基于高岭土多孔基板的In2O3微米梳制备及其气敏性能

采用模压-烧结法制备高岭土多孔基板，考察烧结温度对高岭土多孔基板表面形貌与孔隙结构的影响，通过热蒸发法在高岭土多孔基板上制备出In₂O₃微米材料，并采用XRD、SEM、FTIR、阿基米德排水法等检测手段考察多孔基板及In₂O₃微米材料的形貌与结构。结果表明，在烧结温度1 200 ℃时所获高岭土多孔基板的孔径尺寸在45 μm左右，显气孔率为32.71%，体积密度为1.48 g/cm³，抗弯强度为15.08 MPa。在该多孔基板上所制备的In₂O₃产物呈梳状结构，梳齿直径和长度分别在1~10 μm和20~80 μm范围内，梳柄长度约为1 mm，结晶良好。对In₂O₃微米梳的气敏检测结果表明：In₂O₃微米梳对NO₂气体具有良好的选择性、可逆性和重复性；其对浓度为0.001%的NO₂气体的灵敏度随着工作温度的升高呈先升高后降低的趋势，响应时间和恢复时间随之减少，且在最佳工作温度200 ℃时达到最大值，为44.4，此时的响应时间和恢复时间分别为21 s和106 s；In₂O₃微米梳对NO₂气体的灵敏度随着NO₂浓度的增加而增加，两者之间呈线性相关，响应时间随着NO₂浓度的增加而缩短，恢复时间则随之增长。     

铁尾矿多孔基板的制备及其在Co3O4纳米线合成中的应用

以齐大山磁选的铁尾矿为原料,通过添加造孔剂采用模压—烧结法制备得到铁尾矿多孔基板,并探讨所获基板在Co₃O₄纳米材料合成中的应用。在对铁尾矿的粒度及成分分析的基础上,考察了造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球的添加量对铁尾矿多孔基板的体积密度和显气孔率的影响规律。通过扫描电镜观察可知,铁尾矿中添加10%的PMMA微球时,所获多孔基板的孔隙结构最优。以Co（NO₃）₂·6H₂O为钴源,尿素为碱源,蔗糖为模板剂,采用水热法在铁尾矿多孔基板表面制备得到Co₃O₄纳米线,并探究水热时间对Co₃O₄纳米线形貌的影响规律。分析结果表明,在水热温度160℃反应6 h时所获的Co₃O₄纳米线具有长径比高、形貌均一的特点,适用于作为纳米传感器的潜在原材料。      

La2O3对TA2钛电解渗硼的影响

以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。     

用WO3纳米材料制备矿业安全用NO2气体传感器

以钨酸钠为钨源、草酸和硫酸钾混合物为辅助剂,采用水热合成法在不同pH值条件下制备WO₃纳米材料,对反应产物的相组成和微观结构进行表征并考察其气敏性能。结果表明：产物形貌由pH=0.8时的无规则过渡到pH=1.0时的微米球,直至pH=1.6时的板状结构;在pH=1.0条件下获得具有最大比表面积的WO₃微米球,且形貌均匀一致;pH为1.0时合成的WO₃纳米材料对NO₂具有优良的气敏性能,在工作温度100 ℃时可获得最大气体灵敏度。对pH值为1.0时制备的WO₃纳米材料在工作温度100 ℃时进行不同浓度NO₂的响应-恢复特性曲线分析表明,气体灵敏度随着WO₃纳米材料比表面积和NO₂浓度的升高而增加。从材料微观结构设计角度出发来研制新型矿业安全用气体传感器是一种有效的方法。     

用Mn3O4吸附水中Cr(Ⅲ)的试验研究

以合成的Mn₃O₄为吸附剂,研究了pH、吸附时间、Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度对Cr(Ⅲ)吸附效果的影响,并测定了吸附等温线。结果表明：当Cr(Ⅲ)初始浓度为10 mg/L时,发生吸附的pH范围为3.0～7.2, pH=6.5时吸附率达到93.7%,pH＞7.2时容易出现Cr(OH)₃沉淀;在25 ℃及pH=5.5的条件下,Mn₃O₄对Cr(Ⅲ)的吸附量经历一个先快速上升,后逐渐增大并达到平衡的过程,达到平衡的时间为17 h;Cr(Ⅲ)的吸附量随Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度的增加而增大,吸附等温线符合Freundlich方程。     

