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，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。     

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。     

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.     

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。     

尖晶石型铁酸盐的制备和表征研究

本文采用空气氧化湿法制备尖晶石铁酸盐，得到最佳生成条件为：Ｒ－２ＯＨ＾－／（Ｍ＾２＋＋Ｆ２＋）≥１．０；Ｍ＾２＋／Ｆｅ＾２＋＝０．５摩尔比；氧化温度３４３－３５８Ｋ；氧化时间１０－２５小时。通过ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＴＰＤ等方法对其进行表征，讨论了尖晶石型铁酸盐的氧化－还原活及其化学组成和结构的变化。     

溶剂热还原合成Cr2O3纳米管(英)

Cr₂O₃ nanotubes with diameters of 80 nm and lengths of 550 nm were synthesized in a solvothermal reduction system at 180 ℃. The acetyl acetone (AcAc) and ethylene glycol (EG) were used as the chelate agent and the reductant respectively in the system. An intermediate compound-Cr(Ⅲ)(C₅H₇O₂)₃ was formed to force Cr₂O₃to crystallize along one direction.     

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。     

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。     

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。     

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.     

柠檬酸盐热解法制备YBa2Cu3O7-δ超导体

按摩尔比Y:Ba:Cu=1:2:3称取Y_2O_3(5N)、BaCO_3(A.R.)和CuO(A.R.)。先将Y_2O_3放入大烧杯中,加适量65％～68％的HNO_3,加热使之反应溶解为无色透明溶液;再加入CuO和蒸馏水,溶解为蓝色溶液;加HNO_3和蒸馏水,倒入BaCO_3,加热至溶液透明。再加进与金属原子总数比1:1的柠檬酸,不断搅拌使之溶解。以分析纯的氨水调节pH到6-7,得到蓝黑色透明溶液。将该溶液在电炉上加热沸腾,接近蒸干时溶液不断鼓泡,成为胶状溶液。最后     

V2O5/赤铁矿催化剂结构及其NH3选择性催化还原NOx性能

以水热合成针铁矿为前驱体浸渍偏钒酸铵,分别于300,400和500℃空气中焙烧,制备了不同活性组分负载量的V₂O₅/赤铁矿（V/H）催化剂,用于氨选择性催化还原（SCR）脱硝。采用X射线衍射、透射电子显微镜、比表面积分析仪、程序升温还原及程序升温脱附等方法对催化剂结构进行了表征,并用标气配制模拟烟气进行了脱硝实验。结果表明,300℃煅烧3%V/H催化剂当烟气温度为250-300℃时NO转化率均可达95%以上;当配气中单独加入水蒸气或低浓度SO₂（0.01%）时,V/H催化脱硝的活性不受影响;当系统加入高浓度的SO₂（0.03%与0.05%）或同时添加H₂O与SO₂时,SCR脱硝效率下降,其机制可能是SO₂在催化剂表面竞争吸附所致,停止添加后,催化活性迅速恢复。     

CeO2/Co3O4氧载体的制备及其甲烷化学链燃烧性能研究

制备了系列甲烷化学链燃烧用CeO₂/Co₃O₄复合氧载体,采用XRD、H₂-TPR、甲烷程序升温和恒温反应对氧载体进行了表征与评价。研究了不同CeO₂的负载量对复合氧载体的结构、氧化还原性、产物选择性的影响。结果表明,氧化铈的添加不仅降低了氧载体的初始反应温度,还延长了有效反应时间,但铈添加量过高会降低产物CO₂选择性,使甲烷向部分氧化进行。CeO₂(30%)/Co₃O₄氧载体在650 ℃经20次循环后甲烷转化率和CO₂选择性均未明显降低,表现出较高的活性和化学链循环稳定性。     

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。     

酞菁铁中N4-Fe2+的氧化还原化学和氧还原性能

准确理解金属大环配合物(如N4-Fe2+)体系的氧化还原化学性能,对氧还原反应(ORR)电催化剂的基础研究和合理设计具有重要意义.本文采用微波法将三种不同酞菁铁类金属大环配合物吸附在碳纳米管上,分别记为(NH2)4FePc@CNTs,(t-Bu)4FePc@CNTs和FePc@CNTs,考察了取代基对Fe3+/Fe2+...     

B-Co3O4/C复合纳米材料的制备及其电催化析氧性能

本文以雪莲果为碳源,采用热解法制备碳材料(C),以硝酸钴、四硼酸钠和碳材料为原料,通过热解法合成硼掺杂四氧化三钴/碳(B-Co₃O₄/C)复合纳米材料。运用XRD、FTIR、SEM、XPS等手段对其结构、形貌和组成进行表征。利用线性扫描(LSV)和Tafel曲线等电化学测试方法研究了B-Co₃O₄/C复合纳米材料的电催化析氧反应(OER)性能。结果表明,该材料具有较好的电催化OER活性。在1.0mol/L的KOH电解液和10mA·cm^-2的电流密度下,B-Co₃O₄/C复合纳米材料的过电位为293mV,Tafel斜率为45.0mV·dec^-1。在10mA·cm^-2电流密度下连续测试10h, B-Co₃O₄/C的电位变化不大,通过法拉第效率测试该催化剂的产氧效率为94%,说明硼原子的掺入改变了B-Co₃O₄...     

Keggin型缺位硅钨杂多阴离子的电化学性质及电催化还原H2O2

应用循环伏安、方波伏安和交流阻抗法研究了Keggin型缺位硅钨杂多阴离子SiW11O398-(SiW11)在0.1mol.L-1NaHSO4+Na2SO4溶液中的电化学性质及其对H2O2还原的间接电催化作用.结果表明,SiW11的酸性水溶液在玻碳(GC)电极上显示两对可逆的还原-氧化波,对应的电荷迁移数均为1,且有2个质子参与反应.根据第1对波的还原峰电流与扫描速率平方根关系得到SiW11在溶液中的扩散系数DO为8.92×10-6cm2.s-1.SiW11对H2O2的还原具有明显的电催化活性,催化峰电位随溶液pH的降低而正移,峰电流增大.质子H+在催化反应中起协同促进作用.实验测定该电催化过程的均相准一级反应速率常数为0.30 s-1.SiW11电催化还原H2O2的机理被认为是经过形成所谓"七配位过氧化物"而发生的.