CuFe2O4/海泡石磁性吸附剂的制备及性能

以硫酸铜、氯化铁为主要原料,采用化学共沉淀法制备CuFe2O4纳米磁性微粒,然后将其与海泡石复合制得CuFe2O4载量不同(质量分数,下同)的磁性海泡石.分别用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品的物相、形貌、磁学性能进行了表征.结果表明,合成的CuFe2O4结晶度高,晶粒度约...     

Yb_2O_3/TiO_2辅助空气鼓泡空化降解有机染料的研究

初步探讨了以Yb2O3/TiO2鼓泡空化降解有机染料,研究了鼓泡时间、染料初始浓度、催化剂含量、气体流速对刚果红降解率的影响,对比了不同染料的降解率及可能的降解过程。     

ZnWO4纳米棒的可控生长及其光催化性能

以Na2WO4·2H2O和Zn(COOCH3)2·2H2O为原材料,采用水热法制备了具有优良光催化性能的ZnWO4纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同起始反应物比例(W和Zn的摩尔比)对反应产物的物相结构和微观形貌的影响;选择罗丹明B(RhB)作为降解目标物,研究了ZnWO4纳米棒的光催化性能。结果表明:反应物中,过量的WO2-4有利于ZnWO4纳米棒沿长度方向的定向生长及光催化性能的增强;W和Zn的摩尔比为1.5∶1.0时,反应制备的ZnWO4纳米棒在紫外-可见光催化反应10 min内,对RhB的降解率达到了96.5%。     

CuFe2O4活化过一硫酸盐降解四环素

采用水热合成法制备出了一种具有较高催化活性的催化剂CuFe2O4,并利用CuFe2O4活化过一硫酸盐(PMS)处理模拟抗生素废水盐酸四环素(TC),考察了操作条件初始pH、CuFe2O4投加量和PMS投加量对TC降解效果的影响。结果表明,初始pH在2~10的范围内,随初始pH的升高TC的降解率先稳定而后逐渐降低;TC的降解速率随着PMS投加量和CuFe2O4投加量的增加而逐渐增加。在CuFe2O4/PMS体系中存在活性物种·OH、SO4·-和1O2。在催化剂循环使用实验中,CuFe2O4展现出了较好的重复利用性能。在CuFe2O4/PMS体系中,TC降解出水对发光菌的抑制率先升高而后逐渐降低,也说明CuFe2O4/PMS体系对降解TC是一种有效的方法。     

微波水热合成γ-AlOOH和γ-Al2O3纳米片

以九水合硝酸铝和尿素为原料,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在180℃微波水热条件下反应30min,制备了γ-AlOOH片状结构产物。此前驱物经600℃热分解2h,得到γ-Al2O3纳米片。采用SEM、TEM、SAED和XRD等方法对样品进行表征,并测试了γ-Al2O3纳米片对刚果红染料的吸附性能。实验结果表明,采用微波水热法可以得到长度约为1μm,厚度为30nm的γ-AlOOH纳米片,该产物经煅烧处理后可以得到微观形貌保持不变的γ-Al2O3纳米片,且片状结构表面存在介孔结构。γ-Al2O3纳米片状结构表现出对废水中刚果红污染物的强吸附性能。     

钛网表面Fe3O4/FeS2膜层制备及其类芬顿降解苯酚研究

为了拓宽类芬顿催化剂的pH适用范围、改善其有机污染物降解性能并解决其分离回收难的问题,本文采用易于大规模制备的电沉积法在钛网表面沉积了Fe3O4/FeS2固定化膜层.通过XRD、SEM及XPS等表征手段研究了所合成催化剂的相组成、形貌及表面元素价态.结果 显示,所合成的材料主要由Fe3 O4与FeS2物相组成,且膜层表面呈现由纳米片间相互交联形成的多孔网状结构.类芬顿降解苯酚性能表明,在0.20 mol/L硫源含量下所得膜层于pH 6.0、H2 O2含量6 mmol/L、苯酚初始质量浓度35 mg/L、反应温度30℃的条件下降解60 min,可将98％的苯酚去除.因而,Fe3O4/FeS2固定化膜层催化剂表现出优异的类芬顿催化活性.分析发现:材料较大的比表面积可增强传质,同时提供更多的活性位点参与苯酚降解;而催化剂表面键合的S22-可促进≡Fe3+/≡Fe2+以及Fe3 +/Fe2的氧化还原循环,同时,以硫酸根形式存在的硫物种可为类芬顿反应提供合适的酸性微环境,从而提高羟基自由基的产生速率及产生量,最终显著改善该催化剂在近中性条件下的催化活性.     

