γ-苄基膦酸-磷酸锆的合成、表征及插层性能研究

于220℃水热晶化下制备了高结晶度的γ-ZrP,合成了3种γ-苄基膦酸-磷酸锆层状化合物Zr(PO₄).(H₂PO₄)_0.15(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.85·0.4H₂O(1,d=1.86nm),Zr(PO₄)(H₂PO₄)_0.30(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.70·0.6H₂O(2,d=1.78nm)和Zr(PO₄)(H₂PO₄)_0.50(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.50·0.7H₂O(3,d=1.66nm).用X射线粉末衍射和³¹P固态核磁共振等手段表征其结构,并研究了其与α-苯乙胺的插层性能.     

钛合金双极板表面纳米晶Zr涂层在质子交换膜燃料电池环境中的性能

为改善金属双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的耐腐蚀性能及降低其界面接触电阻, 采用双阴极等离子溅射沉积技术, 在Ti-6A1-4V合金表面制备了纳米晶Zr 涂层. 利用扫描电子显微镜(SEM), X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等微观分析手段对该涂层的组织结构进行了表征. 结果表明: 所制备的涂层具有沉积层和扩散层的双层结构, 其微观组织连续、致密. 在分别通入氢气/空气、70 ℃ 的0.5 mol·L^-1H₂SO₄+2 mg·L^-1 HF的溶液中, 对比研究了纳米晶Zr 涂层与Ti-6A1-4V合金在模拟电池的阳极/阴极工作环境中的电化学腐蚀性能. 动电位极化测试结果表明: 在模拟电池的阳极/阴极工作环境中, 纳米晶Zr 涂层的腐蚀电位均明显高于Ti-6A1-4V合金; 在阴极工作电极电位为+0.6 V下, 纳米晶Zr 涂层与Ti-6A1-4V合金均位于钝化区内, Zr 涂层的钝化电流密度较Ti-6A1-4V合金降低约4 个数量级; 而在阳极工作电极电位为-0.1 V下, 纳米晶Zr 涂层呈现出阴极保护特征. 电化学阻抗谱测试结果表明, 在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄+2 mg·L^-1 HF的溶液中, 纳米晶Zr 涂层的容抗弧半径和相位角的最大值及其频率宽度均明显大于Ti-6A1-4V合金. 此外, 纳米晶Zr 涂层同时改善了Ti-6A1-4V合金的导电性与憎水性能.     

Zr助剂对Co/AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响

 采用CO加氢反应、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)和程序升温表面反应(TPSR)等技术考察了Zr助剂对Co/AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响. 结果表明,还原、钝化后的Co-Zr/AC催化剂的XRD谱上只有较弱的CoO特征衍射峰; 反应50 h后,催化剂中Co主要以fcc晶相存在,同时还含有少量hcp晶相的Co; 加入Zr助剂后Co晶相衍射峰明显减弱. TEM结果表明, 15%Co/AC中Co的平均粒径为20 nm,加入Zr后Co粒径变小,15%Co-6%Zr/AC中Co的粒径为10 nm. CO加氢、XRD和TEM结果表明,加入Zr助剂可以提高活性组分Co的分散度,同时催化剂的活性随分散度的增大而增大. TPR和TPSR实验结果证实了上述结论.     

Zr助剂对C0／AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响

采用C0加氢反应、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)和程序升温表面反应(TPSR)等技术考察了Zr助剂对Co／AC：催化剂催化费一托合成反应性能的影响．结果表明，还原、钝化后的Co-zr／AC催化剂的XRD谱上只有较弱的CoO特征衍射峰；反应50h后，催化剂中Co主要以fcc晶相存在，同时还含有少量hcp晶相的Co；加入Zr助剂后Co晶相衍射峰明显减弱．TEM结果表明，15％Co/AC中Co的平均粒径为20nm，加入Zr后Co粒径变小。15％CO-6％Zr／AC中Co的粒径为10nm．C0加氢、XRD和TEM结果表明，加入Zr助剂可以提高活性组分Co的分散度，同时催化剂的活性随分散度的增大而增大．TPR和TPSR实验结果证实了上述结论．     

