铁酸锌选择性还原的反应机理

通过TG、物相分析、XPS、XRD、SEM-EDS等手段研究铁酸锌选择性还原反应机理,考察铁酸锌质量损失和分解特征、物相转变过程和产物层形貌变化以及Zn2+与Fe2+的离子迁移行为。结果表明:反应表现为失氧过程,还原产生的Fe2+使铁酸锌分解产生ZnO,ZnO含量与Fe2+含量线性相关。Fe2+向铁酸锌内部迁移替代Zn2+,Zn2+则向外部迁移并富集于表面,促使ZnO在表面形成。铁酸锌逐步向磁铁矿转变,Fe2+的嵌入和锌的迁出使铁酸锌晶胞参数先增大后减小,还原产物为ZnO和含锌的磁铁矿。颗粒产物层中的还原产物相互夹杂,并包裹着未反应的铁酸锌。     

铁酸锌选择性还原及其在锌浸出渣处理中的应用

传统湿法炼锌过程产生大量富含有价金属资源的铁酸锌废渣,铁的分离是实现铁酸锌废渣中有价金属资源回收的关键。提出含大量铁酸锌的锌浸出渣选择性还原焙烧?浸出分离铁和锌的新方法。通过热力学分析确定铁酸锌分解过程中Fe3O4和ZnO产物的优势区域,并发现V(CO)/V(CO+CO2)比是控制铁酸锌还原焙烧产物物相的关键因素,在V(CO)/V(CO+CO2)比在2.68%?36.18%范围内,铁酸锌优先分解生成在Fe3O4和ZnO。通过TG分析,确定铁酸锌还原焙烧的最佳条件为焙烧温度700?750°C,CO体积分数6%,V(CO)/V(CO+CO2)30%。基于上述研究结果,对富含铁酸锌的锌浸渣进行还原焙烧处理,焙烧产物经酸浸后,锌的浸出率达70%,铁的浸出率仅为18.4%,实现锌浸渣中锌和铁的有效分离。     

铁酸铋薄膜退火工艺研究进展

铁酸铋(BFO)多铁性材料因具有丰富的物理性能,以及其在存储器、传感器、电容器、光伏器件等方面的广阔应用前景,在过去几十年一直受到广泛的关注。然而,由于Bi元素在高温下容易挥发,所以很难合成纯相的BFO薄膜。此外,因存在氧空位或由于Fe离子变价导致的非化学计量比等缺陷,使其漏电流密度较大,严重影响BFO薄膜的铁电性能及实际应用。退火工艺是影响材料微结构及宏观性能的重要因素,因此通过退火工艺来调控BFO薄膜的结构及性能是一种十分有效的手段。然而,退火工艺包括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式等多种形式,究竟每一种退火形式如何影响BFO薄膜的结构及性能是值得探讨的问题。为此,综述了退火工艺(括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式)对BFO薄膜的结构(晶粒尺寸、形状,电畴尺寸、类型,表面形貌)和性能(磁性、铁电性、介电性、漏电性、导电机制)的影响的研究进展,并提出了一些亟待解决的问题。     

机械活化对铟铁酸锌溶解动力学及物化性质的影响

以人工合成的高纯度铟铁酸锌为研究对象,采用搅拌球磨对其进行机械活化。以锌的浸出率为评价指标,研究不同活化试样在硫酸溶液中的浸出特性和溶解动力学,并利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪和比表面积分析仪分别考察机械活化对铟铁酸锌晶体结构、颗粒形貌、粒度和比表面积的影响。结果表明:机械活化使铟铁酸锌的物化性质发生明显改变,并由此提高了铟铁酸锌的反应活性。经机械活化30和60 min后,铟铁酸锌与硫酸反应的表观活化能由未活化时的76.4 kJ/mol分别降至58.6和51.8 kJ/mol,表观反应级数也由原来的0.79分别降至0.62和0.59。未活化铟铁酸锌的酸溶过程受化学反应控制,活化后则为混合控制。     

微波加热碳热还原铁酸锌的动力学及热力学

研究550-950°C下微波加热配碳还原焙烧分解铁酸锌生成ZnO和Fe3O4/FeO的工艺及机理。利用HSC热力学软件对铁酸锌分解的热力学温度进行计算,并利用碳气化控制、化学控制及扩散控制模型研究样品中铁酸锌分解的动力学行为。分析微波功率、反应温度、配碳比和时间对铁酸锌分解率的影响。结果表明：在微波加热温度750°C,C/ZnFe2O4质量比为1：3,粒径74~89μm,微波功率1.2 kW的条件下,被还原的铁酸锌样品经过浸出后,Zn的回收率可以高达97.93%。通过采用不同的动力学模型对分解动力学进行测试。结果表明：碳气化控制机制是良好的机制。碳气化反应的活化能为38.21 kJ/mol。     