Yb2O3／TiO2辅助空气鼓泡空化降解有机染料的研究

初步探讨了以Yb2O3／TiO2鼓泡空化降解有机染料,研究了鼓泡时间、染料初始浓度、催化剂含量、气体流速对刚果红降解率的影响,对比了不同染料的降解率及可能的降解过程。     

聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球的制备与表征

以NiFe2O4纳米粒子作磁性载体、苯乙烯(ST)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,KH-570为交联剂,采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球材料。通过VSM、FT-IR、SEM、TG-DTA、溶剂抽提等方法对磁性微球材料进行了测试。制备的NiFe2O4粒子为面心立方结构,NiFe2O4纳米颗粒及聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球具有超顺磁性。聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球以SiO2/NiFe2O4为核、PS为壳,通过KH-570接枝到SiO2/NiFe2O4上,核壳间以共价键相接的包覆型纳米粒子,平均直径为100nm左右,具有良好的热稳定性和耐溶剂性能。热重(TG)分析表明,磁性聚苯乙烯微球磁性物质质量分数为28.8%。     

水热合成纳米TiO2-Fe2O3复合材料及其光催化性能

以TiCl4,FeCl3·6H2O和NH3·H2O为原料,把TiCl4和FeCl3·6H2O按照化学计量比共同水解,得到的水合氧化物中间体放入高压釜中在180℃、0.8MPa下进行反应,经过滤、洗涤、烘干,得到纳米TiO2-Fe2O3复合材料.XRD分析证明产品为锐钛矿结构.TEM形貌观察,粒子基本为球形,粒径20～30nm;将样品均匀分散在甘油-水混合液中,利用UV-1200紫外-可见分光光度计测试了样品的光吸收性能,发现该纳米复合材料对紫外光和可见光均有很强的吸收.利用该纳米复合材料作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射180min后,对酸性红B染料的降解率接近100%.     

SnO2纳米晶修饰多孔Co3O4纳米棒的制备及气敏性能研究

以CoCl2.6H2O和CO(NH2)2为原料采用水热法合成多孔Co3O4纳米棒,之后通过自组装的方法将SnO2纳米晶修饰到多孔Co3O4纳米棒上。研究了SnO2纳米晶修饰对多孔Co3O4纳米棒气敏性能的影响。气敏测试结果表明SnO2纳米晶的修饰明显增强了多孔Co3O4纳米棒对CH3CH2OH和H2S的响应,对CH3CH2OH和H2S的检出下限分别达到5.0×10-6和1.0×10-6。     

纳米-Al2O3/SiO2加入量对MgO-Al2O3-SiO2复相陶瓷烧结机理的影响

为了探究纳米-Al₂O₃/SiO₂加入量对MgO-Al₂O₃-SiO₂复相陶瓷烧结行为的作用机理。以微米级MgO、纳米级Al₂O₃和SiO₂为主要原料制备陶瓷基复合材料。通过XRD和 SEM等检测手段对烧后试样的物相组成和微观结构进行测试与表征,重点研究Al₂O₃/SiO₂的加入对复相陶瓷物相组成、微观结构及烧结性能的影响。结果表明:随着Al₂O₃/SiO₂加入量的增大,试样烧后相对密度和烧后线变化率呈先增大后减小再增大的趋势,加入15%Al₂O₃/SiO₂(质量分数)的试样经1 500 ℃烧结后,其相对密度可以达到94%。引入的Al₂O₃/SiO₂与基体中的MgO生成镁铝尖晶石与镁橄榄石相,原位反应伴随的体积膨胀,抵消部分烧结过程中的体积收缩。Al₂O₃/SiO₂加入量为75%(质量分数)的试样经1 400 ℃烧结后,基体中有大量堇青石相生成,随着煅烧温度提高到1 500 ℃,堇青石分解所产生的高温液相促进了试样的烧结收缩。     

