超导相Tl2Ca3Ba2Cu4O12的制备与结构研究

我们已制备出Tl_2 Ca Ba_2 Cu_2O_8(2122)和Tl_2Ca_2 Ba_2 Cu_3 O_(10)(2223)两个纯相,并对它们的晶体结构和性质进行了研究。现在我们又制备出一种新的超导相,它的组成为Tl_2 Ca_3 Ba_2 Cu_4 O_(120(2324),并进一步研究了它的超导性质和晶体结构。     

超导相(Bi_(1.7)Pb_(0.2)In_(0.1))Sr_2Ca_2Cu_3O_(10)的制备和晶体结构研究

Bi-Sr-Ca-Cu-O体系的掺杂可以改善超导性能和消除堆垛层错。由于铋氧双层的作用还未能很好地了解,我们合成X_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10)的纯相,[X为(Bi_(0.85)Ph_(0.1)In_(0.05)]以确定其是(XOXO)还是(XO_2X),以及如何影响晶体结构,超导性质和生成机理。合成和鉴定CaCO_3、SrO、CuO的混合物于900℃烧结20hr得到Sr_2Ca_2Cu_3O_7,然后与Bi_2O_3、PbO按摩尔比1∶0.87∶0.3混匀,压片,于870℃加热20hr,重新研磨,在880℃加热30hr,再加0.6%mol In_2O_3,于890℃烧结20hr,然后在空气中淬火,样品表面部分微熔。     

新型三维开放骨架磷酸铝化合物的合成及晶化过程中的共模板效应

以1,2-丙二胺(1,2-DAP)为结构导向剂,在180℃加热摩尔组成为n(Al_2O_3)∶n(P_2O_5)∶n(1,2-DAP)∶n(H_2O)=1∶6∶5.5∶139的初始混合物,合成了具有AlPO-CJ31骨架结构的新型三维开放骨架磷酸铝化合物(1);加热摩尔组成为n(Al_2O_3)∶n(P_2O_5)∶n(1,2-DAP)∶n(H_2O)=1∶6∶7.5∶139的初始混合物,合成了二维层状磷酸铝化合物APDAP_(12)-150.利用X射线粉末衍射分析(XRD)、元素分析、热重/差热分析等表征手段确认了化合物1的分子式为[Al_4P_5O_(20)·H_3O·H_2O]·[H_3NCH_2CHNH_3CH_3],质子化的水分子与双质子化的1,2-丙二胺共同起到了导向化合物1的作用.调变初始混合物中1,2-丙二胺的比例可显著影响其模板效应.1,2-丙二胺比例较低[n(1,2-DAP)=5.5]时,产物为三维开放骨架化合物,而当其比例较高[n(1,2-DAP)=7.5]时,产物为二维层状化合物.     

SnO_2-Al_2O_3固体酸催化剂的制备及其对苯液相硝化反应的催化活性

采用混合研磨法制备了一系列锡基混合氧化物催化剂(Sn-M,M=La,V,Ce,Fe,Nb,Sb,Al,Mn,Ti)。以65%～68%HNO3为硝化剂,研究了Sn-M催化苯液相硝化合成硝基苯的反应,结果表明Sn-Al具有最好的催化活性。采用NH3-TPD和Py-IR法测量了不同锡铝比[r=n(Sn)∶n(Al)]的Sn-Al催化剂的表面酸性质,结果表明适量的铝可提高Sn-Al催化剂的催化活性,最佳r=1∶8。在最佳反应条件[苯18 mL,V(硝酸)∶V(苯)=2,于75℃反应7 h]下,硝基苯产率85.5%,选择性100%。Sn-Al(r=1∶8)催化剂重复使用5次,活性基本无变化。     

稀土改性CuO-ZnO-ZrO_2/SAPO-34分子筛催化CO_2加氢合成低碳烯烃

采用共沉淀法分别制备了Y_2O_3,La_2O_3和Ce O_2改性的Cu O-Zn O-Zr O_2,表征结果表明,稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2分散性良好,比表面积增大.将稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34分子筛机械混合用于催化CO_2加氢一步法合成了低碳烯烃,在反应温度400℃,压力3 MPa,空速为1800 m L·g~(-1)_(cat)·h~(-1),氢碳体积比为3∶1,Ce O_2改性Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34质量比为1∶1,催化剂用量为1.0 g时,CO_2的单程转化率为54.6%,低碳烯烃的选择性和产率分别为51.1%和27.9%.     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系中110K超导相的制备和结构研究

