γ-Al2O3预处理方式对 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂物化性质及催化性能的影响

采用水热包覆法制备了 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,考察了γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征.结果表明,γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.添加拟勃姆石和电位改性γ-Al2O3制得复合催化剂未形成包覆复合相结构,比表面积较小,表现出较短催化寿命,仅分别为360 min和450 min;添加γ-Al2O3制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积123.49 m2·g-1、介孔比表面积122.68 m2·g-1,总比表面积为246.17 m2·g-1,总孔容0.29 cm3·g-1),总酸量较大(0.30 mmol·g-1);在常压、反应温度380℃、进料空速2 h-1反应条件下,复合催化剂催化性能优越,稳定性良好,具有较长的催化寿命,甲醇转化率为100;,低碳烯烃选择性为88.10;,催化寿命达990 min.     

ZrO2相态对ZSM-5@ZrO2催化剂物化性质及甲硫醇合成的影响

采用水热包覆法成功制备了ZSM-5@ZrO2催化剂,研究了ZrO2不同相态对催化剂物化性质和甲硫醇合成的影响.借助XRD、SEM、FTIR、Raman、BET和NH3/CO2-TPD等手段对催化剂结构性质进行了分析表征.结果表明,ZrO2不同相态对催化剂物化性质和催化性能影响较大.以四方晶相t-ZrO2制得ZSM-5@t-ZrO2催化剂形成了均匀的包覆相结构和微-介孔结构(微孔比表面积114.12 m2/g、介孔比表面积125.08 m2/g、总比表面积239.2 m2/g、总孔容0.38 cm3/g),同时具有酸碱特性(总酸量0.071 mmol/g、总碱量0.077 mmol/g).在反应压力1.0 MPa、H2S/CH3 OH摩尔比2:1、氮气流量90 mL/min、反应温度370℃条件下,催化剂表现出良好催化性能和反应寿命,CH3 OH转化率和CH3 SH选择性分别为92.07;、90.89;,催化寿命达20 h.     

沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质及CO2加氢反应影响

研究了液相沉淀包覆工艺终点pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2氢还原制低碳烯烃催化性能的影响.借助XRD、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了分析表征.研究结果表明,沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能影响较大.过高或过低的沉淀pH值制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度、微孔比表面积及表面碱量均有所下降,呈现以介孔为主的孔结构特征;而当pH值为7时,制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积53.1 m2·g-1,介孔比表面积59.8 m2·g-1,总比表面积为112.9 m2·g-1,总孔容0.4 cm3·g-1,平均孔径14.6 nm);在反应温度325℃,还原温度285℃,反应压力3.0 MPa,体积比H2:CO2=3.0,空速3500 mL·g-1·h-1反应条件下,CO2转化率为64.8;,低碳烯烃选择性为49.8;.与pH=9制得催化剂比较,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了26.2;和19.2;.     

SAPO-34/CZA复合晶体相结构性质及催化CO2加氢反应研究

采用共沉淀包覆法制备了SAPO-34/CZA双功能复合催化剂,研究了复合相比例对催化剂晶体结构性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行了分析表征.研究结果表明,复合相比例对SAPO-34/CZA双功能复合催化剂的结构性质和催化性能影响较大.质量比为1∶1时,制得复合催化剂具有明显微孔和介孔特征(微孔比表面积53.15 m2·g-1、介孔比表面积59.84 m2·g-1、总比表面积为113.00 m2·g-1、总孔容0.41 cm3·g-1、平均孔径14.57 nm),具有特殊包覆结构及存在复合相界面,构造了特殊反应路径,微介孔层级结构强化耦合反应,表现出较高催化性能.在还原温度285 ℃、反应温度325 ℃、压力3.0 MPa、V(H2)/V(CO2)=3.0、空速(SV)3500 mL·g-1·h-1的条件下,CO2转化率为64.80;,低碳烯烃选择性为49.68;.与物理共混催化剂SAPO-34/CZA-M相比,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了31.98;和2.43;.     

ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO反应的影响

采用原位两步晶化法制备了SAPO-34/ZSM-5复合分子筛,考察了SAPO-34分子筛合成体系的晶化pH,进一步研究了ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO催化性能的影响.采用XRD、SEM、BET和NH3-TPD等手段对分子筛样品进行表征分析.结果表明,ZSM-5预晶化不同时间合成SAPO-34/ZSM-5复合分子筛的结构、形貌和催化性质有较大影响.预晶化时间为6 h制得复合分子筛SZ-ZSM-5(6 h)形成紧密的复合相结构,表现出丰富的微-介孔的多级孔分布和适宜的弱酸位和中强酸分布等特性,在MTO反应中甲醇转化率为98.4;,低碳烯烃选择性为93.4;,催化寿命达1400 min,具有较优越的催化性能.     

烧结工艺对原位合成ZrO2/TiB2复合陶瓷材料的力学性能影响

以TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了TiB2含量为20％的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料.分析了烧结工艺中烧结温度、保温时间和烧结压力对力学性能的影响.结果表明:当烧结温度由1650℃提高到1750℃时,复合陶瓷材料的抗弯强度由820 MPa增加到980 MPa,断裂韧性从7.2 MPa·m1/2提高到9.4 MPa·m12;当烧结温度升至1850℃时,抗弯强度和断裂韧性下降;显微硬度随烧结温度的升高而提高.在烧结温度1750℃压力为30MPa保温时间由30 min提高到45 min时,断裂韧性从8.6 MPa·m1/2提高到9.4 MPa·m1/2;保温时间增加至60 min时,断裂韧性下降;保温时间的变化对材料的抗弯强度、硬度影响不大.烧结压力对复合陶瓷材料的力学性能的影响较小.当烧结参数为1750℃、45 min、30MPa,ZrO2/TiB2复合陶瓷材料的抗弯强度、显微硬度、断裂韧性分别达到980 MPa、13.6 GPa、9.4 MPa·m1/2.     

陈化温度对导向剂法制备SAPO-11分子筛及异构化性能的影响

采用导向剂法在不同陈化温度下成功合成SAPO-11分子筛.利用XRD、N2吸附-脱附等温曲线,BET物理吸附,NH3-TPD以及扫描电镜(SEM)等方法对分子筛的形貌,酸性质以及孔结构性质进行分析表征.以正十二烷为原料,考察Pt负载量为0.5;的Pt/SAPO-11催化剂的异构化反应催化性能.结果表明:不同陈化温度影响催化剂的性能,陈化温度为120℃合成的SAPO-11分子筛具有最优性能,晶粒尺寸约为2μm,BET总比表面积为208.8 m2·g-1,正十二烷加氢异构化的异构烃收率最高达66.7;.     

Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3物化性质及催化合成甲硫醇的影响

采用等体积浸渍法改性制备了K2 WO4/Al2 O3催化剂,研究了载体Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂物化性质及催化合成甲硫醇的影响.借助XRD、SEM、EDS、BET及NH3/CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了表征分析.结果表明,Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂晶相组成及微观形貌影响较小,但对孔结构及表面酸碱性质影响较大.与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂具有更大比表面积及孔容(介孔比表面积为226.75 m2·g-1,总孔容为0.557 cm3·g-1),且表面仅有弱酸和弱碱中心(弱酸浓度为0.42521 mmol·g-1,弱碱浓度为0.44184 mmol·g-1).在反应温度370℃,反应压力1.0 MPa,H2 S流速4.9 mL·min-1,CH3 OH流速0.03 mL·min-1反应条件下,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂表现出优良催化性能,甲醇转化率和甲硫醇选择性分别达81.58;和87.05;,与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,甲醇转化率分别提高了4.23;和19.42;,甲硫醇选择性分别提高了14.68;和7.85;.     

纳米ZrO2(CaO)复合粉体的制备研究

采用化学沉淀法合成了ZrO2(CaO)复合粉体,并讨论了反应条件对样品的影响,通过DTA、XRD、分光光度计等手段对产品进行了表征,结果表明:采用合适的合成条件可以得到粒度分布均匀、粒径约35.2nm的ZrO2(CaO)复合粉体,采用合适的CaCl2/ZrOCl2·8H2O的量比可以得到ZrO2(CaO)的完全固溶体.     

ZrB2/ZrO2复合粉体的放电等离子烧结行为

以高纯ZrB2粉末和ZrOCl2为原料,应用沉淀法制备了ZrO2包覆ZrB2复合粉体,并通过放电等离子烧结技术(SPS)得到高致密度的ZrB2/ZrO2复合材料.采用TEM、SEM、XRD对粉体及其烧结体进行测试,并对纯ZrB2粉体与包覆式复合粉体的烧结行为进行分析.研究结果表眀:利用沉淀法可以形成包裹结构;包覆式复合粉体的烧结性能大大优于纯ZrB2粉体,在1950℃的烧结温度下,保温10min,得到相对致密度97.8;的ZrB2/ZrO2复合材料.     

