ZrW2O8的合成及高温转变过程

ZrW2O8是具有负热膨胀各向同性的化合物材料.本文使用ZrOCl2*8H2O,H2WO4,浓氨水为原料采用化学沉淀法制备ZrW2O8粉末.通过高温XRD,常温XRD、TG-DSC等分析手段对产物结构进行表征,结果表明采用化学沉淀法在1150～1200℃短时间内(1h)可以生成单一ZrW2O8粉末.采用SEM技术分析了该粉末的形貌和尺寸.并对前驱体的高温转变过程进行了初步探讨.     

溶胶-凝胶法合成亚微米α-ZrW2O8的研究

以分析纯氯氧化锆、钨酸铵、氨水和浓硝酸为原材料,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,通过后热处理生成α-ZrW2O8.所合成的前驱体为无定形,其在650℃晶型转变完全,但是其转变产物不是ZrW2O8,而是单斜的WO3和ZrO2以及WO3·0.5H2O和W2O6(H2O).温度和时间参数对所合成的前驱体转变过程影响较大.实验结果表明:低于600℃的热处理温度前驱体无法转变成ZrW2O8粉末.前驱体在600℃保温10～18h,随着保温时间的延长,其转变成ZrW2O8的量也相应增加.但在600℃保温时间超过18h,或者热处理温度高于600℃,都使生成的ZrW2O8粉末发生分解.溶胶-凝胶法合成的ZrW2O8粉末颗粒经SEM分析发现,平均粒径在0.1～0.2μm.     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW2O8/ZrO2复合材料.对ZrW2O8/ZrO2前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征.研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW2O8和m-zrO2相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW2O8质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW2O8/ZrO2复合材料在30～600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0.     

Ni—Zn—Fe氢氧化物的低温自发固相反应

摩尔比为Ni2＋：Zn2＋：Fe3＋：0．6：0．4：2．0的水溶液与OH-在气泡液膜中进行共沉淀反应,制得0．6Ni（OH）2（H2O）0.75·（0．4-n）Zn（On）2·2（1-m—n）Fe（OH）3·mFezO3·nZnFe2O4·xH2O前驱体,微结构为大量螺旋状分子簇和少量亚晶结构,用XRD检测结果表明,前驱体在室温放置10和14个月的转化产物是Fe2O3,ZnFe2O4和Nin6Znn．Fe2O4;放置55个月的主要产物是Nin6Znn4Fe2O4。提出了分子簇演绎氢氧化物脱水,优先生成Fe2O3晶核,亚晶结构演绎新生态氧化物分子自组装的低温自发固相反应机理。     

非均匀沉淀法制备Cu包覆ZrW2O8复合粉体的研究

通过分部固相法制备ZrW2O8粉体。以ZrW2O8、CuSO4·5H2O（分析纯）和无水Na2CO3（分析纯）为原料，采用非均匀沉淀法制备了Cu包覆ZrW2O8复合粉体，并利用XRD、SEM、EDS测试手段，分析包覆粉的物相和形貌，研究了反应液浓度、表面活性剂、反应液滴加速度等反应条件对包覆效果的影响。研究表明：通过非均匀沉淀法可以制备Cu包覆ZrW2O8复合粉体，其关键是控制反应液的浓度和滴加速度，同时，不同分子量的表面活性剂对包覆前驱体的分散性影响很大．     

负热膨胀ZrW1.7Mo0.3O8粉体的水热合成研究

以硝酸氧锆、钼酸铵和钨酸铵为原料,采用水热方法合成了立方相ZrW1．7Mo0．3O8粉体．分别采用X射线粉末衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析测试手段研究了前驱体的晶化过程、产物的结晶度和表面形貌．结果表明,采用水热法在550-650℃热处理都能合成出结晶度良好的立方相ZrW1．7Mo0．3O8,其粒径分布较为均匀,本征热膨胀系数和宏观热膨胀系数分别为-6．61×10-6K-1和-5．76×10-6K-1．     

纳米颗粒包覆ZrW_2O_8空心结构的制备和性能

采用包覆法制备单一相钨酸锆(ZrW2O8)空心球。研究选择以水热合成法制备的胶体碳球作为制备空心球的模板,通过溶胶—凝胶法制备了具有网状结构的钨酸锆前驱体凝胶,经过后续简单的包覆过程得到胶体碳球—钨酸锆凝胶形成的壳核结构,并对该壳核结构进行煅烧(610℃保温10h)后除去碳球模板得到ZrW2O8空心球。实验所得ZrW2O8空心球平均粒径约3μm,球壳平均厚度为1.5μm,构成壳层结构的纳米级ZrW2O8颗粒为棒状无规则多面体,尺寸约500nm×50nm×50nm。FTIR和TG-DTA分析证明,产物为立方相ZrW2O8空心球,密度为2.8g/cm3,比理论值降低了45%;产物空心球具有良好的负热膨胀特性,在室温至200℃的温度区间内,负膨胀系数略低于理论值,平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1。     

