铁酸盐MFe2O4的氢气还原热失重分析和氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ的制备条件

使用程序升温(298-843K)和等温(523K、573K和623K)热失重分析研究了多种方法制备的尖晶石结构铁酸盐MFe₂O₄(M=Fe、 Mn、 Co、 Ni)的还原行为,讨论了铁酸盐的制备方法、粒径和比表面积对其还原性能的影响。根据程序升温过程中和等温还原下铁酸盐的失重量分别定量地测定了其活化速度和失氧速度,得出了制备氧缺位铁酸盐MFe₂O_4-δ(0<δ≤1)的最佳温度和时间。     

铁酸盐MFe2O4的氢气还原热失重分析和氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ的制备条件

使用程序升温（２９８－８４３Ｋ）和等温（５２３Ｋ、５７３Ｋ和６２３Ｋ）热失重分析研究了多种方法制备的尖晶石结构铁酸盐ＭＦｅ２Ｏ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）的还原行为,讨论了铁酸盐的制备方法、粒径和比表面积对其还原性能的影响。根据程序升温过程中和等温还原下铁酸盐的失重量分别定量地测定了其活化速度和失氧速度,得出了制备氧缺位铁酸盐ＭＦｅ２Ｏ４－δ（０＜δ≤１）的最佳温度和时间。     

氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ的性质研究

使用XRD、M(o)ssbauer谱及化学组成分析考察了氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ(δ＞0,M＝Fe,Co,Mn,Ni)的晶格常数、磁性、稳定性及还原性.结果表明,氧缺位铁酸盐MFe2O4-δ(δ＞0)的晶格常数比MFe2O4+δ(δ≥0)的大,M(o)ssbauer谱内磁场却更小.MFe2O4-δ(δ＞0)随着氧缺位程度δ的增大,晶格常数增大,内磁场减小.MFe2O4-δ在室温下空气中是不稳定的,只能在惰性气体中低温(＜673K)下稳定存在.MFe2O4-δ具有较强的还原能力,在573K下能将CO2还原成C.     

氧缺位铁酸盐MFe2O4—δ的性质研究

使用ＸＲＤ，Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱及化学组成分析考察了氧缺位铁酸盐ＭＦｅ２Ｏ４－δ的晶格常数，磁性，稳定性及还原性。结果表明，氧缺位铁酸盐ＭＦｅ２Ｏ４－δ晶格常数比ＭＦｅ２Ｏ４＋δ的大，Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱内磁场却更小。ＭＦｅ２Ｏ４－δ随着氧缺位程度δ的增大，晶格常数增大，内磁场减小。     

氮掺杂MnCo2O4/N-KB的制备及氧还原催化性能

以Mn(Ac)_2和Co(Ac)_2作为前驱体,导电碳Ketjenblack (KB)作为负载碳源,采用水解-水热法制备氮掺杂的MnCo_2O_4/N-KB催化剂材料,对其结构特征和碱性溶液中氧还原反应的催化性能进行表征,并进一步分析其氧还原反应活性。结果表明:MnCo_2O_4/N-KB催化剂的形态是KB骨架上生长纳米级MnCo_2O_4,并且在N-KB和MnCo_2O_4之间形成化学耦合,产生协同作用,有效提高了MnCo_2O_4/N-KB催化剂的氧还原活性。MnCo_2O_4与N-KB的质量比为1∶9时,MnCo_2O_4/N-KB催化剂在O_2饱和0.1mol·L~(-1)KOH溶液中对氧还原反应的电催化性能最佳,反应的极限电流密度为5.7 mA·cm~(-2),半波电位接近0.81 V,电子转移数为4。在相同负载量下,MnCo_2O_4/N-KB催化剂相比商用Pt/C(电流密度5.2 mA·cm~(-2),半波电位0.83 V)有着更高的极限电流密度和耐久性。     

