Ce_(1-x)Sc_xO_(2-x/2)固体电解质的微观结构及电性能研究

研究了Sc_2O_3掺杂CeO_2基电解质材料的微观形貌和电性能。采用溶胶凝胶法制备了Sc_2O_3掺杂CeO_2基电解质粉体, Sc_2O_3掺杂量分别为6%, 8%, 10%。采用单向压力法将电解质粉体压制为圆片状素坯,分别在1400, 1450, 1500℃下,空气中烧结制备电解质材料。研究分析了不同掺杂比例及不同烧结温度对电解质的相组成、微观形貌及电导率的影响。实验结果表明:低温下, Sc_2O_3能溶于CeO_2中形成固溶体,随着Sc_2O_3掺杂量由6%增加到10%(摩尔分数,下同),晶胞参数减小;高温烧结时溶于CeO_2中的Sc_2O_3会析出,且随着烧结温度的升高析出量增加;当Sc_2O_3掺杂量为8%、烧结温度为1500℃时,在750℃时Sc_2O_3掺杂CeO_2电解质电导率最大为8.78×10~(-3) S·cm~(-1),活化能为1.220 eV。     

柠檬酸对MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂耐硫甲烷化性能的影响（英文）

将柠檬酸(CA)作为络合剂添加至CeO_2-Al_2O_3复合载体中,并考察了CA对MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂耐硫甲烷化性能的影响。活性评价结果显示,催化剂活性随柠檬酸添加量的增大而增大,当n(CA)/n(Ce)为3时,CO转化率可达60%。催化剂BET、XRD、H2-TPR及XPS等表征结果表明,在CeO_2-Al_2O_3复合载体中加入CA,可以增大载体及催化剂的比表面积,使Mo物种分散性提高。同时,CA对Ce物种起络合作用,致使催化剂表面Ce元素含量明显增加,进而减弱了活性组分Mo物种与载体间相互作用力,并最终导致了催化剂活性的提升。     

Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)固体电解质的电子电导性研究

应用溶胶-凝胶法制备了Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)固体电解质粉体,通过X射线衍射对所制备的电解质粉体进行了物相分析。研究表明,Sm2O3已经固溶到CeO_2中形成了具有萤石结构CeO_2基固溶体。经成型并在1450℃下烧结2 h获得致密的Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)固体电解质。通过组装含有氧离子阻塞电极电池(-)致密Al2O3,Pt|Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)固态电解质|Pt,O2(+)测试空气中不同温度下的电子电导。应用扫描电子显微镜观察所制备试样的微观组织形貌,结果表明:制备的电解质组织致密,高温粘合剂、电解质及刚玉坩埚结合紧密,保证了阻塞电极的气密性。采用Hebb-Wagner离子阻塞电极法测定了Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)在空气气氛下的电子导电性。结果显示:在测量温度范围内Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)固体电解质的电子电导率在1×10-8~1×10-6m S·cm-1之间,经计算得出活化能的平均值为0.9885 e V。     

钾改性Mn/Ce_(0.65)Zr_(0.35)O_2催化剂催化氧化甲苯（英文）

碱金属作为助剂,能够调变催化剂的电子和结构性能,从而改善催化剂的活性。本工作中,我们研究了碱金属K的添加对Mn Ox/Ce_(0.65)Zr_(0.35)O_2催化剂氧化甲苯的性能影响。结果表明,掺杂碱金属K可以明显提高催化剂的催化活性;当K与Mn的摩尔比为0.2时,催化剂Mn/Ce_(0.65)Zr_(0.35)O_2-K-0.2表现出最好的活性。在体积空速为12000 h-1时,其完全转化温度T90为242°C。同时采用X射线粉末衍射、紫外/可见拉曼、程序升温还原与吸脱附、光电子能谱及红外原位等表征技术研究K的添加对催化剂Mn Ox/Ce_(0.65)Zr_(0.35)O_2性能影响。结果表明,适量K的添加可以提高催化剂的氧化还原性能,增加催化剂表面缺陷位并提高晶格氧的移动性,同时增加了催化剂表面活性氧物种浓度,从而提高催化剂催化氧化甲苯的能力。     