静电纺丝发制备铁酸锌纳米纤维及其气敏性能研究

与零维、二维和三维纳米材料相比,一维纳米材料具有优异的气敏性能。以Zn(NO_3)_2·6H_2O和Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料通过静电纺丝的方法制备了一维铁酸锌纳米纤维。利用TG-DSC分析了材料的前驱体,用XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET和XPS对材料进行了表征,并且对材料的气敏性能进行了研究。结果表明,在煅烧温度为500℃下获得的材料呈现出纳米纤维的形貌;基于500℃下获得的铁酸锌纳米纤维的元件,在工作温度为190℃下对丙酮表现出较高灵敏度和高选择性,S_(1000μL/L丙酮)/S_(1000μL/L乙醇)=8;当丙酮浓度低至1μL/L时,灵敏度仍能达到1.1。     

纳米铁酸锌/丙氨酸改性聚乳酸复合磁性微球的制备和表征(英文)

以改进液相化学法合成铁酸锌纳米磁流体来代替传统的铁氧化物磁粉,同时以D,L型丙交酯与丙氨酸为单体进行本体聚合,得到氨基酸改性聚乳酸,再以改性聚乳酸包封纳米磁流体构建磁性高分子微球。采用X射线衍射、傅立叶红外光谱仪、核磁共振仪、扫描电镜、透射电镜、振动样品磁强计、热重分析仪等对所合成的材料进行表征。结果表明:所制备的材料为尖晶石型的ZnFe2O4纳米晶,粒径为20～45nm,磁饱和强度为32×10-3A.m2;丙氨酸成功接枝到了聚乳酸链上;铁酸锌纳米磁流体/聚乳酸复合微球的分散性较好,粒径为80～300nm,聚乳酸的包覆率为45.5%,磁饱和强度为10.6×10-3A.m2,ZnFe2O4经改性聚乳酸封装后仍然保持较好的磁饱和强度。     

直流溅射沉积纳米晶氧化镍薄膜及电化学性能

采用直流溅射并结合热处理工艺制备氧化镍薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)考察退火温度对薄膜结构、形貌和组成的影响,并通过恒流充放电技术初步考察薄膜的电化学性能.结果表明,在400～500 ℃退火温度下制备了表面光滑、结构致密的NiO薄膜;随着退火温度的升高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大,晶形趋于完整;其中,500 ℃下退火2 h获得的NiO薄膜具有良好的电化学循环稳定性,有望成为高性能的全固态薄膜锂电池阳极材料.     

铁酸铋薄膜的溶胶-凝胶法制备及电性能研究进展

铁酸铋是唯一一种在室温下存在的单相多铁材料,因其具有较高的铁电居里温度、较大的剩余极化强度、较小的禁带宽度和多铁特性,受到国内外的广泛关注。溶胶-凝胶法是制备铁酸铋薄膜的一种常见方法。综述了近年来溶胶-凝胶法制备铁酸铋薄膜的研究进展,详细阐述了制备工艺参数(前驱液、退火温度、退火气氛、底电极)与掺杂对铁酸铋薄膜电性能的影响;分析了不同制备工艺导致薄膜电性能出现差异的原因;归纳、总结出了目前溶胶-凝胶法制备铁酸铋薄膜的较佳工艺条件;最后,指出了亟待解决的问题。     

水热合成法制备HfO_2薄膜(英文)

以HfOCl2·8H2O为前驱体采用水热合成法制备了HfO2溶胶,采用旋涂法制备了HfO2-PVP薄膜。利用透射电镜和粒度分析仪观察和表征HfO2溶胶的微观结构和粒度分布。实验发现,通过调整不同的水热合成温度、反应物前驱体浓度、溶液的pH值和水热合成时间等制备条件,可以在3～100nm范围内对HfO2溶胶颗粒的大小进行控制。分别采用椭偏仪,原子力显微镜,傅里叶红外变换光谱对HfO2–PVP薄膜的形貌和结构进行了表征和测量。结果表明,旋涂法制备的HfO2-PVP薄膜的粗糙度小于0.5nm,折射率达1.75左右。实验还发现,HfO2薄膜的激光损伤阈值达到15J/cm3(1064nm,1ns),HfO2-PVP薄膜的激光损伤阈值可高达20J/cm3(1064nm,1ns)。还对HfO2-PVP薄膜中有机粘结剂PVP在激光诱导损伤过程中的作用机理进行了初步探讨。     

尖晶石型ZnFe2O4铁氧体纤维的制备及其表征

以锌盐、铁盐及柠檬酸为原料,采用有机凝胶-热分解法成功制备出了尖晶石型znFe2O4纤维.所制得的纤维表面光滑、致密,纤维直径在2 μm以下,长径比可达106,组成纤维的晶粒在30～40 nm.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)等分析手段对纤维前驱体凝胶的结构,热处理产物的形貌以及ZnFe2O4纤维的磁性能等进行了表征.分析了影响凝胶可纺性以及纤维形貌产生缺陷的各种因素,确定了最佳的原料配比及pH值.在柠檬酸与铁离子、锌离子的摩尔比为4:2:1及溶液的pH值为5.2时形成的凝胶具有最佳可纺性.     

