纳米钕基氧化物的溶胶-凝胶法制备及其催化性能

采用乙二醇溶胶-凝胶法制备氧化钕基氧化物纳米粒子,研究乙二醇与Nd3+的摩尔比、煅烧温度和掺杂对产物结构的影响及其对高氯酸铵热分解的催化性能。研究表明:当乙二醇与Nd3+的摩尔比为10,70℃加热回流2 h,90℃干燥26 h,700℃煅烧2 h,可得到平均粒径为43.6 nm的球形纳米氧化钕;3.4 mol%Mn掺杂Nd2O3纳米粉体催化高氯酸铵热分解使其在310~350℃和400~470℃的2个小放热峰合并为一个以347.7℃为中心的强放热峰,表观分解热由515 J/g上升到1 250 J/g,高于纳米Nd2O3催化下的1140 J/g,证明了Mn2+掺杂可进一步提高纳米Nd2O3的催化活性。更多还原     

钕掺杂纳米二氧化钛光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备了掺杂Nd3+的纳米TiO2,用XRD和DRS测定了其晶型和光吸收能力,并以活性黄(KE-4RN)为液相有机污染物研究了样品的光催化活性,发现Nd3+掺杂抑制了TiO2晶相的转变和粒径的增长,增强了光吸收能力.活性试验结果表明,Nd3+掺杂可提高TiO2的光催化活性,并且当掺杂量为1.5%时,光催化活性最好.     

SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2-Nd_2O_3催化剂的制备及其催化合成双季戊四醇六脂肪酸酯

用共沉淀和浸渍法制备SO24-/TiO2-ZrO2-Nd2O3三元超强酸,以其为催化剂,合成双季戊四醇六辛酸酯,考察了钕(Nd)的质量分数、焙烧时间、焙烧温度对三元超强酸催化性能的影响;同时采用正交试验对制备条件进行了优化。催化剂用BET、SEM、XRD、FTIR表征,双季戊四醇六辛酸酯的结构采用FTIR表征。结果表明,加入Nd使固体酸体积变大,酸性增强,550℃时超强酸中的TiO2由无定型结构变为锐钛矿晶型结构,SO24-/TiO2-ZrO2-Nd2O3的最佳制备条件是Nd质量分数为1.5%,焙烧温度550℃,焙烧时间4h,其酯化率达92.3%。FTIR表征结果认证了产品为双季戊四醇六辛酸酯。     

(Ba_(1-x)La_x)(Ti_(1-x/2)Mg_(x/2))O_3陶瓷的结构相变

采用冷压陶瓷技术在1350℃12 h条件下制备了镧镁双掺杂的钛酸钡基陶瓷(Ba1-xLax)(Ti1-x/2Mgx/2)O3,并进行了密度、XRD、Raman测试,结果发现镧镁双掺杂能引起钛酸钡基陶瓷由四方相到立方相的结构相变.     

稀土钕改性的三元固体酸制备及催化合成乙酸异戊酯的应用研究

采用燃烧法制备了一系列S2O2-8/Fe2O3-Ti O2和稀土金属钕改性的S2O2-8/Fe2O3-Ti O2-Nd2O3固体超强酸催化剂。考察了钕含量对固体酸催化剂催化活性的影响,采用XRD、IR和SEM分析手段对掺杂和未掺杂钕固体酸样品进行了对比。结果表明:钕的添加提高了催化剂的催化活性,钕含量为2wt%时,S2O2-8/Fe2O3-Ti O2-Nd2O3催化活性最高,乙酸异戊酯的收率为97.9%;稀土钕有利于金属表面过硫酸根的稳定,对于固体酸中心的形成有利,并可使催化剂在制备时增加粒子的分散性,抑制在热作用下粒子的长大。     

钇离子掺杂BaTiO3基电容器陶瓷制备及性能研究

以BaCO3和TiO2为原料、Y2O3为添加剂制备了Y3＋离子掺杂BaTiO3基电容器陶瓷试样。采用XRD和SEM技术分析了试样的物相和陶瓷的显微结构,测试了Y3＋离子掺杂BaTiO3基电容器陶瓷系列试样的介电性能。结果表明,当Y3＋离子掺杂浓度为0.3mol%时,在1310℃保温时间为2h时,可制备介电常数为13965.4,介质损耗为0.110的BaTiO3基电容器陶瓷材料。     

Sr和Nd掺杂对La9.33（SiO4）6O2电解质性能的影响

采用尿素-硝酸盐燃烧法对磷灰石型LSO电解质进行了三价稀土元素Nd和二价碱土元素Sr的La位掺杂,对合成样品进行XRD、SEM分析表征,并测试和分析了样品的电导率.结果表明:Sr、Nd掺杂对LSO的晶体结构、物相和形貌产生的影响很小,而适量的掺杂可有效提高LSO的氧离子传输性能.当掺杂x=0.3时,La9.33Mx(SiO4)6O2+δ(M=Sr、Nd)具有最高离子电导率,La9.33M0.3(SiO4)6O2+δ在500℃时的电导率分别为7.248×10-3S.cm-1、1.782×10-2S.cm-1.Nd掺杂不仅可以提高电导率,还可以降低传导活化能,相比于Sr掺杂更有利于LSO在中低温SOFCs中的应用.实验认为,Sr、Nd掺杂的LSO属于间隙氧传导机制,掺杂可以提高间隙氧的数量,间隙氧相比阳离子空位对LSO电导率的影响更大.     

