ZrB2/SiC前驱体的制备、表征及裂解行为

以聚锆氧烷为锆源,聚硼硅氮烷兼作硼源、硅源和碳源,通过共混得到ZrB2/SiC液相前驱体,该前驱体经高温裂解得到ZrB2/SiC复相陶瓷.对ZrB2/SiC前驱体的裂解行为、陶瓷产物结构及微观形貌进行了表征.结果表明,ZrB2/SiC前驱体经1400℃裂解后保持无定形状态,1500℃处理后析出t-ZrO2晶体,1600℃时体系发生碳热还原反应生成ZrC,同时析出SiC晶体,1700℃时生成ZrB2,最终陶瓷产物晶相组成为ZrB2/SiC.在1500~2000℃范围内,随着处理温度的升高,陶瓷由致密结构变为多孔结构,最终陶瓷产物由尺寸为100~300 nm的纳米颗粒堆积而成,各元素分布均匀.     

硼化锆陶瓷前驱体法制备及其表征

以聚乙酰丙酮锆(PZO)、硼酸、酚醛树脂为原料制备得到硼化锆液相前驱体;在1 400℃和氩气保护下使硼化锆前驱体发生碳热还原反应,得到硼化锆陶瓷.采用热重分析仪、X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电镜表征了硼化锆前驱体及热解陶瓷产物.结果表明,在相对较低的温度(1 400℃)下热解得到的硼化锆陶瓷纯度较高;硼化锆陶瓷材料整体呈小块状,由硼化锆晶体层层堆积而成,其晶粒尺寸约为200 nm.     

利用小角度X射线散射测定八水氧氯化锆中锆结构

利用小角度X射线散射（SAXS）测量八水氧氯化锆溶液中锆的存在形式,结果表明锆在溶液中大部分是以多聚体形式存在,尤其是酸度极易对锆的聚合度产生影响。研究了八水氧氯化锆浓度、加热处理、放置时间及HCl浓度等因素对锆在溶液中存在形式的不同影响：以0.0~5.0 mol·L^-1 HCl为溶剂,配制10~300 g·L^-1的氧氯化锆溶液,并考虑对溶液分别进行加热和长时间放置处理。对所配溶液进行了SAXS测试,利用Guinier方程计算了溶液中粒子的回转半径(R_g),同时利用求解最小封闭圆柱体问题的CYLview软件对溶液中锆的不同多聚体结构进行模拟计算,得到不同结构的理论R_g;通过比较R_g的实验值和计算值,确认不同条件锆液中锆粒子存在的主要形式。结果表明锆存在形式受酸度、浓度等多个因素的影响,尤其HCl的浓度是影响锆液中锆多聚体聚合度的关键;当不添加HCl时,低锆浓度溶液中锆的聚合度相对较高。     

利用小角度X射线散射测定八水氧氯化锆中锆结构

利用小角度X射线散射（SAXS）测量八水氧氯化锆溶液中锆的存在形式,结果表明锆在溶液中大部分是以多聚体形式存在,尤其是酸度极易对锆的聚合度产生影响。研究了八水氧氯化锆浓度、加热处理、放置时间及HCl浓度等因素对锆在溶液中存在形式的不同影响：以0.0~5.0 mol·L^-1 HCl为溶剂,配制10~300 g·L^-1的氧氯化锆溶液,并考虑对溶液分别进行加热和长时间放置处理。对所配溶液进行了SAXS测试,利用Guinier方程计算了溶液中粒子的回转半径(R_g),同时利用求解最小封闭圆柱体问题的CYLview软件对溶液中锆的不同多聚体结构进行模拟计算,得到不同结构的理论R_g;通过比较R_g的实验值和计算值,确认不同条件锆液中锆粒子存在的主要形式。结果表明锆存在形式受酸度、浓度等多个因素的影响,尤其HCl的浓度是影响锆液中锆多聚体聚合度的关键;当不添加HCl时,低锆浓度溶液中锆的聚合度相对较高。     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

可纺性锆溶胶的制备与应用 Ⅰ.氧化锆连续纤维的制备

以氯氧化锆为原料,异丙醇为溶剂,双氧水为水解促进剂,乙酰丙酮为配位剂,采用溶胶-凝胶法制备了ZrO2前驱体连续纤维,经800℃热处理后得ZrO2连续纤维。用FT-IR、TGA、元素分析和SEM等分析技术表征了纤维的化学结构和形貌观察,研究了可纺性ZrO2溶胶的制备条件和影响因素。结果表明,当n（氯氧化锆）：n（双氧水）：1：3,反应时间6h,陈化温度15℃时可得纺丝性能良好的锆溶胶,ZrO2前驱体连续纤维的成分是部分经乙酰丙酮配位的ZrO2水合物,热处理后ZrO2纤维的平均直径为15μm左右,纤维体中存在大量纳米级气孔,但没有发现明显裂纹。     

