新型反相微乳液制备纳米结构甲烷催化燃烧催化剂La0.95Ba0.05MnAl11O19-α的研究

提出一种由水, 异丙醇, 正丁醇组成的新型微乳液, 并以其为反应介质制备了甲烷高温燃烧La_0.95Ba_0.05MnAl₁₁O_19-a催化剂. 采用¹H NMR, FT-IR, 电导法及激光粒度散射法研究了新型微乳液中水的结构及相特性. 新型微乳液中水的体积分数小于一定值时, 电导率与水含量成非线性关系, k～φ曲线上存在一临界值(φ^P＝0.15). 水质子的化学位移随水含量的降低移向高场. 加入4% D₂O测定的O—D键的伸缩振动随水含量增加而向高波数方向移动. 异丙醇铝在新型微乳液中水解形成的Al(OH)₃ 胶体粒子的粒径范围为226～329 nm. 采用新型微乳液作为反应介质制备的Ba_0.05La_0.95MnAl₁₁O_19-α催化剂的粒径在30 nm, 明显小于纯水制备的样品(100 nm). BET 比表面积为65 m²/g, 比纯水制备样品高出约一倍. XRD结果显示, 1200 ℃焙烧10 h即可获得含单一β-Al₂O₃相的催化剂. Ba_0.05La_0.95MnAl₁₁O_19-α催化剂甲烷催化燃烧的T₁₀为420 ℃, 比纯水制备样品下降了90 ℃. 甲烷催化燃烧活性提高是由于含有较多Mnⁿ+纳米结构六铝酸盐的形成.     

超细红色荧光粉LaMgAl11O19:Eu3+的制备与发光性能

采用凝胶-燃烧法制备了稀土Eu³⁺掺杂的LaMgAl₁₁O₁₉红色荧光粉的前驱粉末, 在低于700℃退火处理时, 得到非晶态样品, 而高于850℃退火处理后为单一六方相结构LaMgAl₁₁O₁₉:Eu³⁺样品. SEM结果表明, 该法制备的样品为颗粒分布均匀, 粒径在200~400 nm之间的超细粉末. 通过激发光谱和发射光谱研究了Eu³⁺在LaMgAl₁₁O₁₉基质中的发光性能, 结果显示, 非晶态和晶态La_1-xMgAl₁₁O₁₉:x Eu³⁺样品都可发光, 在613 nm波长光的监测下所得荧光粉的激发光谱为一宽带和系列锐峰, 其最强激发峰出现在蓝光465 nm处, 次强峰为394 nm, 表明该荧光粉与广泛使用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配. 在465 nm波长光的激发下观察到超细LaMgAl₁₁O₁₉粉末中Eu³⁺的613 nm (⁵D⁰→⁷F₂)强的特征发射, 且随着粉末逐渐成相⁵D⁰→⁷F₂跃迁明显增强, 说明LaMgAl₁₁O₁₉:Eu³⁺超细粉末可作为白光LED的红色补偿荧光粉.     

电荷补偿对Ba2ZnGe2O7∶Bi3+荧光粉发光性质的影响

采用高温固相法制备了2个系列的荧光粉样品：Ba_2-xZnGe₂O₇∶xBi³⁺(系列Ⅰ)和Ba_1.994-yK_yZnGe₂O₇∶0.006Bi³⁺(系列Ⅱ)。X射线衍射(XRD)测试结果表明,少量Bi³⁺、K⁺的掺杂不会明显改变材料的物相结构。样品的荧光光谱测试结果表明,虽然2个系列样品的发光光谱都随组成成分变化有少量变化,但发光颜色基本上均为黄绿色。在358 nm的激发下,荧光粉的发射光谱呈现一个峰值在 500 nm 的宽发射带,归属于 ³P₁→^1S₀能级跃迁。在 500 nm 监测下,荧光粉的最强激发峰位于 358 nm,归属于¹S₀→³P₁能级跃迁,此外还有一个位于320 nm的肩峰归属于O^2--Bi³⁺电荷转移带。系列Ⅰ样品的光谱数据结果指出,Bi³⁺的最佳掺杂量x为0.006。在该基质中,Bi³⁺掺杂取代Ba²⁺属于不等价取代,会在晶格中产生Ba²⁺空位或间隙O^2-,对材料的发光强度产生负面影响。对此,采用K⁺与Bi³⁺协同掺杂起到电荷补偿的作用,填补Ba²⁺空位或捕获间隙O^2-缺陷。空位被填补或间隙被捕获均减少了晶格畸变,从而使发光强度明显提高。系列Ⅱ样品的光谱数据表明,完全电荷补偿的荧光粉样品相比于没有掺K⁺的样品,其发光强度提高了约2.5倍。     