退火温度对纳米晶ZrO2发光和ZrO2:Pr3+能量传递的影响

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2和ZrO2:Pr3+,通过XRD对材料的晶体结构、颗粒尺寸进行了表征,研究了退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响,探讨了ZrO2的发光机制,研究了退火温度对ZrO2∶ Pr3+能量传递的影响,给出了基质ZrO2与Pr3+离子间的能量传递模型.结果表明:随着退火温度的提高,纳米晶ZrO2由四方相转变为单斜相,颗粒尺寸增大;ZrO2的发射谱是一个中心位于470 nm的宽带,发光强度随退火温度升高而增强;基质ZrO2向激活离子Pr3+的能量传递方式为无辐射过程,高温退火有利于基质向Pr3+离子的能量传递,这种现象与退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响有关.     

ZrO2掺杂AZO防静电陶瓷的制备

以AZO陶瓷为基体,采用传统的固相烧结技术制备了ZrO2掺杂AZO防静电陶瓷,研究了不同烧结温度、ZrO2掺杂量对AZO陶瓷的表面电阻率、相对密度、维氏硬度的影响.通过XRD测定陶瓷的物相结构,SEM观察陶瓷的断面形貌,表面电阻测试仪测量陶瓷的表面电阻,维氏显微硬度仪测量陶瓷的维氏硬度,阿基米德排水法测量陶瓷密度等方法对ZrO2掺杂AZO陶瓷进行了分析表征.结果表明:当烧结温度为1450℃,ZrO2的掺杂量为1wt;时,其综合性能最佳.此时陶瓷表面电阻率为105Ω· cm,相对密度达97.61;,维氏硬度为357.5 HV0.3,已达到防静电陶瓷性能要求.     

ZrO2的引入对制备堇青石材料的影响

以滑石、蓝晶石、红柱石和石英粉为主要原料,ZrO2为添加剂制备了堇青石材料.研究不同的ZrO2的引入方式对合成堇青石材料相组成、热膨胀系数及显微结构的影响.结果表明:引入ZrO2材料的堇青石含量较高,热膨胀系数低,其中,以天然含ZrO2蓝晶石为原料合成的堇青石材料的热膨胀系数最低,为2.48 ×10-6/℃.ZrO2的引入能抑制反应过程中红柱石相转变为莫来石相,降低材料的孔隙率,促进堇青石晶粒发育.     

pH值对ZrO2超细粉体料浆性能的影响

研究了不同pH值时超细ZrO2粉体料浆的Zeta电位、沉降速度和粘度等性能.测试了加入柠檬酸三铵作分散剂和A型分散剂(聚丙烯酸盐)以及不加分散剂时料浆的Zeta电位,结果证明采用A型分散剂分散效果最好,在pH=10.53时Zeta电位具有最大负值-44.28mV,研究了不同pH值时料浆的沉降情况,在pH=10.55时料浆沉降速度最慢,同时研究了pH值对料浆粘度的影响,在pH=10.66时料浆粘度最低.料浆呈现出剪切变稀特性,在pH值为10～11范围内,成型的坯体网络结构稳定,最大弯曲强度达到53.90MPa.     

聚乙二醇用于注凝成型ZrO2坯体干燥研究

研究了注凝成型ZrO2坯体在聚乙二醇(PEG)溶液中的干燥过程,结果证明,随着PEG溶液浓度的增加,坯体脱水速度加快,平衡时残余水分降低;坯体固相含量越低,在PEG溶液中的脱水速度越快,干燥时间越短;随坯体尺寸增加,脱永速度降低,平衡时残余水分增高;注凝成型ZrO2坯体先在PEG溶液中脱水至平衡状态,再放置到空气中干燥,可以避免变形、开裂等缺陷的产生.     

