Nd扩渗BaTiO_3陶瓷的电性能与XPS研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗Nd元素,经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的电性能发生了十分显著的变化。通过正交实验,确定了最佳扩渗条件,当Nd的浓度为2%,扩渗时间为4h,扩渗温度为860℃时,BaTiO3陶瓷的导电性最好,其室温电阻率从4 3×109Ω·m下降为37 45Ω·m,而且随着温度升高,交流电导逐渐增大,导电性更强。Nd扩渗使BaTiO3陶瓷的介电常数增加,而介电损耗降低,BaTiO3陶瓷的介电性能得到了显著改善。经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的介电常数随着温度的变化呈明显的PTC效应,其居里温度降低为118 1℃。经XPS测试分析,给出了Nd扩渗BaTiO3陶瓷体系中各元素结合能位置的峰值,并表明Nd扩渗BaTiO3陶瓷中Nd,Ba,Ti都存在变价,因而导致了BaTiO3陶瓷导电性的增强。     

Nd扩渗BaTiO3陶瓷的电性能与XPS研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗Nd元素, 经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的电性能发生了十分显著的变化. 通过正交实验, 确定了最佳扩渗条件, 当Nd的浓度为2%, 扩渗时间为4 h, 扩渗温度为860 ℃时, BaTiO3陶瓷的导电性最好,其室温电阻率从4.3×109 Ω*m下降为37.45 Ω*m, 而且随着温度升高, 交流电导逐渐增大, 导电性更强. Nd扩渗使BaTiO3陶瓷的介电常数增加, 而介电损耗降低, BaTiO3陶瓷的介电性能得到了显著改善. 经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的介电常数随着温度的变化呈明显的PTC效应, 其居里温度降低为118.1 ℃. 经XPS测试分析, 给出了Nd扩渗BaTiO3陶瓷体系中各元素结合能位置的峰值, 并表明 Nd扩渗BaTiO3陶瓷中Nd, Ba, Ti都存在变价, 因而导致了BaTiO3陶瓷导电性的增强.     

La-Ce对PbTiO3陶瓷气相扩渗生成La2Ti6O15和CeTi21O38的陶瓷材料及其电性能

报道了采用气相法对PbTiO3陶瓷扩渗La-Ce混合稀土元素的研究. 在气相扩渗过程中, La, Ce与PbTiO3陶瓷组元发生了复杂反应,生成了稀土化合物La2Ti6O15和CeTi21O38, 制备出未见报道的La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料, 经测试其导电性能发生了十分显著的变化. La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料的室温电阻率从2.0 ×1010??@m下降为0.248 ?@m,而且随着温度的变化, 晶粒电阻呈现明显的PTCR效应,而晶界电阻随着温度的升高,呈急剧连续降低状态,总电阻的变化规律与晶界电阻的变化相一致, 试样总电阻的PTCR效应已不存在, 近趋导体. 经XPS测试分析, 进一步证实了La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料中铅、钛等元素均有变价, 因而导致了La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料电阻率的降低, 测试结果还首次给出了La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料中各元素结合能位置的峰值. TG-DTA热分析表明La2Ti6O15-CeTi21O38-PbTiO3陶瓷材料具有较好的高温热稳定性.     

稀土对BaTiO3陶瓷的气相化学热扩渗及其电性能研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗稀土元素，稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的电性能发生了显著变化。室温电阻率明显下降，从4.3×10⁹Ω·m变为4.84Ω·m;随着频率增大和温度升高，交流电导逐渐增大，BaTiO₃陶瓷的导电性更强。稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的介电常数明显增加，尤其在低频下增加显著;介电常数随温度的变化呈明显的PTC效应，并使BaTiO₃陶瓷的居里温度升高为124.9℃。经XRD分析，扩渗的稀土元素并没有进入BaTiO₃陶瓷的晶格中，而是存在于晶界上。经XPS测试分析，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷中钡、钛、稀土等都存在着不同程度的变价，因而导致了BaTiO₃陶瓷电阻率的降低。TG-DTA曲线分析表明，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷有较好的高温热稳定性。     

钐对K3PW12O40配合物气相扩渗的物相及导电性研究

采用气相扩渗的方法,对K3PW12O40.7H2O配合物进行稀土Sm的化学热扩渗.利用IR,XRD,TG-DTA和XPS等手段对扩渗后配合物的结构进行了表征和研究,发现在720℃下扩渗后的主要产物是β-W2N.XPS能谱分析证实了稀土的存在且与化合物有一定的键合作用.采用四极法对扩渗前后的试样进行了导电性能测试,扩渗后试样的导电性提高了3.1×104倍.分析了电阻、电导率与温度变化的关系曲线,发现此材料的导电性在672℃后电阻趋于0.     

