稀土掺杂γ—Fe2O3气敏材料研究

采用化学共沉淀法合成了具有良好气敏特性的γ—Fe_2O_3微粉。通过稀土掺杂使γ—Fe_2O_3的显微结构得到改善,相转变温度得到提高,进而改善了γ-Fe_2O_3气敏材料的稳定性,提高了气体检测灵敏度。另外,不同稀土元素的掺杂使γ—Fe_2O_3气敏材料的气敏选择性得到改善。     

稀土Dy3+掺杂Fe3O4的合成及电磁性质

通过溶胶-凝胶法，合成了稀土Dy^3＋掺杂的Fe3O4样品，研究了掺杂对电磁性质的影响。通过X射线衍射分析发现，由于离子半径的不匹配，Fe3O4中稀土离子的高浓度掺杂不能实现，仅有极少量的稀土离子取代了Fe3O4中的Fe^3＋。通过振动样品磁强计对磁性质进行了表征，掺杂引起样品饱和磁化强度发生变化，这可能是因为Dy^3＋取代引起的磁化强度增加和杂相引起的磁化强度降低共同作用的结果。四电极法研究隧道磁阻发现，磁阻与掺杂量的关系表现出降低-升高-降低的特殊变化规律。这主要是由于掺杂Fe3O4自旋极化率降低导致隧穿磁阻下降，同时，掺杂Fe3O4在隧穿颗粒体系中实现了第二相即绝缘相的同步合成，第二相的出现有利于隧穿磁阻的增加。     

稀土氧化物掺杂对SO4^2-／ZrO2／Al2O3催化剂催化性能的影响

采用浸溃-沉淀法在具有较大比表面积的Al2O3上直接合成纳米ZrO2制备负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体,并将氧化钪、氧化钕、氧化错等稀土氧化物(RExOy)分别掺杂到负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中以改善ZrO2的表面性能.同时以此复合载体负载SO42-制备SO42-/RExOy-ZrO2/Al2O3催化剂.运用XRD,BET,NH3-TPD,原位红外等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征,并以α-蒎烯异构化反应为探针考察了催化剂的催化性能.结果表明,掺杂的稀土氧化物没有改变ZrO2的晶相结构,但ZrO2粒度有所减小,催化剂的比表面积增加,同时稀土氧化物的存在还会改变催化剂表面SO42-的配位方式,提高表面酸中心数和酸强度,增强催化剂的活性.催化剂的孔结构对选择性有较大的影响.     

稀土掺杂对锂离子电池正极材料LiMn2O4结构及电性能的影响

利用微波加热技术合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn2-xRExO4(RE=Y，Nd，Gd，Ce)，通过XRD、循环伏安及恒电漉充放电测试研究了稀土掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。XRD测试结果表明，合适的掺杂量可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用，稀土离子的引入可以部分取代原有的三价锰离子，由于稀土离子的离子半径较三价锰离子大，因此稀土掺杂锰酸锂材料的晶胞参数比未掺杂材料大，在一定程度上扩充了锂离子迁移的三维通道，更有利于锂离子的嵌入与脱嵌；循环伏安及恒电漉充放电测试结果表明稀土掺杂有效提高了LiMn2O4材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。     

Fe2O3掺杂对WO3光催化降解有机染料X3B的影响

发展高效的可见光催化剂是太阳能化学利用的一个挑战. 本文采用简单的混合方法, 制备了WO₃和Fe₂O₃的混合物, 研究了该复合氧化物在H₂O₂存在下光催化降解有机染料X3B的活性. 实验表明, 催化剂的光催化活性与其煅烧温度和Fe₂O₃含量有关. 最佳煅烧温度和Fe₂O₃含量分别等于400 °C 和1.0% (w). 根据自由基捕获电子顺磁共振(EPR)波谱分析, 复合氧化物产生羟基自由基的量远高于Fe₂O₃和WO₃. 我们推测, 这种协同效应来源于WO₃和Fe₂O₃之间的电荷转移, 从而加快半导体光生载流子的分离和X3B的光催化降解.     

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.     

