纳米ZnO改性对A12O3微滤膜孔径分布及渗透通量的影响

以Zn(NO3)2和尿素为主要原料,采用均相沉淀法对Al2O3微滤膜进行了纳米ZnO修饰改性,研究了改性溶液中Zn(NO3)2浓度和改性次数对Al2O3微滤膜孔径分布、孔隙率和纯水渗透通量的影响.结果表明:Zn(NO3)2浓度增大和改性次数增加时,膜孔径和孔隙率明显减小,孔径分布变窄.当Zn(NO3)2浓度为0.3 mol/L并经2次改性后,可在Al2O3微滤膜孔表面形成致密的纳米ZnO改性涂层,改性膜平均孔径约为0.80 pn且孔径分布最窄,在膜平均孔径减小25.2;的情况下,水通量可提高49.3;.     

工艺因素对α-Al2O3微滤膜纳米ZnO改性涂层显微结构的影响

以硝酸锌和尿素为原料,采用共沉淀法在α-Al2O3微滤膜孔内表面制备了纳米ZnO涂层.实验考察了反应物浓度、反应温度和反应时间对纳米ZnO涂层显微结构的影响规律,同时结合TEM对该涂层的显微结构进行观察分析.结果表明:当硝酸锌浓度为0.3 mol/L、尿素浓度为0.6 mol/L、反应温度为95 ℃、反应时间为4 h时,ZnO涂层的晶粒细小均匀、结构致密且表面具有良好的平整度.采用该ZnO涂层改性后的α-Al2O3微滤膜,其过滤效率得到了明显提高,水通量最大增幅达到45.6;.     

氧化物纳米涂层显微结构对α-Al2O3微滤膜水通量的影响

在孔径为φ0.30μm左右α-Al2O3微滤膜其孔内表面涂覆ZnO、SnO2、TiO2纳米涂层,均可以显著地提高膜的水通量.实验考察了纳米涂层的显微结构对改性后的α-Al2O3微滤膜水通量的影响规律.结果表明:当改性氧化物的晶粒尺寸在4～7 nm之间,涂层的厚度为10～15 nm并且涂层表面具有良好平整度时,对于不同的氧化物改性后的α-Al2O3微滤膜的水通量可以提高19.4;～49.6;.     

退火温度对纳米晶ZrO_2发光和ZrO_2∶Pr~(3+)能量传递的影响

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2和ZrO2∶Pr3+,通过XRD对材料的晶体结构、颗粒尺寸进行了表征,研究了退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响,探讨了ZrO2的发光机制,研究了退火温度对ZrO2∶Pr3+能量传递的影响,给出了基质ZrO2与Pr3+离子间的能量传递模型。结果表明:随着退火温度的提高,纳米晶ZrO2由四方相转变为单斜相,颗粒尺寸增大;ZrO2的发射谱是一个中心位于470 nm的宽带,发光强度随退火温度升高而增强;基质ZrO2向激活离子Pr3+的能量传递方式为无辐射过程,高温退火有利于基质向Pr3+离子的能量传递,这种现象与退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响有关。     

退火温度对纳米晶ZrO2发光和ZrO2:Pr3+能量传递的影响

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2和ZrO2:Pr3+,通过XRD对材料的晶体结构、颗粒尺寸进行了表征,研究了退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响,探讨了ZrO2的发光机制,研究了退火温度对ZrO2∶ Pr3+能量传递的影响,给出了基质ZrO2与Pr3+离子间的能量传递模型.结果表明:随着退火温度的提高,纳米晶ZrO2由四方相转变为单斜相,颗粒尺寸增大;ZrO2的发射谱是一个中心位于470 nm的宽带,发光强度随退火温度升高而增强;基质ZrO2向激活离子Pr3+的能量传递方式为无辐射过程,高温退火有利于基质向Pr3+离子的能量传递,这种现象与退火温度对纳米晶ZrO2发光性质的影响有关.     

