Mo-La_2O_3阴极碳化层组织结构研究

采用高分辨透射/扫描电镜,X射线衍射和俄歇探针等分析手段对实用型的FU-6051电子管的碳化Mo-La2O3阴极显微组织结构进行了观察分析。碳化Mo-La2O3阴极碳化层为疏松多孔的Mo2C块状组织,其中有许多垂直于丝轴方向的晶界与孔洞串,相互贯通直至阴极表面。碳化层与芯部基体钼结合良好,两者间无明显的过渡层。活性物质La2O3在阴极的碳化层和基体中分布均匀,但在阴极表面有相当程度的富集。La2O3在碳化层中以两种方式存在:在晶界、孔洞中以微米级的颗粒富集,在Mo2C晶体内部弥散分布纳米级La2O3粒子。     

高性能Sm0.5Sr0.5CoO3阴极的制备与表征

用固相合成法合成了Sm0.5Sr0.5CoO3 (SSC)中温固体氧化物燃料电池阴极材料.以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3为电解质,利用多种技术考察了不同温度(1173～1373 K)焙烧的SSC阴极,以及1173 K 焙烧、掺杂La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)或La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.09Co0.11O3 (LSGMC11)高氧离子电导材料的复合SSC阴极.SEM的结果显示,随着电极焙烧温度的增加,电极的颗粒度增大,孔隙度减小；LSGMC5、LSGMC11的掺杂对电极微观结构影响不大.交流阻抗和极化实验的结果表明,SSC电极的活性随电极焙烧温度的增加而减小,电极的最佳焙烧温度在1173 K左右；掺杂了LSGMC5或LSGMC11的复合SSC电极的活性以及稳定性显著高于SSC电极.     

氧化钼在CH4/H2气氛中还原碳化机理研究

采用TG-DTA技术研究了MoO3在CH4/H2气氛中的还原碳化行为,考察了程序升温速率和还原碳化终点温度对氧化钼还原碳化行为的影响,并探索适宜的还原碳化条件。结果表明,在1℃/min的程序升温条件下,MoO3在CH4/H2气氛中经三段失重过程被还原碳化为Mo2C,相应的反应历程为MoO3→MoO2→MoOxCy→Mo2C,适宜的还原碳化终点温度为675℃;程序升温速率升至2℃/min以上时,MoO3在CH4/H2气氛中的反应历程为MoO3→MoO2→Mo＋MoOxCy→Mo2C,且随程序升温速率的增大,第二段失重过程中金属Mo的生成量增大,还原碳化反应的始、终点温度升高。提高还原碳化终点温度,MoO3在CH4/H2气氛中的还原碳化反应规律相同,但过高的还原碳化温度会引起有机烃类分解生炭反应的发生,沉积在催化剂的表面,导致制备的碳化钼催化剂表面积炭增多,比表面积降低,从而引起催化活性的下降。     

高色纯度高热稳定性红色荧光粉Sr3La2Ge3O12:Sm^3+的合成及其性能

通过高温固相法合成了一系列Sr3La2-xGe3O12:xSm^3+(0≤x≤0.04)红色荧光粉,并对样品的形貌、元素组成、晶体结构、发光性能及热稳定性进行了探究。结果表明:样品Sr3La2Ge3O12:xSm^3+为较宽尺寸分布的颗粒,且结构中仅含有Sr、La、Ge、O、Sm等元素。样品Sr3La1.97Ge3O12:0.03Sm^3+的Rietveld结构精修图与实测XRD图完全吻合,具有六方晶系结构。漫反射测试结果显示基质Sr3La2Ge3O12的带宽为5.54 eV,属于宽带隙材料。在404 nm激发下,样品Sr3La2-xGe3O12:xSm^3+(0≤x≤0.04)的最大发射峰位于601nm处,属于Sm^3+的6H5/2→4L13/2能级跃迁。此外,样品Sr3La1.97Ge3O12:0.03Sm^3+的发光性能最佳,其CIE色坐标为(0.5321,0.4601),色纯度高达94.2%,在298-473 K范围内具有较好的热稳定性,测试温度达到423 K时发射强度仍为室温时的81.6%。     

