Y2O3和CeO2复合掺杂ZrO2纳米晶的制备与表征

以ZrOCl2.8H2O,Y2O3,Ce（NO3）3.5.5H2O为原料,NH3.H2O作沉淀剂,少量表面活性剂PE作分散剂,采用反向共沉淀-喷雾干燥法,结合物理、化学分散技术,成功地制备了Y2O3,CeO2复合掺杂ZrO2纳米粉末。通过DSC-TG,XRD,XPS,BET和SEM等方法对所制得粉末进行了表征。结果表明：以Ce0.1Y0.1Zr0.8O1.95化学计量比制备的多元氢氧化物胶体经过喷雾干燥处理后,在500℃基本完成水合氧化物的分解,577℃附近完成由非晶相向立方相的转变;经过580-1000℃煅烧后,CeO2和Y2O3已经完全固溶到ZrO2中,形成类质同相体,该粉末系列均属于立方相萤石结构;掺杂进入ZrO2晶格中的Ce呈＋4价形式存在;比表面积由22.0 m^2.g^-1（580℃煅烧）减至4.97 m^2.g^-1（1000℃煅烧）;SEM结果显示800℃煅烧的该粉末颗粒尺寸分布均匀,多呈类球状,且粒径在50-80 nm。     

Cu、Ni共掺杂ZnO光催化性能及机理

以自制的Gemini表面活性剂为软模版,硝酸锌为锌源、硫酸铜为铜源、硝酸镍为镍源,采用水热法制备Cu、Ni共掺杂ZnO。用XRD、SEM-EDX、UV-Vis DRS和PL对样品进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,研究了水热时间,水热温度,煅烧时间,煅烧温度,Cu、Ni掺杂量对光催化性能的影响。结果表明:Cu和Ni均掺入到了ZnO晶格中,光催化实验表明,当水热时间8h、水热温度130℃、煅烧温度500℃、煅烧时间3 h,0.8 mg·L~(-1)的1.0%Cu-3.0%Ni/ZnO在250 W高压汞灯灯光照射90 min后对10 mg·L~(-1)罗丹明B溶液的降解率达到96.9%。     

镧、锰掺杂改性CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体的性能

采用共沉淀法制备了一系列La, Mn共掺杂的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物, 采用BET, XRD, H2-TPR, XPS和XRF等方法对样品进行表征. 结果表明, 全部样品均形成了稳定的CZA固溶体, 经600 ℃焙烧后表现出良好的织构性能, 1000 ℃老化后, La, Mn共掺杂样品具有最佳的高温稳定性; H2-TPR测试表明, La, Mn之间存在正协同效应, 共掺杂的样品具有最佳的低温还原性能和高温稳定性; XPS结果表明, 掺杂La可有效抑制在焙烧过程中Mn向表面的迁移, 从而保持较高的表面吸附氧浓度.     

化学共沉淀法制备镱掺杂二氧化锡纳米粉体

采用化学共沉淀法,以Yb(NO3)3·6H2O和SnCl4·5H2O为原料,氨水为沉淀剂,在掺杂浓度为nSn∶nYb=9∶1的条件下,合成了分散均匀的镱掺杂二氧化锡纳米粉体。利用SEM、XRD、TG-DTA、IR等分析方法对粉体的形貌、物相、结构等进行了表征。实验结果表明,当前驱体在600℃下煅烧3h时,可以获得晶化良好、四方晶相的镱掺杂二氧化锡纳米粉体。     

Cu、Ni共掺杂ZnO光催化性能及机理

以自制的Gemini表面活性剂为软模版,硝酸锌为锌源、硫酸铜为铜源、硝酸镍为镍源,采用水热法制备Cu、Ni共掺杂ZnO。用XRD、SEM-EDX、UV-Vis DRS和PL对样品进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,研究了水热时间,水热温度,煅烧时间,煅烧温度,Cu、Ni掺杂量对光催化性能的影响。结果表明：Cu和Ni均掺入到了ZnO晶格中,光催化实验表明,当水热时间8 h、水热温度130℃、煅烧温度500℃、煅烧时间3 h,0.8 mg·L^-1的1.0% Cu-3.0% Ni/ZnO在250 W高压汞灯灯光照射90 min后对10 mg·L^-1罗丹明B溶液的降解率达到96.9%。     