氧缺位铁酸盐的制备及结构与还原行为的研究

在３５８Ｋ下用２００ｍｌ／ｍｉｎ的空气氧化碱性悬浮液合成了ＭＦｅ_２Ｏ_（４＋δ）（δ≥０，Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ），并在５７３Ｋ下用４０ｍｌ／ｍｉｎ的Ｈ_２还原ＭＦｅ_２Ｏ_（４＋δ）制备了氧缺位铁酸盐ＭＦｅ_２Ｏ_（４－δ）（δ＞０）。用ＸＲＤ、Ｍｓｓｂａｕｅｒ谱等测试方法对铁酸盐的结构进行了表征，考察了铁酸盐的组成及第二金属组分（Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）对铁酸盐还原性能的影响。在Ｈ_２还原３ｈ内，铁酸盐氧缺位程度随还原时间增加而增大，晶格常数也相应增大；５ｈ以上，铁酸盐将被还原为ＭＯ－ＦｅＯ或α－Ｆｅ，晶格常数几乎不变。按Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ顺序，ＭＯ与ＦｅＯ的相互作用能力、ＭＯ－ＦｅＯ固溶体的稳定性及铁酸盐还原为ＭＯ－ＦｅＯ的能力均增强，ＭＯ－ＦｅＯ进一步还原为α－Ｆｅ的能力却减弱。     

吸光度对Ce0.9Ln0.1O2-δ固溶体氧缺位浓度观测值的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Ce_0.9Ln_0.1O_2-δ固溶体,通过Raman光谱和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)考察了吸光度对氧缺位浓度观测值(A₅₇₀/A₄₆₀)的影响。结果表明,氧缺位浓度观测值取决于Ce_0.9Ln_0.1O_2-δ固溶体样品对Raman激发光的吸收。当样品对激发光吸收较弱时,观测到样品整体信息;当样品对激发光吸收较强时,只观测到样品表面信息。由于氧缺位的表面富集,使得样品表层的氧缺位浓度观察值较大。     

Fe2O3/Al2O3氧载体制备方法的研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法、低热固相合成法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备铁基氧载体Fe₂O₃/Al₂O₃,并通过物理和化学表征手段来筛选和优化制备方法和制备工艺。对煅烧后的氧载体进行硬度测试,结果表明,溶胶-凝胶法、共沉淀法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备的氧载体硬度较高;载体的X射线衍射(XRD)谱图表明,各种制备方法均能制得物相组成为Fe₂O₃/Al₂O₃的氧载体,且随着煅烧温度的提高、煅烧时间的延长,氧载体的结晶度、晶体粒径逐渐增大,煅烧温度1 200℃的氧载体的机械性能、晶体结构、晶相组成更稳定。借助化学吸附仪的程序升温还原(TPR)实验表征氧载体的反应活性,并计算氧载体活性度。综合物理和化学表征实验结果表明,最优制备方法为溶胶-凝胶法和冷冻成粒法。     

复合多铁材料NiFe2O4/BaTiO3的制备及性能

采用溶胶-凝胶与固相反应相结合的方法制备了xNiFe2O4/(1-x)BaTiO3(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)系列复合多铁材料.X射线衍射(XRD)结果表明,复合材料中只含有钙钛矿结构的BaTiO3和尖晶石结构的NiFe2O4,说明共烧过程中两者未发生明显的化学反应,铁电相与铁磁相共存.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明材料内部是异质结构的,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果进一步说明了NiFe2 O4和BaTiO3共存,并且在两种物质的接触处能够看到清晰的界面.这种由BaTiO3和NiFe2 O4组成的复合材料对外同时表现出铁电性和铁磁性.电滞回线结果表明,该复合材料具有铁电性,但存在着一定的漏电.介电频谱表明材料的介电常数随着频率的升高而下降,在低频下达到定值,并且铁磁相的含量对材料的介电性有影响.磁性能测试结果表明材料的磁性源于NiFe2O4,并且磁性随着NiFe2O4含量的增加而增强.     