镧钼热阴极表面活性层中的镧超微粒子

为了研究镧钼阴极表面发射机制, 利用新型阴极研究装置研究阴极发射性能与表面元素La, O比例的关系, 发现表面层中La/O比例越高, 阴极的发射性能越好. 在实验基础上提出了金属La超微粒子埋藏于La2O3晶体中的热阴极表面发射模型, 模型认为活性层中的超额镧以镧超微粒子形式存在, La超微粒子中的电子在热激发下越过肖特基势垒进入La2O3晶体的导带进而克服表面电子亲和势逸出到真空, 提供了电子发射的丰富源泉. 由于肖特基势垒远小于La2O3的禁带宽度, 并且超微粒子可以使耗尽层厚度变薄, 极大降低了电子发射到真空的阈值.     

碳化铁催化剂的制备及其对CO加氢的催化活性

 以Fe2O3为原料,采用两种预处理方法制备了碳化铁催化剂. 结果表明,直接在CO气氛下进行碳化处理,或者以H2预还原后再用CO进行碳化处理均可以制备出碳化铁催化剂. 碳化温度是制备过程中的关键因素. 对于Fe2O3样品,较适宜的碳化温度是350 ℃,而对于添加了K助剂的样品,只有经H2预还原处理后再于350 ℃用CO碳化处理4 h才能将样品完全转化为Fe5C2. 在CO加氢的评价实验中,碳化铁催化剂表现出很高的催化活性,生成的烃类产物中主要是饱和烷 烃,未检测到乙烯的生成. 而在K改性的催化剂上反应产物中烯烃的含量明显提高.     

La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的高温氧化行为

研究了0．8％La2O3-MosSi3／MoSi2复合材料在1200℃空气中的高温氧化行为。结果表明：0．8％稀土和MoSi3的加入，使材料的抗氧化性能降低。MosSi3含量越高，材料的抗氧化性能越差。当MosSi3含量低于30％时，在氧化初始阶段，质量变化呈直线下降，随着氧化的进行，氧化逐渐增重，材料表面形成较致密的SiO2阻止了材料的进一步氧化，使得氧化增重较小。而0．8％La2O3-40％Mo5Si3／MoSi2复合材料却出现了“粉化”现象。0．8％La2O3．MosSi3／MoSi2复合材料抗氧化性能的降低，归因于Mo5Si3差的抗氧化性和材料致密度的降低；另外，稀土和Mo5Si3的加入，细化了材料的晶粒，使晶界面积增加，加速了氧在晶界中的扩散，促进了材料的氧化。     

熔盐电解LiCl-KCl-AlCl3-La2O3共析出制备Al-Li-La合金

研究了LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐体系中共析出制备Al-Li-La合金的可行性。研究表明,在LiCl-KCl熔盐中,AlCl3将La2O3氯化为LaCl3,使电解制备Al-Li-La合金顺利进行。借助循环伏安法对熔盐体系的电化学行为进行分析发现,对质量比为45∶45∶5∶2的LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐,当阴极电流密度大于0.25 A/cm2,可以实现Al、Li和La的共析出。通过研究电解温度、阴极电流密度和电解时间对合金组成的影响,得到了较佳的电解参数:电解温度650℃,在LiCl-KCl混合熔盐中加入质量分数为5%的AlCl3和2%的La2O3,阴极电流密度12.5 A/cm2,电解时间1 h。X射线衍射对合金分析测试表明,合金主要由Al2La和βLi组成。     