纳米KMn8O16粉体的室温固相合成与表征

室温或近室温固相反应要求绿色化、清洁化[1,2]。我们以KMnO4和MnCl2·4H2O为原料,用室温固相氧化还原反应制备氧化锰粉体时,得到了一种对H2O2分解具有较高催化活性的纳米KMn8O16粉体,用XRD、SEM、IR等技术对其进行了表征,发现研磨时间对粉体性能有显著影响。1　实验部分1 1　粉体的制备按摩尔比(2∶3)准确称取一定量的分析纯KMnO4和MnCl2·4H2O,分别置于玛瑙研钵中充分研细,再混合研磨,固相反应立即发生,体系颜色逐渐加深,并有刺激性气体产生,充分研磨后70℃恒温12h,固相产物依次经水洗至中性、醇洗、抽滤,真空干燥得黑色粉…     

铈基复合氧化物的结构及其对HCl催化氧化性能的影响

采用氨水共沉淀法制备了一系列铈基复合氧化物(Ce0.9M0.1O2,M=Cu、Cr、Zr、Ti、La),借助XRD、Raman、N2吸附-脱附、ESEM和H2-TPR等手段对复合氧化物的结构进行了表征,并考察了其在HCl催化氧化制Cl2过程中的性能.结果显示:Cu、Cr和Zr掺杂能显著减小复合氧化物晶粒尺寸,提高复合氧化物的比表面积和孔容,并提供更多的低温可还原氧物种.而La和Ti的掺杂可以获得较大的表面氧空位浓度以及增加高温可还原氧物种数目.复合氧化物结构和表面性质的变化显著影响了其HCl催化氧化活性,在430℃下铈基复合氧化物催化剂活性顺序为:Ce0.9Cu0.1O2Ce0.9Cr0.1O2Ce0.9Zr0.1O2Ce0.9Ti0.1O2Ce O2Ce0.9La0.1O2,低温可还原氧物种数目直接与催化剂活性有关.反应动力学测试显示催化剂低温可还原氧物种有利于HCl在催化剂表面的吸附和活化,而催化剂表面的氧空位可以促进氧分子的吸附和活化.     

La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的制备及其NO2气敏性能

利用高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3钙钛矿复合氧化物粉体。采用XRD,TEM对粉体物相组成及颗粒形貌进行表征,并以制备的两种粉体作为敏感材料分别制成管状传感器,测试了其NO2气敏性能。结果表明：采用高温固相反应法和溶胶-凝胶法在不同焙烧温度下,均可制得单相La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3粉体,采用溶胶-凝胶法在800℃焙烧2 h得到的粉体粒径约为20 nm;传感器输出电动势信号对NO2浓度之间呈良好的线性关系;溶胶-凝胶法制得粉体的气敏性能优于高温固相反应法制得粉体的气敏性能。     

稀土掺杂改性对Cu/ZnAl水滑石衍生催化剂甲醇水蒸气重整制氢性能的影响

采用原位合成法在γ-Al_2O_3表面合成了锌铝水滑石,再通过顺次浸渍法制备了一系列掺杂稀土改性的M(M=Y、La、Ce、Sm、Gd)/Cu/Zn Al催化材料,并将其应用于甲醇水蒸气重整制氢反应。探讨了稀土掺杂改性对Cu/Zn Al催化剂催化性能的影响,并采用XRD、SEM-EDS、BET、H2-TPR、XPS和N2O滴定等手段对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的活性与Cu比表面积和催化剂的还原性质密切相关,Cu比表面积越大,还原温度越低,催化活性越高。稀土Ce、Sm、Gd的引入能改善活性组分Cu的分散度、Cu比表面积以及催化剂的还原性质,进而提高催化剂的催化活性。其中,Ce/Cu/Zn Al催化剂表现出最佳的催化活性,在反应温度为250℃时,甲醇转化率达到100%,CO含量为0.39%,相比Cu/Zn Al催化剂,甲醇转化率提高了近40%。     

水热产物γ-AlOOH在高温煅烧过程中的α相变及形貌演变

采用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对化学沉淀法制备的氢氧化铝凝胶及水热处理后的产物进行了在高温煅烧过程中的α相变及形貌演变的对比研究.结果表明,氢氧化铝新鲜胶体经水热处理后提高了高温煅烧时α相变的开始温度,但完成α相变的速度没有明显变化.在1150℃下煅烧1h,由水热合成的长条六角板状晶粒转变的氧化铝过渡相开始转化形成α相,形貌基本不变;在1200℃下煅烧1h,基本上完成α-Al2O3的转化,粉体为多孔的多边形片状颗粒,粒度0.6μm左右,内孔1嘶m左右;在1250℃下煅烧1h,粉体完全转化为α--Al2O3,形貌变化不大,但有轻微的烧结.     