ZrCdOx/SAPO-18双功能催化剂催化CO2加氢合成低碳烯烃性能

采用并流共沉淀法制备了不同Zr/Cd原子比(n_Zr/n_Cd)的ZrCdO_x金属氧化物,并与水热法制备的不同硅铝比(n_{SiO_(2})/n_{Al_(2}O₃))的片状SAPO-18分子筛物理混合制得ZrCdO_x/SAPO-18双功能催化剂,研究了其催化CO₂加氢直接合成低碳烯烃性能。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了分析。与单一ZrO2相比,引入CdO使得ZrCdO_x比表面积下降,当n_Zr/n_Cd=8时制备的Zr8Cd1氧化物呈现出无定形小颗粒状,Zr与Cd之间较强的协同作用使得Zr Cd Ox氧化物产生了更多的氧空位,有利于CO₂的吸附活化。通过对Zr8Cd1金属氧化物与SAPO-18(硅铝比0.1)的质量比、工艺反应温度、压力和空速对催化性能影响的考察,获得了最佳反应条件。研究还发现,当SAPO-18的硅铝比从0.1降为0.01时,Br?nsted酸含量降低,产物中烯烃/烷烃物质的量之比从18.6提高至37.2,但副产物CO含量迅速增加,低碳烯烃时空收率明显下降。     

4-CH3SC6H4NH2对α-磷酸锆的插层特性

制备了4-CH3SC6H4NH2(MMA)插层的α-Zr(HPO4)2·H2O(α-ZrP),研究了不同实验条件下MMA的插层特性.发现插层反应与MMA和α-ZrP的摩尔比R有关(1)当R＞2时,有插层产物相产生,但是即使在MMA大大过量(R=5～9)的条件下,仍然有部分α-ZrP没有发生插层反应;(2)当R＜2时,没有插层产物出现,只有α-ZrP.插层产物的产率与插层方法、α-ZrP颗粒大小等有关;插层产物的层间距约为2.36 nm,层间距的大小不随反应物浓度、温度等条件变化.MMA在α-ZrP层板之间以双分子层的形式排列,并且有2种存在状态一种是它的氨基被α-ZrP的酸性位质子化,另一种是未被质子化而与α-ZrP的氢原子以氢键的形式相连,这种不完全的质子化形式和不被插层的α-ZrP的存在可能与MMA相对较弱的碱性有关.     

α-磷酸锆的制备及热分解非等温动力学研究

采用改进的直接沉淀氟配位法,在常温常压下制备出了α-磷酸锆(α-ZrP),XRD结果表明它的层间距为0.765 nm,结晶度较好,并以热重分析法(TG)为手段,对α-ZrP的热分解过程和非等温热分解动力学机理进行了研究。结果显示,在线性升温速率为10℃/min时,α-ZrP在131℃开始脱结晶水;脱去结晶水后形成的Zr(HPO₄)₂在453℃进行磷羟基缩合,至720℃完全分解为ZrP₂O₇。脱结晶水和分解过程的失重分别为6.24%和5.64%,与理论值基本相符。动力学研究确定了Zr(HPO₄)₂分解反应属于Avrami-Erofeev的成核和核成长为控制步骤的Al机理,热分解反应表观活化能为165.6 kJ/mol, 频率因子为3.50×10⁷ s^-1。     

三(2,2'-联吡啶)钌(II)在磷酸锆层状物中的组装及光物理性质

合成了两种层间距极其相近的层状材料Zr(HPO₄)₂•6H₂O(水合α-ZrP)和丁胺-磷酸锆的复合物(α-ZrP•BA), 将发光配合物 组装到层状物中使层间距从1.04 nm增大到1.52 nm. 与层状物相互作用后最大吸收峰均从452 nm (水溶液)红移到了462 nm. 在水合α-ZrP中, 最大发射峰位从610 nm蓝移到604 nm并且荧光强度是水溶液中的两倍多, 连续测定4 h以后, 的荧光强度仅仅下降了4%; 而与α-ZrP•BA相互作用后发射峰位从610 nm移动到了595 nm, 但荧光强度只是稍有增大, 4 h内强度下降了大约29%; 组装到水合α-ZrP中以后, 的激发态寿命从415 ns(水溶液)增大到787 ns (～95%), 在α-ZrP•BA中只增大到了747 ns (～89%). 这些结果表明层状物水合α-ZrP能够为 光物理性能的改善提供更加优良的微观环境.     

