纳米ZrO2应用现状及前景研究

综述了纳米氧化锆在陶瓷增韧、催化作用、传感器以及功能薄膜等领域的应用,由于纳米ZrO2具有超塑性行为,被用作陶瓷增韧的材料;纳米ZrO2的化学稳定性好,粒子尺寸小,比表面积大,使催化性能大大提高;由于纳米ZrO2禁带宽、折射率高,被广泛应用于各种光学薄膜;纳米氧化锆涂层晶粒堆积紧密、气孔率低、涂层的结合性能较好,被广泛用作热障涂层.综合分析认为纳米氧化锆具有十分广阔的应用前景.     

纳米ZrO2应用现状及前景研究

综述了纳米氧化锆在陶瓷增韧、催化作用、传感器以及功能薄膜等领域的应用，由于纳米ZrO2具有超塑性行为，被用作陶瓷增韧的材料；纳米ZrO2的化学稳定性好，粒子尺寸小，比表面积大，使催化性能大大提高；由于纳米ZrO2禁带宽、折射率高，被广泛应用于各种光学薄膜；纳米氧化锆涂层晶粒堆积紧密、气孔率低、涂层的结合性能较好，被广泛用作热障涂层。综合分析认为纳米氧化锆具有十分广阔的应用前景。     

SO42-/ZrO2固体酸的超声快速制备及表征

在沉淀和浸渍过程中都分别施加超声波快速制备了SO42-/ZrO2固体酸。利用XRD、FT-IR、TG-DTA、BET和NH3-TPD等方法对样品进行分析表征,探讨超声作用对固体酸中ZrO2晶粒粒径、样品比表面积、热稳定性和酸性等的影响。结果表明,超声制备SO42-/ZrO2形成超强酸结构的适宜焙烧温度为550℃。与常规法相比,超声波的引入能获得较小晶粒的ZrO2,并强化了浸渍过程中与高价硫的结合,所得样品比表面积增大,并可以提高催化剂的酸强度以及改变催化剂酸量分布。     

SO4^2-／ZrO2-SiO2的制备及其催化性能研究

用共沉淀法制备了SO4^2-／ZrO2-SiO2固体酸催化剂，通过XRD、BET、IR、SEM等综合实验手段考察了SiO2的加入量不同对固体酸的晶体结构的影响，并以乙酸正丁酯的酯化反应为探针实验考察了SO4^2-／ZrO2-SiO2的催化性能。结果表明，SiO2的加入抑制了ZrO2晶型的转变，提高了催化剂的活性。     

热障涂层的研究进展

对热障涂层国内外的研究进展进行了综述。对热障涂层成份的选择、Y2O3稳定ZrO2的相组成及相转变、热障涂层的制备和热障涂层的失效以及热障涂层的发展前景进行了分析。     

Co0.5Fe2.5O4/ZrO2磁性纳米固体酸的合成与表征

将磁性基质Co0.5Fe2.5O4与ZrO2进行组装制备出磁性固体酸催化剂，采TEM,DTA,XRD,FTIR等手段对Co0.5Fe2.5O4/ZrO2磁性固体酸催化剂的结构和性能进行了研究，结果表明磁性基质的引入延迟了ZrO2的晶化以及ZrO2(t）相向ZrO2(m)相的转变，使ZrO2更加稳定，我们合成的Co0.5F2.5O4/ZrO2粒径在40nm左右，且具有良好的催化性能和适宜的磁学性能。     

高炉风口上超音速火焰喷涂金属-陶瓷梯度层的可行性

在高炉风口表面制备一层适宜的金属-陶瓷梯度热障涂层,是提高风口寿命的一种有效的方法.本文旨在验证在风口上制备金属-陶瓷梯度保护层,提高高炉风口寿命的可行性.通过大型的有限元仿真软件AN-SYS,模拟分析了在紫铜表面喷涂陶瓷热障层的隔热效果,并且探讨了HVOF涂层的性能.结果发现,仅仅0.4 mm厚的ZrO2涂层就可以使铜基体温降200℃左右,而且超音速火焰喷涂打底的金属-陶瓷涂层的抗氧化性、热震性优于其他喷涂方法,这表示能够从材料和工艺两方面解决风口喷涂陶瓷层易脱落的问题.证明了在风口上喷涂金属-陶瓷梯度热障涂层的可行性以及利用HVOF打底层制备金属-陶瓷热障层的优势.     