熔融盐法制备LiMn2O4材料的合成条件研究

采用熔融盐法制备锂离子电池正极材料LiMn₂O₄,对制备过程中熔融盐种类、焙烧时间和焙烧温度等影响因素进行了系统研究。通过XRD、SEM和充放电测试,研究了产物的组成结构、形貌及电化学性能。研究结果表明,合成的LiMn₂O₄样品具有完整的尖晶石结构;样品的粒径分布范围小,平均粒径为几百纳米;优化实验条件之后制备得到的材料,在电压范围3.3～4.3 V,充放电电流值为60 mA·g^-1(0.5C)时     

KCl熔盐法制备LiMn2O4

采用熔盐法合成了LiMn₂O₄。熔盐的使用可以使原来固相反应的高温焙烧时间缩短。合成获得的材料结晶良好，颗粒大小在数百个纳米左右，有较明显的团聚现象。该材料的初始容量为113 mAh·g^-1，循环性能优良，前100次的容量平均衰减率在0.05%左右；倍率性能亦非常优秀，8 C放电时的容量为1 C放电容量的93%以上。熔盐的用量在4倍于Li⁺以上时，对材料的结构形貌和性能都没有明显影响。     

介孔MgAl2O4涂层整体式氢气燃烧催化剂的制备与表征

以广义酸-碱对理论为依据,报道了一种仅利用纯无机碱和盐为原料在蜂窝陶瓷载体上制备介孔MgAl2O4涂层的方法,并通过原位酸碱反应对涂层进行CexZr1-xO2修饰和Pt的负载,成功制备出具有高催化活性的整体式氢气燃烧催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)以及N2吸/脱附分析仪表征了催化剂的微观结构.结果表明复合涂层不仅具有均匀的微晶结构,而且具有高的比表面积(>250m2·g-1)和大的孔容(0.32cm3·g-1).氢气催化燃烧反应结果显示,制备的整体式催化剂具有很高的催化活性,可以在室温下快速起燃,并且氢气的初始转化率达到95%以上.     

溶剂热-热解法制备具有纳米孔结构的Co3O4

Nanoporous rhombohedral Co₃O₄ was synthesized by thermal decomposition of the precursor obtained via a solvothermal method in the presence of Co(CH₃COO)₂·4H₂O, urea, sodium dodecyl sulfate (SDS), ethanol and water. The calcined sample was characterized by XRD, FTIR, SEM, TG-DTA, Nitrogen adsorption-desorption, cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge measurements. The results show that the calcined sample at 400 ℃ is rhombohedral structure Co₃O₄ with nano-porosity assembled by uniform nanosheets. The BET surface area is 49 m²·g^-1 and its specific capacitance as single electrode is up to 233.4 F·g^-1 at 5 mA·cm^-2 current density.     

脊椎状NiCo2O4纳米棒的制备及其析氧和氧还原性能研究

以水热法并进一步焙烧合成脊椎状NiCo₂O₄纳米棒,通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和热重分析仪（TG）等来表征其结构形态及热稳定性.采用线性扫描法（LSV）、循环伏安（CV）研究所制备催化剂的在玻碳和旋转圆盘电极上的电催化活性：在0.1 mol·L^-1 KOH溶液中的电催化析氧反应（OER）和电催化氧还原反应（ORR）.研究结果表明,所制备的脊椎状NiCo₂O₄纳米棒有大量的不饱和态,200℃焙烧制备的脊椎状NiCo₂O₄纳米棒析氧过电位最小可达309 mV,Tafel斜率145.6 mV/dec,其氧还原极限电流密度在1600 rmp可达到5.095 mA·cm^-2,电子转移数在3.2~3.8之间,接近四电子转移机理,其优良电化学性能可能是由于暴露了更多的边缘缺陷的缘故.     

