钐掺杂对钛酸钡锶陶瓷结构和介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Sm掺杂的Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3(x=0,0.001,0.003,0.006,0.008 and 0.010)粉体及陶瓷。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜和精密阻抗分析表征了样品的结构和性质。X射线衍射结果表明Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3粉体在800℃预烧2 h后为单一的钙钛矿结构;通过对陶瓷微观形貌研究发现,Sm掺杂可以明显地抑制陶瓷晶粒生长,随着Sm掺杂量的增加,晶粒尺寸由40μm减小到2μm;居里温度随着Sm掺杂量的增加而线性降低,移动速率为10℃/mol%,室温下介电常数呈现先增加后减小的趋势,并在x=0.006时达到最大值7800。     

Nd2O3添加量对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

BaTiO₃ ceramics doped with Nd₂O₃(the additive content was respectively 0.001,0.002,0.003,0.005,0.01,0.03mol)were prepared by Sol-Gel method. Effects of Nd₂O₃ contents on the dielectric constant (ε), the dielectric loss (tanδ) ,the Curie-temperature (T_C) and the resistivity (ρ) of BaTiO₃ ceramic were studied. When Nd₂O₃ content was 0.001mol and 0.002mol, the dielectric constant was increased obviously, but the dielectric loss was also increased. When Nd₂O₃ content was 0.003mol, the dielectric constant was increased, and the dielectric loss was decreased, which was suitable for application in condenser. The resistivity was decreased obviously with the increasing of Nd₂O₃ contents, the resistivity was the smallest when Nd₂O₃ content was 0.001mol. The Curie-temperature was also decreased with the increasing of Nd₂O₃ contents.     

施主掺杂对BaTiO3钙钛矿半导体纳米晶光催化性能的影响

以沉淀法制备的Cu_2O为牺牲模板剂,采用水热法制备La施主掺杂的BaTiO_3钙钛矿半导体纳米晶,借助X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱((XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表征La掺杂的BaTiO_3晶的物相、微观形貌及光催化性能。结果表明,La掺杂BaTiO_3构建了晶体缺陷,有效提高了BaTiO_3的光催化性能。当掺杂量为4%(w/w)时,样品的光催化性能最好,在可见光照射360 min后,对4-硝基苯酚溶液的降解率可达到93.2%。该催化剂5次循环后的活性仍然大于86.7%,表明La施主掺杂的BaTiO_3是一种有效的可见光催化剂。     

Bi2O3掺杂对Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷结构和介电性能的影响

本文研究了Bi₂O₃掺杂对Ag(Nb_0.8Ta_0.2)O₃陶瓷的结构和介电性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Bi₂O₃的掺杂可以使陶瓷中Ag⁺被还原并析出,且银析出的量随Bi₂O₃掺杂量的增加而不断增加,这可能源自于Bi³⁺对Ag⁺的取代。在一定范围内增大Bi₂O₃掺杂量可提高Ag(Nb_0.8Ta_0.2)O₃陶瓷的室温介电常数,降低介电损耗,并使温度系数向负值方向移动。当Bi₂O₃的掺杂量约为3.5wt%时,样品具有较大的介电常数(ε=672)和较小的介电损耗(tanδ=7.3×10^-4)。     

MoO3和SiO2掺杂对Ce0.8Nd0.2O1.9固体电解质结构和导电性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成高纯(<50 mg·kg-1 SiO2)Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)和SiO2含量为500 mg·kg-1的Ce0.8Nd0.2O1.9(NDCSi)体系,将1mol%MoO3分别加入到NDC和NDCSi体系,比较研究MoO3掺杂对体系微观结构和电性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对材料进行表征,交流阻抗(AC)分析仪测试材料的电阻。结果表明:MoO3和SiO2的加入均没有破坏体系的立方莹石结构;MoO3掺杂能提高NDC和NDCSi陶瓷材料的致密度,提高其晶界电导率和总电导率;MoO3掺入NDC体系具有烧结助剂的作用,掺入NDCSi体系既具有烧结助剂的作用,又具有晶界改善剂的作用。     