稀土掺杂PbO2电极的制备及催化性能研究

以SnCl4.5H2O,Sb2O3,La（NO3）3（或Nd（NO3））为前驱体（摩尔比分别为Sn∶Sb∶La（Nd）=100∶6∶（0.5,1,2）,制备稀土（La,Nd）掺杂Sn,Sb溶胶,以钛电极为基体,用溶胶-凝胶法制备稀土（La,Nd）掺杂SnO2中间层,热处理温度为450和500℃,热处理时间共5 h;采用电沉积法制备PbO2表面层,得到改性PbO2阳极,优化了制备改性PbO2电极的稀土掺杂量。以含油污水为目标有机物,借助于CODCr去除情况分析电极的电催化氧化能力;分析了电极结构与电催化特性之间的关系。采用SEM和XRD分析了制备电极的表面形貌、晶体结构并通过电化学工作站对其析氧电位进行了表征分析。结果表明,中间层掺杂La元素的电极,掺杂比为Sn∶Sb∶La=100∶6∶1时电极性能最好;而中间层掺杂Nd元素,掺杂比为Sn∶Sb∶Nd=100∶6∶2时电极的性能最好,此比例时电极对目标有机物CODCr去除率分别为91.90%和90.93%。     

La2O3∶Sm发光粉的合成与发光性质的研究

以La2O3和Sm2O3为原料, 用碳酸盐沉淀法制备了La2O3: Sm3+发光粉, 并分别用XRD, SEM 和发光光谱及寿命进行了表征. La2O3晶相的形成温度为800 ℃, 其发光强度随温度升高而增强. La2O3基质中Sm3+的最佳掺杂浓度为1.5%(摩尔分数).     

掺杂La2O3的SnO2纳米颗粒的制备及对三甲胺气敏性能的研究

采用均相沉淀法制备了SnO2以及掺杂不同La2O3质量比的SnO2纳米颗粒,对材料进行TG-DTA热分析、Zeta电位测定及XRD表征,将材料制作成烧结式La2O3-SnO2复合材料气敏元件,并测试了元件对三甲胺的气敏性能。研究表明:所得粉体粒径在4~10nm之间,且SnO2粉体粒径随La2O3掺杂量的增加而减小。少量La2O3的掺杂显著改善了SnO2对低浓度TMA的灵敏度,工作电压5V时,La2O3掺杂量为5wt%的SnO2纳米颗粒对12μg/L和173μg/L TMA的灵敏度分别达到6.4和120。     

La2O3：Sm发光粉的合成与发光性质的研究

以La2O3和Sm2O3为原料，用碳酸盐沉淀法制备了La2O3:Sm^3 发光粉，并分别用XRD，SEM和发光光谱及寿命进行了表征，La2O3晶相的形成温度为800℃，其发光强度随温度升高而增强，La2O3基质中Sm^3 的最佳掺杂浓度为1．5％（摩尔分数）。     

镧掺杂水滑石材料的热分解过程研究

采用共沉淀法制备了系列La掺杂改性的含Cu类水滑石,高温焙烧得到其衍生混合氧化物材料,并用XRD,TG-DSC,FT-IR等对材料进行表征.结果表明,前驱物XRD图谱呈典型的水滑石衍射特征且颗粒结晶良好;经800℃焙烧后,掺杂La2O3含量为5.1%的样品仅有Mg1-xFexO晶相出现,说明La的掺杂提高了材料的高温稳定性,混合氧化物中的Cu离子呈高分散状态.     