Sm2O3掺杂金属陶瓷惰性阳极的制备及性能研究

采用氧化铝-金属复合材料,适量掺杂稀土金属氧化物（Sm2O3）,制备一种新型铝电解用氧化铝基金属陶瓷惰性阳极,并对添加稀土氧化物的材料综合性能进行了研究.结果表明： 添加稀土氧化物的试样晶粒生长完整,致密度高,耐高温和抗冰晶石熔盐腐蚀性能良好,年平均腐蚀速率为12.27 mm; 导电性能稳定、良好,其电导率随温度的升高而增大,具有半导体的导电性质,850 ℃时测得添加稀土氧化物的试样电导率为63 S·cm^-1.     

焙烧温度对乙苯脱氢催化剂Fe2O3-K2O性能的影响

用混合法制备了Fe2O3-K2O乙苯脱氢催化剂,并用压汞法、X射线衍射、穆斯堡尔谱、程序升温还原和热重-差热分析等表征手段,考察了焙烧温度对催化剂的催化活性、比表面积、体相结构和还原性能的影响.结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积逐渐减小,平均孔径逐渐增大;尖晶石K2Fe22O34中正四面体Fe3 的含量逐渐减少,正八面体Fe3 的含量逐渐增多,催化剂逐渐变得容易被还原;催化剂的催化活性差别不大,但达到平稳时所需的诱导期逐渐缩短.过高的焙烧温度不利于催化剂的稳定性.     

氧化铁在γ—Al2O3上的分散状态及对反应性能的影响

采用(NH_4)_3[Fe(C_2O_4)_3]·XH_2O的水溶液含浸,Fe(NO_3)_3·9H_2O水溶液饱和浸渍以及Fe(AcAc)_3的甲苯溶液热吸附三种方法制备了在γ-Al_2O_3上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段对用不同方法制备的分散体系进行了细致的表征和比较,结果表明用第一和第三种方法制备的样品中Fe~(3+)是充分分散或单层分散的,但用饱和浸渍法制备时即使在低的载量时(3wt％Fe_2O_3)仍有氧化铁微晶。对于Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,分散的结构状态还强烈地依赖于制备条件(参数)的选择。单层分散的Fe~(3+)处于高自旋态,具有正交畸变的局部配位对称性。单层分散的Fe~(3+)在氢气氛中即使升温至973K也只能被还原为Fe~(2+)状态。与单层MoO_x,VO_x,WO_x物种不同,单层分散的FeO_x物种既不能用XRD也很难被FTIR-DRS以及LRS所检测,丁烯脉冲反应表明单层的Fe~(3+)已可满足反应要求,但与晶相α-Fe_2O_3具有不同的选择性。CO脉冲实验表明与充分分散Fe~(3+)相关的晶格氧数目是少的而且较不活泼,流动态的CO+H_2反应结果表明,对于甲烷及其它低碳烃的生成主要取决于铁的价态而与分散的结构变化关系较小。在合成气中的程序升温反应结果进一步证实了这一结论。     

锰、铝、锆对NdFeCoB合金HDDR磁粉性能的影响

采用HDDR技术制备NdFeCoB合金磁各向异性磁粉,研究了添加元素Mn,Al和Zr对NdFeCoB合金HDDR磁粉磁性能及磁各向异性的影响. 结果发现:在NdFeCoB合金中加入2%Mn,可提高合金HDDR磁粉的磁各向异性和剩磁,但磁粉的矫顽力和最大磁能积降低;在NdFeCoB合金中,分别加入0.8%Al,0.1%Zr时,可使合金的HDDR磁粉的磁各向异性DOA值从0.23增加到0.5和0.41,但此时磁粉的矫顽力和最大磁能积较低;加入2%Mn,0.8%Al和0.1%Zr,没有改变NdFeCoB合金的相组成;添加Mn,Al,Zr使NdFeCoB合金HDDR磁粉磁各向异性增加,与这些元素的加入提高了硬磁相Nd2Fe14B在氢气中的稳定性有关.     

Eu掺杂对γ-Ce2S3合成温度及抗氧化性能的影响

本文以CeCl_3·7H_2O、Eu_2O_3、C_2H_2O_4·2H_2O为原料,制备了铈铕草酸盐沉淀,该沉淀经高温煅烧获得铈铕氧化物前驱体;以Ar气为载气、CS_2为硫源对铈铕氧化物前驱体进行硫化合成了Eu~(2+)掺杂的γ-Ce_2S_3。Eu~(2+)掺杂能够明显降低γ-Ce2S3的合成温度,Eu~(2+)/Ce~(3+)为0. 03时,在900℃硫化150min即可获得纯相的γ-Ce_2S_3,与不掺杂时合成γ-Ce_2S_3的温度相比降低了300℃左右;同时,Eu~(2+)掺杂能够提升γ-Ce_2S_3的抗氧化能力,氧化气氛下,Eu~(2+)/Ce~(3+)比例为0. 03的样品其氧化放热峰温度由不掺杂时的490. 6℃提高至553. 3℃。     