掺钴二水草酸亚铁晶格畸变及红外谱频移

采用室温固相法制备了不同钴含量掺杂的二水草酸亚铁。XRD和FTIR分析表明,钴离子以掺杂的形式进入FeC2O4·2H2O晶格,并形成了具有原子级掺杂的（CoxFe2-x）1／2C2O4·2H2O前驱体。钴掺杂导致前驱体晶格收缩畸变,晶格中Fe—O键收缩使键能强度增加,振动频率增大,是红外振动峰发生蓝移的原因之一。     

负热膨胀材料ZrW2O8及其复合材料研究进展

ZrW2O8是一种优良的各向同性负热膨胀材料。本文对ZrW2O8的晶体结构、负热膨胀特性和制备方法作了简要介绍,着重论述了以Cu／ZrW2O8、ZrO2／ZrW2O8和聚酰亚胺（Polyimide）/ZrW2O8为代表的ZrW2O8复合材料的研究现状。     

半化学法制备0.80Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.20PbTiO3陶瓷的反应机理

采用半化学法制备了纯钙钛矿相的0．80Pb（Mg1/3Nb2/3）O3－0．20PbTiO3（简称为0．80PMN－0．20PT）陶瓷。反应前驱体是以硝酸镁的饱和溶液代替传统氧化物混合法中的氧化镁，与PbO、Nb2O5和TiO2混合球磨得到的。该前驱体的TG－DTG－DSC和XRD分析表明，半化学法的反应机理不同于传统氧化物混合法和二次合成法的反应机理。在煅烧过程中，硝酸镁与氧化铅反应生成铅的活化中间体Pb6O5（NO3）2，由此活化的PbO或Pb3O4可与Nb2O5生成不稳定的、缺B位的焦绿石相Pb3Nb2O8，再与MgO反应生成钙钛矿相PMN－PT。     

PVP对溶胶凝胶法制备负热膨胀ZrW_2O_8粉体形貌及性能的影响

以PVP为添加剂,采用溶胶凝胶法制备ZrW_2O_8粉体,研究添加剂对粉体形貌的影响及其负热膨胀特性。对其前驱体进行热重-差热分析(TG-DSC),以X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对产物结构及形貌进行表征。结果表明所得粉体为单一立方α-ZrW_2O_8相。加入PVP后,可以有效地改变粉体的形貌,随着加入量的增大,粉体的形貌从无规则的团聚体转变为长棒状、扇形及短棒颗粒。原位X射线粉末衍射分析表明,所得ZrW_2O_8粉体具有良好的负热膨胀特性。     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料。对ZrW₂O₈/ZrO₂前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征。研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW₂O₈和m-ZrO₂相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW₂O₈质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料在30~600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0。      

微波固相法制备纳米镧锶镍复合氧化物

以硝酸镧、乙酸锶和乙酸镍为原料,应用微波固相法制备了纳米镧锶镍复合氧化物前驱体。研究表明：控制热分解温度是制备超微纳米粒子的关键。最小粒径产物的制备条件是：微波炉加热功率600W,马弗炉热分解温度600℃,热分解时间5h。XRD和TEM分析结果表明,产物主要物相组成为La0.9Sr0.1NiO3,属钙钛矿相斜方六面体结构,空间群R-3c,平均粒径10～25nm。应用DSC—TG技术对纳米镧锶镍复合氧化物前驱物热分解机理进行了初步探索,得两阶段分解机理函数为G（a）=[-ln（ 1-α ） ]^7/12,G（a）=-ln（ 1-α ） ]^4/9。 ：微波固相法;纳米镧锶镍复合氧化物;热分解机理     

溶剂热制备花状ZnO纳米晶及光性能表征

利用溶剂热法,以乙酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）和氢氧化钠（NaOH）为源,在乙二醇和水的混合溶剂中制备出了花状氧化锌纳米晶体,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）测试分析,发现样品为六方纤锌矿结构的ZnO单晶,花状晶体的大小约为600nm,单个花瓣的长、宽分别约为300nm、100nm。对比实验发现,产物形貌对NaOH浓度的依赖性很大。紫外可见吸收光谱（UV—vis spectra）显示,产物除了本征吸收外,在长波方向（600nm处）也有一宽化的、较强的吸收峰。室温荧光光谱（PL spectra）显示,产物在400—480nm有一明显的发光带,且在405nm和472nm处有两个较强的发光峰。     