La-Ce-Cu系列催化剂SO2中毒机理研究

采用NH_4NO_3共熔法合成La－Ce－Cu系列样品，并通过XRD分析了样品的相组成。XRF证明了系列样品组成均为氧缺陷型化合物．用TEM研究了样品的表面结构，发现随着SO_2中毒的加深，Cu向表面偏析与S结合生成新的化合物，导致了原晶体结构的变形，同时证明纯CeO_2不发生S中毒．XPS研究表明：样品La_(.029)Ce_(0.57)Cu_(0.14)O_x中毒后Cu从La_2CuO_4中分解出来并与S结合生成CuSO_4；相应的CeO_2参与了中毒反应，生成Ce_2O_3,整个中毒反应如下：La_2CuO_4＋2CeO_2＋SO_2＝CuSO_4＋La_2O_3＋Ce_2O_3     

熔渣中铈扩散系数的测定

在1350～1450℃温度范围,借助放射性同位素~(141)Ce,用瞬时平面源法测定了铈在熔渣中的扩散系数。在CaO—SiO_2—Al_2O_3渣中D=0.136exp(-34800/RT),在CaO—SiO_2—Al_2O_3—CeO_2渣中D=1.68×10~(-2)exp(-32500/RT)。实验表明,毛细管径大于4毫米时,将很难限制对流作用的干扰。铈在渣中的扩散可能以简单阳离子的形态进行。     

尿素研磨燃烧法合成Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体对乙硫醇催化分解的研究

采用尿素研磨燃烧法快速制备Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体催化剂,考察不同焙烧温度下Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体常压下催化分解乙硫醇的活性。利用XRD,TEM,BET,H2-TPR,XPS和Raman等方法对催化剂的物化性质、表面结构进行研究。结果表明:Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体对乙硫醇催化降解有较好活性。在一定范围内升高焙烧温度有利于更多Zr4+进入Ce O2晶格,从而增加氧空位浓度,但过高的温度会使催化剂颗粒团聚,并降低催化剂表面吸附氧的相对含量,导致催化剂比表面积降低。600℃焙烧的Ce0.8Zr0.2O2固溶体表现出对乙硫醇催化分解最佳活性,得益于催化剂表面Ce3+浓度、氧空位浓度与比表面积的协同作用。一方面,这些表面Ce3+浓度与催化剂氧空位浓度,有利于氧迁移,对催化分解反应有促进作用,另一方面催化剂比表面积越大,越有利于反应物吸附、暴露更多活性位点,进而增加催化活性。     

负载型Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其脱氢性能

通过超声辅助共沉淀法制备了具有高比表面积、大孔容和大孔径的CeO_2-Al_2O_3复合载体,并以此制备了一系列负载型Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂,采用XRD、氮吸附、NH3-TPD、SEM和TEM等方法对复合载体和催化剂进行了表征;以甲基环己烷为模型化合物,考察了Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂的脱氢性能,研究了载体中Ce/Al物质的量比及反应温度对其催化脱氢性能的影响。结果表明,当Ce/Al物质的量比为0.5时,Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂在450℃下具有较高的脱氢性能;甲基环己烷转化率达到88.53%,甲苯的选择性达94.63%。     

CaO—Al2O3—SiO2—CeCl3熔渣对铁水脱硫率的研究

在钢铁冶炼中,曾报道过采用稀土金属对钢铁熔体进行脱硫的技术。由于稀土金属比较贵以及容易氧化,使得这项技术没能推广。因此研究含稀土化合物的渣系与钢铁熔体中硫作用的机理,探索新的脱硫渣系很有必要。在稀土氧化物对铁水脱硫方面人们已作了一些工作。本实验选用CaO-Al_2O_3-SiO_2作为基础渣,在基础渣中添加少量CeCl_3或CeO_2     

甲烷在SrO-La_2O_3/CaO催化剂上的氧化偶联 Ⅰ.SrO对La_2O_3/CaO催化剂的助催化作用

在常压流动反应装置上评价了一系列La_2O_3/CaO催化剂和SrO-La_2O_3/CaO催化剂。实验表明:La_2O_3/CaO体系是很好的甲烷氧化偶联催化剂。在1073K和CH_4:O_2:He=4:1:5(总流速120ml/min)的实验条件下,20％La_2O_3/CaO催化剂上的甲烷转化率为26％,C_2选择性为53％;加入助剂SrO(15—20％)后,在同样实验条件下,甲烷转化率为29％,C_2选择性为66％。表明SrO对La_2O_3/Cao催化剂有明显的促进作用。用XRD,XPS和TPD(CO_2-TPD和O_2-TPD)技术表征了SrO-La_2O_3/CaO催化剂体系,结合反应评价结果,认为SrO的促进作用可以归结为:(1)调变了催化剂的碱性强度分布,提高了催化剂表面强碱中心的数目;(2)提高了La_2O_3的分散度;(3)抑制了催化剂的低温氧吸附物类。     