磺酸型硅基固体酸制备及应用的研究进展

随着绿色化学的发展,将磺酸基团负载到固体表面制备磺酸型固体酸代替传统的硫酸催化剂越来越受到了人们的关注。为此,综述了磺酸型硅基固体酸的制备方法及应用,介绍了浸渍、接枝和共缩合3种制备方法,探讨了固体酸在酯化、醚化、脱水等反应中的催化活性。     

中美科学家首次制备二十四面体铂纳米晶体

厦门大学化学化工学院和美国佐治亚理工学院的科学家采用新的电化学方法，首次制备出具有高表面能的二十四面体铂纳米晶粒催化剂，显著提高了铂纳米催化剂的活性和稳定性，在能源、催化、材料、化工等领域具有重大意义和应用价值。     

竹炭基固体酸催化剂的制备及其催化性能研究

以4年生慈竹为炭源制备新型碳基固体强酸催化剂,以油酸与甲醇的酯化反应为模型反应主要考察了炭化温度、炭化时间、磺化温度和磺化时间等因素对其催化剂性能的影响。研究结果表明,以竹子作为碳源,利用硫酸合成碳基固体酸催化剂的最佳工艺条件为:碳化温度650℃,碳化时间6h,磺化温度140℃和磺化时间10h,在此条件下油酸与甲醇的酯化反应的转化率达到94.70%。竹炭基固体酸催化剂制备简单,催化酯化反应条件温和,克服了传统液体酸催化剂的缺点,具有良好的稳定性,且通过简单的过滤即可回收重复利用具有很好的应用前景。     

粘结层喷涂方法对铜基体与热障涂层结合强度的影响

为提高铜基体上热障涂层的工作温度和寿命,分别采用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)制备NiCrAlY粘结层,采用等离子喷涂制备ZrO2-8%Y2O3陶瓷面层.用拉伸试验测试了热障涂层的结合强度,利用SEM分析了拉伸断口的成分分布和微观形貌.研究表明,用HVOF制备粘结层的热障涂层的结合强度为47.9 MPa,用APS制备粘结层的热障涂层的结合强度为31.2 MPa.与等离子喷涂制备粘结层相比,采用超音速火焰喷涂制备粘结层可明显提高ZrO2陶瓷涂层的结合强度.     

H_2对等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的结构和抗冲刷性能的影响

改变用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备热障涂层时等离子工作气体中H2组分的流量,制备出不同的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层并研究了H_2对PS-PVD热障涂层的影响。结果表明:等离子工作气体中的H_2对PS-PVD热障涂层的表面形貌、微观结构、孔隙率、硬度和抗冲蚀性能等性质有显著的影响。H_2流量分别为0、5、10 SLPM时制备的PS-PVD热障涂层,其孔隙率分别为16.7%、20.4%、7.7%;显微硬度分别为224.2 HV0.025、236.6 HV0.025、394.4 HV0.025;固体颗粒冲蚀25 s后的失重量分别为78.5 mg、65.0 mg、17.3 mg。随着H_2组分流量的增大热障涂层的孔隙率先增加后减小,柱状结构逐渐变化,硬度和抗冲蚀性能提高。     

氧化锆(ZrO2)基纳米功能材料的研究进展

氧化锆(ZrO2)同时具有氧化中心和还原中心,具有很高的化学稳定性、热稳定性和机械稳定性,能应用于催化、电子、耐高温、环境友好电极材料等方面。介绍了ZrO2的晶体形态和各种晶型之间的相互转变规律,纳米ZrO2的性能和制备方法,介孔ZrO2形成机理；综述了Y3 /ZrO2(YSZ)、Mn4 /ZrO2、Ti4 /ZrO2、Ce4 /ZrO2、SO42-/ZrO2(SZ)等掺杂材料的性能、应用及制备等研究情况.     