氧化铝修饰液对煤基多孔陶瓷性能的影响研究

采用不同浓度的Al₂O₃修饰液对煤基多孔陶瓷材料进行改性处理,并开展材料的性能测试与微观形态分析。结果表明,烧结温度越高,多孔陶瓷的气孔率与吸水率越小,强度和表观密度越大;但过高的烧结温度对多孔陶瓷微观颗粒形态不利,烧结温度控制在1 100℃为宜。随着修饰液浓度从0增至50 mol/L,改性多孔陶瓷的饱和吸附量增加了5.5倍,同时密度和强度大幅增加,颗粒间孔隙显著减少,结构致密程度提高;煤基多孔陶瓷材料主要晶相为钙长石、氧化铝和氧化硅;Al₂O₃修饰液的改性作用促进钙长石晶体形成,从而增强多孔陶瓷材料的强度和吸附性能。     

氧化铟基透明导电薄膜的研究进展

透明导电氧化物(TCO)薄膜因其兼具透明和导电的特性,被广泛应用于各个领域中。氧化铟(In₂O₃)基TCO薄膜,因其高透明度、低电阻率、高迁移率和良好的化学稳定性而备受关注。综述了In₂O₃基TCO薄膜的研究进展,介绍了TCO薄膜种类及其常见的制备方法,归纳分析了锡掺In₂O₃(ITO)、钼掺In₂O₃(IMO)、钨掺In₂O₃(IWO)、钛掺In₂O₃(InTiO)等几种典型的In₂O₃基TCO薄膜研究现状,并对TCO薄膜未来的发展趋势进行了总结和展望。     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

纳米Al2O3/Cu复合材料的制备及其摩擦学特性

首先采用化学镀铜工艺制备了Cu包覆纳米Al₂O₃复合粉体,分析了预处理工艺和化学镀工艺对复合粉体的组成及形貌的影响;再将均匀包覆的复合粉体与铜粉充分混合后,利用热压烧结成型工艺制备了纳米Al₂O₃弥散强化铜基复合材料,并对质量分数为2.5%的纳米Al₂O₃铜基复合材料的微观组织、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:通过镀前预处理工艺及对传统镀液配方的调整,成功地在纳米Al₂O₃颗粒表面包覆了厚度均匀可控的镀铜层,从而提高了纳米Al₂O₃颗粒与铜基体间的界面结合力,并实现了纳米Al₂O₃颗粒在复合材料基体中均匀分布.采用化学镀铜包覆技术制得的纳米Al₂O₃/Cu复合材料有较好的抗摩擦磨损性能,复合材料的摩擦因数较小,其相对耐磨性与钝铜相比提高了近1倍.     

基于In2O3-ZnO复合气敏材料的H2S气体传感器研究

为有效解决煤矿生产过程中H₂S气体高准确性、高灵敏度、高稳定性自动传感的难题,利用对H₂S气体具有高度灵敏性的新型In₂O₃-ZnO复合材料H₂S气体传感器,搭建了测试平台并对其气敏性能进行了系统的研究,获得以下研究成果：In₂O₃-ZnO复合材料H2S气敏传感器在20℃～300℃内均有较好的传感灵敏度,复合比例为1∶15时具有最高的灵敏度,复合比例为1∶20时,其在低温区的灵敏性最强;同时,复合比例为1∶15的复合材料具有最佳的浓度灵敏度和较短的响应恢复时间,且具有较好的响应重复性和响应稳定性。因而,复合比例为1∶15的In₂O₃-ZnO复合材料具有最佳的H₂S气敏传感性能。     