Co3O4/CeO2异质结制备及其在碱性介质中电催化析氧性能

通过简易的两步法制备一系列Co_3O_4/CeO_2异质结。其结构、形貌和微结构分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)表征。在碱性介质中,其电催化析氧性能随着Co_3O_4/CeO_2质量比的变化而变化,并有一最佳值。当Co_3O_4和CeO_2质量比为58.5%时,在1.0 mol·L~(-1)KOH溶液中,10 mA·cm~(-2)的电流密度下,过电位为347 mV,Tafel斜率为72.7mV·dec~(-1),并且稳定性良好。此时的过电位低于Co_3O_4(440 mV)、商用RuO_2(359 mV)和CeO_2(570 mV)。X射线光电子能谱(XPS)显示Co_3O_4的部分电子向CeO_2转移。这导致复合材料的导电性提高,CeO_2表面的氧空位浓度和活性氧物种增加。     

TiO2选择性富集的物理化学行为

创造合适的物理化学条件,可使富钛还原性熔渣体系(CaO SiO2 TiOx MgO Al2O3)中的钛组分在化学位梯度的驱使下,选择性地富集于钙钛矿相中,从而便于分离与提取.促进钛组分选择性富集的物理化学成因可归结为:将熔渣在高温下氧化,可使渣中低价钛转变为四价钛而增加TiO2活度;此外,提高熔渣碱度可增加渣中CaO活度,这些均增强了钙钛矿析出反应 TiO2＋CaO = CaTiO3(s)的热力学趋势,促使渣中的TiO2尽可能与CaO结合生成钙钛矿并随之析出.实验结果表明,将碱度调整在1.3的熔渣彻底氧化,可使其中80％左右的TiO2富集于钙钛矿相中,其富集程度相对于调质与氧化前增加约一倍.     

BaB_2O_4-SrB_2O_4截面和BaB_2O_4-SrO截面的相平衡关系的研究

用X射线衍射和差热分析方法研究了在BaO-SrO-B_2O_3三元系中的BaB_2O_4-SrB_2O_4截面与BaB_2O4-SrO截面上的相平衡关系。BaB_2O_4-SrB_2O_4属共晶体系,共晶温度1076±3℃,共晶点组成为SrB_2O_4 67mol％。以BaB_2O_4或SrB_2O_4为基均可形成固溶区。在BaB_2O_4-SrO截面存在一新的化合物,其组成接近于Ba_5Sr_6B_(10)O_(26)。BaB_2O_4固溶体与Ba_4B_2O_7固溶体发生共晶反应,其共晶反应温度随SrO含量的增加从901℃上升到920℃。在富BaB_2O_4一端形成一个很宽的固溶区。在两个截面上,都由于Sr~(2+)替代了BaB_2O_4中的Ba~(2+),使高温相BaB_2O_4在常温得以稳定存在。测定了固溶体点阵常数随组成的变化。确定了常温下SrB_2O_4在BaB_2O_4中的溶解度。并从晶体结构观点讨论了固溶体点阵常数c值随组成变化而a值不变的原因。     

掺杂物对负载型ZrO_2/Al_2O_3的催化性能的影响

用浸渍-沉淀法分别制备了负载型ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2-(MgO、 K2O、 CeO_2、La_2O_3)/Al_2O_3催化剂. 用XRD、 BET、 TPD对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、表面酸碱性等进行了表征;同时以CO_2和CH_3OH为探针用原位红外对催化剂的吸附行为进行研究. 结果表明, 掺杂氧化物有效的阻止ZrO_2晶粒的团聚, 并提高了催化剂的比表面积和平均孔径;CeO_2的添加有利于碱性中心数的增多, La_2O_3有利于酸性中心数的提高. 原位红外结果表明CH_3OH能在ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表面发生解离吸附, 而CO_2在催化剂表面均出现单齿态吸附. CO_2和CH_3OH在常压下直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性.     

