粒径可控纳米CeO_2的微乳液法合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸铈(Ce(NO3)3)水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系合成CeO2前驱体,利用热重(TG)和X射线衍射(XRD)分析方法确定了得到纳米CeO2的适宜焙烧温度为550℃,CeO2前驱体经550℃焙烧后得到纳米CeO2.采用XRD、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等表征手段分别对纳米CeO2的晶形、形貌、粒径及紫外吸收性质进行了表征,该纳米CeO2粒子具有立方晶型结构,分散性较好、粒径范围为5-18nm.考察了微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度对纳米CeO2粒径的影响,结果表明:利用微乳液法,通过改变微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度能够对纳米CeO2粒径进行有效控制;纳米CeO2的粒径均随着正辛烷与正丁醇质量比和Ce(NO3)3浓度的增大而减小.同时,对不同条件下制得的纳米CeO2的紫外吸收性质进行了考察.     

V^5＋离子掺杂纳米氧化铈的合成与表征

以硝酸铈、柠檬酸和偏钒酸铵为原料,采用溶胶-凝胶(sol-Gel)法制备了V5+离子掺杂纳米CeO2粉体.利用X射线粉晶衍射(XRD)和 扫描电镜(SEM)等方法研究了合成反应条件(焙烧温度、V5+掺入量等)对合成物的微观结构、物相组成以及性能的影响.XRD分析表明所合成的CeO2纳米晶粒具有空间群符号为Fm3m的立方晶体结构.随焙烧温度的升高,合成的CeO2晶粒结晶度增高.对甲基蓝的光催化降解试验表明,纳米CeO2对甲基蓝具有较好的光催化降解效果,焙烧温度对纳米CeO2的光催化活性有较大影响,适量V5+的掺入有利于提高纳米 CeO2的光催化降解效果,掺1%V5+离子的CeO2光催化降解甲基蓝6 h,其降解率可达89%以上.     

超音速气流粉碎下NiO纳米棒的低温固相制备

采用超音速气流粉碎技术低温固相合成NiO纳米颗粒前驱体,并通过在650～900 ℃下, NaCl熔盐介质中对前驱体进行焙烧,制备得到NiO纳米棒。采用XRD、SEM、TEM测试技术对NiO前驱体、NiO纳米棒的结构和形貌进行了表征。结果表明,前驱体为直径约25 nm球形颗粒,随着焙烧温度升高,逐渐生成直径为300 nm,长度约十几微米的纳米棒。反应过程中熔盐介质是纳米颗粒前驱体生长的关键因素。     

超声雾化反应法制备CeO2纳米粉体

以硝酸铈和碳酸氢铵为原料,采用超声雾化反应法制备了纳米CeO2粉. 用红外光谱(IR)、 X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术,对制得的纳米CeO2纳米粒子的物相结构、形貌特征、成分等进行了表征. 结果表明,双液超声雾化法能制备出颗粒分散性好,粒度分布均匀的纳米CeO2粒子,所得CeO2粒子为萤石型结构,粒径约为3～5 nm左右. 初步探讨了用超声雾化反应法制备纳米粉的机制,认为CeO2纳米粒子的成核和长大受到液滴大小的限制,是一个液相的微区反应过程,正是液滴的微小体积保证了更小纳米粒子的形成.     

纺锤形介孔纳米二氧化锰的控制合成

在KMnO₄和葡萄糖水溶液体系中, 用一步水热法控制合成了介孔MnCO₃纳米纺锤体, 通过焙烧MnCO₃前驱体可以得到介孔纳米MnO₂, 且保持了原有的纺锤体形貌. 用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N₂吸附-脱附(BET)对制备的样品进行了形貌和结构的表征. 并对反应时间、反应物浓度等对产物形貌的影响进行了研究. 实验结果表明, 反应时间和葡萄糖的浓度对MnCO₃前驱体的尺寸和形貌具有重要影响, MnCO₃纵横比可从1.35:1到2.89:1之间改变. 并初步探讨了介孔MnO₂纺锤体的生长机制, MnO₂ 孔的形成是由于焙烧葡萄糖降解形成的纳米碳颗粒所致.     