MgO/Al2O3质量比对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响

为了提高红土镍矿烧结矿的产质量指标,基于热力学分析,查明了MgO/Al₂O₃质量比对高温烧结过程液相量及其黏度的影响;再通过微型烧结试验探讨了镁/铝质量比对烧结矿的物相组成、黏结相强度的影响,阐明其对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响;最后通过烧结杯烧结扩大试验进行了有效性验证。微型烧结试验结果表明,在烧结温度为1 300℃、烧结气氛为5%CO+95%N₂、二元碱度m(CaO)/m(SiO₂)=1.3的条件下,m(MgO)/m(Al₂O₃)=0.5～0.8范围内,黏结相主要由钙镁黄长石和钙镁橄榄石构成,强度超过4 000N/个。烧结杯验证试验表明,镁/铝质量比由0.5提高至0.7时,烧结矿的成品率无明显变化保持在70%左右,但是其转鼓强度由49.73%提高至56.67%,烧结矿的转鼓强度得到有效改善,适宜的镁/铝质量比为0.6～0.7。     

乌鲁木齐北部郊区NO2柱浓度特征研究

郊区是NO₂不可忽视的排放源。基于地基多轴差分吸收光谱技术（Multi-Axis Different Optical Absorption Spectroscopy,即MAX-DOAS）,分析乌鲁木齐北部郊区（农业区）对流层NO₂垂直柱浓度（vertical column densities,即VCD）特征,以了解其变化规律和分布特点。研究表明:观测期间,每天NO₂柱浓度高度不同,但是每天的变化趋势基本相同,早上NO₂柱浓度比较高,11:00左右达到第1峰值;2017年3月3—16日NO₂平均柱浓度11.58×10¹⁵ molec/cm²;5月8—19日的日变化趋势更显著,第1峰值出现在10:00左右,比3月份要早,NO₂柱浓度平均值为7.42×10¹⁵ molec/cm²;3月份和5月份乌鲁木齐郊区（农业区）NO₂柱浓度变化整体趋势相当,符合双峰的变化,3月份NO₂柱浓度大于5月份NO₂柱浓度。     

Fe/Al2O3金属陶瓷复合材料的研究进展

介绍了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的制备方法,重点从粉末冶金的角度阐述了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料制备过程中铁基和陶瓷相的结合机理、制备工艺和材料性能的优化措施,最后就Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的未来研究方向进行了展望。     

MoS2/In2Se3异质结电子结构与光电性质研究

二维材料异质结可以利用各组份二维材料的优异物理性质,实现按需设计制备新型的功能器件。通过构建二维半导体材料MoS₂与二维铁电材料In₂Se₃的异质结,研究了铁电极化对异质结的能带结构、电荷转移、压电系数及光电响应的影响。结果发现:当极化方向沿着从MoS₂指向In₂Se₃方向时,异质结能量更低、结构更稳定、电荷转移更多、能带带隙也更小;相比于面内应变对异质结带隙产生的微弱影响,利用极化方向的翻转可有效地调控异质结的带隙,实现从Ⅰ型能带对齐到Ⅱ型能带对齐;针对最稳定的异质结结构,发现压电系数e₃₁相比于单层In₂Se₃提升了24倍。通过实验采用干法转移制备出MoS₂/In₂Se₃异质结,利用拉曼光谱与光致发光光谱对其光电特性进行表征,发现异质结区保留着各自组份材料的拉曼特征峰与激子峰信号,相比于单独的In₂S...     

机械化学法获得单相Fe3O4颗粒的热力学条件

为了给采用机械化学法从Fe₂O₃或粗粒Fe₃O₄获得单相Fe₃O₄纳米颗粒提供理论参考,探讨了机械力储能对铁氧化物机械化学反应热力学的影响规律。结果表明,在空气中,铁氧化物的机械化学分解温度随储能的增加而线性下降,导致反应体系中的各物相在热力学上稳定存在的温度范围发生变化。据此,在储能-温度坐标系上确定了以Fe₂O₃或Fe₃O₄为起始反应物的机械化学反应体系中期望物相Fe₃O₄的热力学稳定区,从而得出了获得单相Fe₃O₄颗粒的热力学条件。     

