒形貌进行了测试分析，考察了粉体的烧结性能。此外，还测定了不同组成TSDC烧结体在空气和氢气气氛中的电导率。研究结果表明：凝胶浇注所得干凝胶在较低温度（500℃）下煅烧后，TiO2和Sm2O3即能完全固溶进CeO2晶格中，形成具有单一立方相结构和纳米粒度的TSDC粉体，且粉体粒径随TiO2掺杂量的增加而增大。上述粉体具有较高的烧结活性，其成形压坯在1400℃烧结后，相对密度可达95％以上。此外，测试气氛对TSDC材料的电导率有明显的影响，在空气中，随着TiO2掺入量的增大，TSDC材料的电导率减小，而在H2气氛中，电导率则明显增大，TiO2的掺入，降低了电导活化能。     

Ce0.8Gd0.2O2-δ纳米晶的合成、微结构和离子导电性

利用溶胶-凝胶燃烧法合成了纳米晶Ce0.8Gd0.2O2-δ固溶体.热重(TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)分析表明,干凝胶经燃烧后可直接得到粒径约为24nm,具有单相萤石结构的稳定纳米晶.在合成粉末样品的Raman光谱上观测到一个强的低频F2.对称振动峰(460cm-1)和一个较弱的高频峰(570cm-1),分别对应于Ce离子周围的氧离子的对称呼吸振动和氧缺位的产生.采用交流阻抗谱方法研究了1450℃烧结体的晶界体积分数和离子电导率,并探讨了二者之间的关系.     

乙二醇溶剂热法制备纳米TiO2

用乙二醇溶剂热法制备了锐钛矿相纳米TiO2,用X射线粉末衍射(XRO)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TG-DTA)和透射电子显微镜(TEM)对制备的样品进行了表征,研究了乙二醇浓度、含水量、反应温度和反应时间对纳米TiO2晶型和晶粒尺寸的影响.结果表明:所得的纳米TiO2粒径分布窄,单分散性好.随着溶剂热反应温度的升高,纳米TiO2的晶粒尺寸逐渐变大,但随着溶剂热反应时间的延长,纳米TiO2的晶粒尺寸却几乎不变.     

烧绿石型富氧相Ce2Zr2O8的Rietveld结构精修及其Raman光谱研究

采用石墨还原法成功制备了烧绿石型富氧相Ce₂Zr₂O₈, 选用缺氧型烧绿石Nd₂Zr₂O₇作为Ce₂Zr₂O₈相前驱体CeZrO_3.5的替代物与之进行结构对比分析。实验结果表明: Ce₂Zr₂O₈相中富余氧主要占据前驱体中的氧空位, 且氧离子扩散不会破坏原本有序排列的阳离子(Ce/Zr)亚点阵; 同时, Ce₂Zr₂O₈相中Zr-O 配位体由前驱体中共顶联接的八面体转变为共棱联接的立方体, 其反相畴界密度和振动光谱谱带亦较前驱体明显提高。以上结果说明Ce₂Zr₂O₈相结构处于亚稳态, 该结构特征有利于氧离子的快速吸附或释放, 这为其成为汽车尾气净化剂提供了结构上的可行性, 但也说明当An₂Zr₂O₇烧绿石在自辐照条件下向富氧相An₂Zr₂O₈发生转变时, 其抗辐照和化学稳定等性能有下降趋势。     

高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2合成的研究

以二次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,再与LiNO3混合经两个恒温阶段烧结(600℃恒温6h、800℃恒温24h)得到高密度LiNi0.8Co0.2O2.探讨了锂源、镍源、合成温度、合成时间等因素对产品的影响,从而优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺.所得非球形LiNi0.8Co0.2O2 粉末振实密度高达3.24g/cm3,大幅度地提高正极材料的体积比能量.X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构,预示着材料具有良好的电化学性能.     