稀土气相扩渗BaTiO3基PTC陶瓷的NTCR效应

采用稀土气相扩渗法制备了La改性的BaTiO3基PTC陶瓷,并对其室温电阻率的变化及温-阻效应进行了研究.结果表明,BaTiO3基PTC陶瓷经La气相扩渗后,室温电阻率从2.7×109Ω.m下降到220Ω.m,在25-500℃范围内,电阻率随温度升高单调递减,从220Ω.m降至5.8Ω.m,产生了明显的NTCR效应.结合XRD,SEM,EDAX以及介电性能测试结果分析了La气相扩渗BaTiO3基PTC陶瓷NTCR效应的形成机理,建立了NTCR效应的物理结构模型.     

镨对锌单取代杂多化合物气相扩渗的电性能及XPS研究

报道了采用气相法对K7ZnBW11O39配合物进行Pr的化学热扩渗, 研究了材料的电性能, 并结合XPS等表征手段对其导电机理加以了初步的分析. 通过配合物的TG-DTA分析确定了扩渗温度,扩渗后材料的ICP分析测试表明, 微量Pr可渗入到试样中. 经XRD分析发现, 扩渗后,化合物的晶型发生了改变, 得到了新的化合物. 利用四电极法和交流阻抗法对扩渗前后样品的导电性能进行了测试, 结果表明材料的导电性能发生了十分显著的变化, 扩渗后试样的电导率为2.98×10-2 S*cm-1, 比扩渗前的电导率3.54×10-6 S*cm-1提高了约104倍. XPS能谱及交流阻抗谱分析显示可能存在氧空穴导电.     

纤维钛酸铅/纳米钛酸铅晶体复合陶瓷材料性能研究

钛酸铅（PbTiO3）在常温下属于典型的钙钛矿结构,其居里温度高达490℃,介电常数小,压电性能高,压电各向异性大,是一种优良的高温高频的压电材料,但因其轴向比c/a=1.063和矫顽场大,难于极化,在冷却过程四方至立方的相变中易出现微细裂纹,有时甚至破碎,所以制备纯相致密的PbTiO3陶瓷存在烧结上的困难,且因陶瓷本身固有的脆性,使其优良的电性能很难得到充分的开发和利用。PbTiO3的应用通常是通过掺杂改性而获得的。而掺杂改性会对其电性能产生不良的影响。如能寻找一种有效的方法,即改善其烧结特性,又不影响其电性能,而且能制得致密的PbTiO3陶瓷,则对PbTiO3的研究与应用具有重要的意义。     

钇钼钨硅杂多配合物的合成稀土多元渗及导电性

用降解法合成了未见报道的标题配合物.通过化学分析、ICP和TG曲线确定了其化学式为K10H3[Y(SiW9Mo2O39)2];利用IR、XRD、183W-NMR、循环伏安等手段对其结构进行了表征.结果表明,杂多阴离子为α-型Keggin结构.采用稀土多元渗的方法对配合物进行了气相热扩渗,ICP和XPS测试表明,微量的稀土元素La,Sm和Dy可以渗入到配合物的体相,并与组分元素发生键合作用;导电性的测试结果表明,室温扩渗后,试样的电导率提高了约104倍,有望成为具有实际应用的固体电解质.     

银钨硼三元杂多配合物的合成、稀土多元渗及其导电性

用直接法合成了未见文献报道的具有Keggin结构的以Ag作为第二配位离子的钨硼杂多配合物,利用ICP,IR,XRD和XPS等对其结构进行了表征.以Gd作为渗入元素对其进行化学气相扩渗,借助IR,TG-DTA,XPS和XRD对配合物扩渗前后的结构及稳定性进行了对比研究.导电性的测试表明:室温下,扩渗后试样的电导率提高了约103倍,且热稳定性也有所提高,是一种受温度变化影响较小的导电材料,为制备可实用的导电材料提供了一条新途径.     

K8[ZnMg(H2O)W11O39]·15H2O的合成、表征及化学热扩渗

利用直接法合成未见文献报道的K8[ZnMg(H2O)W11O39]·15H2O,通过ICP,IR和XRD等方法对其结构进行表征,结果表明所合成的配合物具有Keggin结构.采用化学热扩渗法对合成配合物进行稀土扩渗实验,经XPS测试表明,有微量的钆渗进配合物的体相,并与组成元素存在键合作用,导电性测试结果表明,扩渗后试样的导电率提高105倍,是一种优良的固体电解质,有望成为具有实用价值的功能材料.     