类钙钛矿新铌酸盐Ba6LaTi3Nb3O21的合成、结构与介电特性

A New Niobate Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ was synthesized by high temperature solid state reaction in the BaO-La₂O₃-TiO₂-Nb₂O₅ system. The chemical compositions, crystal structure, microstructure, density and melting point of the new compound were characterized by EPMA, XRD, DTA and so on. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ crystallizes the rhombohedral system with unit cell parameters a=0.57388(2) nm, c=4.928 3(3) nm, and space group R3m, Z=3. The structure may be described as six (Nb,Ti)O₆ octahedra corner-sharing along c-axis to form perovskite layer connected by Ba atoms. The Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ ceramics exhibits high dielectric of 74.1, low dielectric loss of 4.7×10^-4 and small temperature coefficient of dielectric constant of -69 ppm·K^-1 at 1 MHz due to its close structure and relative high dielectric polarizabilities of Ba²⁺, La³⁺, Ti⁴⁺ and Nb⁴⁺. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ might be a suitable candidate of high ε_r microwave dielectric ceramics.     

Cu/SO42-/La2O3-ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其对C3H6选择还原NO的催化性能

以Al₂O₃为基质，添加ZrO₂和La₂O₃，制成La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃复合载体，然后采用SO₄^2-进行改性，再负载上Cu²⁺，制备了铜基SO₄^2-改性的复合载体催化剂(Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃)。考察了它在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化性能，并借助XRD、SEM、TG、Py-IR、NH₃-TPD、FTIR和TPR等方法研究了Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃的结构和性能的关系。结果表明，ZrO₂的加入主要有利于提高催化剂的低温活性；La₂O₃的加入则主要有利于提高催化剂的热稳定性和还原性能；SO₄^2-能够与Zr形成螯合双配位结构，大幅度促使催化剂表面酸量增加并且酸性增强；因此，有效地提高了Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化活性和水热稳定性。在无水条件下，Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃能使NO的最大转化率高达84.3%，即使在275 ℃ 10%水蒸气存在的情况下，仍能使NO的转化率高达81.2%。     

Eu3+在Ba2TiSi2O8中的发光

The barium titano-silicate phosphors doped with Eu³⁺ were synthesized by high temperature solid state reaction. The structures of as-synthesized samples were characterized by powder XRD. The maximum peaks of emission spectra of Ba₂TiSi₂O₈ and Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were respectively located at 450 and 618 nm, coming from the transitions of charge-transfer bands of Ti⁴⁺-O^2- and forced electric-dipole transition ⁵D₀-⁷F₂ of Eu³⁺. The luminous mechanisms of Ba₂TiSi₂O₈ and Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were suggested. The effects of concentration of Eu³⁺ on the luminous performance of Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were also studied and the results showed that the optimum concentration of Eu³⁺ was 0.12 mol per mole of matrix.     

纳米片聚结Co3O4微球催化甲苯燃烧

采用乙二胺辅助的水热法制备了纳米片聚结的Co₃O₄微球. 利用多种分析技术表征了其物化性质,并评价了其对甲苯燃烧的催化活性. 结果表明,由添加1.0 ml乙二胺经140 ℃水热处理12 h后制得的Co₃O₄样品呈纳米片聚结的微球状表面形貌. Co₃O₄微球样品的比表面积约为66 m² g^-1. 与体相Co₃O₄样品相比,Co₃O₄微球样品具有较高的氧吸附物种浓度和较好的低温还原性. 当空速为20000 ml g^-1 h^-1时,在Co₃O₄微球样品上甲苯转化率达到50%和90%时的反应温度分别为230和254 ℃. 这与该样品具有较大的比表面积、较高的氧吸附物种浓度和较好的低温还原性相关.     

