金属液固体电解质定硫传感器研究

在热力学分析的基础上，开发了以氧化钇稳定氧化锆作固体电解质，Y2O2S与Y2O3混合粉末为辅助电极的金属液定硫传感器．电池构造形式为：Ni—Cr｜Cr-Cr2O3｜ZrO2(Y2O3)｜Y2O3 Y2O3S｜[S]Fe｜Ni—Cr．采用整体成型技术组装定硫传感器半电池，分别在实验室和工业现场对传感器的性能进行了测试，结果表明，该传感器具有良好的化学稳定性和快速响应性．     

白云鄂博铁精矿造块过程中含钾脉石与萤石的相互作用

通过对钾长石体系、钾长石-萤石体系及钾长石-萤石-CaO体系在内的含钾长石体系的高温焙烧过程的实验研究,确定了钾长石与萤石不同温度下相互作用的产物.研究结果表明,钾长石在1 090℃开始发生分解反应,生成白榴石(KAlSi2O6)和SiO2.钾长石中加入CaF2,900℃就已经发生钾长石的分解反应,1 060℃开始有硅铝酸盐的生成;钾长石中加入CaF2和CaO,体系中有硅铝酸盐生成,并在1 050℃开始生成枪晶石(3CaO· 2SiO2·CaF2),1 270℃有镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO2)和铝黄长石(2CaO· Al2O3·SiO2);焙烧过程伴随有KF生成.     

中温固体氧化物燃料电池阴极Pr_(0.6-z)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)0_(3-δ)性能研究

采用溶胶-凝胶法合成固体氧化物燃料电池阴极系粉体Pr0.6-zSr0.4Co0.8Fe0.203-δ(PSCF)(z=0,0.02,0.05).使用X射线衍射(XRD)对其相结构与形貌进行了分析,结果表明,900℃焙烧后的阴极粉体Pr0.6-zSr0.4Co0.8Fe0.203-δ(z=0,0.02,0.05)为单一的钙钛矿结构.用交流阻抗法测定了PSCF-Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)体系的阻抗谱,得到1 000℃烧结的阴极体系对称电池在测试温度为750℃时z=0,z=0.02,z=0.05的极化电阻分别为0.041,0.040,0.034Ωcm-2.采用直流四电极法测试以电解质(SDC)为支撑体,以湿氢气作燃料的单电池(NiO-SDC/SDC/PSCF-SDC),测试温度为800℃时z=0,z=0.02,z=0.05的最高功率密度分别为527,561,555 mW/cm2.     

固体废弃物制备多级孔沸石陶粒及吸附性能研究

以粉煤灰为主要原料,采用烧结活化-水热合成的工艺路线制备了装载有P型沸石的陶粒。采用XRD、SEM研究了合成条件对沸石化陶粒物相转变以及微观结构的影响。用多种动力学模型和等温吸附模型对陶粒的吸附过程进行了描述。结果表明,合成的最佳制备条件为：Na₂SiO₃添加量为6%,烧结活化温度1 060℃,水热温度160℃,NaOH浓度2 mol/L。此时样品中主要含有P型沸石及少量未反应的莫来石,比表面积由沸石化前的0.277 m²/g增加至16.775 m²/g。陶粒对氨氮的吸附机理以离子交换为主,这也符合沸石的结构特点。由于合成过程简单、绿色,吸附性能显著,对工业应用具有很大的吸引力。     