Ru和Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2载体之间界面调控对氨合成催化剂活性的影响（英文）

我们报道了稀土离子掺杂进CeO_2的形貌和不同晶面对氨合成活性的影响.我们采用了将Pr掺杂到CeO_2的晶格里,制备成不同形貌的Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2载体(棒状,立方块).实验表明,在400℃,1 MPa下,Ru/r-Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2催化剂的氨合成催化活性(2 297.09 umol/(g·h))比Ru/c-Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2催化剂的氨合成活性(887.57 umol/(g·h))要高.另外我们发现Cs可以有效的促进氨合成催化剂的活性,如2Cs-Ru/r-Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2(13 698μmol/(g·h)),2Cs-Ru/c-Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2((7 667.7μmol/(g·h)).从本研究可以看出,催化剂的催化活性与载体所暴露的不同晶面有关.     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Na2O-CrOx炉渣中铬氧化物的非化学计量研究

采用化学平衡法研究了1673和1773 K下CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Na2O-CrOx渣系中铬氧化物的非化学计量. 用化学分析法确定了平衡时渣中各价态铬氧化物的含量, 计算出了平衡时铬氧化物CrOx的非化学计量数x、活度比和炉渣的光学碱度值, 研究了温度、碱度、氧分压和铬氧化物总量对这些参数的影响. 结果表明, 铬氧化物的非化学计量数x随温度的升高、氧分压的降低和铬氧化物总含量的增加而减小, 随碱度的增大而增大; 温度、氧分压和铬氧化物总量对平衡时各渣样的理论光学碱度基本没有影响;铬氧化物的活度比随氧分压的升高而减小, 随温度的升高而增大. 推导得到的铬氧化物非化学计量的缺陷方程和实验结果均表明氧分压为影响其非化学计量性的主导因素.     

微反应器中Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体的合成及CeO_2的制备研究

以Ce(NO_3)_3和NH_4HCO_3为原料,在微反应器中采用液-液沉淀法制备出水合碳酸氧铈(Ce_2O(CO_3)_2·H_2O)前驱体材料,将前驱体样品进行热处理后获得纯净的CeO_2产品。分别采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和能谱分析仪(EDS)、热重-差热分析仪(TG-DTA)等对制备的前驱体和热解产品进行分析表征。结果表明:微反应器内23.6 s的停留时间, Ce~(3+)在不同反应温度下均可达到99.8%以上的沉淀率。反应温度为70℃及以上时,获得结晶度更好的Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体,为类六棱形片叠加的花瓣状规则形貌,粒径较小。此前驱体样品在600℃下热处理2 h后制备得到了纯净单一的立方晶系CeO_2产品,无其他杂质,形貌与Ce_2O(CO_3)_2·H_2O前驱体一致。     

经不同浓度FeCl_2溶液处理的γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合纳米微粒的结构及磁性研究

使用化学共沉淀法制备FeOOH/Ni(OH)_2前躯体,经FeCl_2溶液处理后得到表面包裹2FeCl_3·5H_2O层的γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合磁性纳米微粒。分别制备了经不同浓度FeCl2溶液处理后的复合磁性纳米微粒,并通过振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的结构和磁性能进行分析。实验结果表明,微粒的磁性并不随FeCl_2处理液浓度的增加而单调变化。文中系统分析了FeCl_2溶液浓度对所制备微粒的磁化性质、形态及化学成分的影响。     

CeO_2掺杂对CaO基吸收剂CO_2捕获性能的影响

以P123作为软模板剂,通过均相沉淀法制备了CeO_2掺杂的CaO基吸收剂,研究了CeO_2掺杂对CO_2捕获的影响。结果表明,CeO_2掺杂可促进表面氧物种的生成,从而促进CaO与CO_2的碳酸化反应。CaO-CeO_2的相互作用一方面促进了从Ca到表面氧物种的电子转移;另一方面,由于部分Ca离子对晶格中Ce离子的取代,晶格的电中性被打破,有利于CeO_2中晶格氧的逸出,以及氧空位和O~(2-)的生成。本实验制备的纯CaO吸收剂的碳酸化反应活化能为28.1 kJ/mol,而掺杂CeO_2后活化能显著降低,且当Ce/Ca(物质的量比)为0.25时达到最低值10.2 kJ/mol。另外,CeO_2的掺杂有利于CaO的分散,进而减缓CaO烧结。CeO_2掺杂的吸收剂在碳酸化/煅烧循环中表现出良好的CO_2捕获性能和循环稳定性。     

电势法测定KI在CH_3OH-H_2O混合溶剂中的活度系数

用无液接电势电池测定了303.15 K时,KI在甲醇-水混合溶剂中的电动势,用扩展的Debye-Hückel方程及Pitzer方程关联不同溶剂组成下电动势的实验值,得到电池的标准电动势E°和KI在混合溶剂中的活度系数.结果表明,在一定的溶剂比例下,随KI浓度的增大,其平均活度系数先随它的浓度增加而下降,经过一个最低点后又上升;或者随浓度增加而单调递减.当KI浓度固定时,它的平均活度系数随溶剂中甲醇的含量增加而下降.表明KI在甲醇中有微弱的缔合.