可见光完全分解水光催化剂Bi0.5La0.5VO4的制备和表征

通过高温固相法合成了光催化剂Bi0.5La0.5VO4,用N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对催化剂进行了表征,并初步讨论了其能带结构.结果表明,Bi0.5La0.5VO4为BiVO4和LaVO4的固溶体,其禁带宽度约为2.70eV,对应的吸收边为470nm,负载Pt,RuO2和Pt-Cr2O3等后,在紫外光和可见光下均有光催化活性.其中负载Pt-Cr2O3时,其光催化活性最高,可以在紫外光和可见光下完全分解水.在紫外光照射下,生成氢气和氧气的速率分别为28.86和14.34μmol/h.结果还表明,通过形成固溶体来调节价带和导带,是获得可见光响应光催化剂的一种可行的方法.     

固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ的合成及性质研究

利用溶胶-凝胶方法合成了Ce0.8Pr0.2O2-δ固溶体, XRD结果表明,经200 ℃焙烧就已经形成立方萤石结构固溶体,晶粒尺寸为8.1 nm, 随焙烧温度的升高,晶粒尺寸增大. X射线光电子能谱(XPS)结果表明,样品中存在氧离子缺位,铈离子主要为Ce4 离子,镨离子以混合价态Pr3 和Pr4 存在. 固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ的拉曼谱(Raman)观察到4个峰,458和1140 cm-1峰为特征F2g振动谱带,较宽的570和187 cm-1峰对应氧离子缺位及引起的不对称振动. 交流阻抗谱表明固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ在600 ℃时的电导率为1.44×10-3 S·cm-1, 活化能为Ea=0.67 eV (650～800 ℃), Ea=0.91 eV (400～600 ℃).     

CeO2-MOx（M=La^3＋,Ca^2＋）改性Pd/γ-Al2O3催化甲烷燃烧性能

采用沉积-沉淀法制备了固溶体CeO2-MOx=(M=La3+,Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂,利用XRD、Raman和XPS对催化剂进行了表征.结果表明,金属(M)离子进入CeO2的晶格,形成CeO2-MOx固溶体,Raman谱上463cm-1处对应于Ce-O键的F2g对称伸缩振动强度降低.其中,样品Pd/γ-Al2O3CeO2-CaO在615 cm-1处出现一小峰,样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-La2O3在320cm-1处出现的肩峰,都表明固溶体CeO2-MOx的形成使O2-亚晶格结构对称性降低.XPS分析表明,固溶体改性的Pd/γ-Al2O3催化剂中Pd的3d5/2结合能比正常价态的PdO的结合能高出0.5-0.6 eV,形成了一种高度离子化的.与载体具有强相互作用的Pd物种.催化甲烷燃烧实验证明,固溶体CeO2-MOx(M=La3+,Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂的低温活性和稳定性均高于未经改性的Pd/γ-Al2O3催化剂和仅用CeO2改性的Pd/γAl2O3催化剂,在空速为50000 h-1时,可使1%CH4-99%空气(体积分数)混合气中甲烷的10%转化温度降至254℃,转化率100%时的转化温度降至340℃.     

Pt/CexZr1-xO2 催化剂在含硫合成气中催化水煤气变换反应活性

 采用浸渍法制备了 Pt/Ce_xZr_1-xO₂ 催化剂, 通过 X 射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 并在固定床反应器中评价了催化剂在合成气和含硫合成气中的水煤气变换活性. 结果表明, 铈锆固溶体的氧化还原能力强于 CeO₂, Zr 的掺杂明显改善了 CeO₂ 的孔道结构, 其担载的 Pt 催化剂具有更高的金属分散度, 因而活性更高. 两种催化剂在含硫合成气中的催化活性较无硫合成气中的均有所降低, 且 H₂S 浓度越大, 催化剂活性下降越多, 但这种因吸附硫而引起的失活是可逆的, 即催化剂重新暴露在无 H₂S 重整气的还原性气氛下活性能基本恢复.     

Preparation and Structural Defects of Al2-xZrx＋yTi1-yO5 and Al4.54Si1.46O9.73 Multiphase Material

In the study, sludge from the aluminum profile factory and kaolin were used as the raw materials. Through adding ZrO2 mineralizer in different contents, Al2-xZrx+yTi1-yO5 and Al4.54Si1.46O9.73 solid solution multiphase material was prepared to effectively inhibit the decomposition of aluminum titanate solid solution and optimize high temperature property of the multiphase material. With XRD and SEM means, crystalline structure and microstructure of each sample were characterized, and properties of each sample were tested. According to experimental results, the optimal addition amount of ZrO2 mineralizer was determined to be 1.5%. Correspondingly, contents for aluminum titanate solid solution, mullite solid solution and α-Al2O3 were 70.3%, 26.8% and 2.9% respectively, bulk density was 3.20 g/cm3, degree of porosity was 5.57%, water absorption rate was 1.74%, and the once thermal shock rupture strength retention rate was 90.52%.     