氧离子导体La1.9Ba0.1Mo2O9-α的合成及其电性能研究

通过固相法合成了La_1.9Ba_0.1Mo₂O_9-α氧离子导体,对样品进行了XRD、SEM表征,采用交流阻抗谱、氧浓差电池、氧泵等电化学方法研究了该陶瓷样品在600～1 000 ℃下的离子导电特性。结果表明,该陶瓷样品在氧化性气氛中是纯的氧离子导体,1 000 ℃时的氧离子电导率达到0.09 S·cm^-1,高于母体La₂Mo₂O₉的氧离子电导率。本文还研究了样品的燃料电池性能,在1 000 ℃时氢气/氧气燃料电池的最大输出电流密度为280 mA·cm^-2,最大输出功率密度为112 mW·cm^-2。     

电荷补偿对Ba2ZnGe2O7：Bi3+荧光粉发光性质的影响

采用高温固相法制备了2个系列的荧光粉样品：Ba_2-xZnGe₂O₇：xBi³⁺（系列Ⅰ）和Ba_1.994-yK_yZnGe₂O₇：0.006Bi³⁺（系列Ⅱ）。X射线衍射（XRD）测试结果表明,少量Bi³⁺、K⁺的掺杂不会明显改变材料的物相结构。样品的荧光光谱测试结果表明,虽然2个系列样品的发光光谱都随组成成分变化有少量变化,但发光颜色基本上均为黄绿色。在358 nm的激发下,荧光粉的发射光谱呈现一个峰值在500 nm的宽发射带,归属于³P₁→¹S₀能级跃迁。在500 nm监测下,荧光粉的最强激发峰位于358 nm,归属于¹S₀→³P₁能级跃迁,此外还有一个位于320 nm的肩峰归属于O^2--Bi³⁺电荷转移带。系列Ⅰ样品的光谱数据结果指出,Bi³⁺的最佳掺杂量x为0.006。在该基质中,Bi³⁺掺杂取代Ba²⁺属于不等价取代,会在晶格中产生Ba²⁺空位或间隙O^2-,对材料的发光强度产生负面影响。对此,采用K⁺与Bi³⁺协同掺杂起到电荷补偿的作用,填补Ba²⁺空位或捕获间隙O^2-缺陷。空位被填补或间隙被捕获均减少了晶格畸变,从而使发光强度明显提高。系列Ⅱ样品的光谱数据表明,完全电荷补偿的荧光粉样品相比于没有掺K⁺的样品,其发光强度提高了约2.5倍。     

La2O2S∶Mn2+荧光粉的微波合成及其荧光特性

Using La₂(SO₄)3 and the active carbon powder as reactants, La₂O₂S∶Mn²⁺ red phosphor was synthesized by microwave radiation method. The phosphor was characterized by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), laser-diffraction size analyzer and fluorospectrophotometer. The XRD analysis showed that the phosphor was pure phase La₂O₂S. The phosphor of La₂O₂S∶Mn²⁺ showed hexagonal crystal structure with diverse shapes, such as spherical and rod, with average particle size of 10.22 μm. The emission and excitation spectra of the phosphor were determined by fluorospectrophotometer and the results showed that the excitation spectrum of the phosphor under 600 nm emission wavelength was excitation bands between 250 nm and 350 nm with a peak value of 303 nm. Then ,when exicited under UV 303 nm, the phosphor showed broad band emission of 550~700 nm with a peak at 607 nm. In addition, the optimal effects were obtained for the phosphor preparation when the concentration of the activator Mn²⁺ was x_Mn=0.01, the ratio of C and O (n_C / n_O) in the reactants was 0.6∶1, and the time of reaction was about 1 h. La₂O₂S∶Mn²⁺ has strong absorption of UV spectrum and can emit bright red light.     

Pt/K2La2Ti3O10催化剂的合成及其光催化分解甲醇水溶液制氢

用高温固相法合成了具有类钙钛矿型结构的层状化合物K₂La₂Ti₃O₁₀, 用XRD, UV-DRS对其进行表征. 利用不同还原方法制备了Pt/K₂La₂Ti₃O₁₀光催化剂, 并且用脉冲氢氧滴定法(HOT)测定了K₂La₂Ti₃O₁₀表面Pt的分散度. 考察了Pt/K₂La₂Ti₃O₁₀光催化分解甲醇水溶液制氢的活性. 比较了负载Pt与负载Ni和纯的K₂La₂Ti₃O₁₀的光催化活性. 研究了Pt负载量、不同还原方法对光催化分解水制氢反应活性的影响. 在最佳的Pt负载量2%(质量百分比)下, 产氢速率达到233.88 mmol·h^&;#8722;1. 讨论了该催化剂的能带结构及反应机理.     