一步热聚合法制备K、Mn共掺杂g-C3N4复合光催化剂应用于CO2还原

以尿素和KMnO₄为原料,采用一步热聚合法制备了K、 Mn共掺杂g-C₃N₄复合催化剂,并将其应用于光催化CO₂还原. XRD、 FT-IR、 TEM-EDS、 XPS表征结果表明, K和Mn元素成功地共掺杂到g-C₃N₄骨架构成n-π*共轭形式,部分Mn元素以MnO₂的形式存在.通过色谱对产物进行检测,所有样品的主要产物为CO和CH₄,其中K、Mn共掺杂g-C₃N₄样品较纯的g-C₃N₄样品表现出更高的CO和CH₄产率,最高分别是纯g-C₃N₄的1.82倍和2.18倍.表征发现, K、 Mn共掺杂g-C₃N₄复合催化剂的CO₂还原性能的提升得益于扩展的可见光利用率和光致载流子的加速分离和转移.     

Al/Ce和Al/Zr共掺杂Fe2O3催化剂用于煤焦油蒸汽催化裂解提质

蒸汽催化裂化（SCC）为煤焦油的提质提供了一种重要的方法。本研究以Al/Ce和Al/Zr共掺杂Fe₂O₃为催化剂研究了其在反应温度550 ℃、反应时间1 h下蒸汽催化裂化提质煤焦油的性能。催化剂表征显示掺杂的Fe₂O₃催化剂具有较小的晶粒粒径、较大的比表面积和孔体积。XPS表征表明,晶格氧是主要的活性氧物种,掺杂可以增加O^-的浓度。催化蒸汽裂化结果表明,Al/Ce和Al/Zr共掺杂可以提高Fe₂O₃催化活性。轻焦油（沸点低于360 ℃）在FeAlZr1、FeAlZr2、FeAlCe1和FeAlCe2上的产率分别为63.2%、58.1%、60.2%和55.1%,高于Fe₂O₃上的产率49.7%。来自水蒸气解离和催化剂中的活性氧共同参与了煤焦油的改质。催化剂的比表面积和O^-含量是决定蒸汽催化裂化性能的主要因素。     

A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结特性和介电性能的影响

采用常规固相反应法,以(Ca0.61Nd0.26)TiO3体系为基体成分,研究了A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷的烧结特性和介电性能的影响规律。结果表明:Zn,Mg的A位取代,促使(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结温度从1350℃降至1250℃。Zn,Mg在一定范围内A位取代(Ca0.61Nd0.26)TiO3中的Ca可形成钙钛矿结构的固溶体,Zn、Mg最大固溶度(x(Zn),y(Mg))分别不超过0.1和0.15mol。当取代量超过固溶度后,分别形成Ca2Zn4Ti15O36和MgTi2O5第二相。随Zn和Mg取代量的增加,陶瓷介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)减小。陶瓷品质因数(Qf)值随Zn取代量先增后减,而随Mg取代量增加,其Qf值一直增大。Zn,Mg最佳取代分别为x(Zn)=0.15和y(Mg)=0.25,在1250℃烧结2h,[(Ca0.85Zn0.15)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=93.60,Qf=12454GHz,τf= 150.3ppm·℃-1,[(Ca0.75Mg0.25)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=72.48,Qf=14622GHz,τf= 108ppm·℃-1。     