纳米Sm2O3掺杂CeO2粉末的制备和性能表征

以Ce2(CO3)3和Sm2O3为原料, 用改进的氨水-双氧水沉淀法制备了CeO2和(CeO2)0.8为基质(Sm2O3)0.2的纳米粉末.对干燥后的氢氧化物进行了TG/DSC热分析, 约650 ℃时Ce(OH)4完全转变为CeO2.XRD分析表明, 650 ℃焙烧的粉末为萤石结构, 说明Sm2O3已固溶到CeO2中.经TEM测试, 粉体颗粒大小在5～10 nm之间, BET测试的平均颗粒尺寸为11.2 nm.由TEM照片还可以看出粉体具有良好的分散性, 且无硬团聚体存在.     

聚合物前驱体方法低温合成LiTaO3纳米粉体

采用聚合物前驱体方法,以柠檬酸为配位剂,乙二醇为酯化剂,低温合成纳米LiTaO3粉体.以红外光谱和拉曼光谱研究了柠檬酸与金属离子的配位情况.当柠檬酸和金属离子物质的量的比为2.5:1、柠檬酸和乙二醇的物质的量比为1:2时可形成稳定的Li-Ta前驱体溶胶.用差热.热重对凝胶前驱体的热分解历程进行分析,采用X射线衍射和红外光谱对Li-Ta凝胶前驱体及不同温度下煅烧所得粉体的相组成进行分析.结果表明,凝胶前驱体经600℃下煅烧2 h可以得到纯钙钛矿型纳米LiTaO3粉体.平均粒径为60～80 nm.     

附载CeO2的纳米γ-Al2O3合成及其悬浮液的分散稳定研究

以异丙醇铝和六水硝酸亚铈为铈源和铝源,采用溶胶-凝胶法制备了前驱体,并将前驱体在800℃下空气中焙烧2 h得到附载CeO2的高纯纳米γ-Al2O3.样品经X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积(BET)、化学成分和杂质含量分析,结果表明:合成的粉末为由γ-Al2O3和CeO2组成的混合物相,两者均属立方晶系,其中γ-Al2O3空间群为O7H-FD3M,CeO2空间群为Fm3m;晶粒平均粒径为15.7 nm,颗粒平均粒径约60～80 nm,粒子呈类球形,比表面积为159.01 m2·g-1;粒子纯度不低于99.97%,CeO2含量为24.22%.红外光谱(IR)测试结果显示,有Al-O-Ce键生成,表明CeO2与Al2O3并非简单混合.进一步通过对其悬浮液体系Zeta电位和吸光度的测定,研究了不同pH值条件、分散剂种类和用量以及氧化剂对其悬浮液分散稳定性的影响;采用超声波分散法,选择硝酸、氢氧化钾溶液作为pH调节剂,异丙醇胺作为分散剂,过氧化氢作为氧化剂,成功制备了长期存放不沉降的附载CeO2的纳米γ-Al2O3CMP浆料,确定了配制的优化工艺条件.     

纳米CeO2的制备及其在PMMA中的分散

制备得到一Ce-三乙醇胺(TEA)配合物,以该配合物作为制备纳米CeO2的前驱体.将甲基丙烯酸甲酯(MMA)分散于配合物水溶液中,然后在同一反应器中依次进行水解、乳液聚合反应,得到纳米CeO2分散于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基质中的复合物粉末.分别运用XRD,TEM,TGA和DSC对复合物进行了表征.结果表明,纳米CeO2粒径为3～5nm,其均匀分散于聚合物基质中且单分散性良好.聚合物的热稳定性和玻璃化温度得到提高.     

影响纳米CeO2沉淀法合成的工艺因素研究

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源, (NH4)2CO3·H2O为沉淀剂, 加入少量表面活性剂作分散剂, 采用液相沉淀法成功合成了纳米CeO2. 研究了反应温度、反应时间、搅拌速率、表面活性剂种类及用量、焙烧温度和焙烧时间等因素对纳米CeO2晶粒尺寸和相对密度的影响, 得出优化工艺条件, 通过XRD, DTA/TG, TEM, BET比表面积、 N2等温吸附与脱附、 BJH脱附孔径分布及杂质含量分析等方法对合成产品性能进行了表征. 结果表明 采用浓度为0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3·H2O溶液快速倒入浓度为0.1 mol·L-1 的Ce(NO3)3·6H2O溶液中以化学计量比进行反应, 同时加入0.4% (质量分数) PEG4000, 反应时间为10 min, 反应温度为40 ℃, 搅拌速率为800 r·min-1, 经水洗、醇洗、脱水和真空干燥后所得的前驱体于300 ℃的空气中焙烧1 h, 该条件下合成的CeO2属于立方晶系, 空间群为Fm3m, 原生晶粒粒径为5 nm左右, 颗粒粒径为20 nm以下, 比表面积达140.61 m2·g-1, 孔径分布为5～15 nm, 孔径峰值为9.3 nm, 纯度≥99.97%.     