稀土氧化物LSCO/YSZ的XRD和XPS研究

采用常规固相反应法制备了不同Sr掺杂量的钙钛矿氧化物La1-xSrxCoO3材料。测试了该材料的XRD和XPS谱，研究了不同热处理工艺对Lz1-xSrxCoO3材料平均晶粒度的影响，研究了不同Sr掺杂量的La1-xSrxCoO3阴极材料表面的化学状态。结果表明，当热处理温度在900－1200）时，平均晶粒度较大，有利于形成多孔电极。随着Sr掺杂量的增加，La(3d5/2),Co(2p3/2)的结合能下降，氧空位浓度增加。     

MC尼龙-纳米La2O3复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列MC尼龙／纳米La2O3复合材料，研究了纳米La2O3用量对复合材料力学性能的影响，用SEM观察了La2O3粒子在MC尼龙基体中的分散情况，用XRD对复合材料的晶体结构进行了表征。SEM观察结果表明，当纳米La2O3用量小于1％时，纳米La2O3均匀分散于MC尼龙基体中，团聚情况很少，当纳米La2O3用量大于1％时，纳米La2O3开始团聚；XRD研究结果表明，纳米La2O3没有改变MC尼龙的结晶形态；力学性能的研究结果表明，随着纳米La2O3用量的增加，复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都呈先升后降的趋势，当纳米La2O3用量为0．5％时，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值，分别比MC尼龙提高17．9％和52．1％，当纳米La2O3的用量为1．0％时，复合材料的缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量达到最大值，分别比MC尼龙基体提高36，6％．12．7％和16．3％。     

Ag/La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3基催化剂上CH_3OH和CO的完全氧化

合成了Ag/La0 6 Sr0 4 MnO3和Ag/La0 6 Sr0 4 MnO3/γ -Al2 O3两系列催化剂 ;发现钙钛矿型La0 6 Sr0 4 MnO3对低浓度CH3OH或CO的完全氧化显示出相当高的催化活性 ,适量Ag对钙钛矿型La0 6 Sr0 4 MnO3基质的修饰使其对CH3OH或CO完全氧化催化活性获明显提高 ;在 6%Ag/2 0 %La0 6 Sr0 4 MnO3/γ -Al2 O3催化剂上 ,CH3OH完全氧化的T95温度可低至 4 1 3K ,反应尾气中CH3OH氧化中间产物HCHO和CO的含量在检测极限以下 ;而在相同反应条件下在 1 %Pd/γ -Al2 O3和 1 %Pt/γ -Al2 O3催化剂上 ,CH3OH完全氧化的T95温度分别为 5 1 2和 4 68K ,相应反应尾气中HCHO含量分别为 2 0 0× 1 0 -6 和 63 0× 1 0 -6 ;对比考察了这些催化剂的耐热性能和操作稳定性 ,并结合XRD、XPS和H2 -TPR的表征结果 ,讨论了Ag的促进使用本质     

Mo/ZSM-5 分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究

 应用密度泛函理论 (DFT) 研究了 Mo/HZSM-5 分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构, 以及甲烷 C–H 键在该活性中心上的活化机理. 设计了两种碳化钼单体模型 Mo(CH2)2/ZSM-5 和 Mo(CH2)2CH3/ZSM-5, 两种碳化钼双体模型 Mo2(CH2)4/ZSM-5 和 Mo2(CH2)5/ZSM-5. 其中单钼模型构建在 ZSM-5 分子筛孔道交叉点 T6 位的 Brönsted 酸位上, 双钼模型构建在 T6---T6 相邻双酸位上. 这些模型中都有 Mo=CH2 键, 结构优化后得到的 Mo–C 键长与实验值吻合. 所有模型的前线分子轨道都在 Mo=CH2 的 π 键上. 甲烷活化过程是发生 C–H 键异裂, H+和 H3C–残基分别进攻 Mo=CH2 键的 C 和 Mo, 使 π 键同时断裂. 在以上 4 种碳化钼模型上, 甲烷 C–H 键活化能都在 106~196 kJ/mol, 且 Mo2(CH2)5/ZSM-5 在甲烷活化过程中显示出最高的催化活性.     