纺锤形ZrO2纳米粒子的制备与生长机理研究

以ZrOCl2·8H2O和NaOH为原料,用水热法在200℃,12h下合成了单斜相纺锤形ZrO2纳米粒子,并通过改变相关实验条件,对ZrO2纳米粒子的形成机理进行了研究。利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱（EDS）等分析手段进行表征,结果表明,此方法合成的纺锤形ZrO2纳米粒子结晶形较好,纯度高,且能大量合成。     

硅烷偶联剂对ZrWMoO8的表面改性

利用硅烷偶联剂KH-550对不同形貌Zr WMo O8进行表面改性,通过红外光谱（FT-IR）、接触角测试仪、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析改性后Zr WMo O8的性能变化。结果表明,硅烷偶联剂改性后ZrWMo O8的晶体结构没有发生变化,但其接触角变大,疏水性增强,微粉团聚现象减少,分散性增强。     

ZrW2O8光催化剂的光解水产氢产氧性能

采用水热反应法制备了ZrW2O8粉体,利用XRD、SEM、UV-vis和BET等技术对样品的晶相组成、表面形貌、光吸收性能和比表面积等物理性质进行了表征,考察了其在紫外光照射下牺牲剂存在时的光催化产氢产氧性能,并结合电子结构第一性原理计算的结果推测了样品的能带结构.结果表明:制备的样品为结晶良好且晶相单一的α相ZrW2O8粉体,晶粒形貌呈竹叶状,吸收边为300nm,比表面积为3.58m2/g.在以CH3OH为牺牲剂的条件下,0.3%(质量分数)Pt/ZrW2O8的光解水产氢平均速率为23.4μmol/h,以AgNO3为牺牲剂的条件下ZrW2O8的产氧平均速率为9.8μmol/h.结果表明ZrW2O8是一种其能带结构能满足光解水要求的新型Zr基光解水材料.     

超重力法-醇水体系合成纳米钇铝石榴石

以NH4HCO3和NH3·H20为沉淀剂,醇水体系为溶剂,合成了钇铝石榴石（YAG）粉体,考察了超重力场和不同醇体积分数（R）对合成YAG粉体的影响,利用X射线衍射fXRD）、热重一差示扫描同步热分析（TG—DSC）和扫描电镜（SEM）等手段对粉体进行了研究,结果表明,超重力场中制备的YAG粉末颗粒更细小,分布范围更窄,分散性更好;醇水体系作为溶剂更有利于制备分散性好,粒径小的纯相YAG粉体;最适的醇体积分数为30％-50％。当以NH4HCO3和NH3·H3O为沉淀剂,R=30％的醇水体系为溶剂,在超重力场中合成的YAG前躯体在1000℃下煅烧2h,获得了分散性好、分布范围窄、晶型完整、平均粒径约为50nm的球形YAG粉体。     

纳米Ce0.8Zr0.2O2固溶体的溶剂热制备与催化性能研究

以硝酸铈和硝酸锆为原料用溶剂热的方法在甲酸中120℃加热24h制得了纳米Ce0.8Zr0.2O2固溶体材料,利用X射线衍射（XRD）、Raman光谱、扫描电镜（SEM）和投射电镜（TEM）对其进行了表征。在乙酸和正丁醇制备乙酸丁酯的反应中考察了其催化活性。XRD和Raman光谱显示出所制备的样品形成了具有氧化铈立方结构的均一固溶体。TEM结果表明所合成的Ce0.8Zr0.2O2的粒径〈100nm。在酯化反应中,Ce0.8Zr0.2O2固溶体具有较高的催化活性,且容易和反应液分离。反复实用10次后,其催化活性基本上保持不变。     

新型片状结构的碱式碳酸镁合成PMNT的研究

采用微米级的碱式碳酸镁作为原料,用一步烧结的方法制备铁电材料0.67Pb （Mg1/3Nb2/3）O3-0.33PbTiO3（PMNT）。经过1200℃烧结后, XRD测试没有发现烧绿石相。与传统的使用氧化镁为原料的两步烧结法相比,此方法方便。同时,系统地研究了此方法可以避免烧绿石相的原因。