四乙基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯接枝二氧化硅油水分离膜的研制

利用四乙基氢氧化铵(TEAH)和酸性高锰酸钾对聚偏氟乙烯(PVDF)粉体进行改性,得到含有羟基改性的PVDF,再将四氯化硅(Si Cl4)水解后的原硅酸通过分子内脱水缩合的方法接枝到改性PVDF骨架上,通过浸没沉淀相转移法制得聚偏氟乙烯接枝二氧化硅(PVDF-g-SiO_2)油水分离膜。研究了TEAH含量对PVDF粉体接枝二氧化硅(SiO_2)的接枝率和油水分离膜性能的影响,同时采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜-X射线能谱和视频光学接触角测量仪测试了膜的结构和表面接触角。结果表明,TEAH使PVDF脱去部分氟化氢(HF)产生碳碳双键,双键经酸性高锰酸钾(KMnO_4)氧化生成羟基,SiO_2接枝到改性的PVDF粉体,硅元素均匀地分散在分离膜中。PVDF粉体接枝SiO_2的接枝率随着TEAH的含量增加而升高,分离膜的水通量随接枝率的升高先增加后降低。TEAH质量分数为1.4%,分离膜的接触角降低到62.8°,膜中SiO_2的接枝率和水通量分别为6.25%、889.5 L/(m2·h),截留率和水通量恢复率分别达到94.3%和90.4%,衰减率为9.6%。     

四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯一步接枝丙烯酰胺基甲基丙磺酸膜的研制

利用一步合成法,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)直接接枝到四甲基氢氧化铵(TMAH)改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基质中,制得PVDF-g-AMPS膜。采用傅里叶变换红外光谱和能谱扫描电镜检测膜的结构、形貌及硫的分布,并研究了不同质量分数的TMAH对此膜电导率和甲醇渗透率的影响。结果表明,TMAH改性PVDF脱去HF产生C=C且AMPS成功接枝到PVDF上,硫元素在膜内外分布均匀;膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH含量的增多而增大,TMAH质量分数为20%时,室温下电导率最大为0.0857 S/cm,甲醇渗透率为3.56×10-7cm2/s。热重分析表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达260℃。该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)功率密度达到18.81 m W/cm2。     

杂原子富集的球状M/SBA-15(M=Al,Fe,Ni)介孔分子筛的控制合成及表征

在酸性条件下合成了金属杂原子富集的、球形的高度有序的M/SBA-15(M=Al,Fe,Ni),并利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、低温N2吸附脱附等温线和BJH孔径分析等手段对样品进行分析。结果表明,金属的掺入不会改变SBA-15的结构,但会使有序度降低,并令孔道阵列周期参数a0减小,金属离子的种类是影响M/SBA-15有序性的关键因素。在SBA-15中掺入金属离子会促使其形成相对均一的球形粒子,球状物与非球形物质相比含有的金属原子较多,该合成方法下所得样品对杂原子有明显的富集作用。M/SBA-15中大部分的金属元素都进入了SBA-15的骨架,与骨架氧产生了相互作用,同时又有少部分的金属元素以氧化物的形式存在于产物的表面。     

Y_2O_3-ZrO_2陶瓷的电导特性研究

对Ｙ２Ｏ３摩尔分数为６％的Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２陶瓷的电导特性进行了实验研究．利用扫描电子显微镜、Ｘ光衍射仪、Ｖ氏硬度仪和交流阻抗法等研究测定了氧化钇部分稳定氧化锆在不同烧结温度下的显微组织、相比例、断裂韧性与电导率．实验证明,在温度为１６００℃时烧结的Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２陶瓷材料,组织致密,其电导率达到１０－２Ｓ／ｃｍ,而四方相含量的降低可能是导致断裂韧性降低的重要原因．     

稀土掺杂ZrO_2基热障涂层陶瓷材料研究进展

热障涂层用于燃气轮机的热端部件,不仅可以显著提高其使用温度,延长热端部件的使用寿命,而且提高了燃气轮机发动机的效率.介绍了稀土掺杂ZrO2基热障涂层的研究现状及发展趋势.结果表明LnO1.5-Ta2O5（或Nb2O5）-YSZ材料既可以提高传统YSZ热障涂层的使用温度,而且也降低了其热导率.LnO1.5-Ta2O5（或Nb2O5）-YSZ材料可以作为热障涂层系统中陶瓷顶层的下一代候选材料.     

稀土与锌共沉淀制备硬脂酸盐

以氯化钐、锌和硫酸钐、锌混合溶液为料液,制备出钐和锌的硬脂酸盐共沉淀物,运用正交实验法选择了最佳工艺条件.用X射线衍射分析和热重差热分析对该共沉淀物进行了产品表征.