La2O3对Yb3+掺杂的氧化钇透明激光陶瓷性能的影响

本文研究了La2O3的含量对(Yb0.05 Y0.95)2O3透明激光陶瓷的结构性能和烧结性能的影响.结果表明:随着La2O3含量的增加,拉曼光谱特征峰发生红移,声子能量降低,半高宽增大,相对强度先增大后减小;同时密度、相对密度和透过率都增大,陶瓷的晶粒减小,而当La2O3含量继续增加时,晶粒基本保持不变.但适量的La2O3掺杂量对(Yb0.05Y0.95)2O3透明激光陶瓷的发射性能影响不大.最合适的La2O3添加量为10at%,最合适的烧结温度为1700℃,最后样品的直线透过率可达到75%.     

一种氟气源的制备及热分解

研究了 KF· K2 Ni F6的高温高压法合成及其在高温下的分解性能 .结果表明 ,当温度大于 2 2 5℃、氟气压力大于 2 .0 MPa时 KF和 Ni F2 的混合物可迅速与 F2 反应 ,红外光谱及拉曼光谱研究证明反应产物为 KF· K2 Ni F6;约 2 50℃时 ,KF·K2 Ni F6将分解放出氟气 ,分解压力在 350℃时超过 62 0 k Pa、氟气纯度达到 99%以上 .KF· K2 Ni F6可以用作氟气发生器中的氟气源     

钴掺杂对碳化钼催化噻吩加氢脱硫性能的影响

以MoO3和CoMo混合氧化物为前驱体, 制备了碳化钼和碳化钼-钴催化剂, 采用XRD, BET, SEM和XPS等技术对其进行了表征, 研究了Co掺杂对碳化钼催化剂噻吩加氢脱硫性能的影响. 结果表明, 掺入适量的Co后制得的CoMo双金属混合氧化物为MoO3和CoMoO4的两相混合体, 经CH4/H2气氛程序升温还原碳化反应生成共生共存的Co-Mo2C, Co以金属细颗粒的形态均匀地分散在生成的Mo2C组分之间. 在共生过程中含Co物种的掺入可降低制备碳化钼所需要的还原碳化温度, 使制备的碳化钼颗粒变小, 比表面积增大, 表面Mo2+含量增多, 从而对碳化钼的噻吩加氢脱硫活性有较好的促进作用, Co的添加量以Co/Mo摩尔比为0.2左右较为适宜. 用化学共沉淀法制得的Co-Mo2C共生共存体系的噻吩加氢脱硫反应活性, 好于由金属Co与Mo2C机械混合法制得的Co+Mo2C二相共存体系. 这表明当两个活性相共存时, 只有经过相互共生过程才能发挥其最佳的协同效应.     

新型固体电解质La2Mo2O9的制备及其性能

用固相法制备了新型固体电解质La2Mo2O9, 用热膨胀仪、 X射线衍射仪和Raman光谱分析了La2Mo2O9相的形成过程. 用交流阻抗谱和热膨胀仪对合成样品的电学和热学性能进行了研究, 分析了热处理温度对La2Mo2O9相的形成过程和电学性能的影响, 确定了样品获得高电学性能的最佳条件. 研究结果表明: 600 ℃时样品中开始形成La2Mo2O9相, 700 ℃以上烧结的样品可获得具有完整氧空位的La2Mo2O9相. 900 ℃烧结10 h可获得具有高密度和高电导率的La2Mo2O9氧离子导体. 样品的电学性能随烧结温度的升高而增大, 900 ℃时烧结的样品在800 ℃时的电导率为0.067 S·cm-1, 远高于同温度下YSZ的电导率, 与晶粒电阻相比, 晶界电阻非常小. 用热膨胀仪测得La2Mo2O9在555 ℃时有一个一级相变, 对应α-La2Mo2O9到β-La2Mo2O9的相变.     