水热法合成磷酸锌微晶薄膜

水热条件下，金属锌片与不同的酸式磷酸盐反应，在金属锌片上沉积磷酸锌微晶薄膜，用粉末X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等技术分别对所得磷酸锌微晶薄膜的结构和形貌进行表征。结果表明，表面活性剂的类型对磷酸锌微晶的形貌有很大影响，酸式磷酸盐反应物不同，得到的磷酸锌微晶的形貌和物相也不同。     

水热法合成磷酸锌微晶薄膜

水热条件下,金属锌片与不同的酸式磷酸盐反应,在金属锌片上沉积磷酸锌微晶薄膜,用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术分别对所得磷酸锌微晶薄膜的结构和形貌进行表征.结果表明,表面活性剂的类型对磷酸锌微晶的形貌有很大影响,酸式磷酸盐反应物不同,得到的磷酸锌微晶的形貌和物相也不同.     

中频反应磁控溅射制备Al2O3:Ce薄膜及其光致发光特性

用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:Ce3 的非晶薄膜.XPS监测显示,薄膜中有Ce3 生成.这些薄膜的光致发光峰是在374 nm附近,它来自于Ce3 离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁.发光强度强烈地依赖于薄膜的掺杂浓度,但发光峰位置不随掺杂浓度而变化.Ce3 含量和薄膜的化学成分是通过X射线散射能谱(EDS)测量的.薄膜试样的晶体结构应用X射线衍射分析.俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分进行定性分析.发射纯蓝光的Al2O3:Ce3 非晶薄膜在平板显示等领域有着广泛的潜在应用前景.     

V2O5熔化成膜法制备VO2薄膜

发展了一种新的VO2薄膜制备方法—V2O5熔化成膜法，其基本步骤为：基片预处理—涂粉—熔化成膜—真空退火—VO2薄膜。采用XRD和XPS等手段，对所得薄膜的物相组成与价态进行了分析，同时对薄膜进行了电阻随温度变化的测试。结果表明：通过该方法获得的薄膜，其主要成分是VO2，电阻突变达到4个数量级，相变温度为67．5℃。     

Physicochemical Properties of Spray-Deposited CoFe2O4 Thin Films

Cobalt ferrite thin films are deposited onto quartz glass substrates by chemical spray pyrolysis technique at different substrate temperatures using ferric nitrate and cobalt nitrate as precursors. Thermogravimetric analysis (TGA) study indicates the formation of CoFe₂O₄ by decomposition of cobalt and ferric nitrates after 800 °C. X-ray diffraction studies reveal that annealed films are polycrystalline in nature and exhibit spinel cubic crystal structure. Crystallite size varies from 39 to 44 nm with the substrate temperatures. Direct optical band gap energy of CoFe₂O₄ thin films is found to be 2.57 eV. The AFM images show that roughness and grain size of the CoFe₂O₄ thin film are about 9 and 138 nm, respectively. The measured DC resistivity of the deposited thin films indicates that as temperature increases the resistivity decreases indicating the semiconductor nature of the films. Decrease in dielectric constant (ε′) and loss tangent (tanδ) has been observed with frequency and attains the constant value at higher frequencies. The AC conductivity of cobalt ferrite thin films increases with increase in frequency. Thus, the prepared films show normal dielectric performance of the spinel ferrite thin film. Room-temperature complex impedance spectra show the incomplete semicircles as films exhibit high resistance values at lower frequencies.     

硼碳氮薄膜的制备与表征

用电子束蒸发的方法在单晶硅(100)基片上制备了硼碳氮薄膜,通过椭圆偏振仪、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR),测试分析了薄膜厚度均匀性、成分与结构.结果表明,薄膜均匀性较好,薄膜的沉积速率非常慢;薄膜在衬底温度为常温下沉积已是晶态的,随着衬底温度升高到450 ℃,其结晶性逐渐增强;薄膜不是石墨与BN的混和膜而是C、B、N相互结合成键.     

Er2O3薄膜的应用及制备方法研究进展

作为稀土氧化物的一种,氧化铒具有优良的光学和电学性能,具有广阔的技术应用前景.本文综述了Er2O3薄膜的各种应用,描述了Er2O3薄膜的各种制备方法及研究现状,并对各种制备方法的优缺点进行了评述,最后对Er2O3薄膜的应用和制备方法作了总结.     

立方氮化硼薄膜的制备与表征

在对国内外立方氮化硼薄膜的制备工艺及其表征方法进行了综述的基础上，分析了立方氮化硼膜制备中存在的问题，即薄膜的内应力高，结合强度低，沉积温度高，沉积速率低，沉积速率低，以及cBN中SP^3键含量不稳定。并提出了今后的研究方向：①cBN膜成核生长机理问题；②低温下大面积、高速生长的异质外延和定向生长问题；③膜基结合问题；④发展新的成膜技术，寻求无毒无污染的反应材料；⑤开发cBN膜的应用。