稀土对K10H3[Y(SiW11O39)2]的多元渗及导电性

用降解法合成了具有Keggin结构的钇钨硅多金属氧酸盐, 以化学分析、 TG曲线和ICP确定通式为K10H3[Y(SiW11O39)2]. 利用IR、 183W-NMR等手段对配合物的结构进行了表征和研究, 结果表明配合物具有Keggin结构. TG-DTA分析表明配合物在400～450 ℃范围内仍不分解. 对配合物进行了化学热扩渗稀土的实验. 经ICP和XPS测试表明微量稀土元素可以渗入到配合物的表、界面乃至体相, 同时用四探针法和交流阻抗谱测试了不同温度下的电导率, 扩渗后样品的电导率σ=1.935×10-2 S*cm-1, 比扩渗前提高约105倍, 且随温度的升高, 导电性增强, 有望成为具有实际应用的多金属氧酸盐型固体电解质.     

铈和镨改性Ni/Al_2O_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢的影响

考察了Ni/Al_2O_3,Ce和Pr改性Ni/Al_2O_3催化剂在甲醇水蒸气重整制氢过程中的性能。研究结果表明:稀土的添加可增加H2的选择性并降低CO的选择性。Pr改性Ni/Al_2O_3催化剂表现出最好的催化性能,Ni的最佳负载量为10%(质量分数)。在相同的反应条件下(反应温度为350℃和水醇摩尔比=3∶1),Ni/Al_2O_3与Pr改性的Ni/Al_2O_3催化剂的甲醇转化率相当,但Pr改性的Ni/Al_2O_3催化剂H_2的选择性从64.5%提高到了75.6%,相应的CO选择性则从31.4%降低到了4.5%。H2选择性随着水醇摩尔比的增加而升高,当水醇摩尔比为6∶1时,几乎没有CO产生。XRD和TPR表征结果表明:Pr的添加不仅促进了Ni在载体上的分散而且促进了Ni的还原,从而有利于催化性能的改善。     

钇磷钨三元杂多配合物的合成及其稀土多元渗与导电性的研究

合成了未见报道的标题配合物。通过化学分析、ICP和TG曲线确定了其化学式为K_8H_3[Y(PW_(11)O_(39))_2]·25H_2O;利用IR、UV、XRD、~(183)W-NMR、循环伏安等手段对其结构进行了表征,结果表明杂多阴离子为β_2型Keggin结构。采用稀土多元渗的方法对配合物进行了气相热扩渗,经ICP和XPS测试表明:微量的稀土元素La和Ce可以渗入到配合物的体相,并与组份元素存在键合作用。扩渗后化合物的化学式为K_8H_6YLa_(0.11)Ce_(0.18)P_2W_4~ⅤW_(18)~ⅥO_(78)·15H_2O,其晶体属单斜晶系,晶胞参数:a=6.3775nm,b=3.6771nm,c=3.7727nm,β=90.192°,V=88.47326nm~3;导电性的测试结果表明:室温时,扩渗后试样的电导率提高了约10~3倍,且热稳定范围变宽,523K时的电导率为1.33×10~(-2)S·cm~(-1),有望成为实用化的导电材料;~1H MAS NMR测试结果表明其存在三种质子,其导电机理可能是质子导电。     

K10H3[Gd(SiMo4W7O39)2]配合物界面扩渗Ce和Lu及其介导性能

多金属氧酸盐由于具有独特的化学结构，作为特殊性能的功能材料已引起关注犤１～３犦。但其导电性和磁性差别较大，如何提高其导电性和磁性，进而制备出一类新型导电性和磁性材料，人们进行了探索。据文献报道犤４～６犦，多金属氧酸盐均是高质子导体，且电导率多数小于１０－３S·cm－１，并随温度的升高，导电性降低，很难作为固体电解质在氢－氧燃料电池等器件上应用。本文从相关基础理论入手，采用气相法，首次研究了Ce，Lu通过固－气界面反应对K１０H３犤Gd（SiMo４W７O３９）２犦多金属氧酸盐簇合物的化学热扩渗。利用ICP，IR，…     

改性固化单宁对稀土离子Pr3+,Nd3+吸附性能研究

以苎麻纤维为基础,通过甲醛交联固化杨梅单宁制备吸附材料(RF-BT),进一步经Mannich反应改性,引入-NH2,制备改性苎麻纤维接枝杨梅单宁吸附材料(RF-BTM)。通过IR和SEM等方法表征了两种材料的结构,并研究了两种材料对Pr3+,Nd3+稀土离子的吸附性能。实验结果表明:反应温度为303 K,p H为5.5,Pr3+溶液初始浓度为1127.2 mg·L-1,Nd3+溶液初始浓度为1153.6 mg·L-1时,RF-BT的最大吸附量为:Pr3+420.3 mg·g-1,Nd3+432.8 mg·g-1;RF-BTM的最大吸附量为:Pr3+461.7 mg·g-1,Nd3+477.8 mg·g-1;表现出优良的吸附性能,其吸附热力学符合Freundlich方程,动力学可用拟二级速率方程描述。     