Electrochemical performance of overlithiated Li1+xNi0.8Co0.2O2: structural and oxidation state studies

Pure, layered compounds of overlithiated Li_1+xNi_0.8Co_0.2O₂ (x = 0.05 and 0.1) were successfully prepared by a modified combustion method. XRD studies showed that cell parameters of the material decreased with increasing the lithium content. SEM revealed that the morphology of particles changed from rounded polyhedral-like crystallites to sharp-edged polyhedral crystals with more doped lithium. EDX showed that the stoichiometries of Ni and Co agrees with calculated synthesized values. Electrochemical studies revealed the overlithiated samples have improved capacities as well as cycling behavior. The sample with x = 0.05 shows the best performance with a specific capacity of 113.29 mA?h?g^-1 and the best capacity retention of 92.2% over 10 cycles. XPS results showed that the binding energy of Li 1s is decreased for the Li doped samples with the smallest value for the x = 0.05 sample, implying that Li⁺ ions can be extracted more easily from Li_1.05Ni_0.8Co_0.2O₂ than the other stoichiometries accounting for the improved performance of the material. Considerations of core level XPS peaks for transition metals reveal the existence in several oxidation states. However, the percentage of the+3 oxidation state of transition metals for the when x = 0.1 is the highest and the availability for charge transition from the+3 to+4 state of the transition metal during deintercalation is more readily available.     

铈锆氧化物固溶体的制备、表征及三效催化性能

采用共沉淀技术制备了Ce0.6Zr0.4O2固溶体,并对其进行了XRD、Raman光谱和SEM表征.将其用于单钯三效催化剂的制备,考察了Ce06Zr0.4O2对三效催化剂性能的影响.结果表明:Ce0.6Zr0.4O2具有和CeO2相似的立方结构,并具有较高的热稳定性;与含CeO2的三效催化剂相比,含Ce06Zr0.4O2的三效催化剂经高温老化后,仍具有较高的HC、CO、NO转化率和较低的起燃温度.     

锂电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备

用固相烧结合成方法合成了Li离子电池用正极材料LiNi0.8Co0.2O2,试验分析了合成温度、时间、预处理方式和Li/(Ni+Co)摩尔比等因素对产物的结构和性能的影响。通过严格控制各影响因素,制得LiNi0.8Co0.2O2正极材料,其松装密度大于2.0g/cm3,首次放电容量大于160mAh/g。     

尖晶石型Ni0.8Zn0.2Fe2O4纳米晶体的制备及电磁性能研究

以金属离子的柠檬酸盐为前驱体，通过sol-gel自燃烧的合成方法制备了镍锌铁氧体（Ni0．8Zn0．2Fe2O4）纳米晶体。采用FT-IR、DSC-TG、XRD、TEM波导等方法对产物以及产物的电磁性能进行了表征。结果表明，在前驱体中，金属离子与柠檬酸以络合物的形式存在，凝胶在220℃完成自燃烧反应，随着热处理温度的升高，粉体的粒径逐渐增大，纳米晶体在8-12GHz的测试条件下具有介电损耗与磁损耗，随着涂层厚度的增加，混合媒质的微波反射率逐渐增加，反射率吸收峰随着厚度的增加向低频移动。     

SDC中间层的阳极支撑型LSGM电解质膜SOFC的制备及性能研究

采用离心沉降法及高温共烧结工艺在多孔NiO-Sm_0.2Ce_0.8O_1.9(SDC)阳极上成功地制备了SDC/LSGM (La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ)/SDC电解质薄膜. 经共烧结制备了11μmSDC/15μmLSGM/13μmSDC三层复合电解质薄膜. 电池在800℃最大输出功率密度为0.92W/cm², 但电池的开路电压0.89V低于理论电动势. 电池微结构和元素分析表明, 高温共烧结时Ni扩散到LSGM电解质薄膜中引起电子电导, 导致电池开路电压偏低. 阻抗谱测试表明, 引入SDC电解质作为隔离层后, 欧姆极化过程和电极极化过程共同影响电池的性能