ZrO2/CePO4可加工陶瓷的性能与压痕裂纹形貌

研究了CePO4加入量对ZrO2/CePO4陶瓷材料的力学性能和压痕裂纹形貌的影响.结果表明, 在ZrO2组成中加入适量的CePO4可形成强弱界面相互分布的网络结构, 在弱界面处裂纹可发生偏转、分支、桥联等形式, 从而在保证该材料具有可加工性的同时仍可维持较高的力学性能.     

CePO_4/Ce-ZrO_2可加工陶瓷性能与断裂机制研究

以Ce ZrO2为基体,通过复合不同加入量的第二相CePO4颗粒,研究了陶瓷材料力学性能的变化,并借助加载能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对材料弯曲断口及压痕裂纹扩展方式进行分析。当CePO4加入量为25%时,虽然材料力学性能有一定下降,但已经能用WC刀具进行加工。材料的弯曲断口显示,CePO4在两相体系中的断裂呈层片状形式;加入CePO4后,由于两相之间弱结合界面的存在,压痕裂纹扩展形式发生明显变化,由连续扩展机制过渡为不连续扩展。由这两种机制形成的材料断裂过程是阶段性的,在实际中可以用作材料最终破坏前的预报。     

液相浸渗法制备Y-TZP/LaPO4可加工复相陶瓷

通过往ZrO2多孔陶瓷浸渗LaPO4液态先驱液制备了具有可加工性的Y－TZP／LaPO4复相陶瓷。加入30％（体积分数）石墨可以得到具有35％（体积分数）开孔气孔率的ZrO2预烧结陶瓷体。采用不同浸渗和热分解周期可以得到不同LaPO4含量的Y－TZP／LaPO4复相陶瓷。研究了该材料的可加工性和力学性能。结果表明，含有3.5%-7.5%(体积分数）LaPO4的Y－TZP／LaPO4复相陶瓷具有良好的可加工性，同时保持优良的力学性能。     

CePO4／Ce—ZrO2可加工陶瓷性能与断裂机制研究

以Ce-ZrO2为基体，通过复合不同加入量的第二相CePO4颗粒，研究了陶瓷材料力学性能的变化，并借助加载能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对材料弯曲断口及压痕裂纹扩展方式进行分析。当CePO4加入量为25％时，虽然材料力学性能有一定下降，但已经能用WC刀具进行加工。材料的弯曲断口显示，CePO4在两相体系中的断裂呈层片状形式；加入CePO4后，由于两相之间弱结合界面的存在，压痕裂纹扩展形式发生明显变化，由连续扩展机制过渡为不连续扩展。由这两种机制形成的材料断裂过程是阶段性的，在实际中可以用作材料最终破坏前的预报。     

镓掺杂SO2－4／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

 通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO2－4／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2－BET及化学分析等技术对SO2－4／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO2－4的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO2－4／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

镓掺杂SO4^2—／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO4^2-／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2-BET及化学分析等技术对SO4^2-／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO4^2-的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO4^2-／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

具有中孔结构的SO4^2—／Zr—HMS型固体超强酸的合成和结构表征

用TEOS－Zr-HAD-H2O-Etheanol体系合成了Zr-HAD的中孔分子筛，脱除模板剂后用0．5mol/L硫酸处理和550℃高温焙烧3h，制得一种中孔SO4^2－／Zr-HAD超强酸催化剂，采用XRD对其结构进行表征，用指示剂法，TG和NH3－TPD对其酸性进行了表征。结果表明，经过一系列处理后制得的SO4^2-／Zr-HAD催化剂具备HMS中孔分子筛的结构特征，其酸强度可达H0＝－13．75，在锆及SO4^2-含量远远低于SO4^2-／ZrO2的条件下，SO4^2-／Zr-HAD催化剂对于苯酐和正丁醇酯化反应的活性仍高于SO4^2-／ZrO2催化剂。     