自K.A.Müller等人发现氧化物超导体以来,在二年的时间内,寻找更高T_c超导材料的工作在世界范围内发展很快,目前已在Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O二个体系中分别获得零电阻转变温度为110K和120K的超导体。相对而言,获得120K的Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_(10)[简记为TI-2223]超导体要容易一些,我们研究室已经测定了这个超导相的结构。但是Tl_2O_3的高温易挥发性和剧毒性,给Tl系超导体的制备带来了困难,从而限制了达个体     

LiF-DyF_3-Cu_2O-Dy_2O_3熔盐体系的粘度特性研究

熔体粘度对熔盐电解过程中金属与熔盐的有效分离、炉膛及电极寿命等具有显着影响。因此,运用旋转法对制取Dy-Cu合金的LiF-DyF_3-Dy_2O_3-Cu_2O熔盐体系粘度进行了研究。考察了温度、单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)及混合氧化物(Dy_2O_3与Cu_2O)添加对熔盐体系粘度的影响。同时,通过Arrehnius公式验证了熔盐粘度与温度的关系,计算并分析了粘度活化能的变化规律。研究结果表明:在温度为910～1030℃范围内, LiF-DyF_3熔盐体系的粘度均随着温度的升高及单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)添加量的增大而降低,随熔盐中Cu_2O与Dy_2O_3质量比的增大而升高;粘度活化能随单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)添加量的增大而增大。熔盐电解制备Dy-Cu合金适宜温度为970～1000℃,W_((Cu_2O))+W_((Dy_2O_3))=2.0%(质量分数)且W_((Cu_2O))∶W_((Dy_2O_3))比值为1∶0.5。     

N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基甜菜碱的制备

以十六醇、环氧氯丙烷、二甲胺和氯乙酸钠等为原料,通过三步反应合成N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基甜菜碱(HHDB),并探索了反应温度、投料比、反应时间和催化剂等因素对产物产率的影响,确定了最佳反应条件。中间体3-十六烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷(HHCP)合成的最佳工艺条件:催化剂苄基三乙基氯化铵,体系p H为9.0,n(C_(16)H_(33)OH)∶n(C_3H_5OCl)=1∶1.1,滴加环氧氯丙烷温度65℃,滴加时间1.5h,反应温度95℃,反应时间5 h;中间体N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基叔胺(HHDT)合成的最佳工艺条件:n(C_(19)H_(39)OCl)∶n(C_2H_7N)=1∶1.2,反应温度85℃,反应时间20 h;产物HHDB制备的最佳工艺条件:n(C_(21)H_(45)ON)∶n(C_3H_4O_2ClNa)=1∶1.1,反应温度80℃,反应时间4 h。在上述工艺条件下,HHDB产率达到95.2%,对产物HHDB及中间体进行红外光谱与核磁氢谱表征,测定其临界胶束浓度为9.8 mmol·L-1,水溶液表面张力为18.8 m N·m-1,发泡力为1.15,产物具有较好的表面活性。     

二苯乙烯类化合物的合成

以4-氯甲基苯乙烯为起始原料,与三苯基膦生成季鏻盐(1)后,再在碱性(KOBut)条件下与苯甲醛衍生物(2a~2c)进行固相研磨Wittig反应,合成了3种二苯乙烯类化合物(3a~3c),其结构经1H NMR和IR确证。较佳的Wittig反应条件为:1 30 mmol,n(1)∶n(2)∶n(KOBut)=1.0∶1.2∶1.4,于70℃反应1 h,3a~3c的收率分别为75.0%,81.3%和85.0%。     

BaB_2O_4-SrB_2O_4截面和BaB_2O_4-SrO截面的相平衡关系的研究

用X射线衍射和差热分析方法研究了在BaO-SrO-B_2O_3三元系中的BaB_2O_4-SrB_2O_4截面与BaB_2O4-SrO截面上的相平衡关系。BaB_2O_4-SrB_2O_4属共晶体系,共晶温度1076±3℃,共晶点组成为SrB_2O_4 67mol％。以BaB_2O_4或SrB_2O_4为基均可形成固溶区。在BaB_2O_4-SrO截面存在一新的化合物,其组成接近于Ba_5Sr_6B_(10)O_(26)。BaB_2O_4固溶体与Ba_4B_2O_7固溶体发生共晶反应,其共晶反应温度随SrO含量的增加从901℃上升到920℃。在富BaB_2O_4一端形成一个很宽的固溶区。在两个截面上,都由于Sr~(2+)替代了BaB_2O_4中的Ba~(2+),使高温相BaB_2O_4在常温得以稳定存在。测定了固溶体点阵常数随组成的变化。确定了常温下SrB_2O_4在BaB_2O_4中的溶解度。并从晶体结构观点讨论了固溶体点阵常数c值随组成变化而a值不变的原因。     