热处理对Bi2O3-B2O3-SiO2凝胶玻璃粉体结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一种Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂系玻璃粉体,在200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃温度下分别对凝胶玻璃粉体进行热处理,借助SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman、XPS、DSC、热膨胀仪及“纽扣”烧结实验分别测定了经不同温度热处理后玻璃粉体的结构与性能,分析了其结构变化对玻璃粉体转变温度T_g和烧结特性的影响。结果显示,在实验温度范围内,随热处理温度升高,Bi³⁺逐渐进入玻璃网络中,[BiO₆]八面体和[BiO₃]三角体、[BO₄]四面体和[BO₃]三角体分别与[SiO₄]四面体以顶角相连的方式构建玻璃网络结构。O1s和Bi4f的电子结合能逐渐增大,B1s的电子结合能减小,玻璃网络结构稳定性增强,导致玻璃转变温度T_g及玻璃膨胀软化点温度T_d升高、 润湿性降低且热膨胀系数略有降低。经600 ℃热处理后,玻璃粉体具有较优的烧结性能,T_g、T_d分别约为485 ℃及542 ℃,热膨胀系数α约为7.067×10-6/℃。     

溶胶-凝胶法制备Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3铁电薄膜的结构及物理性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si(111)衬底上制备了Bi_(0.975)La_(0.025)Fe_(0.975)Ni_(0.025)O_3(BLFNO)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及其压电模式(PFM)对薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电畴结构进行了研究。研究发现,BLFNO为结晶良好的钙钛矿结构多晶薄膜,且薄膜表面颗粒生长均匀。PFM测试图显示铁电薄膜在自发极化下的铁电畴结构清晰,铁电电容器具有良好的铁电性能。应用铁电测试仪对Pt/BLFNO/Pt电容器进行测量,得到了饱和性良好的电滞回线。在828kV/cm的外加电场下,Pt/BLFNO/Pt电容器的剩余极化强度为74.3μC/cm~2,表明La、Ni的共掺杂没有明显抑制铁电电容器的剩余极化强度,铁电电容器具有良好的铁电性能。漏电流研究结果表明,La、Ni元素的共掺杂有效降低了薄膜的漏电流密度,在277.8kV/cm外加电场下漏电流密度在10-4 A/cm2量级,明显小于纯BFO薄膜的漏电流密度。正半支漏电流曲线满足SCLC导电机制,对于负半支曲线,当电场强度大于22.2kV/cm时,同样遵循SCLC导电机制;但是,当电场强度小于22.2kV/cm时,曲线斜率约为4.8,表明参与导电贡献的电子数较多,归因于极浅陷阱俘获的电子在外加电场作用下参与了导电行为。室温下磁滞回线测试结果表明BLFNO薄膜具有反铁磁性质。     

Sn0.94Sc0.06P2O7的合成及其中温电性能研究

采用固相法合成了Sn0.94Sc0.06P2O7。XRD测试结果表明Sn0.94Sc0.06P2O7表现为单一立方SnP2O7相结构。采用电化学工作站对样品的中温电性能(50~250℃)进行了研究。结果表明,样品在湿润H2气氛中200℃下,电导率达到最大值(2.8×10-2 S·cm-1)。以样品为固体电解质组装氢-空气燃料电池,性能测试表明,在150℃时,其最大输出功率密度为25.02mW·cm-2(厚度:1.7mm),表明Sn0.94Sc0.06P2O7是一种潜在的中温燃料电池的电解质材料。     

La2O3、Nd2O3、Y2O3对高岭石高温相变动力学的影响

利用综合热分析技术、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)研究了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温条件下转变成莫来石过程的作用,并采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)和(Ⅱ)分析了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响。结果表明:3种稀土氧化物的掺入对高岭石的相变动力学参数产生了影响,相变活化能和频率因子与未掺入稀土氧化物的高岭石相比有所降低,析晶方式则未发生变化,均属于体积晶化。对比掺入3种稀土氧化物的高岭石相变活化能和频率因子可以看出,Y_2O_3对于高岭石高温条件下相变的促进作用最为明显,相变活化能最低。稀土氧化物对于高岭石高温相变产物影响不大,主晶相为莫来石相,次晶相为方石英相,但稀土氧化物的掺入使得方石英相的结晶度明显提高。     