ZrO2:Tb3+纳米晶的制备与发光研究

本文用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2:Tb3+荧光粉,并对它的晶体结构、颗粒大小和光致发光性质进行了表征.XRD测试结果表明:以此工艺制备的纳米晶ZrO2:Tb3+含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相所占比例随着Tb3+离子浓度的提高而提高,Tb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用.纳米晶ZrO2:Tb3+粉体中Tb3+的强室温特征发射的两个主发射带为5D3→7F1和5D4→7F1的跃迁.荧光强度与Tb3+浓度的关系研究表明:5D3和5D4能级有不同的猝灭规律,由于(5D3,7F6)→(5D4,7Fo)的交叉弛豫,使得5D3→7F5跃迁的猝灭浓度较低,在我们的实验中,掺1.5;摩尔分数Tb3+时5D3→7F1跃迁发射最强,掺6;摩尔分数Tb3+时5D4→7F1跃迁发射最强.     

304不锈钢表面氧化锆薄膜的腐蚀特性研究

采用溶胶-凝胶工艺在304不锈钢基体表面制备了经600℃烧结热处理的一、二、三层ZrO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对ZrO2薄膜晶体结构和表面形貌进行了表征.结果表明:ZrO2主要为四方相结构,并伴有少量的单斜相;随着薄膜层数的增加,薄膜表面形貌逐渐改善,晶粒尺寸逐渐减小.利用电化学工作站分析了涂膜前后样品在5; NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果显示:ZrO2薄膜能够有效提高不锈钢的耐腐蚀能力,且随着薄膜层数的增加,样品的自腐蚀电流密度逐渐减小,自腐蚀电位与极化电阻值逐渐增大,耐腐蚀性能逐渐提高.     

流动电势测量法表征Al2O3微滤膜的表面电荷性能

本文通过错流过滤方式下的流动电势测量对氧化铝微滤膜的电动性能进行表征,研究了过滤介质溶液pH、电解质种类和浓度等对膜的电动性能的影响.结果表明,膜流动电势大小取决于过滤溶液pH、电解质溶液种类和浓度.采用浓度为10-3M 的NaCl溶液为过滤介质时,膜的等电点为6.1,而采用相同浓度的CaCl2 和Na2SO4溶液时,由于对Ca2+和SO42-的特定吸附,膜等电点分别增大至6.8和减小至5.6.由于Ca2+和SO42-在膜孔表面存在特定吸附,溶液离子浓度提高导致膜的等电点和表面净电荷符号改变,而NaCl溶液浓度提高仅使膜流动电势逐渐减小,但等电点不变.     

基于脉冲电铸技术Ni-ZrO2纳米梯度功能材料的制备工艺

研究了在脉冲复合电铸过程中,当其它工艺参数一定时,镀液中纳米ZrO2颗粒含量、脉间、脉宽和阴极电流密度对复合电铸层中ZrO2复合量和沉积速率以及脉冲参数对复合电铸层表面形貌的影响,并对所制备复合电铸层的横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明,通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料.     

TiCl3水热合成纯金红相和锐钛相TiO2纳米晶体

本文采用水热法,以TiCl3为前驱物,在180℃反应24h,合成了金红相纳米TiO2棒状晶体,晶体直径为50~100nm,长度为100~200nm。当添加10mol/L NaCl作矿化剂时,晶体长度达到600~800nm。当溶液中添加KF浓度为0.05mol/L时,生成物仍为金红相,晶体直径约为50nm,长度约为100nm。当溶液中添加KF浓度为0.7mol/L时,生成纯锐钛相纳米TiO2,晶体颗粒均匀,呈四方形,边长100nm左右。当KF浓度为1mol/L时,生成物仍为锐钛相,但晶体边长降为50nm左右。实验结果表明氟离子对锐钛相的形成有很强的诱导作用。     

自蔓延燃烧法制备ZrO2纳米粉体

以氧氯化锆为原料,采用一种低温而且快速的溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了纳米ZrO2粉体颗粒,通过X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析探讨了柠檬酸与金属离子的物质的量比和杂质离子NH;和Cl-的存在对ZrO2粉体颗粒的形成和粉末晶粒尺寸大小的影响.本次试验成功的制备了粒径为30～90 nm的近球形ZrO2纳米颗粒,试验结果表明,NH4+和Cl-两种离子的存在阻碍了ZrO2粉体长大形成更大的颗粒,柠檬酸与金属离子的物质的量比例越大,燃烧产生的瞬间高温越容易使ZrO2粉体颗粒长大.     