氧化物与稀土磷酸盐复合陶瓷的切削加工性评价

应用模糊综合评判原理, 评价可加工陶瓷材料的切削加工性, 判断材料的切削加工性等级.通过Ce-ZrO2/CePO4复合陶瓷的材料制备、性能测试、模糊综合评判和加工实验, 研究了氧化物与稀土磷酸盐复合陶瓷的材料切削加工性.根据模糊数学提出一种可加工陶瓷材料切削加工性的综合评判方法.以陶瓷材料的力学性能参数为因素集, 选择5种切削加工性等级, 根据隶属函数计算模糊矩阵, 通过模糊变换确定出氧化物与稀土磷酸盐复合陶瓷的切削加工性.综合评判结果将所制备的几种Ce-ZrO2/CePO4复合陶瓷材料分为3个切削加工性等级, 材料的切削加工性等级随CePO4含量的增加而提高, 评判结果与钻削实验的材料去除率结果相符.Ce-ZrO2/CePO4复合陶瓷材料的钻削加工表面具有明显的塑性变形加工痕迹.还分析了含LaPO4的其它氧化物复合陶瓷材料的切削加工性等级.材料切削加工性的评价方法建立了材料性能与加工技术之间的关系, 可提供一种新的材料设计方法.     

沉淀法制备苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂研究

用沉淀法制备了苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂．其中Ru为活性组分，Zn和La为助剂，ZrO2为分散剂．研究了Ru／ZrO2比、Zn和La及其含量、ZnSO4及碱金属离子等对催化剂性能的影响．结果表明，Ru／ZrO2=10％、(Zn La)／Ru=8％、La／Zn=1：3，加入ZnSO4且保留碱金属离子，Ru—La—Zn／ZrO2催化剂不但具有较高的活性选择性，而且具有很好的沉降分离性能．运用TPR、XRD、BET比表面测定等技术对催化剂进行了表征，并对双助剂Ru—La—Zn／ZrO2的催化作用给予了解释．     

液相法Ru-M-B/ZrO2催化苯选择加氢制环己烯反应条件的研究

 在与进口催化剂完全相同的条件下评价了用化学还原法制备的Ru－M－B／ZrO2（M＝Zn，Fe）催化剂的催化性能．结果表明，Ru－M－B／ZrO2的活性指数为343．9，苯转化率为40％时环己烯选择性为85．3％，均超过已工业化及文献报道的催化剂的最高水平．活性组分Ru的晶粒度约为5nm，与进口催化剂接近．确定了Ru－M－B／ZrO2催化剂上苯选择加氢反应适宜的温度为140℃左右，合适的氢压为4～5MPa，并从热力学和动力学的角度进行了分析．预处理可使Ru－M－B／ZrO2催化剂的活性降低，但使其选择性升高，并从反应机理的角度进行了讨论．     

稀土磷酸盐(CePO4)对ZTA陶瓷加工性能的影响

根据稀土磷酸盐与氧化物易形成弱结合晶界面的特性, 在氧化镐增韧氧化铝(ZTA)陶瓷中引入CePO4, 经适当的工艺处理和优化,改变显微结构, 使ZTA/CePO4陶瓷为可用WC基合金刀具加工的可加工陶瓷,并且强度接近ZTA陶瓷.     

碱液回流老化制备高表面积二氧化锆

 回流老化由ZrOCl2水解得到的ZrO（OH）2水凝胶，然后经焙烧制\r\n备了高比表面积的ZrO2．采用氮吸附、X射线衍射和FT－Raman光谱等技\r\n术，研究了老化温度、老化时间、碱液的碱度和搅拌速度以及焙烧气氛\r\n对ZrO2比表面积、晶相组成和晶粒大小的影响．结果表明，回流老化可\r\n明显提高ZrO2的比表面积和耐热性．用比色法分析了样品中Si4＋杂质\r\n的含量，结果表明，回流老化引起二氧化锆比表面积和热稳定性增大的\r\n主要原因是热碱溶液使玻璃容器中的Si4＋溶解并掺杂至ZrO2．样品中\r\nSi4＋杂质含量愈大，ZrO2的比表面积和热稳定性愈高，ZrO2的晶粒愈\r\n小．将ZrO（OH）2水凝胶在pH＝11．5的NH4OH溶液中于96℃回流老化2\r\n4h，再经600℃焙烧可获得比表面积高达305m2／g的无定形ZrO2；经80\r\n0℃焙烧可制得晶粒为5．2nm，比表面积为174m2／g的四方晶相ZrO2．     