La-Ce对PbTiO3陶瓷气相扩渗生成La2Ti6O15CeTi21O38的陶瓷材料及其电性能

报道了采用气相法对PbTiO₃陶瓷扩渗La-Ce混合稀土元素的研究. 在气相扩渗过程中, La, Ce与PbTiO₃陶瓷组元发生了复杂反应,生成了稀土化合物La₂Ti₆O₁₅和CeTi₂₁O₃₈, 制备出未见报道的La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料, 经测试其导电性能发生了十分显著的变化. La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料的室温电阻率从2.0 ×10¹⁰ W·m下降为0.248 W·m,而且随着温度的变化, 晶粒电阻呈现明显的PTCR效应,而晶界电阻随着温度的升高,呈急剧连续降低状态,总电阻的变化规律与晶界电阻的变化相一致, 试样总电阻的PTCR效应已不存在, 近趋导体. 经XPS测试分析, 进一步证实了La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料中铅、钛等元素均有变价, 因而导致了La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料电阻率的降低, 测试结果还首次给出了La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料中各元素结合能位置的峰值. TG-DTA热分析表明La₂Ti₆O₁₅-CeTi₂₁O₃₈-PbTiO₃陶瓷材料具有较好的高温热稳定性.     

改性316L不锈钢表面聚苯胺的制备及电化学性能

采用原位氧化技术调整316L不锈钢(SS316L)基体元素Cr和Ni在界面的浓度和分布, 形成了Ni和Cr富集改性界面. 应用计时电位技术, 通过Cr和Ni改性层催化草酸溶液中的苯胺单体在其表面吸附并聚合, 在SS316L表面沉积了附着力良好的聚苯胺(PANI)膜. 与SS316L相比, 表面富Ni-Cr的SS316L在涂覆PANI膜后, 在80 ℃ 0.5 mol/L H₂SO₄+5 mg/L F^-溶液中阳极和阴极的腐蚀电位分别提高470和500 mV, 维钝电流均下降2~3个数量级; 在模拟质子交换膜燃料电池运行环境中, 经36000 s恒电位极化, 其阳极和阴极的腐蚀电流分别下降约1和2个数量级, 腐蚀速度分别约为6~9 和< 5 μA/cm²; 在1.4 MPa压力下, 聚苯胺膜层与Toray 060碳纸间接触电阻下降约250 mΩ·cm². SS316L表面形成富Ni-Cr改性层并涂覆聚苯胺膜后, 其耐蚀性和导电性均明显优于原始SS316L, 这主要取决于富Ni-Cr改性层的结构、 组成和聚苯胺膜的厚度.     

Pr2O3掺杂SnO2陶瓷电极的制备及性能表征

通过共沉淀法制备了掺杂Pr2O3的二氧化锡电极样品,主要研究了在SnO2陶瓷电极中添加不同含量的Pr2O3对形貌结构及性能的影响.借助于XRD和SEM分析试样的晶型结构和微观形貌,结果表明Pr2O3能促进二氧化锡晶粒长大,并产生新的第二相Pr2Sn2O7.当Pr2O3含量从1%增加到5%(质量分数)时,第二相依次增多并镶嵌在主晶格中.通过电阻率和力学性能的测定,发现掺杂3%Pr2O3有利于提高SnO2电极的烧结致密化和降低电阻率,过量的Pr2O3则会产生过多第二相而不利于致密化烧结.     

脱硝催化剂中金属Cu的价态变化及其影响因素的XPS研究

考察了X射线光电子能谱(XPS)测试过程中金属Cu改性钒基脱硝催化剂在X射线照射下Cu元素的价态变化及影响因素。结果表明,催化剂中Cu元素以Cu O(Cu2+)和Cu2O(Cu+)两种形式存在,X射线照射会引起Cu O的还原;且初始测得的Cu2O主要为样品焙烧后本征存在的物质。样品中Cu元素还原(Cu O转化为Cu2O)受X射线照射时间与功率、Cu负载量以及样品制备方法等因素的影响:随着照射时间的增加或X射线功率的提高,Cu O还原率均逐渐升高;随着Cu负载量的升高,Cu O还原率整体呈下降趋势,但当负载量达3%后,Cu O的绝对变化量与Cu负载量几乎无关(维持在~1.2%);制备方法中活性组分V元素的存在提高了Cu O的还原活性,而草酸的添加降低了其还原活性。该研究为Cu改性钒基脱硝催化剂的表征分析提供了重要参考,也为其它类似敏感样品的XPS分析提出了测试条件及方法上的建议。