用溶胶-凝胶法制备保护涂层的研究进展

溶胶-凝胶(Sol-gel)法用于金属及合金表面制备保护涂层可明显提高材料在各种环境下的耐蚀性、抗高温氧化性、耐磨性等性能,从而扩大金属及其合金的应用范围.介绍了Sol-gel涂层的制备技术、涂覆工艺以及涂层热处理的一般原理及特点,总结了该技术制备保护涂层的应用现状及最新研究进展,讨论了制备单组分氧化物涂层如ZrO2涂层、SiO2涂层、CeO2涂层、Al2O3涂层、TiO2涂层,双组分氧化物涂层如ZrO2-CeO2涂层、SiO2-ZrO2涂层以及多组分氧化物涂层的制备方法及涂层对基体材料的保护作用,并对其保护机理进行了初步探讨.     

热障涂层陶瓷材料的研究现状与展望

目前主要研究的热障涂层陶瓷材料分为氧化物稳定的ZrO2钙钛矿结构ABO3陶瓷、焦绿石或萤石结构A2B2O7陶瓷、磁铁铅矿结构MMeAl11O19陶瓷及其他先进陶瓷材料5大类.概述了各类材料的研究进展,对热障涂层陶瓷材料今后的发展方向进行了探讨,认为氧化物稳定的ZrO2在热障涂层中的应用地位必将被使用温度更高的新型陶瓷材...     

La2(Zr0.7Ce0.3)2O7——新型高温热障涂层

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.     

新型稀土锆酸盐材料研究进展

稀土锆酸盐是高温热障涂层与高温固体电解质的候选材料之一,通式为Ln2Zr2O2(Ln为稀土元素),具有烧绿石结构或缺陷型萤石结构;具有高熔点、低热导率、高热膨胀系数、高化学稳定性、相对低的传导温度、优良的离子导电性能和高辐射稳定性等特点,在诸多领域得到广泛应用.综述了目前国内外稀土锆酸盐材料的热物理性能、电学性能和力学性能方面的最新研究进展,展望了未来稀土锆酸盐材料在热障氧化物材料和固体氧化物燃料电池电解质方面的应用前景.     

热障涂层材料研究进展

简要概述了热障涂层材料的基本要求,介绍了国内外热障涂层材料近年来的研究状况和发展趋势.目前广泛使用的是T2O3稳定ZrO2热障陶瓷材料及其粘结层材料,而稀土锆酸盐和稀土氧化物是非常有前景的隔热材料.     

常见固体超强酸的研究

目前国内石油化工厂的烷基化装置基本采用液体酸技术，液体酸催化剂具有极强的腐蚀性，污染环境、腐蚀设备等缺点，越来越受到严峻的挑战。固体超强酸催化剂催化活性较高，且制备方法简便，催化反应温度低，对环境友好，有着广泛的应用前景，于是人们把目光投向了固体超强酸催化剂及其技术。本文介绍了常见固体超强酸ZrO2／SO4 2-上异丁烷与丁烯烷基化的研究，重点讨论利用固体超强酸催化剂进行异丁烷和丁烯的烷基化反应，认为固体超强酸催化剂有较高的催化活性和广阔的应用前景，国内外许多石油公司正在致力于开发一种无公害、易分离的固体酸烷基化催化剂。其中ZrO2／SO42-型催化剂被认为是最有希望的一种催化剂。     

固体酸催化剂在制备生物柴油中的进展

生物柴油是环境友好的替代燃油,由天然油脂与低级醇通过酯交换反应制备。采用固体酸催化剂制备生物柴油较为简单,同样适用于低等级、高度酸性以及含有水的油的酯化和酯交换反应,且不形成皂化物,还可以有效避免传统均相酸碱催化酯交换工艺中存在的产品分离困难和废催化剂的二次污染问题。研究非均相固体酸催化剂在生物柴油生产中的应用,对于正在兴起的中国生物柴油产业具有重要的意义。详细介绍了各种固体酸,包括硫酸化的金属氧化物、磺酸离子交换树脂、磺酸改性的介孔二氧化硅材料、磺化碳基催化剂、杂多酸和酸性离子液体作为酯化和酯交换反应中的非均相催化剂的研究进展。