ZrO2纳米粒子的水热合成

以锆酸四丁酯（Zr（OBu）4为原料,利用溶胶-水热法制备了ZrO2纳米粒子,分别用XRD,SEM,TEM对合成的样品进行了表征。结果表明,用水热法合成的ZrO2纳米粒子的粒径较小且均一,并且含有单斜相（Monoclinic）和四方相（Tetragonal）2种结构。     

基于溶剂热反应快速沉积ZrO_2-基激光光学薄膜

基于丙醇锆-乙酸-乙醇混合体系的溶剂热反应（423 K,10 h）合成了稳定的ZrO2-基溶胶,采用旋转镀膜技术在K9玻璃基片上制备了ZrO2-基光学薄膜。借助动态光散射、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、紫外/可见/近红外透射光谱、FilmTMTek 3000型薄膜分析仪以及强激光辐照实验对溶胶与薄膜的微观结构及光学性能进行表征。研究发现,通过与溶剂乙醇的酯化反应和与丙醇锆的配合反应,乙酸具有温和地提供反应水和降低丙醇锆水解活性的双重作用。在各工艺参数适当配置的情况下,采用该方法可以快速合成颗粒流体力学直径为10 nm~15 nm的溶胶,由此沉积的薄膜具有平整的表面、较高的折射率1.633（测试波长为632 nm）和高的激光损伤阈值34.7 J/cm2（激光波长为1 064 nm,脉冲宽度为3 ns,＂R/1＂测试模式）。     

碱催化制备溶胶-凝胶ZrO2薄膜及性能研究

以Zr(OC3H7)4为前驱体,二甘醇为络合剂,在氨水的碱性条件下,水解制备ZrO2溶胶,并加入聚乙烯吡喏烷酮(PVP)来提高膜层的激光损伤阈值,提拉法涂膜.采用粘度、粒度分布、IR、DSC、XRD、AFM等测试手段对溶胶和薄膜性能进行表征.结果表明,ZrO2溶胶具有较好的粘度稳定性;薄膜表面均匀平整;ZrO2-PVP溶胶颗粒粒径分布比ZrO2溶胶的集中;ZrO2凝胶粉在329℃附近由非晶态转变为四方晶相结构,在600℃时已有单斜晶相结构出现,随温度的升高由四方晶相向单斜晶相结构转变;加入PVP能有效提高膜层的激光损伤阈值,ZrO2膜的激光损伤阈值为10.2 J/cm2(1064nm,1 ns),ZrO2-PVP膜的激光损伤阈值为14.17 J/cm2(1064nm,1ns).     

ZrO2/Al2O3复合载体中ZrO2的晶相和晶粒尺寸对Ni基催化剂性能的影响

用沉积-沉淀和溶胶-凝胶等法在扩孔后的Al2O3基载体上分别制备了不同ZrO2晶相和品粒尺寸的负载型纳米ZrO2／Al2O3复合载体，并用浸渍法制备了Ni／ZrO2／Al2O3．考察了纳米ZrO2品型结构和品粒尺寸对CO2重整CH4催化剂Ni／ZrO2／Al2O3的性能影响．结果表明，四方相ZrO2（t—ZrO2）有利于提高催化剂的表面吸附性能和催化剂的稳定性，同时t-ZrO2晶粒尺寸越小，活性物种的分散度越高，催化剂的活性好．     

程序升温溶剂热法制备ZrO2及结构表征

采用溶胶—凝胶结合程序升温溶剂热法制备了光催化材料ZrO2,通过XRD、N2吸附-脱附、TPD、SEM等检测手段对其组成、结构及其表面物理化学性质进行了表征。结果表明．合成材料的品型结构良好,孔径分机较均匀．为纳米孔结构（3．7nm）．且比表面积显著增大（130．4m^2／g）。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合薄膜结构及形貌的研究

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,利用浸渍提拉方法在孔隙率为45%的-αAl2O3陶瓷基体表面涂覆凝胶膜经热处理得到陶瓷膜。采用XRD、FT-IR和SEM测试技术对膜的相组成、凝胶膜热处理中的变化和复合膜的微观形貌进行表征。结果表明,改变Ti组分的加入量,复合膜的主晶相将发生改变;提高热处理温度,胶体颗粒之间将生成更加稳定致密的氧桥键Si—O—Al和Ti—O—Al—O—Si等,从而提高薄膜的机械强度;适中的溶胶粘度是成膜的关键因素。     

焙烧温度对S2O8^2-／ZrO2介孔超强酸的结构与性能的影响

以硝酸锆为锆源,以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）为模板剂,S2O8^2-浸渍无定形Zr（OH）4,制得介孔S2O8^2-／ZrO2固体超强酸,通过N2吸附－脱附、XRD分析、Hammett非水滴定、TEM等方法,考察了不同焙烧温度对S2O8^2-／ZrO2介孔超强酸晶体结构、酸强度等性能的影响。结果表明,当焙烧温度600℃,S2O8^2-／ZrO2样品比表面积为140m2／g,平均孔径在3～4nm之间,酸强度H0≤-12．7,为介孔相固体超强酸。     