气相扩散法制备的碳酸钙的形貌控制和机理

采用不同质量比的柠檬酸作为晶型控制剂制备碳酸钙,研究了在气相扩散体系中柠檬酸对所制备的碳酸钙微晶的粒度、形貌的影响.结果表明,随着柠檬酸浓度的增大,碳酸钙在溶液中结晶成为纳米小单晶体的二次聚集体,其晶粒度逐步变小,其形态呈现从疏松结构的球体、密实球体、花生状颗粒、大长径比针状到密集针状球体有规律的转变,晶型从0.24%和0.72%的球霰石到更大浓度的方解石.通过对柠檬酸在溶液中的聚集状态和柠檬酸分子与碳酸钙微晶的相互作用初步解释了柠檬酸对碳酸钙微晶形貌控制作用的机理.     

柠檬酸溶胶凝胶法制备LiCoO_2电极材料及其表征

目前研究较多的锂离子电池正极材料主要有LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4犤1犦,虽然LiCoO2的成本相对较高,但LiCoO2具有最为优良的电化学性能,如高且平稳的充放电平台、高比容量以及良好的循环性能犤2犦,是目前应用最广泛的商品化电极材料。LiCoO2材料主要采用高温固相法犤3～5犦制备,该方法工艺简单,容易实现大规模生产,但缺点是需要较高的焙烧温度和较长的焙烧时间,且反应原料混合均匀程度有限,易导致非化学计量、非均相以及不规则的颗粒形貌等,因此材料的比容量、循环寿命等电化学性能以及反应的可控性还不甚理想。研究表明犤6犦电极材…     

Ni-Mo氧化物超细粒子催化剂的制备与表征

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法制备NiMoO4超细粒子催化剂.使用DTA、BET比表面测定、XRD和LRS等表征手段考察了热处理条件和焙烧温度对粒子结构的影响.结果表明,在氩气气氛中于210℃分解干凝胶中的柠檬酸,可以避免柠檬酸分解时燃烧大量放热而引起超细微粒的烧结,脱除柠檬酸后的超细粉末为NiMoO4.经400℃以上的高温处理后,微粒明显晶化.     

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.     

Synthesis of strontium substituted hydroxyapatite by solution combustion route

Hydroxyapatite is a versatile compound resembling natural bone mineral. HAP insinuates feasibility with substitution ensuing in its application in various fields. The properties of calcium and strontium are cognate and pose as a bone-seeking trace-element that accumulates in new trabecular bone. Strontium substituted hydroxyapatite, Ca₉.₅Sr_0.5(OH)₂(PO₄)₆, was synthesized using citric acid as fuel and calcined 900 ​°C. The as-prepared product notably was characterized by powder X-ray diffraction, Fourier - Transform Infrared spectroscopy and Scanning Electron Microscope along with Energy Dispersive Spectroscopy. FT-IR analysis exhibited stretching and bending vibrations of (PO₄)^3- and OH⁻ groups along without any signal of carbonate group. Studies showed that product formed is strontium substituted hydroxyapatite, and calcination temperature plays an essential role in the formation of hydroxyapatite phase. The precursors when calcined resulted in 46–50 ​nm of Sr substituted hydroxyapatite.     

Synthesis and pore formation study of amorphous mesoporous aluminophosphates in the presence of citric acid

Amorphous mesoporous aluminophosphates (AlPO) with high thermal stability were synthesized from Al(NO3)3 and H3PO4 in the presence of citric acid (CA). The effects of different synthetic conditions, such as pH value, citric acid content, and calcined temperature, on the formation of the mesoporous structure of AlPO materials were investigated. The results of N2 adsorption/desorption and other characterization means demonstrate that the presence of a certain amount of citric acid in the synthetic mixture can result in the formation of uniform mesoporous AlPO materials in a wide pH range from 3.5 to 10. Thermal gravimetry and differential thermal analysis suggest that the existence of a moderate interaction between citric acid and the AlPO network might be a critical factor in obtaining uniform mesostructure. Therefore, as an organic additive, citric acid can be regarded as a template for the mesopore formation of AlPO materials.     