Y2O3/ZrO2复合泡沫陶瓷烧结的初步研究

本文采用有机泡沫浸渍法制备了Y2O3/ZrO2双层复合、Y2O3/Y2O3-ZrO2/ZrO2三层复合及Y2O3和ZrO2单相泡沫陶瓷,分析了两种复合泡沫陶瓷层间的结合及各层显微结构随烧结温度的变化,并与单相氧化物陶瓷进行了对比。结果表明:双层复合陶瓷层间有较大缝隙,这是因为两种氧化物陶瓷烧结不同步造成的。三层复合陶瓷中Y2O3-ZrO2混合中间层的存在减弱了Y2O3、ZrO2烧结不同步引起的层间应力,层间结合明显改善,并大大减少了泡沫陶瓷表面宏观裂纹。两种复合陶瓷的ZrO2内层的烧结程度都低于单相ZrO2,这主要是因为先于ZrO2烧结的Y2O3外层阻碍了内部气体的排出从而阻碍ZrO2的烧结所致。     

基于原子层沉积的氧化锆薄膜工艺优化研究

利用原子层沉积技术(Atomic layer deposition, ALD)进行ZrO2薄膜工艺研究,获得了低温下ZrO2薄膜ALD的最佳工艺条件.分析了在低温下前驱体脉冲时间,吹扫时间生长工艺条件对薄膜性能的影响.以四(二甲基氨)基锆(TDMAZ)和H2O为前驱体,制备了均匀性良好,表面粗糙度低,可见光透过率高,水汽阻挡效果良好的ZrO2薄膜.     

通过SiO2涂层改善BaSi2O2N2∶Eu2荧光粉的热性能

本文研究了SiO2涂层对BaSi2O2N2∶ Eu2蓝绿色荧光粉发光性能和热性能的影响.采用溶胶-凝胶法制备了SiO2包覆的BaSi2O2N2∶Eu2+蓝绿色荧光粉.实验结果表明,最佳镀膜量为6wt;,当镀膜量大于此值时,荧光粉亮度迅速降低.涂覆SiO2后,在150℃下BaSi2O2 N2∶Eu2荧光粉的热猝灭性能提高了2.4;,在500℃热降解后荧光粉的发光性能提高了15;.SiO2涂层显著提高了BaSi2O2N2∶Eu2+荧光粉的热稳定性.SiO2涂层的作用机理是在荧光粉表面和氧化气氛之间形成阻挡层,保护Eu2的发光中心在热加热过程中不被氧化.     

不同表面活性剂对纳米ZnO/ZrO2的制备和脱硫性能的影响

研究不同表面活性剂对采用共沉淀-真空冷冻干燥法制备的ZnO/ZrO2纳米催化剂的结构和物相变化的影响,并在模拟烟气中利用气相色谱仪进行脱除SO2性能的测定.结果表明,表面活性剂的引入可以降低纳米ZrO2的平均晶粒度.与吐温80、PEG-400和PVA相比,柠檬酸铵和DBS抑制晶核生长的能力更大,从而纳米ZrO2的平均晶粒尺寸更小,脱硫率更高;由于PEG-400具有络合正离子的能力,可防止纳米活性组分的团聚和长大,其催化吸收SO2的性能最好.     

Morphology and crystal phase evolution of doctor-blade coated CuInSe2 thin films

CuInSe₂ (CIS) chalcopyrite thin films were prepared using a low-cost, non-vacuum doctor-blade coating and the thermal annealing method. An acetone-based precursor solution containing copper chloride, indium chloride, selenium chloride, and an organic binder was deposited onto a Mo-sputtered soda lime glass substrate using a doctor-blade coating method. After coating, the precursor films were annealed in a quartz tube furnace under low vacuum without the use of a Se atmosphere or reduction conditions. Evolution of the morphology, crystal structure, and thermal decomposition behavior of the films was analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and thermogravimetric analysis, and the film formation mechanism was suggested. The as-deposited precursor film gradually decomposed with increase in temperature and formed Cu_2−xSe and In₂Se₃ nuclei on the surface of the film. Incorporation of Cu_2−xSe with In₂Se₃ yielded a chalcopyrite CIS phase, which crystallized on annealing above 400 °C. The obtained CIS film showed low-resistive ohmic behavior with a Mo electrode and a high absorption efficiency for visible–infrared (IR) light, making it suitable for use in photovoltaic applications.     