复合卤氧化铋纳米材料的合成及其光催化性能

采用低温沉淀法合成了一系列Bi OMxN1-x(M,N=Cl、Br、I)(0X1)复合材料,通过XRD、FESEM、TEM、EDS、UV-vis和PL等一系列表征和对有机物罗丹明光催化降解性能的研究表明:通过对复合材料合成过程中卤素离子含量的控制,使得此类固溶体具有独特的微观形貌和可控能带隙,使其在可见光下具有独特的光催化性能。在相同的光照条件下,Bi OCl0.5Br0.5、Bi OCl0.75I0.25和Bi OBr0.75I0.25相对于其他同系列的Bi OMxN1-x(M,N=Cl、Br、I)(0X1)微球样品而言,具有最好的光催化性能。     

Ru掺杂SnO2半导体固溶体的电子结构研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,建立了SnO₂以及不同比例Ru掺杂的SnO₂超胞模型,在对其进行几何优化后计算了Sn_1-xRu_xO₂(x=0,1/16,1/12,1/8,1/6,1/4,1/2)半导体的电子结构,并讨论了其晶格参数、电荷密度、能带结构和态密度(包括分态密度)等性质。结果表明,掺杂后,晶格参数随掺杂量的增加线性减小,与实验值的偏差在4%以内;掺杂后,在费米能级处可以提供更多的填充电子,使得电子跃迁至导带更容易,固溶体的导电性增强。为Sn_1-xRu_xO₂固溶体电极材料的发展和应用提供了理论基础。     

稀土元素对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

本文研究了稀土元素对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.26Zr0.07V0.24-xMn0.10Ni0.33REx(RE=Ce,Nd,Gd;x=0.01)合金均有V基固溶体相和C14型Laves相两相组成。合金中两相的晶格参数随加入稀土元素的不同而发生变化。稀土元素部分取代可改善合金电极的活化性能。然而,对合金电极的其他性能影响因元素种类不同而各异。Ce取代增大了合金电极的最大放电容量,Nd元素可以有效改善合金的高倍率放电性能。工作温度对合金电极的放电容量影响较大,Nd和Gd在333 K最大放电容量可达426和465 mAh.g-1。过高的温度使其循环容量衰减加剧。     

通道离子替换磷灰石固溶体比较晶体化学XRD研究

采用单相共沉淀法和隋性气体保护下的固相反应法制备了不同通道离子替换固溶体磷灰石[X₁-X₂AP]。利用XRD对通道离子替换磷灰石固溶体进行了比较晶体化学研究,结果表明:晶胞参数随通道离子半径的增大,a₀增大,c₀反而减小,且OH-ClAP和F-OHAP变化呈线性关系,符合Vegard定律,而F-ClAP在富F^-端的变化不呈线性关系;由于[PO₄]四面体沿[101]方向的滑移,c₀随a₀的变化而变化,且c₀^-2与a₀^-2呈线性关系[c₀^-2=-a₀^-2+3.2348]。     

高光效高热稳定性蓝色荧光粉Ca2-ySrySiO4:Ce3+,Li+的组成筛选和发光机理

采用高温固相法合成了一系列Ca_(2-x-y)Sr_(y-x)SiO_4∶x Ce~(3+),x Li~+蓝色固溶体荧光粉。XRD结果表明,所合成的固溶体荧光粉均为单一物相。随着Sr~(2+)成分的增加,Ca_(2-y)Sr_y SiO_4物相从单斜晶系β-Ca_2SiO_4向正交晶系α′-Ca_2SiO_4转变,发射光谱逐渐红移。组成为Ca_(1.75)Sr_(0.25)SiO_4时,荧光粉的发射波长最长(454 nm),Stokes位移最大。基质为Ca_(1.1)Sr_(0.9)SiO_4的晶体结构可诱导掺杂离子Ce~(3+)取代SrO_(10)格位、Li~+取代CaO8格位。优化的荧光粉Ca_(1.05)Sr_(0.85)SiO_4∶0.05Ce~(3+),0.05Li~+(CS_(0.85)SO∶CeLi)在375 nm紫外光激发下,发射445 nm的蓝光,内量子效率(IQE)达到91.18%,200℃时发射强度保持室温发光强度的98.70%。根据晶体结构、晶体场分裂和掺杂离子质心位移等理论,讨论了CS_(0.85)SO∶CeLi综合发光效应最佳的内在原因。