Pt/Al_2O_3和Pt-Sn/Al_2O_3模型催化剂烧结的电镜研究

对利用溅射技术制备的Pt/Al_2O_3和Pt-Sn/Al_2O_3模型催化剂,以透射电子显微镜研究了金属粒子在H_2气中加热过程的烧结情况。实验结果表明,随着加热温度的升高,催化剂品粒逐渐长大,但加热到700℃经2h后,Pt/Al_2O_3的晶粒比Pt-Sn/Al_2O_3的大,这可能是Sn对Pt晶粒烧结起抑制作用。如将晶粒已经长大的样品再在空气中于500℃加热2h,则晶粒发生再分散。另外,在H_2气中加热后的催化剂的电子衍射花样,在Pt/Al_2O_3样品中仍表现Pt的特征;而在Pt-Sn/Al_3O_3样品中则形成几种不同组成的合金,我们推测可能是在还原过程中Pt与Sn之间发生强相互作用。     

固体过氧钼酸的制备及其性质研究

本文提供了制备固体过氧钼酸的新方法,它以Na_2MoO_4为原料,按Mo:H_2O_2=2.00:1.05(摩尔比)和游离酸度为0.40mole/dm~3的量加入H_2O_2和HNO_3,然后在50℃条件下加热20小时,析出Mo:(O_2):H_2O=2:1:2的固体过氧钼酸,得率96%。用热分析和超高真空程序升温质谱研究了它的性质,并推断其可能结构。     

胶体模板法制备有序大孔TiO2材料

以单分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为胶体模板, 采用钛酸丁酯、水、乙醇、盐酸等配成的混合溶胶填充在微球间间隙, 经水解形成凝胶, 然后通过程序升温焙烧去掉单分散的PMMA微球, 可得有序TiO₂大孔材料. 实验结果表明, 溶胶的配比为V(钛酸丁酯)∶V(水)∶V(乙醇)∶V(盐酸)＝5∶2∶3∶1, 在空气中凝胶20 h. 去掉单分散的PMMA微球的程序升温控制的条件为1 ℃/min的升温速率升到250 ℃恒定3 h, 再以2 ℃/min的升温速率升到450 ℃恒定8 h, 最后以10 ℃/min的降温速率降到室温.     

Nd2O3—PbO系中间相的研究

前人研究表明:La_2O_3、Sm_2O_3和Gd_2O_3均与PbO形成通式为RE_2O_3·4PbO的中间化合物。我们曾发现Eu_2O_3-PbO系有一个化学配比约为Eu_2O_(3·)(PbO)_(3.7)的四方结构中间相,Sleight曾报道过Nd_2O_3和PbO能形成不稳定的Nd_2O_3·2PbO化合物,但未对Nd_2O_3-PbO系平衡固相作全面考查,本文报道我们对Nd_2O_(3·)2PbO系中间相的研究结果。 取纯度99.99％的Nd_2O_3和化学纯的PbO,按多种比例研磨混合后压成园柱形样品,     

S/In_2O_3纳米材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用

以硝酸铟和蔗糖为原料,依次经水热反应和550℃碳化制得In_2O_3纳米材料(nano-In_2O_3);将硫渗入nanoIn_2O_3得S/In_2O_3,其结构和微观形貌经SEM,TEM和XRD表征。将S/In_2O_3,导电炭黑和聚偏氟乙烯按质量比8∶1∶1制成正极材料(1);将1涂覆于铝箔上,锂片作参比电极,1 mol·L~(-1)LiPF_6的DMF/DOL(V/V=1/1)溶液为电解液,组装成锂硫半电池。采用循环伏安法和恒电流充放电法研究了S/In_2O_3的电化学性能。结果表明:在1.95 V和2.3 V处有两个还原峰,2.5 V处有一个氧化峰。电流密度为335 m A·g~(-1),首次放电比容量为1 357m Ah·g~(-1),库伦效率为82.75%。经80次充放电后,放电比容量为537 m Ah·g~(-1)。     

磷钨杂多酸类离子液体催化环戊烯选择性氧化制备戊二醛

以H_2O_2为氧化剂,将一系列磷钨杂多酸类离子液体用于催化环戊烯(CPE)选择性氧化制备戊二醛(GA)反应,筛选出催化活性最高的催化剂为[π-C_5H_5NC_(16)H_(33)]_3PW_4O_(16).分别探讨了溶剂种类、用量、催化剂用量、H_2O_2用量、反应温度和反应时间等因素对反应的影响.确定了优化的反应条件:5 mL乙酸乙酯,n(Cat.)∶n(H_2O_2)∶n(CPE)=0.03∶50∶33,35℃,18 h,环戊烯的转化率达100%,戊二醛的选择性达87%.催化剂[π-C_5H_5NC_(16)H_(33)]_3PW_4O_(16)循环使用7次后,戊二醛的选择性仍保持在80%以上.     