SO4^2-/ZrO2介孔氧化物的合成及表征

以十二烷基硫酸钠（SDS）为模板剂,乙二胺为碱介质,水热法合成ZrO2介孔材料。焙烧之后,在不同浓度的硫酸溶液中浸渍反应,得到SO4^2-/ZrO2介孔氧化物。研究结果表明,当n（Zr）︰n（SDS）︰n（H2NCH2CH2NH2）︰n（H2O）=1.0︰1.0︰1.6︰200,反应温度为60℃时,所合成的介孔氧化物在0.5 mol.L^-1 H2SO4溶液中浸渍3.5 h,550℃焙烧2 h,产物的酸量为1.905 4 mmol.g^-1。     

FeCl3-Al(i-Bu)3-phen胶体催化剂制备方法对催化活性的影响

研究了FeCl3-Al(i-Bu)3-phen胶体催化剂各组分的配比、加入顺序、陈化等制备方式影响催化活性的原因.在加氢汽油介质中,较佳[Al]/[Fe]比值,能将FeCl3颗粒表面的Fe3+还原成Fe2+,又与Al(i-Bu)3形成双电层使胶粒稳定.较佳的[phen]/[Fe]比值保证有充分的phen与Fe2+生成稳定的配合物,阻止Al(i-Bu)3将Fe2+还原成低价态(Fe+,Fe0),同时较佳配比制得的胶体催化剂颗粒小而均匀.因为生成活性位的反应是快速反应,只有phen、FeCl3先于Al(i-Bu)3加入,才能有效阻止深度还原.所以最好的加料顺序是phen+FeCl3+Al(i-Bu)3;由于本体系是较稳定的胶体体系,在陈化时间为4h、陈化温度在-15℃～20℃范围内几乎不影响催化剂活性.因为丁二烯聚合物能增加胶粒的稳定性,所以加丁二烯陈化优于不加丁二烯陈化.     

Fe_2O_3-Mn_2O_3-SiO_2系统涂层的研究

本文概述了用溶胶-凝胶法制备 Fe_2O_3-Mn_2O_3-SiO_2系统涂层的工艺,并且运用红外吸收光谱、综合热分析和透射电镜等分析手段,研究了该涂层由凝胶向玻璃态的转化过程、涂层的显微结构特点和着色机理。结果表明,凝胶经加热排除多余溶剂和缩聚反应,逐渐转变为固态。涂层中含有 Fe_2O_2和 Mn_2O_3的胶粒,因此出现光散射和光吸收着色。     

Sol-gel法在浮法玻璃表面镀制银胶粒着色涂层

以AgNO3、TEOS和KH550为原料，用溶胶凝胶法在浮法玻璃表面镀制了含银胶体粒子的二氧化硅涂层。所得到的溶胶中n(Ag)／n(Si)(原子比)为0．02～0．15。在热处理(≥500℃)之后，涂层的表面致密，无裂纹，并得到了淡黄-黄-棕黄系列样品。采用红外光谱仪、荧光光谱仪、紫外可见光分光光度计等仪器测试了涂层的微结构及光学性能。结果表明：浮法玻璃中的Na^ 与涂层中Ag^ 在热处理过程中进行交换，交换到基片中的Ag^ 与Sn^2 反应，使Ag^ 在较低的温度下即可被还原并形成银胶体粒子，从而获得银胶粒着色涂层。     

硼酸铝晶须表面溶胶-凝胶法改性的研究

通过采用溶胶-凝胶法在硼酸铝晶须表面制备Al2O3薄膜来改变硼酸铝晶须的表面化学性质，系统研究了Al2O3溶胶达到稳定的适宜工艺条件，并采用XRD、EDS和SEM等测试手段对涂层进行了表征。结果表明：70℃以上的水解温度、异丙醇铝：水=1：(100-200)的铝水摩尔比和初始pH值小于3是获得均匀稳定的氧化铝溶胶的适宜制备条件，改性后硼酸铝晶须表面由微结晶的氧化铝涂层组成。     

磷酸盐激光玻璃凝胶防潮膜和减反膜

采用溶胶-凝胶方法制备(CH3)2Si(OC2H5)2预聚体涂膜液以及掺入SiO2悬胶体涂膜液改性,采用旋转法在掺钕磷酸盐激光玻璃棒端面涂制防潮膜,热处理后膜层固化.SiO2改性的CH3O防潮膜,热处理后的膜层耐摩擦性能明显改善.然后旋转涂制第二层多空性SiO2减反膜,涂膜胶体通过硅酸乙脂碱催化水解缩聚制得,减反膜的折射率为约1.25,玻璃棒涂膜后激光波长1 053 nm减少表面反射率6.5%-7.5%,双层膜激光破坏阈值12 J/cm2,1 053 cm/1 ns,膜层表面粗糙度(RMS)2.523 nm.直径20-70mm长380mm的玻璃棒涂膜后,在高功率激光装置制中使用期为5年.     