氮化硅陶瓷前驱体研究进展

聚硅氮烷可用作高温裂解法制备氮化硅陶瓷的前驱体。本文概括了近年来聚硅氮烷前驱体的研究及发展状况,总结了聚氮烷前驱体在合成,应用用以及裂解转化为陶瓷机理方面的研究进展。     

氧氯化锆直接热分解制备三维有序大孔氧化锆

以聚苯乙烯微球胶晶为模板, 氧氯化锆的甲醇溶液为前驱物, 通过直接热分解的方法制备了三维有序大孔氧化锆(3DOM-ZrO2); 利用SEM、TEM、EDS和BET等技术对其进行了表征, 并探讨了实验条件对大孔结构与形态的影响. 结果表明, 过低或过高的氧氯化锆浓度都不利于形成长程有序的三维大孔结构; 增加填充次数只有在较高的氧氯化锆浓度下才能有效增加填充量; 合适的焙烧温度在600-700 ℃之间; BET分析表明3DOM-ZrO2孔壁具有非多孔结构, 与TEM观察结果非常一致.     

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.     

气相沉积铼的前驱体二聚(二乙酰丙酮合铼酰)的合成与表征

合成了一种新型化学气相沉积铼的前驱体——二聚(二乙酰丙酮合铼酰);采用红外光谱仪、紫外光谱仪、质谱仪及电感耦合等离子体发射光谱仪等对其进行了结构表征.结果表明,乙酰丙酮与铼发生配位反应并成环,从而形成目标前驱体.     

多级孔无铝Beta分子筛的合成与表征

研究了氟介质条件下,合成参数对前驱体黏度和无铝Beta分子筛晶化过程的影响.X射线衍射结果表明,高水硅比可降低前驱体的黏度,但抑制分子筛的晶化.当合成体系中加入成核促进剂(二氧化锗)和晶化促进剂(高氯酸根或磷酸根)后,即使水硅摩尔比高达20~30,在150℃水热合成4 d,仍可获得高结晶性、微米级球形或多面体形无铝Beta分子筛.热重和能谱分析结果表明,极少量高氯酸根和磷酸根可进入分子筛孔道,并影响模板剂四乙基铵根离子的热分解过程.氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和选区电子衍射分析结果表明,所得无铝Beta分子筛具有多级孔结构,介孔尺寸在3.4~3.8 nm之间,由纳米晶体或纳米棒堆积而成.     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2的制备及其催化性能研究

以氧氯化锆为锆原,氨水为沉淀剂,硫酸溶液为浸渍液,通过沉淀-浸渍法制备SO_4~(2-)/ZrO_2(SZ)酯化催化剂,其结构经BET、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明:随着焙烧温度升高,催化剂的比表面积依次降低,孔径增大,氧化锆的晶态由无定形态转化为四方晶态再转化为单斜晶态;于600℃焙烧时,催化剂形成的S=O键红外吸收峰最强;于700℃焙烧时,催化剂结构被破坏。在丙烯酸与十八醇的酯化反应中对催化剂进行活性测试。结果表明:600℃焙烧的催化剂产率最高(96.4%)。     

聚锆碳硅烷陶瓷先驱体的制备与表征

为了提高SiC陶瓷纤维的综合性能,利用聚二甲基硅烷(PDMS)热解制得的液相产物聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮锆(Zr(AcAc)4)反应,制备了含锆SiC陶瓷纤维的先驱体聚锆碳硅烷(PZCS).选用液相PSCS作为反应原料,可使锆元素在先驱体中分布更加均匀,并能防止Zr(AcAc)4在反应过程中升华.实验合成的PZCS化学式为SiC1.94HxO0.066Zr0.0104,数均分子量Mn=200~400,再成型性良好.反应机理研究表明,反应过程中存在PSCS裂解重排反应,Si—H键在反应中显示出很高的活性,PZCS分子量的增加是PSCS形成的Si—H键与Zr(AcAc)4的配位基发生交联反应的结果.利用PZCS制备的Si—Zr—C—O陶瓷纤维平均强度2.6GPa,平均直径11μm,性能优异.     

聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷

3D打印制备陶瓷可以实现结构-材料设计一体化,为复杂形状陶瓷材料快速成型提供了新途径。但是传统的3D打印制备陶瓷是以陶瓷粉末或陶瓷颗粒为打印材料,存在陶瓷构件尺寸精度差、表面光洁度低和力学性能不佳等问题。近年来,以聚合物前驱体为打印材料,通过3D打印成型、高温裂解等工艺制备高性能陶瓷技术的出现为改善这些不足提供了新方法,成为3D打印陶瓷领域的研究热点。本文概述了聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷的研究进展,重点阐述了本体聚合物前驱体、聚合物前驱体/光敏化合物、聚合物前驱体/巯基化合物、光敏基团改性聚合物前驱体、增强体/聚合物前驱体五种典型材料体系的研究现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

EDTA滴定法连续测定锆-铁-钇含量

探讨了准确测定废旧锆钇陶瓷回收时产生的酸性溶液中锆、铁、钇的含量时,乙酰丙酮、三乙醇胺和柠檬酸等铁离子掩蔽剂,以及偶氮砷Ⅲ、甲基百里酚蓝和二甲酚橙等指示剂对测定结果的影响,确定仅以二甲酚橙为指示剂,盐酸羟胺为还原剂,用EDTA滴定法连续测定了溶液中的锆、铁、钇含量,测定结果的RSD<2%。     

镧系无素与今菲咯啉单氮氧化物及乙酰丙酮三元络合物的研究

本文合成十三种镧系元素与邻菲咯啉(Phenno)单氮氧化物及乙酰丙酮(Hacac)的三元配合物, 元素分析确定配合物的组成为Ln(phenno)(acac)3(Ln=La,Pr,Nd,Sm-Lu)。对该系列配合物的红外光谱, 紫外光谱, 热谱及电导等性质进行了研究,Sm(Phenno)(acac)3的X射线单晶结构分析表明, 金属离子与三个acac及一个Phenno的七个氧一个氮原子配位, 配位数为八, 配位多面体为变形十二面体。     

镧系无素与今菲咯啉单氮氧化物及乙酰丙酮三元络合物的研究

本文合成十三种镧系元素与邻菲咯啉(Phenno)单氮氧化物及乙酰丙酮(Hacac)的三元配合物, 元素分析确定配合物的组成为Ln(phenno)(acac)3(Ln=La,Pr,Nd,Sm-Lu)。对该系列配合物的红外光谱, 紫外光谱, 热谱及电导等性质进行了研究,Sm(Phenno)(acac)3的X射线单晶结构分析表明, 金属离子与三个acac及一个Phenno的七个氧一个氮原子配位, 配位数为八, 配位多面体为变形十二面体。     

甘氨酸铝锆的制备与红外光谱研究

以结晶氯化铝、氧氯化锆、甘氨酸为原料,通过分步溶解再混溶制备了甘氨酸铝锆水溶液,讨论了其稳定性,确定了较佳原料配比m(结晶氯化铝)/m(氧氯化锆)/m(甘氨酸)=12.46/8.00/16.39。并采用分步升温的烘干方法制得固体。进行了铝形态分布分析,测定了红外光谱,指认了其主要红外吸收带的归属。计算了羧基的反对称和对称伸缩振动频率的差值Δυ=154.73cm-1,说明甘氨酸通过羧基与金属离子配位形成的化学键为离子键。     

溶胶凝胶法制备片状氧化硅/氧化锆纳米复合材料(英文)

以氧氯化锆和二甲基二乙氧基硅烷为前驱体,在无任何表面活性剂的条件下,利用溶胶-凝胶法制备了片状SiO_2/ZrO_2复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、傅立叶变换红外光谱仪、透射电镜等分析了产物的结构和形貌,并探讨了SiO_2/ZrIO_2纳米复合材料的取向生长机理.结果表明,在正丁醇和水的混合溶液中制备的SiO_2/ZrO_2纳米复合材料的粒径为18nm,将干凝胶的500℃空气气氛中焙烧2h可以得到四方相片状氧化锆晶体.化合物中的硅原子通过Si—O—Zr化学键与锆原子相连;硅的引入仅影响氧化锆晶体的形貌,而不导致四方相氧化锆结构和尺寸的改变.本文所述方法可望拓展用于制备其他具有类似分级结构的无机功能纳米材料.     

固体超强酸SO2-4/ZrO2的制备及其催化性能研究

以氧氯化锆为锆原,氨水为沉淀剂,硫酸溶液为浸渍液,通过沉淀-浸渍法制备SO2-4/ZrO2(SZ)酯化催化剂,其结构经BET、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征.结果表明:随着焙烧温度升高,催化剂的比表面积依次降低,孔径增大,氧化锆的晶态由无定形态转化为四方晶态再转化为单斜晶态;于600℃焙烧时,催化剂形成的S=O键红外吸收峰最强;于700℃焙烧时,催化剂结构被破坏.在丙烯酸与十八醇的酯化反应中对催化剂进行活性测试.结果表明:600℃焙烧的催化剂产率最高(96.4%).