Electron microscopy investigations on structures of ZrO2‐rich phases in the quasibinary system ZrO2‐Zr3N4

Slowly cooled nitrided zirconia samples were investigated and characterized by means of transmission electron microscopy (TEM). Besides the well‐known different modifications of ZrO₂ some ZrO₂‐rich oxynitride phases could be further found, called β‐type phases. An overview regarding the formation of such different structural modifications could be gained, supported by previously performed measurements using powder X‐ray diffractometry (XRD). Similar to fast cooled nitrided zirconia samples Zr(N,O), the slowly cooled ones also contain different kinds of ZrO₂ precipitates, which can be obviously emphasized by using the methods of diffraction contrast. A super cell was successively built, derived from the unit cells of the β and β′ phase, in order to explain the structure of the observed modulated β″ phase. Agreements from the comparisons between experimental high resolution images and the simulated ones of such modulated structures confirm the suggested starting points. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

ZrO2含量对Ni-Co-ZrO2复合镀层显微硬度和耐磨性能的影响

以硫酸镍、硫酸钴和氧化锆为主要原料,采用脉冲沉积技术在Q235钢基体表面沉积了Ni-Co-ZrO2复合镀层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分别观察和表征了复合镀层的显微形貌、成分组成和相结构,并对Ni-Co-ZrO2复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究.结果表明:ZrO2颗粒弥散分布于Ni-Co合金中,基体与镀层界面处无孔隙、裂纹等缺陷,镀层厚度约为60μm;镀态下Ni-Co-ZrO2复合镀层基质合金为晶态结构,主要生长晶面为Ni(111)和Co (110),XRD衍射图谱呈现出低强度、大峰宽和多晶向的相结构特征.随着镀层内ZrO2颗粒含量的增加,Ni-Co-ZrO2复合镀层的显微硬度呈现先提高后降低、磨损量先减少后增加的趋势,当ZrO2含量为20 g/L时,复合镀层的硬度最高、磨损量最少,磨痕形貌呈现出轻微磨损.     

不同添加剂对纳米氧化锆粉体影响的探讨

研究了不同添加剂乙醇、丙酮、硬脂酸铝、聚乙二醇、聚乙烯醇、溴代十六烷基吡啶在化学沉淀法制备纳米级氧化锆粉体的过程中对产物粒径、形状的影响,结果表明:乙醇、丙酮、聚乙烯醇对改善粉体团聚、使粒径减小有明显的作用,硬脂酸铝和溴代十六烷基吡啶可使产物粒径增大,聚乙二醇可以改变产物形状,得到纺锤形氧化锆,并对其影响机理进行了探讨.     

Graphene/ZrO2复合陶瓷材料的热导性能研究

采用3Y-ZrO2粉体和石墨烯(Graphene)为原料,利用放电等离子体烧结技术(SPS),烧结制备了Graphene/ZrO2复合陶瓷材料.利用SEM、HRTEM、XRD、激光热导仪等研究了烧结温度和石墨烯含量对Graphene/ZrO2复合陶瓷材料的显微结构、物相和热传导性能的影响.研究结果表明,引入石墨烯不但可以抑制ZrO2晶粒的生长,而且对复合材料的热传导性有着显著的影响;相对于单相ZrO2陶瓷,随着石墨烯的引入, Graphene/ZrO2复合陶瓷材料扩散系数反而降低,其原因可以归结于三个方面:首先,石墨烯含量比较低(0.5~1.5wt;),其次,石墨烯与ZrO晶粒界面处产生的强声子散射作用导致热导下降,最后是Graphene/ZrO2复合陶瓷材料没有完全致密.     

Luminescence properties of Sm3+-doped polycrystalline ZrO2

We obtained samarium-doped zirconia using two different routes. In one, atomic layer deposited thin crystalline films were doped by using ion implantation; this sample was mainly monoclinic. The other method, the skull-melting technique, yielded polycrystalline bulk zirconia containing both monoclinic and tetragonal phases of ZrO₂. Thorough photoluminescence (PL) measurements of Sm emission in these materials were performed using pulsed laser excitation at 405, 320 and 230 nm, respectively corresponding to direct, defect-related and host-sensitized excitation. Both samples exhibited well-resolved emission series of Sm³⁺. In general, the recorded spectra may be considered as superpositions of two different sets of lines attributable to Sm³⁺ centers in different crystalline phases of ZrO₂. These results have been confirmed by time-resolved measurements, which also suggest that all emission lines originate from a common initial state (⁴G_5/2) with a lifetime of about 1 ms. As expected, the host-mediated excitation leads to a prolonged decay profile attributed to the retarded energy transfer from host to guest.