柱状Co_3O_4催化剂的乏风催化燃烧性能（英文）

通过两步法成功合成了由纳米粒子组装成的柱状Co_3O_4。第一步是通过简单的冷凝回流法合成柱状CoC2O4·2H2O。第二步将所制备的柱状CoC2O4·2H2O在350℃下煅烧2 h,使其分解形成Co_3O_4而不破坏原始形貌。通过粉末X射线衍射(PXRD),X射线光电子能谱(XPS),氮气吸附-脱附,扫描电镜(SEM),高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和H2程序升温还原(H2-TPR)表征柱状Co_3O_4的物化性质。结果表明,柱状Co_3O_4对乏风甲烷燃烧的催化活性远远高于商业Co_3O_4。柱状Co_3O_4优异的催化性能可能归因于其表面较高的Co3+含量,较高的表面吸附氧和大量暴露的{111}晶面族。     

La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2．5-δ阴极材料的合成与电导率研究

采用低温燃烧合成技术制备了La1-xSrxCu0．9Fc0．1O2．5-δ（x=0．1-0．4）粉体。利用X-射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）技术对粉体的性能进行了表征。XRD结果表明，经800℃焙烧的La0．9Sr0．1Cu0．9Fe0．1O2．5-δ粉体的对称性较低，未形成钙钛矿结构，其余La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ（x=0．2-0．4）粉体为四方钙钛矿结构，晶体结构参数之间满足关系式a=b≈2√2c。DTA结果证明La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ在800℃以下是热力学稳定的，不会发生分解反应。采用直流四电极法测试了La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ试样在100-800℃之间的电导率。试样的电导率^ln（σT）与1／T之间呈很好的线性关系，说明La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制。Sr掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响，当Sr掺杂量为0．3时，La1-xSrxCu0．9Fe0．1O2．5-δ的电导率最高，电导活化能最小。     

Zr掺杂对La（Ba）ZrxCo1-xO3-δ钙钛矿催化N2O分解性能的影响（英文）

采用溶胶凝胶法制备了Zr掺杂的钴基钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ,并将其用于航天推进剂领域的高浓度N2O催化分解反应.发现Zr的引入明显提高了钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ的催化活性,尤其是当Zr掺杂量分别为0.05和0.2时,LaZrxCo1-xO3-δ和BaZrxCo1-xO3-δ催化剂性能较为优异.应用N2物理吸附、X射线衍射、H2程序升温还原、O2程序升温脱附和氧脉冲吸附技术表征了Zr掺杂对La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ催化剂的物化性质的影响.结果表明,Zr掺杂增大了钴基钙钛矿的比表面积,改善了晶格结构,从而提高了钴物种的还原及氧吸附脱附能力,因而催化剂上N2O分解活性增加.     

Zr掺杂对La(Ba)Zr_xCo_(1-x)O_(3-δ)钙钛矿催化N_2O分解性能的影响(英文)

采用溶胶凝胶法制备了Zr掺杂的钴基钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ,并将其用于航天推进剂领域的高浓度N2O催化分解反应.发现Zr的引入明显提高了钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ的催化活性,尤其是当Zr掺杂量分别为0.05和0.2时,LaZrxCo1-xO3-δ和BaZrxCo1-xO3-δ催化剂性能较为优异.应用N2物理吸附、X射线衍射、H2程序升温还原、O2程序升温脱附和氧脉冲吸附技术表征了Zr掺杂对La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ催化剂的物化性质的影响.结果表明,Zr掺杂增大了钴基钙钛矿的比表面积,改善了晶格结构,从而提高了钴物种的还原及氧吸附脱附能力,因而催化剂上N2O分解活性增加.     

纳米晶ZrO2:Sm3+的制备与发光性质研究

用化学共沉淀法制备了Sm3 掺杂浓度不同、煅烧温度不同的纳米晶ZrO2:Sm3 系列发光粉体,所制备的粉体均具有Sm3 离子特征强室温荧光发射.通过XRD分析发现:经600℃煅烧2 h后制备的纳米晶ZrO2:Sm3 是四方相结构;经800℃煅烧2 h得到的样品,以四方相为主,有少量单斜相;经950℃煅烧2 h后得到的样品,以单斜相为主,四方相的比例较小.不同煅烧温度下样品发光性质研究表明:因经不同温度煅烧制备的样品所处晶体场环境不同,发光中心也不同,经800和950℃煅烧的样品中稀土离子占据两种不同的格位,其一为四方相格位,其二是单斜相格位;ZrO2基质与Sm3 之间有能量传递,单斜相结构更有利于能量传递.荧光强度与掺Sm3 浓度关系研究表明:荧光强度先随Sm3 浓度提高而增强,在浓度达0.7%(摩尔分数)时达到最大,然后又随之降低.