整体式Co3O4/YSZ- -Al2O3＋CYZ催化剂上的甲烷催化燃烧

用质量比为3∶2的YSZ-γ-Al₂O₃和CeO₂-Y₂O₃-ZrO₂的混合物(以YSZA＋CYZ表示)作载体, 制备了不同Co₃O₄含量的整体式甲烷燃烧催化剂, 同时制备了分别以YSZA和CYZ为载体的催化剂作为对比, 研究了它们老化前后的反应性能, 并用BET, XPS, XRD, TPR等研究了催化剂的比表面、表面状态、晶相结构和还原性能. 结果表明, YSZ- -Al₂O₃和CeO₂-Y₂O₃-ZrO₂混合载体能有效地抑制CoAl₂O₄的生成, 并能充分发挥各自的优点, 因此负载一定量的钴后表现出很高的甲烷催化燃烧活性和抗老化性, 尤其是含8 wt% Co₃O₄的样品性能最佳, 有望成为实用的甲烷燃烧催化剂之一.     

Cr掺杂对K2La2Ti3O10光催化活性的影响

通过溶胶-凝胶法制备了层状钙钛矿结构的K₂La₂Ti₃O₁₀及Cr掺杂的K₂La₂Ti₃O₁₀，采用X-射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)等对K₂La₂Ti₃O₁₀及Cr掺杂K₂La₂Ti₃O₁₀进行了表征。以I^-为电子给体、分别在紫外和可见光辐射下研究了K₂La₂Ti₃O₁₀及Cr掺杂K₂La₂Ti₃O₁₀光催化分解水的产氢活性。采用第一性原理，计算了Cr掺杂对K₂La₂Ti₃O₁₀半导体能带结构和态密度的影响，从电子结构的变化揭示了掺杂引起光催化活性差异的原因。结果表明，Cr的掺入能够改善和提高K₂La₂Ti₃O₁₀的光解水的产氢活性；Cr改善和提高K₂La₂Ti₃O₁₀的光解水的产氢活性存在一个最佳的掺杂浓度；当Cr与Ti的物质量的比为0.02∶1时，紫外光催化分解水产氢速率为1 500 μmol·L^-1·h^-1，可见光催化分解水产氢速率为83.6 μmol·L^-1·h^-1，分别为K₂La₂Ti₃O₁₀掺杂改性前产氢速率的26和5倍。     

Ni2+在γ-Al2O3上的分散状态及负载型Ni/γ-Al2O3催化剂的α-蒎烯加氢活性

用X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫散射光谱(UV-Vis DRS)、程序升温还原(TPR)、CO化学吸附和微反测试等方法研究了Ni²⁺在γ-Al₂O₃上的分散状态和负载型Ni/γ-Al₂O₃催化剂的α-蒎烯加氢催化活性。结果表明，当Ni²⁺负载量远低于其在γ-Al₂O₃载体表面分散容量时，Ni²⁺优先嵌入载体表面四面体空位，随着Ni²⁺负载量的增加，嵌入载体表面八面体空位Ni²⁺的比例增大。由于八面体Ni²⁺易被还原为金属态Ni⁰，NiO/γ-Al₂O₃样品的还原度随Ni²⁺负载量的增加而大幅度地增加，经氢还原所得Ni/γ-Al₂O₃催化剂的CO吸附量和α-蒎烯加氢催化活性大幅度增加。对La₂O₃助剂的作用进行了研究，结果表明分散在γ-Al₂O₃上的La³⁺物种可阻止Ni²⁺嵌入γ-Al₂O₃表面四面体空位，增大了八面体Ni²⁺物种所占比例，提高了催化剂的还原度，故Ni-La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂催化活性高于Ni/γ-Al₂O₃催化剂。     

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-α的微乳液法合成及其质子导电性研究

采用微乳液法合成了La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α的共沉淀前驱体，经初烧和烧结后制得La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷样品，TEM和SEM分析结果表明陶瓷样品具有良好的微观结构，XRD分析结果表明陶瓷样品已形成了单相的LaGaO₃钙钛     

球形La2O3∶Eu纳米晶的制备及其发光特性

The spheric La₂O₃∶Eu nanocrystals were prepared using NH₃·H₂O-NH₄HCO₃ mixture as precipitant. The material was characterized by FTIR, XRD and TEM techniques. The luminescence properties of Eu³⁺ in spheric La₂O₃ were measured by three dimension spectra, emission and excitation spectra. The results indicate that the La₂O₃∶Eu nanocrystals are in hexagonal phase by annealing at 800 ℃, the crystal size is about 30 nm. The maximum emission and excitation wavelength were determined by three dimensional spectroscopy to be at 591 nm and 394 nm, respectively. In emission spectrum the band at 591 nm and 612 nm are corresponding to ⁵D₀-⁷F₁ and ⁵D₀-⁷F₂ transition of Eu³⁺ ions. With increasing in annealing temperature the differences of intensity of the two transitions are increased. This phenomenon shows that the luminescence intensity of La₂O₃∶Eu nanocrystals can be tuned by changing annealing temperature.     

