α-Fe(Ga)OOH的液相催化合成及表征

采用液相催化相转化法, 以Fe(III)与Ga(III)的共沉淀为前驱物合成了α-Fe(Ga)OOH微粒. 探讨了镓离子的掺杂浓度和Fe(II)离子用量等因素对合成α-Fe(Ga)OOH微粒的影响, 并对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射(ED)表征. 结果表明: 初始pH＝9, nFe(II)/nFe(III)＝0.02, nGa(III)/nFe(III)＝0.18时, 在沸腾回流条件下可制备出类多面体形的α-Fe(Ga)OOH微粒, 镓离子的掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌调控作用, 电子衍射数据表明该α-Fe(Ga)OOH为单晶粒子.     

低温下Fe(II)对Ferrihydrite相转化的催化作用研究

研究了在低温、近中性条件下,在微量Fe(II)离子存在下Ferrihydrite(又称为水合氧化铁hydrousironoxide)的相转化过程.结果表明,微量Fe(II)离子的存在不仅可以加速Ferrihydrite的相转化过程,而且其相转化产物的组成也与没有Fe(II)离子存在时产物的组成有所不同,即除了α-FeOOH和α-Fe2O3外,还形成了γ-FeOOH;相转化过程既与阴离子的种类、反应温度、反应时间等因素有关,也与Fe(II)离子存在状态有关;Fe(II)离子通过催化Ferrihydrite的溶解过程,从而加速整个相转化过程.对该过程的深入研究将对认识和了解自然条件下铁氧化物的形成与相互转化具有重要意义.     

气相色谱法研究配位化合物的热稳定性IX.Fe2(C2O4)3一HZSM一5和Fe2(C2O4)3一HY的热分解

本文研究了早酸铁(III)负载在HZSM-5和HY沸石上的性质和热分解,早酸铁(III)在沸石表面发生离解吸附,C2O[2-][4]与表面的Al配位,热分解时产生β峰,草酸铁(III)与HZSM-5沸石作用较弱,在氢气中500℃时的还原产物为α-Fe,而Fe2(C2O4)3-HY体系在氢气中500℃时除得到α-Fe外,还有少量高分散的零价铁和部分难以还原的铁离子。     

沉淀铁催化剂在F-T合成反应过程中的物相变化

 采用元素分析、X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段研究了喷雾干燥沉淀Fe-Cu-K/SiO2催化剂在F-T合成反应过程中的物相变化. 结果表明,新鲜催化剂样品主要由α-Fe2O3组成,且81.1%的α-Fe2O3粒径小于13.5 nm. 随着反应时间的延长,催化剂表面碳沉积物的含量逐渐增多,不饱和度逐渐增大; χ-Fe5C2的含量逐渐增多,Fe3O4的含量逐渐减少并趋于稳定. 超顺磁Fe3+的含量呈先增加后减少的变化趋势. 由于碳沉积物是由CO生成的,而χ-Fe5C2是由α-Fe2O3经Fe3O4生成的,故催化剂表面碳沉积物的生成先于χ-Fe5C2的生成.     

Fe(III)参与TiO_2光催化降解X3B的反应机理研究

三价铁离子对TiO2 光催化降解X3B活性艳红染料具有明显的促进作用 .但是 ,当Fe(III)全部转化为Fe(II)离子以后 ,X3B的降解不再加快 .研究表明 ,Fe(III)捕获表面光生电子是导致X3B降解速率增加的主要原因 ,而Fe(III)光解产生羟基自由基使降解X3B的贡献则相对较小 .由于体系缺乏Fe(III) /Fe(II)循环 ,(Photo) Fenton反应参与X3B降解过程的可能性极小 .X3B和Fe(III)竞争吸附催化剂表面 ,促进了光生电子 -空穴对的分离和转移 .Fe(II)吸附相当微弱 ,这可能是导致Fe(II)难以被表面空穴或其它活性物质重新氧化的原因之一     