碳化终温对碳化钼的制备及甲烷二氧化碳重整催化性能的影响

以MoO3为前驱物, 于20%CH4-80%H2的混合气体(100 mL/min)中, 在不同设定终温下进行碳化, 制备了一系列不同碳化终温的Mo2C, 通过XRD和XPS等手段进行了表征, 并对其甲烷二氧化碳重整(DMR)制备合成气的催化性能进行评价, 讨论了碳化终温作为Mo2C的制备参数, 与所制备的Mo2C体相、表面特征和催化剂性能的关系. 结果表明, 碳化终温在700 ℃以上制得的Mo2C催化剂晶相为较纯的β-Mo2C, 随着碳化终温的升高, 催化剂碳化程度不断提高, 表面的自由碳不断增多, 碳化终温为800 ℃时为最佳, 所制备的Mo2C催化剂碳化程度较高, 表现出最佳的催化性能, 同时催化剂表面自由碳较为适量, 促进了Mo2C催化剂的碳化和氧化平衡, 有利于催化剂的活性和稳定性.     

傅里哀变换红外发射光谱法研究金属氧化物催化剂 I. 实验建立及氧化钼的还原-氧化研究

本文报导了傅里哀变换红外发射光谱法研究多相氧化物催化剂的实验装置的建立及实验条件的考察。设计加工了一个温度范围宽, 可在各种气氛和真空条件下原位研究氧化物催化剂的红外发射池。以MoO_3为例, 考察了样品厚度, 测试温度对发射光谱的影响。当样品量小于1 mm·cm~(-2)时, 随样品量增加, 谱峰强度线性增加, 但峰形不发生变化。当样品量高于1 mg·cm~(-2)时, 随样品量增加, 谱图严重畸变。随样品温度升高,谱峰强度近似线性增加。并用该方法研究了MoO_3在还原和再氧化过程中表面氧物种的变化。结果表明桥式MO—O—Mo物种比端基Mo=O物种较易还原, 再氧化时, Mo=O物种比Mo—O—Mo物种优先形成。     

傅里哀变换红外发射光谱法研究金属氧化物催化剂——Ⅰ.实验建立及氧化钼的还原-氧化研究

本文报导了傅里哀变换红外发射光谱法研究多相氧化物催化剂的实验装置的建立及实验条件的考察。设计加工了一个温度范围宽,可在各种气氛和真空条件下原位研究氧化物催化剂的红外发射池。以MoO_3为例,考察了样品厚度,测试温度对发射光谱的影响。当样品量小于1mm·cm~(-2)时,随样品量增加,谱峰强度线性增加,但峰形不发生变化。当样品量高于1mg.cm~(-2)时,随样品量增加,谱图严重畸变。随样品温度升高,谱峰强度近似线性增加。并用该方法研究了MoO_3在还原和再氧化过程中表面氧物种的变化。结果表明桥式MO?O?Mo物种比端基Mo=O物种较易还原,再氧化时,Mo=O物种比Mo?O?Mo物种优先形成。     

钐锶钴阴极/镧锶镓镁电解质界面的元素扩散

采用X射线衍射、扫描电镜及电化学方法考察了固体氧化物燃料电池钐锶钴(Sm0.5Sr0.5CoO3-δ,SSC)阴极烧结温度和时间对镧锶镓镁(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δLSGM)电解质的导电行为和电解质/阴极界面电化学性质的影响.结果表明,当SSC阴极的烧结温度由1173 K升高到1323 K时,LSGM/SSC界面形成了LaSrGaO4和LaSrGa3O7杂相:当烧结温度升高到1373 K时,还形成了高电子电导率的La-Sr-Co-O复合化合物.Co元素的扩散导致LSGM电解质电子电导率升高,氧离子迁移数和电池开路电压降低.延长SSC阴极烧结时间,LSGM电解质的欧姆电阻增大,电解质氧离子迁移数和电池的开路电压降低,这足由于延长SSC烧结时间加剧了LSGM/SSC界面上高阻抗相LaSrGaO4和LaSrGa3O7的生成.阴极中人量Co元素的扩散改变了LSGM电解质内部组成与结构.