单相Ba2Ti9O20柠檬酸凝胶法制备、表征及介电性能

采用柠檬酸凝胶法两步热处理工艺制备了单相Ba₂Ti₉O₂₀。干凝胶在750 ℃热处理得到了物相为BaTi₅O₁₁和Ba₄Ti₁₃O₃₀、尺寸为30～50 nm的前驱体粉体。纳米前驱体具有高表面活性，促使单相Ba₂Ti₉O₂₀在1 200 ℃热处理温度下形成。两步热处理所得的粉体比一步热处理所得的粉体具有更好的烧结和介电特性，两步热处理所得的粉体，在1 250 ℃烧结4 h，可获得理论密度为97%的Ba₂Ti₉O₂₀微波介质陶瓷，其介电性能：ε_r=38.5，Qf=19 320 GHz，τ_f=8.7×10^-6 ℃^-1。     

染料敏化太阳能电池对电极La2Mo2O7复合MWCNTs非Pt催化剂的制备与性能

通过高温固相法对醋酸镧（C₆H₉O₆La·xH₂O）与高钼酸铵（（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O）在一定条件下热解制备非Pt催化剂La₂Mo₂O₇（La₂O₃-2MoO₂）。进一步采用2种方法将La₂Mo₂O₇与多壁碳纳米管（MWCNTs）进行复合,一种是将La₂Mo₂O₇喷涂到MWCNTs表层之上得到La₂Mo₂O₇/MWCNTs,另一种是将两者均匀混合掺杂得到La₂Mo₂O₇@MWCNTs,再将上述2种复合材料应用于染料敏化太阳能电池对电极进行相应研究。通过扫描电子显微镜（SEM）表征了复合催化材料的微观形貌,X射线衍射（XRD）确定了微观结构。采用电流密度-光电压曲线、循环伏安,交流阻抗以及塔菲尔极化分析了材料的光电性能。实验结果表明在电解液I₃^-/I^-中,基于La₂Mo₂O₇/MWCNTs与La₂Mo₂O₇@MWCNTs的对电极,相同的条件下在光电池中获得的光电转换效率分别为6.09%和4.84%,明显高于MWCNTs的3.94%和La₂Mo₂O₇的0.87%。电极性能的提高可归因于La₂Mo₂O₇复合催化剂相对大的比表面积和高导电性。     

染料敏化太阳能电池对电极La2Mo2O7复合MWCNTs非Pt催化剂的制备与性能

通过高温固相法对醋酸镧（C₆H₉O₆La·xH₂O）与高钼酸铵（（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O）在一定条件下热解制备非Pt催化剂La₂Mo₂O₇（La₂O₃-2MoO₂）。进一步采用2种方法将La₂Mo₂O₇与多壁碳纳米管（MWCNTs）进行复合,一种是将La₂Mo₂O₇喷涂到MWCNTs表层之上得到La₂Mo₂O₇/MWCNTs,另一种是将两者均匀混合掺杂得到La₂Mo₂O₇@MWCNTs,再将上述2种复合材料应用于染料敏化太阳能电池对电极进行相应研究。通过扫描电子显微镜（SEM）表征了复合催化材料的微观形貌,X射线衍射（XRD）确定了微观结构。采用电流密度-光电压曲线、循环伏安,交流阻抗以及塔菲尔极化分析了材料的光电性能。实验结果表明在电解液I₃^-/I^-中,基于La₂Mo₂O₇/MWCNTs与La₂Mo₂O₇@MWCNTs的对电极,相同的条件下在光电池中获得的光电转换效率分别为6.09%和4.84%,明显高于MWCNTs的3.94%和La₂Mo₂O₇的0.87%。电极性能的提高可归因于La₂Mo₂O₇复合催化剂相对大的比表面积和高导电性。     

固-溶法制备中温固体氧化物燃料电池高性能La0.8Sr0.2MnO3-Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3阴极

研究了新型固溶法合成La_0.8Sr_0.2MnO₃（LSM）包覆Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O₃（BSCF）复合粉体（LSM-BSCF）,并探讨了其作为中温固体氧化物燃料电池阴极材料的电化学性能。LSM-BSCF阴极结合了LSM和BSCF阴极的优点,不仅增大了三相界面,而且稳定了微观结构。当温度为600-750℃时,其极化阻抗为0.61-0.09 Ω·cm²。与溶液注入法制备的高性能电极相比,极大地提高了性能稳定性。