醋酸铜热解制备无氯Cu2O/AC催化剂及其催化氧化羰基化

以醋酸铜为前驱物, 采用浸渍法负载后进行热处理使醋酸铜热解, 获得了负载型无氯Cu2O/AC(活性炭)催化剂, 并通过催化甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC). 在氮气和惰性气体气氛下, 一水合醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O在30~450 ℃范围内产生3个失重过程, 其中在150~300 ℃范围内Cu(CH3·COO)2热解生成Cu2O; 而在300~450 ℃范围内生成单质Cu. 在200~350 ℃范围内, 将Cu(CH3COO)2·H2O/AC加热处理4 h后, 催化剂上逐步形成了Cu2O, 到350 ℃时, 水合醋酸铜几乎全部转化为Cu2O, 并有极少量单质Cu形成. 在300~350 ℃热处理4 h后, 催化剂中铜主要以Cu2O形式存在, 并表现出良好的氧化羰基化催化活性. 在n(CO)∶n(MeOH)∶n(O2)=4∶10∶1及SV=5600 h-1条件下, 于300 ℃热处理4 h所制备的催化剂的甲醇转化率达到6.21%, DMC的时空收率为128.16 mg·g-1·h-1, 选择性为64.26%.     

常温SnO_2-α-Fe_2O_3气敏元件制备

用a-Fe_2O_3研制成的加热式气敏元件功耗大(约1.5W)。常温SnO_2-a-Fe_2O_3气敏元件功耗低(约0.1W),灵敏度高,响应恢复快,稳定,具有一定选择性。 气敏元件制备方法:按62.5％,6.2％和31.3％称取SnO_2,a-Fe_2O_3和硅胶,加水研磨2小时,使其呈浆糊状,点入模具内,放入一对φ0.05mm铂丝电极,晾干,脱模,在860～890℃空气中烧结95分钟。     

BaO-B2O3-GeO2(BaO≤50 mo1％)三元系相图的研究

本文用X射线衍射及差热分析等方法, 研究了BaO-B_2O_3-GeO_2(BaO≤50 mol％)三元系的室温截面相图。发现了一个新的三元化合物Ba_3B_6Ge_2O_(16)(3BaO·3B_2O_3·2GeO_2)。并且研究了BaB_2O_4-Ba_3B_6Ge_2O_(16), BaGeO_3-Ba_3B_6Ge_2O_(16), BaB_2O_4-BaGeO_3三个二元系相图。它们都是共晶体系, 共晶温度分别为937±3 ℃、879±3 ℃875±3 ℃; 共晶组分分别为(BaO)_(0.42)(B_2O_3)_(0.42)(GeO_2)_(0.16), (BaO)_(0.42)(B_2O_3)_(0.24)(GeO_2)_(0.34), (BaO)_(0.50)(B_2O_3)_(0.27)(GeO_2)_(0.23)。这三个二元系组成一个三元共晶体系, 其三元共晶温度为870±3 ℃, 共晶组分为(BaO)_(0.46)(B_2O_3)_(0.27)(GeO_2)_(0.27)。     

CaF_2微晶玻璃的一步法制备及Eu~(3+)离子探针特性

以组成为n(SiO_2)∶n(Al2O3)∶n(CaO)∶n(CaF_2)∶n(NaF)∶n(B_2O_3)=40∶20∶10∶10∶15∶5的微晶发光玻璃为基质,采用一步析晶法制备了CaF_2析晶相.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱仪(EDS)和荧光分光光度计等对样品结构、组成及光谱性能进行分析,探讨了Eu3+掺杂浓度和析晶温度对微晶玻璃发光性能的影响.实验结果表明,在850℃下处理可获得分布均匀、粒径尺寸为200 nm的CaF_2析晶相,微晶玻璃的发光强度是基质玻璃的1.7倍.微晶玻璃的发射光谱在590,614,652和700 nm出现发射峰,分别对应Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁.通过对5D0-7F1和5D0-7F2跃迁强度的分析以及Judd-Ofelt理论参数Ω2值的计算可知Eu3+周围晶体场在析晶前后对称性发生变化.机理分析表明,析晶处理后Eu3+从高声子能量的Si-O环境进入低声子能量的Ca-F环境中,说明Eu3+可作为荧光探针研究微晶玻璃晶体结构的变化.