F-和Fe3+掺杂对Ti基PbO2阳极性能的影响

采用热分解-电镀法制备了Ti基PbO2,阳极(Ti/PbO2),F-掺杂PbO2阳极(Ti/F-PbO2),Fe3+掺杂PbO2阳极(TiP/Fe-PbO2)和F-,Fe3+共掺杂PbO2,阳极(Ti/F-Fe-PbO2).采用XRD和EDX测试对电极进行了表征,应用加速电解寿命测试和电催化降解4-氯苯酚(4-CP)污水,考察了F-掺杂,Fe3+掺杂和F-,Fe3+共掺杂对PbO2阳极稳定性及电催化活性的影响.结果表明,Ti/F-PbO2和Ti/FePbO2阳极有相近的电催化降解活性,但与Fe3+掺杂相比,F-掺杂大大提高了PbO2阳极的加速电解寿命.对Ti/F-Fe-PbO2阳极,Fe3+掺杂改善了其导电性能.同时F-掺杂提高了阳极的稳定性能,使其有较长的电解寿命.与Ti/PbO2,Ti/F-PbO2和Ti/Fe-PbO2阳极相比,Ti/F-Fe-PbO2阳极的电催化降解活性显著提高,这不仅与其导电性能的改善有关,更与F-掺杂和Fe3+掺杂对4-CP降解的表面协同作用有关.     

Al、Co和Mn掺杂对LiNiO2结构的影响

本文采用XRD和EXAFS研究Al、Co和Mn原子掺杂对LiNiO₂材料结构的影响。XRD结果表明掺杂材料具有与LiNiO₂相同的晶体结构，都属于R3m点群，但是晶胞略微缩小，LiNiO₂的层状结构得到改善,阳离子有序度增强。从EXAFS数据拟合结果可以看出，引入掺杂原子Al、Co和Mn减弱了Jahn-Teller畸变，使得NiO₆八面对称性提高。掺杂Al和Co使得第一壳层Ni-O配位键长减小，掺杂Mn原子影响不明显。Al、Co和Mn掺杂使第二壳层Ni-Ni配位键长减小，Co和Mn掺杂使得第二壳层局域有序度提高，而Al的引入使得第二壳层局域有序度降低。     

ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物的合成及其性能研究

采用表面活性剂改性的沉淀法合成了系列掺杂钇、镧、钡的氧化锆铝复合氧化物。通过XRD、XRF、低温N2吸附和CO脉冲化学吸附等手段考察了表面活性剂、助剂、焙烧温度对复合材料结构、孔结构以及负载0.5%铑催化剂的分散性能等的影响。研究表明:与采用常规沉淀法合成的氧化锆铝复合氧化物相比,添加表面活性剂合成的样品具有更大的比表面积、孔容和适合的孔径分布。分别或同时掺杂La、Ba、Y合成的氧化锆铝复合氧化物都能抑制氧化铝的α相变,提高复合材料和催化剂表面金属Rh的高温抗烧结能力,特别是同时掺杂La、Ba、Y合成的Rh/LBYZA样品经1100℃4h焙烧后仍有17.82%的金属分散度。以LBYZA为载体制备的新鲜催化剂(600℃4h焙烧样品)在CO选择还原NO反应中NO和CO的起燃温度分别为240、243℃,完全燃烧温度分别为273、280℃,表现出较高的催化活性。     

LiV3O8的合成及其电化学性能研究

The layered trivanadate, LiV₃O₈, was prepared by sol-gel method with LiOH, V₂O₅ and H₂O₂ as initial reagents. The materials at different heat treatment conditions were characterized by XRD and TG-DTA. Their electrochemical behaviors were studied by galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetry. The results show that LiV₃O₈ prepared by sintering at 300 ℃ for 16 h has higher capacity, and its initial discharge capacity is 333.1 mAh·g^-1, and maintains a discharge capacity of 302.8 mAh·g^-1 after 10 cycles at 0.2 C and the voltage range of 1.8～4.0 V.     