一硝基氯苯的区域选择性合成研究

制备了SO4^2-／TiO2、SO4^-/ZrO2和一系列钛锆原子比不同的SO4^2-／TiO2-ZrO2固体酸催化剂，并通过XRD、FTIR和TG－DTA等进行了表征；研究了这些催化剂上硝酸硝化氯苯的区域选择性。结果表明，在醋酐存在下，氯苯与等物质量的硝酸反应，其产物具有强位选择性，在SO4^2-/TiO2－ZrO2（原子比1：2）催化剂上，氯苯一硝化产物中邻／对硝基氯苯异构体的质量比达0．29，较硝友混酸消化的0．57显著降低，产物得率可达70．2％，该反应快速且催化剂可循环使用。     

碱金属助剂对MnOx／ZrO2催化合成

 研究了MnOx／ZrO2催化剂中添加的碱金属助剂对以合成气合成甲醇及异丁醇反应的影响，并采用BET，XRD和NH3－TPD等表征技术，考察了碱金属助剂的添加对催化剂结构和表面性质的影响．结果表明，碱金属助剂对MnOx／ZrO2催化剂的催化性能有明显影响．在实验条件下，添加1．0％K（K2CO3作为前驱物）的催化剂，其催化性能最好，醇的选择性高达74．8％，异丁醇选择性达16．3％．添加碱金属助剂也使MnOx／ZrO2催化剂的表面性质发生了很大变化，从而影响催化剂的催化性能．     

Mo/ZrO2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

 制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo／ZrO2催化剂．采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2－TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质．实验结果表明：Mo／ZrO2催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能，且对甲醛有较高的选择性．在所考察的范围内，随着催化剂Mo担载量的增加，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性增加，甲醛的比活性增加．随着反应温度的升高，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性降低，甲醛比活性升高．Mo／ZrO2催化剂中主要含有ZrO2和Zr（MoO4）2．催化剂的性能和性质与催化剂中Zr（MoO4）2的性质密切相关．随着Mo担载量的增加，Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大，并且其含量增加；ZrO2晶粒尺寸基本不变．Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低，使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多，催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低．从而使得Mo含量较高的催化剂（12％Mo／ZrO2）具有较高的甲烷选择氧化生成甲醛的活性．     

CePO4纳米线的热稳定性及光学性能

以铈盐和磷酸为前驱体, 经水热合成获得了高长径比的具有六方晶型和单斜晶型独居石结构的CePO4纳米线, 采用XRD、HRTEM、SEM和荧光光度计对其晶相组成、形貌及发光性能进行了表征. 结果表明, 六方晶型CePO4纳米线直径约为40 nm, 长度约为3 μm; 单斜晶型独居石结构CePO4纳米线直径约为50 nm, 长度可达10 μm, 产物均为高纯且结晶良好的CePO4晶体. 可通过控制水热反应时间达到控制CePO4纳米线晶型的目的. 随水热反应时间的延长, 磷酸铈纳米线从六方晶型转变为单斜晶型(独居石结构). 随煅烧温度的升高, 磷酸铈纳米线直径增大, 但经1000 ℃煅烧仍具有一维线性结构, 其热稳定性高. 磷酸铈纳米线在紫外光激发下具有可见光区蓝紫发射区, 但随煅烧温度的升高, 磷酸铈纳米线的发光强度明显降低.     