机械化学合成Ni2Al3/Al2O3去合金化制备Raney-Ni/Al2O3复合粉体

以NiO粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。将Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体用浓度为20%的NaOH溶液腐蚀2h,可得到纳米晶结构的Ni/Al_2O_3复合粉体。利用XRD和TEM对其物相和结构进行了表征。结果表明,球磨1h后混合粉末仍为NiO粉和Al粉,球磨3h后NiO粉和Al粉在机械力的作用下反应形成Ni_2Al_3和Al_2O_3粉体,机械力诱发的NiO和Al之间的反应属于突发型反应,继续球磨10h后形成Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体在70℃、质量比为20%NaOH溶液中刻蚀2h,可获得Ni/Al_2O_3复合粉体。     

第一性原理对CaTiO3和CaCu3Ti4O12的对比研究

通过Ca替换CaCu_3Ti_4O_(12)晶胞中的所有Cu,建立了包含TiO6八面体扭转的CaTiO3;通过Cu替换CaTiO32×2×2超胞中3/4的Ca,建立了不包含CuO_4正方形的CaCu_3Ti_4O_(12)。采用Materials Studio软件的CASTEP模块,对比了上述晶体和标准晶体成键状况、能带结构、态密度及介电函数,分析了TiO6八面体扭转和CuO_4正方形的影响,发现了Cu-O键或CuO_4正方形对CaCu_3Ti_4O_(12)光频介电常数的关键性作用。研究结果提供了通过内禀机制优化CaCu_3Ti_4O_(12)材料介电性能的新途径。     

MgO/Al2O3比对MgO-Al2O3-SiO2系统玻璃分相与析晶的影响

采用高温熔融法制备了具有不同MgO/Al₂O₃比的堇青石微晶玻璃。采用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试技术研究了MgO/Al₂O₃比对该系统玻璃分相和析晶的影响。结果表明:当SiO₂含量不变时,随着MgO/Al₂O₃比的减小,分相形貌由连通的蠕虫状逐渐变为孤立的球形结构,且分相粒子尺寸逐渐减小,从200~300 nm减小至30~50 nm。当MgO/Al₂O₃比从3降到1,析晶峰温度由997 ℃升至1 105 ℃,析晶的难度逐渐提高。当MgO/Al₂O₃比为3时,MgO-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃经950 ℃热处理后即产生大量分相,经1 050 ℃热处理后在分相液滴中析出大量堇青石晶体,且堇青石优先在富Mg相中析出。提高MgO/Al₂O₃比有利于MgO-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃在分相中析晶,反之,则会降低系统的分相和析晶能力。     

微波和真空烧结制备La2O3掺杂Al2O3透明陶瓷

通过共沉淀法制备La2O3掺杂Al_2O_3纳米粉,粉体经压制后分别采用微波和真空烧结制备Al_2O_3透明陶瓷。结果表明:Al_2O_3粉末颗粒大小均匀,近似球形,为40~60nm;两种烧结方式制备的试样XRD图中均为α-Al_2O_3,未检测到其它相。La2O3掺杂量为1%时,随烧结温度升高,两种烧结方法得到的Al_2O_3陶瓷的相对密度和抗弯强度均呈上升趋势,且微波烧结陶瓷的相对密度和抗弯强度明显高于真空烧结。1500℃烧结时,随La2O3掺杂量的增加,Al_2O_3陶瓷的相对密度均先增大后减小,当La2O3掺杂量为1%时,Al_2O_3陶瓷的相对密度和抗弯强度均最大。微波烧结陶瓷的透光率明显高于真空烧结,且其断口晶粒比真空烧结明显细少。     

添加La2O3对粉煤灰合成Al2O3-SiC复合粉体的影响

以粉煤灰和活性炭为原料,通过碳热还原反应在Ar气氛下合成Al_2O_3-SiC粉体,探究了一条低成本合成Al_2O_3-SiC粉体的可行途径。研究了添加La_2O_3对合成过程的影响。采用XRD和SEM表征了材料的物相组成和显微形貌。结果表明:当粉煤灰与活性炭质量比为100∶44,在1 550℃下保温5h,添加6%(质量分数)的La_2O_3时,可合成性能良好的Al_2O_3-SiC粉体,颗粒分布均匀,平均粒径为0.5~1μm,较不添加La_2O_3合成温度降低约50℃。