α-Fe2O3在LiOF水溶液中的锂化行为

用循环伏安和红外光谱法对α-Fe2O3在室温LiOH溶液中的锂化行为进行研究.采用X射线衍射(XRD)、电感偶合等离子体光源的原子发射光谱(ICP)对α-Fe2O3电极在第一、二次循环中不同时段进行了跟踪分析测量.实验结果揭示:α-Fe2O3能进行少量锂化;大量的α-Fe2O3在第一次放电和充电后反应生成Fe3O4;之后,Fe3O4的锂化行为不可避免地为Fe的析出、氧化反应所限制,但在用KOH作电解质溶液的对比实验时发现:α-Fe2O3在LiOH溶液中的充放电行为与它在KOH溶液中是不同的,主要表现为,1)在LiOH溶液中,锂化和Fe析出、氧化反应协调的结果是其充放电曲线平台高度比在同碱度KOH溶液中降低了100mV左右,2)与K+对比,Li+的插入反应促进了α-Fe2O3到Fe3O4的转化.     

纳米CexFe1-xO2固溶体的模板法制备及其乙醇水蒸气重整催化性能

以超高比表面炭材料为模板,硝酸盐为氧化物前体,通过改进的模板路线制备了具有较高比表面积的纳米CexFe1-xO2固溶体.采用X射线衍射、拉曼光谱、物理吸附和透射电镜对制备的样品进行了表征.结果表明,α-Fe2O3,CexFe1-xO2固溶体和CeO2的粒子尺寸为5~15nm,CeO2中部分Ce4 离子被Fe3 离子取代,从而形成了CexFe1-xO2固溶体.乙醇水蒸气重整反应结果显示,CexFe1-xO2固溶体比相应的α-Fe2O3和CeO2具有更高的催化活性和对氢气的选择性.     

费托合成 Fe基催化剂中铁物相与活性的关系

 采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备了微球形 Fe 基催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射和穆斯堡尔谱等手段, 考察了催化剂在不同还原条件下铁物相的转变, 并在浆态床反应器中评价了催化剂的费-托合成 (FTS) 反应性能. 结果表明, Fe 基催化剂在合成气气氛下首先从α-Fe2O3 转变为 Fe3O4, 然后转变为铁碳化物 (FexC); 还原压力的增大有利于 α-Fe2O3 向 Fe3O4 的转变, 而抑制 Fe3O4 向 FexC 的转变; 还原空速的增加则促进 Fe3O4 转变为 FexC. 催化剂的 FTS 反应活性随着催化剂中 Fe3O4 含量的增加而逐渐下降, 而随着 FexC 含量的增加而逐渐上升.     

Cu掺杂α-Fe2O3纳米粉体的掺杂量分析与X射线衍射研究

采用分析纯FeCl3·6H2O和NH3·H2O为主要原料,控制不同n(Cu2+)/n(Fe3+),利用均匀共沉淀法制备了Cu掺杂的α-Fe2O3纳米粉体.通过原子吸收光谱(AAS)和X射线衍射(XRD)分析了样品中Cu2+的掺杂量,并研究了掺杂对α-Fe2O3晶胞参数、晶粒度等的影响.结果表明,Cu掺杂α-Fe2O3仍为刚玉型结构,但晶胞参数a、b、c表现出增大趋势;Cu掺杂使α-Fe2O3晶体结构产生替位杂质缺陷,增大了α-Fe2O3的晶核生长活化能,使其晶粒度减小;随着Cu掺杂量的增大,α-Fe2O3的晶核生长活化能逐渐增大,晶粒度逐渐减小.该研究为α-Fe2O3半导体材料的性能及应用研究提供了指导.     

高温煤气脱硫 Ⅰ.铁基脱硫剂的相态特征和活性

用穆斯堡尔谱考察了氧化铁脱硫剂在高温煤气中还原及硫化时的铁形态变化规律。在反应开始阶段，原脱硫剂中的α-Fe2O3即被迅速还原成Fe3O,Fe3O4可进一步还原转化成α-Fe。反应初期Fe3O4和α-Fe都参与脱硫反应，其中α-Fe具有较高的脱硫活性，对整个脱硫过程而言α-Fe是主要的脱硫活性相。铁化合物与硅铝氧化物载体间存在相互作用，形成磁微 晶颗粒及少量γ-Fe。在高温煤气条件下，FeS是唯一的铁硫化物，θ－Fe3C则是α－Fe转化中的主要产物。适量的θ－F e3C对脱硫有促进作用。     