掺Fe3+锐钛型TiO2的制备及其紫外光照下催化降解苯胺

用水热法制备了掺Fe³⁺的TiO₂晶体粉末Fe³⁺/TiO₂,并通过XRD、SEM和TEM等手段对它进行了表征。研究了在紫外光照下Fe³⁺/TiO₂对苯胺的催化降解效果。分析了苯胺初始浓度、掺Fe³⁺量、Fe³⁺/TiO₂用量、光照时间和溶液初始pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明: 所制备的TiO₂晶体为锐钛矿型即A-TiO₂;晶体粉末由直径约2.5 μm的TiO₂微米球组成,各微米球则由八面体型的TiO₂纳米晶体(长度1~1.5 μm)通过自组装形成,八面体的三角形边长100~200 nm;在50 mg/L的苯胺溶液中(pH=7),掺杂0.2%(摩尔分数)Fe³⁺的A-TiO₂粉末用量为0.5 g/L时,室温下紫外光照(λ=365 nm)反应45 min,苯胺降解率达到73.84%。     

高岭土伴生型石英分粒级制备光伏玻璃用石英砂

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为助力碳中和、碳达峰目标，我国光伏玻璃需求量近年来快速增长，从而使光伏玻璃用低铁石英砂■供应趋紧，因此高岭土伴生型石英制备低铁石英砂备受关注。高岭土伴生型石英通常可在高岭土物理选矿的尾矿中富集，以广西合浦某高岭土物理选矿尾矿为实验对象，研究了分粒级选矿提纯对高岭土伴生型石英制备低铁石英砂的影响规律。结果表明，高岭土伴生型石英矿中+2 mm粒级的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量优于0.71～2 mm、0.125～0.71 mm粒级相应指标；采用磨矿-分级-磁选-浮选的分粒级选矿提纯工艺，不同粒级所得浮选石英精砂的Fe₂O₃含量均不低于0.016%；对+2 mm粒级浮选精砂分别采用硫酸、草酸与氢氟酸、草酸为酸浸介质所得石英精砂的Fe₂O₃含量分别降至0.0091%、0.0054%，满足光伏玻璃、光学玻璃用低铁石英砂的Fe₂O_3...     

CuS/La2Ti2O7光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

通过水热—溶剂热法合成了CuS/La₂Ti₂O₇复合光催化剂，以乳酸为牺牲剂，在模拟太阳光下考察了制备样品的光催化分解水产氢性能，并采用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、低温氮吸—脱附、紫外—可见漫反射、电化学表征等手段对样品的理化性能进行了详细表征，探究了影响其光催化性能的关键因素。结果表明复合CuS后La₂Ti₂O₇样品在模拟太阳光下能催化分解水产氢，当CuS复合量质量分数为0.5%时，复合样品光催化产氢的活性最佳，产氢速率为12.57 μmol/h，并具有良好的活性稳定性；La₂Ti₂O₇复合CuS后，样品的光响应性能增强，瞬态光电流增强，阻抗降低，有利于光生电荷的有效分离，从而提高了复合样品的光催化活性。     

B2O3对高铝低镁渣稳定性影响研究

为了明确B₂O₃对高铝低镁渣稳定性的影响,基于现场高炉渣的实际成分,通过熔体物性测定仪、Factsage软件、XPS光谱分析了B₂O₃对炉渣粘度和炉渣微观结构的影响。结果表明:随着B₂O₃含量的增加,炉渣粘度降低;当炉渣温度低于1360℃时,炉渣随着B₂O₃的增加稳定性增强;炉渣温度为1216℃, B₂O₃质量分数2.0%时,炉渣的稳定性最好。随着B₂O₃含量的增加,炉渣的液相区逐渐向MgO的区域扩大, B₂O₃的加入不仅改善了MgO含量过高引起的炉渣难熔现象,同时提高了炉渣在二元碱度波动时的稳定性。      

Bi2O3催化氧化法处理选矿废水试验研究

研究了用Bi₂O₃催化氧化法处理含黄药的模拟选矿废水的降解效果,分别考察了光照与否、反应时间、废水的pH值、Bi₂O₃用量、黄药浓度、催化剂可重复利用性等因素对催化氧化效果的影响。结果表明,黄药初始浓度30 mg/L,自然pH=7.2,Bi₂O₃用量为1 g/L且无光照条件下搅拌反应60 min,黄药降解率可达99.74%,催化剂重复利用4次仍有较好的活性,且在黄药降解过程中不产生任何中间产物,具有较高的实用价值。