NaZr2（PO4）3的水热晶化研究

NaZr_2(PO_4)_3是一种具有典型骨架结构的离子导体化合物。它的制备一般都采用高温固相反应的方法。这种方法反应温度高,容易产生杂晶,特别是有其它聚合态的磷酸盐生成。Clearfield等曾报道,在水热条件下从α-ZrP(Zr(HPO_4)_2·H_2O)可间接制备NaZr_2(PO_4)_3,但所得产物也不是完全的纯相。我们在水热条件下,直接晶化却得到完全纯的NaZr_2(PO_4)_3相及其单晶。     

α-磷酸锆插层复合材料制备及其对Cs~+吸附性能的研究

文中采用预撑插层的方法成功的将大环化合物二苯并-21-冠-7引入α-磷酸锆(α-ZrP)材料进行预插层,获得新型二苯并-21-冠-7插层α-ZrP复合材料。由于二苯并-21-冠-7插入显著提高了α-ZrP材料对Cs~+的吸附容量,其最大可达298.2 mg·g~(-1),远优于未插层的α-ZrP材料(64.1 mg·g~(-1))。本实验的开展为新型吸附材料设计与制备提供了新的思路和线索。     

Zr-MCM-41的合成及其表征

以Zr(NO3)4·3H2O为锆源，通过直接合成法得到了Zr-MCM-41介孔材料，考察了不同Zr/Si摩尔比对样品的影响，其中Zr/Si的摩尔比最大为0.25。随着Zr/Si的摩尔比的增加，2θ=2°附近的100晶面的衍射峰强度逐渐降低，当Zr/Si摩尔比大于0.25后得不到介孔Zr-MCM-41材料。对所得样品采用XRD、TG-DTA、N2吸附 脱附几种分析方法进行了表征。     

硅氧烷液晶共聚物作为β晶成核剂对等规聚丙烯结晶结构与形态的影响

采用广角X射线衍射(WAXD)与偏光显微镜(POM)等手段研究了硅氧烷液晶共聚物(LCP-O2)作为新型成核剂对聚丙烯(PP)共混样品结晶结构与形态的影响.结果表明,低浓度的LCP-O2在PP共混体系中起到异相成核的作用,使PP的晶核数目增多,球晶细化,并提高了结晶速度,同时也诱导出了β晶的形成.LCP-O2的成核效果主要依赖于其在PP中的相对含量、液晶的分子结构与结晶的热处理过程,且随着结晶温度或成核剂含量的增加,对应PP试样的β晶含量(Kβ)呈现先增加,后降低的趋势.当LCP-O2质量分数为1.0%,在130℃等温结晶1h,对应PP试样的Kβ最大,为58%.此外,属于单斜晶的α球晶呈现黑白颜色,晶束呈放射状生长,边界清晰;而属于三方晶的β球晶亮度要高于α球晶,其颜色艳丽多彩,束状晶片聚集体呈支化生长,内部排列比α晶疏散,边界相对模糊,且β晶与α晶的形态分别在157和171℃完全消失.     

三(2,2'-联吡啶)钌(II)在磷酸锆层状物中的组装及光物理性质

合成了两种层间距极其相近的层状材料Zr(HPO₄)₂•6H₂O(水合α-ZrP)和丁胺-磷酸锆的复合物(α-ZrP•BA), 将发光配合物 组装到层状物中使层间距从1.04 nm增大到1.52 nm. 与层状物相互作用后最大吸收峰均从452 nm (水溶液)红移到了462 nm. 在水合α-ZrP中, 最大发射峰位从610 nm蓝移到604 nm并且荧光强度是水溶液中的两倍多, 连续测定4 h以后, 的荧光强度仅仅下降了4%; 而与α-ZrP•BA相互作用后发射峰位从610 nm移动到了595 nm, 但荧光强度只是稍有增大, 4 h内强度下降了大约29%; 组装到水合α-ZrP中以后, 的激发态寿命从415 ns(水溶液)增大到787 ns (～95%), 在α-ZrP•BA中只增大到了747 ns (～89%). 这些结果表明层状物水合α-ZrP能够为 光物理性能的改善提供更加优良的微观环境.     

铌和锆对(Nd,Pr)2Fe14B/α-Fe快淬合金晶化和磁性能的影响

研究了Nb和Zr添加对快淬纳米双相(Nd,Pr)2Fe14B/α-Fe合金晶化行为和磁性能的影响. 结果表明 (Nd0.4Pr0.6)8.5Fe85.5B6合金非晶晶化时, 在α-Fe相初始晶化后, 出现了(Nd,Pr)3Fe62B14亚稳相, 最终亚稳相分解形成(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织; (Nd0.4Pr0.6)8.5Fe84.5Nb0.5Zr0.5B6非晶晶化时, 同时析出α-Fe相和(Nd,Pr)2Fe14B相. 这说明添加Nb和Zr可避免亚稳相的形成并细化晶粒, 最大磁能积(BH)max从复合添加前的107.5上升到143.6 kJ·m-3. 而且, Nb和Zr原子在非晶晶化过程中可以部分取代Nd和Pr的晶位, 使稀土原子可以参与形成更多的硬磁相, 进一步提高了内禀矫顽力iHc. 合金(Nd0.4Pr0.6)8.5Fe84.5Zr0.5Nb0.5 B6经690 ℃退火10 min后磁性能最优, Br=1.10 T, iHc=534.2 kA·m-1, (BH)max=143.6 kJ·m-3.     