WS2/CuGa2O4复合材料的制备及其气敏性

采用共沉淀法制备了CuGa₂O₄纳米材料,并利用水热法制备了一系列WS₂/CuGa₂O₄复合材料。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对制备的材料进行了物相组成、表面形貌以及元素价态的分析。研究了WS₂的复合量对CuGa₂O₄材料检测乙醇气体敏感性能的影响。实验结果表明,当WS₂与CuGa₂O₄质量比为1%时,该复合材料制备的传感器在室温下对100μL·L^-1乙醇气体表现出345.3的灵敏度,响应时间和恢复时间分别为184和69 s,且最低检测限为0.1μL·L^-1。     

WS2/CuGa2O4复合材料的制备及其气敏性

采用共沉淀法制备了CuGa₂O₄纳米材料,并利用水热法制备了一系列WS₂/CuGa₂O₄复合材料。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对制备的材料进行了物相组成、表面形貌以及元素价态的分析。研究了WS₂的复合量对 CuGa₂O₄材料检测乙醇气体敏感性能的影响。实验结果表明,当 WS₂与 CuGa₂O₄质量比为 1%时,该复合材料制备的传感器在室温下对 100 μL·L^-1乙醇气体表现出 345.3 的灵敏度,响应时间和恢复时间分别为 184 和 69 s,且最低检测限为 0.1μL·L^-1。     

氮掺杂碳纳米管负载Co3O4氧还原电催化剂的制备与性能

以碳纳米管(CNT)为原料,通过负载维生素B₁₂,简单热解得到了一种氮掺杂碳纳米管(N/CNT)负载低含量Co₃O₄纳米颗粒的氧还原电催化剂(Co₃O₄@N/CNT)。得益于均匀分散的Co₃O₄纳米颗粒以及氮掺杂,Co₃O₄@N/CNT表现出了优异的氧还原催化性能,其半波电位达到了0.844 V(vs RHE),超越了商业Pt/C(0.820 V(vs RHE))。与Pt/C相比,基于Co₃O₄@N/CNT组装的锌-空气电池表现出了更优的放电性能和循环稳定性。     

氮掺杂碳纳米管负载Co3O4氧还原电催化剂的制备与性能

以碳纳米管(CNT)为原料,通过负载维生素B₁₂,简单热解得到了一种氮掺杂碳纳米管(N/CNT)负载低含量Co₃O₄纳米颗粒的氧还原电催化剂(Co₃O₄@N/CNT)。得益于均匀分散的Co₃O₄纳米颗粒以及氮掺杂,Co₃O₄@N/CNT表现出了优异的氧还原催化性能,其半波电位达到了0.844 V(vs RHE),超越了商业Pt/C(0.820 V(vs RHE))。与Pt/C相比,基于Co₃O₄@N/CNT组装的锌-空气电池表现出了更优的放电性能和循环稳定性。     

Gd0.2Ce0.8O2包覆LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极制备及性能

应用丝网印刷和共烧结制备LaNi0.6Fe0.4O3-δ/Sc0.1Zr0.9O1.95/LaNi0.6Fe0.4O3-δ对称电池.以硝酸铈和硝酸钆为原料,柠檬酸作燃料,燃烧合成Gd0.2Ce0.8O2(GDC)包覆的LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)阴极.实验表明,在750oC工作温度下,纯LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极的极化电阻为0.70Ω.cm2,而21.3%(by mass,下同,如无特殊标注均为质量分数)GDC包覆的LNF-GDC复合阴极的极化电阻最小(0.13Ω.cm2),活化能最低(136.80 kJ.mol-1),故其阴极性能最佳.GDC的包覆加速了气体/阴极/电解质三相界面反应区的扩散过程,降低了阴极极化电阻.     

石墨烯-铁卟啉复合材料的制备及其H2O2传感器应用研究

本文通过π-π非共价键的方式合成了具有仿生功能的石墨烯-铁卟啉复合材料,并将其修饰在玻碳电极上,制备成一种新型的无酶H2O2传感器。利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及电化学阻抗谱(EIS)对合成材料进行了表征,并研究了该传感器对H2O2的电催化还原性能。实验结果表明,该传感器对H2O2具有较好的催化还原效果,能够在-0.24V电位下对H2O2进行测定;其对H2O2的线性检测范围为5.0×10-7～1.975×10-4 mol/L,检测限为4.1×10-7 mol/L。