染料敏化太阳能电池中铁和钙复合掺杂改性研究

通过水热法制备出不同掺杂量草酸高铁(Fe(C2O4)3·5H2O)和硫酸钙(CaSO4)盐复合掺杂的二氧化钛薄膜,以X射线衍射(XRD)及光电性能测试系统对其进行了测试表征,研究了Fe和Ca掺杂对TiO2染料敏感化太阳能电池的光电性能影响。莫特-肖特基曲线显示掺杂Fe3+和Ca2+离子后二氧化钛平带电位发生正移。其中摩尔分数1.0%的铁和钙复合掺杂TiO2薄膜电极的掺杂效果最佳,其光电转换效率为6.07%。     

Nd/Mn共掺杂BaTiO_3陶瓷的结构相变研究

采用传统的冷压陶瓷技术制备了(Ba1-xNdx)(Ti0.97Mn0.03)O3(x=0.01,0.02,0.04,0.06)陶瓷.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)确定晶体结构,研究Nd/Mn掺杂对Ba Ti O3陶瓷结构的影响.结果表明:随Nd掺杂量的增加,(Ba1-xNdx)(Ti0.97Mn0.03)O3陶瓷发生四方-六方混合相→四方相→立方相的结构相变.可见,Nd3+能够有效抑制六方相的形成,对单相钙钛矿结构的稳定存在起重要作用.     

NiAl_2O_4掺杂TiO_2薄膜电极的制备及其性能研究

采用醇-水共沉淀法制备NiAl2O4纳米粉体,将制备好的NiAl2O4纳米粉体以不同百分比掺杂到TiO2(P25)粉体中制成浆料。在浆料中加入OP乳化剂、乙酸分散剂,用丝网印刷法在涂有致密TiO2薄膜的FTO导电玻璃上制备掺杂NiAl2O4的TiO2薄膜电极。采用XRD、TEM、UV-VISI、-V伏安性能等手段对NiAl2O4粉体的晶相结构、形貌及NiAl2O4掺杂的TiO2薄膜电极的吸光性能、光电性能进行了表征。结果表明,将纳米NiAl2O4粉体掺杂到TiO2浆料中可以提高TiO2薄膜的吸光性能。当掺杂量为2%时,NiAl2O4/TiO2薄膜电极具有较好的光电性能,与未掺杂的TiO2薄膜电极相比,光电转化效率提高了17.4%,达到5.93%。     

模板法制备纳米复合光催化材料HPA/TiO2

在模板剂P123作用下,采用溶胶一凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了光催化材料H6P2W18O62/TiO2（P123）和H3PW12O40/TiO2（P123）,通过FTr—IR、ICP—AES、XRD、N2吸附一脱附等检测手段对其组成、结构及其表面物理化学性质进行了表征。结果表明,合成材料晶型结构良好,母体多酸的基本结构未发生明显变化,孔径分布均匀,经P123处理的合成产物H6P2W18O62/TiO2（P123）比表面积高达414．6m2／g。     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3的制备及加氢脱芳性能研究

采用溶胶—凝胶法及共浸渍法制备了TiO2-SiO2-Al2O3复合载体,并用共浸渍法制备负载型MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂。XRD结果表明,TiO2的晶相衍射峰呈锐钛矿,SiO2则大多以无定型态分散于γ-Al2O3晶体表面。通过原位还原技术对催化剂进行还原处理,在连续固定床反应器上进行活性评价,结果表明,钛硅铝物质的量比对催化剂的活性有很大的影响,在温度为360℃,压力为3MPa,液时空速为1h-1,氢油体积比为500∶1的反应条件下,n（Ti）∶n（Si）∶n（Al）为1∶1∶4,Mo负载量为20%时,MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂的加氢脱芳活性最高,达到65.6%。并且TiO2-SiO2-Al2O3三元复合载体比传统的γ-Al2O3和SiO2-Al2O3二元复合载体的活性分别提高了19.6%和13.6%。     

Ce掺杂对纳米TiO2结构和光催化性能的影响

以钛酸丁酯和硝酸亚铈为实验原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂的TiO2纳米粒子,并利用XRD、DRS、TEM、BET等测试技术对样品进行了表征,且以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,考察了Ce掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响．结果表明：Ce掺杂能提高纳米TiO2的光催化活性,有效抑制TiO2纳米粒子的生长和在高温下的相变,增大其比表面积,并使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到可见光区,当掺杂Ce的物质的量分数为0．5%时,TiOz纳米粒子的光催化活性达到最佳．     