具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂

通过共沉淀法和沉积-沉淀法制备出了具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂, 并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附及热重和差示扫描量热(TG-DSC)分析等表征手段对催化剂的结构与表面形貌进行了研究分析. TEM测试结果表明: 500 ℃焙烧后, 未掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布较宽, 平均粒径约为7.0 nm, 载体颗粒尺寸在50-100 nm范围内; 而掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布变窄, 平均粒径约为5.0 nm, 且载体颗粒大小也明显小于未掺杂Al2O3的催化剂, 保持在30-50 nm的范围内. N2吸附-脱附测试结果表明, Al2O3的掺杂有利于保持催化剂的介孔结构和比表面积, 从而提高了载体的热稳定性. XRD和TG-DSC测试结果表明, Al2O3的掺杂可以有效地抑制Fe2O3的结晶, 进而抑制了高温焙烧过程中金颗粒的长大. 选用CO低温氧化反应对催化剂的活性进行了评价, 即使在500 ℃高温下焙烧12 h, 掺杂了Al2O3的催化剂仍然可在26.7 ℃将CO完全转化, 而未掺杂Al2O3的催化剂CO最低完全转化温度(T100)高达61.6 ℃. Al2O3的掺杂显著提高了催化剂的热稳定性能.     

Nd2O3掺杂(BaSr)TiO3对陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相反应法,以Ba0.6Sr0.4TiO3 10%MgO(BSTO)体系为基体成分,研究了Nd2O3掺杂对其显微组织结构和介电性能的影响规律,结果表明掺杂Nd2O3后,抑制了BSTO晶粒的生长;随着Nd2O3掺杂量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变小,密度增大,材料的居里温度向负温度方向移动,并且展宽了介电峰,使材料的温度稳定性提高,此外,随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的可调性减小,介电常数减小。     

掺硅对γ-Fe2O3微粒的结构和磁性能的影响

本文采用掺硅制得了小尺寸的含硅γ-Fe2O3微粒。基于Furuhashi方法对不同硅含量的掺硅γ-Fe2O3微粒进行了X射线衍射结构研究。结果表明, 随着硅含量增加, 晶胞参数逐渐减小, 表明形成掺硅γ-Fe2O3固溶体。掺入的Si^4^+阳离子有很强的占据类尖晶石结构中四面体位的趋势, 对氧参数及四面体位和八面体位的平均间隙大小也有一定影响。本文还利用Stokes和Wilson公式计算了掺硅晶粒大小和晶格畸变的影响。发现随着掺硅量增大, 晶粒尺寸明显减小, 晶格畸变变化不大。最后对掺硅γ-Fe2O3磁粉的矫顽力和比饱和磁化强度作了详细的分析和讨论。     

Sm2O3对CuO-γ-Al2O3催化剂性能的影响

在色谱微反流动法实验装置上考察了负载Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂ＣＯ氧化活性的影响，并运用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、程序升温还原（ＴＰＲ）及程序升温脱附（ＴＰＤＭＳ）技术研究了Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂的物相结构、氧化还原特性及表面氧的脱附与恢复行为的影响。结果表明，负载适量的Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂表面氧的脱出与恢复有促进作用，可使部分γＡｌ２Ｏ３相变成γＡｌ２Ｏ３和θＡｌ２Ｏ３的混合型。负载适量的Ｓｍ２Ｏ３能改善催化活性，而负载过量的Ｓｍ２Ｏ３则使ＣｕＯ催化剂上ＣｕＯ的晶粒增大，从而对催化活性起了抑制作用。     

Fe2O3—SnO2复合气敏材料的气敏性能研究

本文采用共沉淀方法制备超微粒子原料粉,测试了不同配比材料的气敏灵敏度,并探讨了不同粒度的Fe_2O_3原料与气敏特性之间的关系,提出Fe_2O_3-SnO_2复合气敏材料的气敏机制属体控制与表面控制兼有的混合机制·Fe_2O_3-SnO_2,复合气敏材料,选用CuO掺杂,可制出对乙炔具有高选择性和灵敏度的气敏元件。