由酸活化高岭土制备多级纳米孔HY分子筛及其表征

由酸活化的高岭土制备了多级纳米孔HY分子筛。通过改变老化时间和晶化时间可得到最大的多级因子(HF),此时外比表面积最大而微孔孔体积变化不大。运用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱、N2吸附-脱附法和NH3程序升温脱附对所得样品进行了表征。老化2 d和晶化24 h所制的纳米孔HY分子筛样品的HF值最大。样品的酸性和结晶度也随着制备条件而变化。另外,适量NaCl的嵌入对提高对所制样品的HF值、酸性和结晶度起到重要作用。通过比较样品和常规HY分子筛的XRD峰强度算得样品的结晶度。结果表明,优化合成条件可得到广泛适用于工业化的分子筛制备路线。     

α-Co(OH)_2的制备及其超级电容特性

以氯化钴为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,采用化学沉淀的方法制备出由纳米粒子组成的片状α-Co(OH)2.用红外光谱对所制样品的组分进行分析,用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌,用循环伏安和恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究.研究结果表明,由纳米粒子组成的片状α-Co(OH)2表现出优良的电化学性能,单电极比电容高达1220 F/g.     

大比表面负载氧化铁的氧化硅层柱磷酸锆制备和 催化性能研究

提出了一种以氧化硅层柱磷酸锆(SiO~2-ZrP)的前驱体,氨丙基硅酸酯嵌入磷酸锆(APS-ZrP)为载体制备负载氧化铁的氧化硅层术磷酸锆的新方法。与传统方法相比,新方法制得的样品具有较大的比表面和孔容。X射线粉末衍射(XRD)和程序升温还原(TPR)的结果表明采用新方法有利于氧化铁在载体表面的高度分散,分散阈值为0.25gFe~2O~3/g(SiO~2-ZrP),远超过直接以SiO~2-ZrP为载体浸渍草酸铁铵的传统方法得到样品。同时,用新方法制得的氧化铁催化剂表现了较高的乙苯脱氢活性,是一类值得研究的催化材料。     

层状化合物α-磷酸锆的制备和表征

用直接沉淀法，采用玻璃反应瓶，在常温常压条件下制备α-磷酸锆(α-ZrP)，并采用XRD、IR、SEM、TPDE和DG-DTA等方法对其进行了表征。结果表明α-磷酸锆的结晶度较高，层间距7.66A。晶体结构中有-HPO₄基团存在，含有一种结晶水，-HPO₄基团中的羟基与结晶水以氢键相连。其晶体平均粒径约2 μm，呈薄片状。α-ZrP晶体的结晶水在90～200℃之间被脱除，层板羟基在200℃开始缓慢脱除，到6     

磷酸锆及其衍生物的离子交换性能*

α-磷酸锆（α-Zr(HPO₄)₂·H₂O, α-ZrP）、γ-磷酸锆（Zr(PO₄)(H₂PO₄)·2H₂O,缩写为γ-ZrP）及其衍生物由于在离子交换、质子传导、插层化学、催化、光化学、材料化学等领域有潜在的应用前景,因而引发了大量的研究工作。本文综述了碱金属、碱土金属、过渡金属离子等与磷酸锆及其衍生物的离子交换反应机理、热力学和动力学特性,另外也讨论了发光金属配合物与磷酸锆的离子交换反应研究进展。     

Nd_(9.2)Fe_(84.8-x)Zr_xB_6纳米复相永磁材料的研究

采用熔体快淬和晶化处理的方法制取了成分为Nd9.2Fe84.8-xZrxB6的复相纳米永磁材料,并通过XRD,SEM和FESEM研究了Zr的添加量对该种材料微观结构的影响,结合VSM测量结果,进一步分析了Zr的添加效果。结果表明,当Zr含量为0.8%(原子分数)时,能对α-Fe相晶粒长大起到良好的抑制作用;过少的Zr不能很好地起到抑制α-Fe相晶粒长大的作用;但过量的Zr能和Fe形成一种新相,通过观察和分析,证明它是一种没有软磁特性的相,但能促使α-Fe的长大。Zr含量为0.8%的材料经700℃×20 m in的晶化处理可以获得最佳的微观组织和性能,其性能为:Br=0.725 T;Hc j=401.2 kA.m-1;BHm=86.8 kJ.m-3。