Ce掺杂Mn3O4及其电化学电容行为

用溶胶-凝胶方法合成了Mn₃O₄和Ce掺杂Mn₃O₄. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征. 采用循环伏安、电化学交流阻抗和恒流充放电技术对其电化学性能进行了测试. 研究结果表明, Ce掺杂对Mn₃O₄的形貌和电化学性能均有显著影响. 当Ce离子占金属离子总量的3%时, 掺杂Mn₃O₄的单电极比电容高达477 F·g^-1, 比未掺杂的提高了43.7%, 并且表现出更好的循环稳定性.     

The thermal behavior of some polymeric precursors used in CaAl12O19 synthesis

CaAl₁₂O₁₉ was synthesised using three different precursors: (a) a polyesteric type precursor resulted from the traditional Pechini method; (b) a polyesteric type precursor resulted from the reaction between citric acid and calcium and aluminum nitrates; and (c) a polymeric type precursor resulted from the reaction between acrylic acid and calcium an aluminum nitrates. The thermal behavior of the three precursors used in the CaAl₁₂O₁₉ synthesis was monitored to underline the thermal effects associated to the CaAl₁₂O₁₉ formation. Thermal analyses performed on precursors do not reveal clear differences regarding the thermal effects assigned to calcium aluminates formation, at temperatures over 800?°C. In contrast, thermal analysis of samples pre-fired at 200?°C, and especially at 600?°C, show clear differences between samples obtained in different ways. It is noted that in samples obtained from acrylic acid and nitrates, and citric acid and nitrates, CA₆ is practically single phase after calcination at 1,200?°C. However, in the sample obtained from citric acid, ethylene glycol, and nitrates, calcined at 1,200?°C, CA₆ is present along with CA₂ and ??-Al₂O₃.     

Surface Area Study of High Area Cobalt Aluminate Particles Prepared by the Sol-Gel Method

Cobalt aluminate particles were prepared by the sol-gel method, starting from aluminum sec-butoxide and cobalt salts with a Co:Al ratio of 1:3. Samples with the same composition were also prepared by the citrate-gel method from cobalt and aluminum nitrates and citric acid. The particles were calcined to temperatures between 400 and 1000°C, for the formation of the mixed oxide having spinel structure. The surface properties of the different samples (BET surface area and pore size distribution) were measured. The highest BET surface area obtained (about 339 m²/g) corresponds to a sample prepared by cobalt acetate and aluminum sec-butoxide, calcined at 400°C. The surface area of the sample is reduced progressively as the sample is calcined to higher temperatures (to about 65 m²/g at 1000°C). Narrow pore size distributions were observed with average pore radius ranging from 17–20 Å, for samples heated to 400°C, to about 55–65 Å, for samples heated to 1000°C. The different surface areas and porosities obtained for particles prepared by different methods, different precursors or calcination temperatures, are discussed.     

硝酸盐制备三维有序大孔金属氧化物材料研究

用硝酸盐、柠檬酸和乙醇/水按一定摩尔比配置成前驱物溶液, 采用胶晶模板法, 制备了三维有序大孔金属氧化物材料: Al₂O₃, CeO₂, Cr₂O₃, NiO, MgO, In₂O₃, CeO₂/Al₂O₃, Cr₂O₃/Al₂O₃和NiO/Al₂O₃. SEM观察表明, 材料中大孔有序排列, 大孔间由小孔相连, 形成三维规则的笼状网络结构. XRD和TEM测试表明, 大孔孔壁由具有纳米尺寸的金属氧化物粒子组成. 实验表明, 加入乙醇、柠檬酸, 提高溶液对胶球润湿性, 改善溶液渗透能力, 避免粒子团聚, 有利于有序大孔结构的形成. 这一研究表明, 根据硝酸盐的物理化学性质, 调整溶液组成, 选择合适的热处理温度, 能得到大孔排列有序、三维规整性好的大孔结构材料. 此法具有原料易得, 操作简单的特点, 是3DOM材料的一种新型高效制备路线.