纳米化Fe2O3粉体的制备与表征

采用分析纯FeCl3·6H2O和NH3·H2O为主要原料,以均匀沉淀法制备了Fe2O3纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)及差热分析(DTA)等手段研究了热处理温度、分散剂、反应pH值对Fe2O3相变、结构、形貌及纳米属性的影响.结果表明:纳米化增大了Fe2O3的表面能,γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的温度仅为238.2 ℃,比常规粉体降低了约312 ℃;由于量子尺寸效应和表面效应,使用分散剂后α-Fe2O3纳米粉体的分散性、均匀性得到改善,粒径下降,Fe-O键伸缩及弯曲振动IR吸收频率发生蓝移;尤其是硬脂酸钠分散后α-Fe2O3的Fe-O伸缩、弯曲振动吸收频率分别蓝移11.57、10.93 cm-1;获得了液相均匀沉淀法制备Fe(OH)3纳米粉体的最佳工艺条件.     

有机-无机杂化Keggin型硅钨酸盐[Fe~(Ⅱ)(phen)_3]_2[α-SiW_(12)O_(40)]·H_2O的水热合成与晶体结构（英文）

在水热条件下,用Na10[α-SiW9O34]·18H2O,Fe2(SO4)3与phen反应合成了一种有机-无机杂化Keggin型硅钨酸盐[FeII(phen)3]2[α-SiW12O40]·H2O(1),并借助IR光谱、X射线光电子能谱和单晶X射线衍射等对其结构进行了表征.晶体学研究表明化合物1的分子由1个饱和的[α-SiW12O40]4-多阴离子、2个[FeII(phen)3]2+配离子和1个结晶水分子构成,其中3个1,10-菲啰啉分子中的6个氮原子与Fe2+离子配位形成了八面体构型.     

一步水热法合成三种形貌纳米α-Fe2O3的机理及磁性能研究（摘要）

纳米α-Fe2O3以其优良的生物相容性、环境友好性、稳定性、催化性、以及磁性被广泛的应用于生物医学、颜料、催化、传感以及半导体等领域.为了实现不同形貌纳米α-Fe2O3的工业化可控合成,我们采用一步水热法,通过控制体系的反应时间,依次制备出了纺锤体状、管状和轮胎状的α-Fe2O3纳米结构,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征.体系中磷酸根离子在α-Fe2O3晶面上的特异性吸附是主导α-Fe2O3形貌演进的关键性因素.其作用主要体现在两个方面：一是使α-Fe2O3颗粒产生各向异性生长,形成纳米纺锤体;二是阻止某些晶面参与质子轰击反应,形成α-Fe2O3纳米管,进而促进体系中Fe4（PO4）3（OH）3相的形成与α-Fe2O3相的再结晶,最终形成轮胎状纳米结构.通过超导量子干涉仪对产物的磁性能表征,发现产物的不同形貌以及形状各项异性会对矫顽力、磁化强度以及低温磁性相变温度等磁学参量产生显著的影响.     

气相色谱法研究配位化合物的热稳定性 XX: 草酸铁(III)—硝酸钠在氢气中的固相氧化还原反应

以气相色谱为主要手段, 配合Mossbauer波谱、X射线衍射等方法研究了草酸铁(III)与硝酸钠在氢气氛中的固相反应, 实验结果表明: 240℃前两者不发生反应, 草酸铁(III)还原分解; 260-320℃固相间发生强烈氧化还原反应, 大量二氧化碳放出, 并伴有少量氧和一氧化氮, 380℃后, 生成的亚硝酸钠与未反应的硝酸钠在铁(III)化合物作用下, 提前分解, 同时铁(III)化合物转化成γ-Fe2O3.     