铈钛混合氧化物负载磷钨酸吸附-分解NOx性能

通过软化学途径合成了铈钛混合氧化物(CeO2-TiO2)载体材料,并分别通过等体积浸渍法和机械研磨法负载磷钨酸(H3PW12O40)。采用FTIR、XRD、SEM和BET比表面积测定对CeO2-TiO2及负载型多酸催化剂进行了表征;考察了负载量、负载方法、吸附温度等因素对催化剂吸附NOx效率的影响;选取吸附性能最佳的催化剂进行了NOx催化分解实验,探讨了NOx吸附-分解机理。结果表明:相对于等体积浸渍法,机械研磨法更适合此类载体负载H3PW12O40,其NOx吸附效率均高于H3PW12O40及载体本身;在0~60%的负载量范围内,随着H3PW12O40负载量的增加,负载型催化剂吸附NOx的效率呈先升后降趋势,负载量为40%时NOx吸附效率最佳,达90%;吸附过程中NOx与催化剂活性组分H3PW12O40发生作用,生成NOH+;H3PW12O40二级结构中结晶水对催化剂吸附NOx有重要作用;当温度从150℃升至450℃时,被吸附的NOx发生分解,分解产物的组成与N2的收率均受升温速率的影响,升温速率越快,N2收率越高。向吸附分解NOx后的催化剂床层通入含有水蒸气的空气,可有效补充NOx分解过程中H3PW12O40失去的结晶水,从而恢复催化剂优良的NOx吸附分解性能,实现催化剂的有效再生利用。     

铈钛混合氧化物负载磷钨酸吸附-分解NOx性能

通过软化学途径合成了铈钛混合氧化物(CeO₂-TiO₂)载体材料, 并分别通过等体积浸渍法和机械研磨法负载磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀)。采用FTIR、XRD、SEM和BET比表面积测定对CeO₂-TiO₂及负载型多酸催化剂进行了表征;考察了负载量、负载方法、吸附温度等因素对催化剂吸附NO_x效率的影响;选取吸附性能最佳的催化剂进行了NO_x催化分解实验, 探讨了NO_x吸附-分解机理。结果表明:相对于等体积浸渍法, 机械研磨法更适合此类载体负载H₃PW₁₂O₄₀, 其NO_x吸附效率均高于H₃PW₁₂O₄₀及载体本身;在0~60%的负载量范围内, 随着H₃PW₁₂O₄₀负载量的增加, 负载型催化剂吸附NO_x的效率呈上升趋势, 负载量为40%时NO_x吸附效率最佳, 达90%;吸附过程中NO_x与催化剂活性组分H₃PW₁₂O₄₀发生作用, 生成NOH⁺, H₃PW₁₂O₄₀二级结构中结晶水对催化剂吸附NO_x有重要作用;当温度从150℃升至 450℃时, 被吸附的NO_x发生分解, 分解产物的组成与N₂的收率均受升温速率的影响, 升温速率越快, N₂收率越高。向吸附分解NO_x后的催化剂床层通入含有水蒸气的空气, 可有效补充NO_x分解过程中H₃PW₁₂O₄₀失去的结晶水, 从而恢复催化剂优良的NO_x吸附分解性能, 实现催化剂的有效再生利用。     

Ni-P-Zn3(PO4)2(ZnSnO3、ZnSiO3)纳米复合化学镀层性质和组成的研究

研究了温度、时间、浓度等对Ａ３钢片上Ｎi-P-Zn3(PO4)2、Ni-P-ZnSnO3和Ｎi-P-ZiSiO3纳米复合合化学镀层外貌的影响,用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察外貌、称重法测定厚度;通过１０％ＮaCl溶液、１％Ｈ２Ｓ气体加速腐蚀试验,１０％ＣuSO4溶液点滴试验等多种手段测定其耐腐蚀性能,用Ｘ－射线光电子谱（ＸＰＳ）及俄歇电子能谱（ＳＥＳ）测定其价态组成,结果表明：在最佳施镀条件下,可得光亮、致密、耐腐蚀性强于Ａ３钢、磷化膜及Ｎi-P镀层的纳米复合化学镀层,镀层的原子百分组成约为（％）：Ｎi-P-Zn3(PO4)2:Ni70.00,P12.47,Zn3(PO4)213.93,C3.6;Ni-P-ZnSnO3;Ni77.56,P10.00,ZnSnO39.84,C2.6;Ni-P-NiSiO3,Ni83.00,P10.96,ZnSi5.15,C0.89.     