聚乙二醇用于注凝成型ZrO2坯体干燥研究

研究了注凝成型ZrO2坯体在聚乙二醇(PEG)溶液中的干燥过程,结果证明,随着PEG溶液浓度的增加,坯体脱水速度加快,平衡时残余水分降低;坯体固相含量越低,在PEG溶液中的脱水速度越快,干燥时间越短;随坯体尺寸增加,脱永速度降低,平衡时残余水分增高;注凝成型ZrO2坯体先在PEG溶液中脱水至平衡状态,再放置到空气中干燥,可以避免变形、开裂等缺陷的产生.     

Structural and optical properties of 6CaO·6SrO·7Al2O3 thin films derived by sol-gel dip coating process

The nanostructured 6CaO·6SrO·7Al₂O₃ (C6S6A7) thin films with cubic structure using calcium, strontium metals, aluminium isopropoxide and ethylene glycol monomethyl ether as stating materials has been fabricated via sol-gel route. Based on hydrolysis of Ca²⁺, Sr²⁺ and Al³⁺ in the sol-gel processing using ethylene glycol monomethyl ether as solvent have been employed as the precursor material. The films were coated on soda lime float glass by the dip coating technique and annealed at 450 °C in air atmosphere. The structure, morphology and composition of the films were investigated by Fourier transformed infrared spectroscopy, X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy indicating that the films were composed of C6S6A7 nanoparticles with cubic structure. The spectral transmittance of the films was measured in the wavelength range of 200-1100 nm using an UV-visible spectrometer. It has been found that the optical properties of the films significantly affected by precursor chemistry and annealing temperature due to the improvement of the crystallinity of the films with increasing annealing temperature and became stable when the annealing temperature is higher than 450 °C. The C6S6A7 films annealed at 450 °C had high transparency about 80% in wide visible range.     

Spatiotemporal protein crystal growth studies using microfluidic silicon devices

Fundamental investigations of protein crystallization using miniaturized microfluidic silicon devices were presented towards achieving spatiotemporal nucleation and subsequent post-nucleation growth. The developed microfluidic silicon device was typically composed of crystal growth cell, reservoir cell, and optionally of heater elements for supersaturation control. A specific fine pattern area in the growth cell which was fabricated on the silicon substrate with doped p- and n-type silicon layers, served as spatially selective nucleation site of dissolved protein molecules through electrostatic attractive force. In a model material, hen egg white lysozyme, a large number of crystals were grown on the defined nucleation site evenly spaced from each other, whereas parasitic crystal growth positioned around the selective nucleation site, was suppressed by the effects of electrostatic repulsive force between the doped silicon surface and charged protein molecules. A possible crystallization mechanism of describing the heterogeneous nucleation during the initial stage and during the growth of the crystal at the electrolyte–semiconductor silicon surface is proposed and discussed.     

ZrO2陶瓷显微结构对绿光飞秒激光加工过程的协同效应

氧化锆(ZrO₂)陶瓷因其性能优异,常被应用于医学与工业等领域.通过表面微纳加工可进一步发挥其性能优势,扩大应用范围.实验采用绿光飞秒激光对具有不同显微结构的ZrO₂陶瓷基体进行微孔加工,结合显微结构差异对材料物理性能的影响,系统研究了激光加工功率与加工时间等工艺参数对微孔形貌、直径及深度等不同维度下形貌学特征的作用效果.结果表明,同一加工参数下,晶粒更小、显微结构更均匀、热导率更低的ZrO₂具有更高的加工效率;通过对比微孔直径与深度随激光加工工艺参数的变化,发现材料显微结构的差异对微孔轴向的影响比径向更加显著.