SHS制备模拟放射性石墨固化体物相及抗浸出性能研究

为获得放热反应3C＋4Al＋3TiO2=2Al2O3＋3TiC＋Q固化含90Sr^2＋,An^3＋和An^4＋放射性石墨的自蔓延高温合成（SHS）的处理效果,以Sr2＋的稳定同位素作为90Sr2＋的模拟替代物质,Nd3＋和Ce4＋作为An3＋和An4＋的模拟替代物质,利用自行设计的SHS反应装置在空气气氛中开展添加SrO 1%-8%（质量分数,下同）,Nd2O31%,CeO21%-3%的固化体制备工作;在N2气氛中添加SrO 1%-8%,Nd2O31%,CeO21%-2%进行固化体制备。在40℃和70℃的合成海水中对固化体的长期浸出性能进行研究。用X射线衍射仪（XRD）收集样品的衍射信息,用等离子体质谱仪（ICP-Mass）分析固化体的浸出数据。在对固化体固溶度范围内的物相变化情况进行详细研究基础上对固化体的抗浸出性能进行了研究。研究发现无论是在空气或N2条件下,固化体中Sr^2＋,Nd^3＋和Ce^4＋在合成海水中随着浸泡时间的延长浸出浓度逐渐上升,70℃下的浸出浓度高于40℃下的浸出浓度,且N2条件下所制备固化体浸出浓度低于空气条件下所制备固化体的浸出浓度。     

Al2O3-NbAl／TiAl基高温复合材料的研究

以Ti-Al-TiO2-Nb2O5为反应体系,利用热压烧结工艺原位合成了Al2O5／TiAl复合材料．通过Mo元素掺杂对体系进行增强,借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析研究了掺入不同含量Mo时,Ti-Al-TiO2-Nb2O5体系的热压反应过程及其对体系微观组织结构、力学性能等的影响．结果表明：放热反应加速了系统的反应,从而降低了该体系的反应温度;产物体积密度随着Mo掺杂量的增大而增大;抗弯强度和断裂韧性呈峰值变化．     

合成高活性Y2O3和Al2O3超细粉及Nd：YAG透明陶瓷

分别以Y（NO3）3和氨水、NH4Al（SO4）2.12H2O和碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法与碳酸铝铵分解法合成了高活性、平均粒径分别为39 nm和95 nm的Y2O3和Al2O3超细粉体.以Y2O3,Al2O3超细粉和商用Nd2O3粉体为原料,采用固相反应法,经1 700℃真空烧结15 h,制备了Nd：YAG透明陶瓷.含x（Nd）=1%的YAG陶瓷在可见光区最大透光率约为53%.对YAG陶瓷的烧结过程和显微组织研究表明,Nd的引入明显地促进了陶瓷的烧结,同时晶粒得到细化.     

气氛条件下氧化铬材料的烧结性能研究

以Cr2O3微粉为原料、TiO2微粉为助烧结剂、聚乙烯醇为结合剂,通过制浆、喷雾造粒、机压和等静压二次成型制备试样,分别在埋炭和不同氧分压气氛条件下,经过1500℃保温3h烧成制得Cr2O3材料。分析了氧分压对Cr2O3材料烧结性能的影响。结果表明,在埋炭条件下,无论是否添加TiO2,均能使Cr2O3材料烧结致密。在控制气氛条件下,未添加TiO2的Cr2O3材料在不同氧分压下均未能实现致密化烧结;氧分压对添加TiO2的Cr2O3材料烧结性能影响显著,随着氧分压降低,试样的体积密度增大、显气孔率减小。在添加助烧结剂的条件下,通过调节氧分压,可以控制Cr2O3材料的烧结程度,形成晶粒发育较好、结合程度较高、气孔多呈圆形且孤立分布的致密结构。     

湿化学法制备ATO/TiO2导电复合粉体包覆机制的研究

采用湿化学共沉淀法,通过在TiO2颗粒表面包覆Sb掺杂SnO2（ATO）制备ATO/TiO2导电粉.运用TG-DSC、XRD、XPS、SEM、BET和电导率等手段对ATO/TiO2导电粉进行了表征.研究结果表明：锡锑混合物xSn（Sb）O2·yH2O以非晶态的形态靠范德华力与静电引力吸附在TiO2表面,煅烧过程中,xSn（Sb）O2·yH2O脱去结晶水吸附或鍵合在TiO2表面.随着TiO2颗粒表面包覆层ATO厚度逐渐增加,ATO/TiO2粉体的电导率逐渐增加.     

NdWO4（OH）粉体的微波水热法合成及其光催化性能

以Nd（NO3）3·6H2O和Na2WO4·2H2O为原料,采用微波水热法在160℃～220℃反应90min成功合成了NdWO4（OH）粉体,利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对所合成的NdWO4（OH）粉体进行了表征,讨论了合成温度对NdWO4（OH）粉体晶体结构和微观形貌的影响,并对所合成粉体的光催化性能进行了研究．结果表明：合成温度对NdWO4（OH）粉体的晶体结构和微观形貌均有明显影响;在紫外光下照射120min,200℃合成的NdWO4（OH）粉体对RhB溶液的降解率达93．0％．     

Gd_（2-x）Nd_xZr_2O_7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7（x=0.42和x=0.86）设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3（Nd3＋作三价锕系核素替代物）粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明：在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。