H3PO4—BF3／ZrO2及H3PO4—BF3—H2SO4／ZrO2催化剂的酸性及结构研究

本文研究了固体酸烷基化反应催化剂H3PO4－BF3／ZrO2及H3PO4－BF3－H2SO4／ZrO2的酸性及其结构。用指示剂法及正丁胺滴定法测定了催化剂的酸强度及酸量；用吸附吡啶的红外光谱法研究了催化剂的表面酸类型；用FT－IR、XPS、XRD、DTA－TG及TPDE等方法研究了催化剂的结构。结果表明；两种催化剂表面均只有Broensted酸，酸强度为－8．2＜H0≤-5.6。H3PO4-BF3/ZrO2中，活性组分强能是以H2PO4^-：BF3的形态存在，BF3通过与H2O4^-的络合作用是催化剂的活性增强。H3PO4－BF3／ZrO2中，存在H2SO4与ZrO2的成盐作用，同时亦有可能存在H2SO4与H3PO4、BF3之间的相互作用。催化剂在下焙烧失活的主要原因是H2PO4^-失水生成P2O7^4－，使催化剂表面质子酸量大幅度降低所致。     

固体超强酸对合成辛基多苷的催化作用

SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸用作合成辛基多苷 (OctylPolyglycosides)的催化剂 ,具有活性高、选择性好、易与产品分离、无污染、可重复利用等优点。文中主要讨论SO2 -4 /ZrO2 ,SO2 -4 /ZrO2 MoO3、SO2 -4 /ZrO2 Fe2 O3、以及SO2 -4 /ZrO2 SiO2 固体超强酸在合成辛基多苷反应中的不同催化活性。实验证明 :同一制备条件下的不同催化剂其活性不同 ,且SO2 -4 /ZrO2 的活性、选择性最好 ,可使葡萄糖的转化率高达 96%。     

制备方法对WO_3/ZrO_2结构的影响

用XRD、比表面测定、LRS定性和定量的方法对用Zr（OH）4和已晶化的ZrO2作载体制得的两类WO3／ZrO2催化剂进行了表征．揭示了样品比表面、载体物相、活性组分的存在状态与制备方法、WO3含量、焙烧温度之间的关系．结果表明，WO3能单层分散在ZrO2上；单层覆盖在Zr（OH）4上的WO3使载体在焙烧时晶粒生长受阻，形成介稳的四方ZrO2，并阻止载体微粒间的烧结，使从Zr（OH）4出发制得的WO3／ZrO2比表面明显增大，在WO3含量达到单层分散容量时以上作用表现得最充分；WO3与Zr（OH）4（或四方ZrO2）在高温（～800℃）可能发生了某种化学结合，开创出超强酸位．用以上观点可对文献中已报导的主要实验事实作出较满意的解释.     

Au/ZrO2催化CO氧化反应中ZrO2纳米粒子的尺寸效应

从同一ZrO(OH)2出发制备了三种不同尺寸的ZrO2纳米颗粒(ZrO2-CP：40-200nm,ZrO2-AN;18～25nm,ZrO2-AD：10～15nm),采用沉积-沉淀方法制备了相应的Au/ZrO2催化剂,用XRD,XRF,TEM和低温N2吸附对ZrO2和Au/ZrO2进行了表征．XRD和TEM分析表明Au/ZrO2样品中Au粒子的平均尺寸为4～5nm,而Zr02的晶相和颗粒大小没有因为“负载”Au粒子而发生变化．CO催化氧化反应的结果表明,Au／ZrO2催化活性随着ZrO2纳米粒子尺寸的减小活性明显增加．TEM／HRTEM结果表明,Au／ZrO2催化剂中Au粒子与ZrO2颗粒接触界面随ZrO2颗粒尺寸的减小而明显增加,这很可能是含有更小尺寸ZrO2纳米粒子的Au／ZrO2催化剂具有更高催化活性的重要原因。