添加Al2O3对Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维结构和磁性能的影响

采用静电纺丝技术制备了添加0～20wt%Al2O3的Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米纤维。通过XRD、FESEM、TEM和VSM对样品的物相结构、形貌和磁性能进行了表征。结果表明,所合成的复合纳米纤维的直径都分布在40～150 nm之间,添加到纤维中的Al2O3主要以非晶态形式分布于铁氧体晶粒边界;随着Al2O3添加量的增加,可观察到γ-Fe2O3相逐渐析出,Ni-Zn铁氧体的晶格常数单调减小,说明有一些Al2O3进入到尖晶石晶格中取代了B位的Fe3+离子,Ni-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸先增大后减小,在Al2O3添加量为8wt%时达到最大值39.2 nm;比饱和磁化强度和矫顽力随Al2O3添加量的增加呈现出相同的变化规律,先减小后增大,当Al2O3添加量超过5wt%时又开始变小。     

稀土改性BaTiO3粉体的制备及其导电性分析

采用溶胶-凝胶法制备了纯BaTiO3粉体,并以La、Pr、Nd、Sm、Gd和Er等稀土元素通过液相掺杂、气相掺杂和液-气共掺3种不同的方式对其进行改性,以提高BaTiO3粉体的导电性.实验结果表明:各种稀土均可降低BaTiO3粉体的电阻率,效果最好的是Sm.不同掺杂方式中液-气共掺的效果最好,通过液相掺杂、气相掺杂和液-气共掺,BaTiO2粉体的电阻率由4.30×109Ω·m分别降至2.38×105,4.34×104和35.4 Ω·m.XRD、SEM、FTIR分析表明.液相掺杂时进入BaTiO3粉体的稀土元素主要集中在晶界处,而气相掺杂后稀土元素主要进入晶格内部,可能取代了Ti4+在晶格中的位置.半径较小的稀土元素更容易迁移而偏离钛氧八面体的中心位置,由此导致稀土掺杂后BaTiO3粉体的电阻率显著降低.     

Non-centrosymmetric Ba3Ti3O6(BO3)2

The compound previously reported as Ba₂Ti₂B₂O₉ has been reformulated as Ba₃Ti₃B₂O₁₂, or Ba₃Ti₃O₆(BO₃)₂, a new barium titanium oxoborate. Small single crystals have been recovered from a melt with a composition of BaTiO₃:BaTiB₂O₆ (molar ratio) cooled between 1100°C and 850°C. The crystal structure has been determined by X-ray diffraction: hexagonal system, non-centrosymmetric space group, a=8.7377(11) Å, c=3.9147(8) Å, Z=1, wR(F²)=0.039 for 504 unique reflections. Ba₃Ti₃O₆(BO₃)₂ is isostructural with K₃Ta₃O₆(BO₃)₂. Preliminary measurements of nonlinear optical properties on microcrystalline samples show that the second harmonic generation efficiency of Ba₃Ti₃O₆(BO₃)₂ is equal to 95% of that of LiNbO₃.     

(ZrO2)1-x(Yb2O3)x纳米晶的水热法合成及其烧结体的电性能

(ZrO₂)_1-x(Yb₂O₃)_x (x=0.07, 0.09, 0.11) nanocrystallites were hydrothermally prepared in basic media by using co-precipitated Zr(OH)₄ and Yb(OH)₃ as precursor. The nanocrystallites have small particle sizes of 5.8~7.5 nm, narrow size distribution, less agglomeration and high sinterability. The oxide-ionic conduction properties of the prepared ceramics were investigated by means of AC impedance spectroscope, oxygen concentration cell at 600~1 000 ℃. The results show that the ceramic with x=0.09 is superior to the ceramics with x=0.07 and 0.11 in oxide-ionic conduction.     

La7O6(BO3)(PO4)2:Eu3+/Tb3+荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Eu³⁺材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为⁵D₀→⁷F₂特征能级跃迁,Eu³⁺的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为（0.610 2,0.382 3）;La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Tb³⁺材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,Tb³⁺离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为（0.317 7,0.535 2）。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂荧光材料均具有良好的热稳定性。