磁性MnO2-Fe3O4复合氧化物催化5-羟甲基糠醛氧化合成2,5-呋喃二甲酸研究

以不同晶型的MnO2为催化剂进行5-羟甲基糠醛(HMF)氧化反应,并将催化活性较高的α-MnO2与Fe3O4复合制备磁性MnO2-Fe3O4复合氧化物,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、NH3/CO2程序升温脱附(NH3/CO2-TPD)及吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)对催化...     

三维有序大孔α-Fe2O3的制备及电化学性能研究

通过聚苯乙烯(PS)胶晶模板法合成了三维有序大孔(3DOM) α-Fe2O3, 运用扫描电镜、热重分析、X射线衍射、电化学充放电等多种方法对其结构和性能进行了表征和研究. SEM表明PS 胶晶模板和3DOM α-Fe2O3呈周期性排列. 合成的3DOM α-Fe2O3为三维有序多孔网状结构, 具有球型和六边形的孔隙形貌, 其孔径大小约为(115±10) nm; 孔壁由α-Fe2O3纳米晶粒组成, 壁厚为20～30 nm. XRD图谱表明经过煅烧除去模板后, 形成了纯α-Fe2O3相. 当3DOM α-Fe2O3作为锂离子电池负极材料时, 首次放电充电容量分别高达1880和1130 mAh•g－1, 20次循环后可逆容量依然高达631 mAh•g－1, 库仑效率大于90%.     

Fe—Si—ZSM—12型分子筛的合成及其性能的研究

本文用水热法在SiO_2-FeNH_4(SO_4)_2-MTEACl-NaOH-H_2O体系内合成出了用铁全部取代铝的Fe-Si-ZSM-12型沸石分子筛。实验结果表明,Na_2O/SiO_2、MTEA~+/SiO_2和SiO_2/Fe_2O_3比对分子筛的形成和结晶度有很大影响,Fe-Si-ZSM-12的晶化速度比较缓慢,延长晶化时间则容易转化为α-SiO_2。Fe-Si-ZSM-12的X射线衍射谱图与Al-Si-ZSM-12的基本相同,吸附数据表明,其孔径略大于Al-Si-ZSM-12的孔径,热稳定性则劣于Al-Si-ZSM-12的热稳定性。     

α-Fe2O3表面结构对NH3选择性催化还原NO活性的影响

通过水热法合成了两种具有不同形貌的α-Fe2O3纳米棒和纳米立方体,并探索了它们的中温NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NO的活性.NH3-SCR测试表明α-Fe2O3纳米棒具有更高的催化活性.X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)结构分析表明:α-Fe2O3纳米棒暴露有高表面能的{110}活性面,而纳米立方体暴露的主要是低表面能的{012}晶面.H2程序升温还原(H2-TPR)和NO程序升温脱附(NO-TPD)结果证明纳米棒比纳米立方体具有更高的氧化还原性能.因此,α-Fe2O3纳米棒由于暴露高表面能的活性面具有比纳米立方体更高的NH3-SCR性能.     

Ferrihydrite的亚微观结构对反应活性的影响

以Fe(III)盐为原料、NaOH为沉淀剂、采用三种方法调控制备了ferrihydrite, 借助X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、差热分析(DTA)及其在稀盐酸中的溶解速率等手段对其结构进行了表征, 探讨了ferrihydrite的形成环境对其亚微观结构及其反应活性的影响. 结果表明, 不同方法制备的ferrihydrite的亚微观结构不同, 恒pH条件下制备的ferrihydrite结构与α-Fe2O3结构最为相似, 更易转化为α-Fe2O3粒子.     

Mn离子掺杂对α-FeOOH结构和形貌的影响

本文采用水热合成方法,在120℃碱性条件下制备出形貌均一的短棒状α-FeOOH纳米粒子,对其进行了金属离子Mn的掺杂。系统研究了Mn离子掺杂对产物物相结构和形貌的影响,对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、穆斯堡尔谱(MES)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征。结果表明:低浓度Mn离子掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌和物相调控作用。α-FeOOH纳米棒的长径比随着Mn离子加入量的增大逐渐增加;当nMn(Ⅱ)/nFe(Ⅲ)=0.30时,产物变成了α-(Fe,Mn)OOH和MnFe2O4的混合物,形貌为纳米棒和纳米颗粒。