中温氧化物燃料电池电解质材料制备和性能研究

中温固体氧化物燃料电池（SOFCs）的工作温度应低于800℃。本文重点对ZrO2基、CeO2基、Bi2O3基和ABO3型电解质材料的最新进展和发展趋势作了综述。以8%氧化钇稳定氧化锆（8YSZ）作为电解质的SOFCs,工作温度在1000℃左右。经较低价的碱土和稀土离子（Sr2＋,Ca2＋,Sc3＋和Y3＋）掺杂稳定ZrO2,在800℃,氧化钪掺杂氧化锆（Zr0.9Sc0.1O1.95,scandia doped zirconia,SSZ）的电导率（0.1S/cm）比Zr0.9Y0.1O1.95（10YSZ）的（0.03S/cm）高得多。薄膜化是改进氧化锆基电解质的电导性能的另一个途径。厚度小于10μm的YSZ基SOFCs,在800℃时功率密度最大可达2W/cm2。研究新的稳定的双掺杂电解质材料将会是CeO2基材料研究的重点。Y2O3和Sm2O3共掺杂（Y0.1Sm0.1Ce0.8O1.9,YSCO）在800℃时电导率可达到0.0549S/cm,电导活化能为0.77eV。Sr和Mg共掺杂LaGaO3（LSGM）阳离子导体已成为中低温SOFCs的重要候选电解质材料。钙钛矿型氧化物是除了Bi2O3以外氧离子电导率最高的陶瓷材料。寻求新的、优良的中温SOFCs电解质材料仍是目前推动中温SOFCs实用化的关键因素之一,薄膜化技术是研究的另一个重点。     

微乳液法制备Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶粉体的研究

以Span-80和Tween-80混合物作为表面活性剂，正丁醇作为助表面活性剂，环己烷作为油相，Pb（NO3）2、Ca（NO3）2、Zr（NO3）4的混合溶液或氨水作为水相，采用微乳液工艺在800℃左右成功制备出了Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶，并以TG-DTA、XRD和TEM对所制备的Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶进行了表征。研究结果表明，所制得的Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶属三方晶系，无杂相，粉末颗粒细小，颗粒尺寸在15—40 nm之间，呈球形。     

丁二烯聚合中铁系催化剂烷基铝作用的研究

研究了在２５℃加氢汽油介质中,铁系胶体催化剂［Ｆｅ（ｎａｐｈ）２ Ａｌ（ｉ Ｂｕ）３ ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２Ｃｌ］单组分、多组分按不同配比混合,非水体系电导率与浓度的关系,结合Ｔｙｎｄａｌ效应,聚合实验结果,得出Ａｌ（ｉ Ｂｕ）３以缔合状态存在并解离成离子对;它同环烷酸亚铁的作用是形成胶核的主要反应;与氯丙烯反应生成的氯化异丁基铝,在胶核表面参与形成活性中心;由过量Ａｌ（ｉ Ｂｕ）３解离的离子对形成的双电层结构,使胶粒保持相对稳定。催化剂各组分较佳配比对应稳定胶粒的形成;它具有颗粒小、均匀、较高的催化活性。催化体系加入丁二烯引起电导率下降表明活性中心是正离子性的。     

钛表面原位自组装TiO2空心球及生物活性研究

以单分散聚苯乙烯（PS）球为模板,聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为表面活性剂,硫酸氧钛为前驱液,通过水解 溶胶法在低温条件下实现了自组装TiO2微球在钛基体表面的沉积,然后将其煅烧去除PS球,得到空心TiO2球,将此基体浸入模拟体液（SBF）中来观察表面磷灰石的生长情况.通过XRD和SEM对表面物相组成和微观形貌分析可知：TiO2球平均粒径为1.2 μm,分散性较好,与基体有良好的结合力,且该基体表面TiO2在1天内就能够诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有良好的生物活性.此外,纳米结构TiO2的组成、形貌和结构可以通过调整组装温度和PS质量浓度来实现可控.     

孔径尺寸可控ZrO2多孔陶瓷的制备

在溶胶共沉淀法制备ZrO2的基础上，利用高分子悬浮聚合技术，将具有单一分散性的造孔剂球形聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（700nm）和ZrO2分别制成悬浮液，通过混合、真空抽滤、煅烧的工艺，制备出孔径尺寸可控，孔径分布均匀的ZrO2多孔陶瓷。用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）观察了ZrO2多孔陶瓷的相组成和显微结构，结果表明其具有孔径分布均匀的结构特点且ZrO2四方相结构没有改变。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶的制备工艺

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,并采用XRD和SEM等测试技术对复合溶胶的相组成及其微观形貌进行了表征。实验发现:ZrOCl2.8H2O的预水解溶液的pH<1,用它作为胶溶剂可合成性能好的复合溶胶;若不加硅烷偶联剂,当Al、Si物质的量比n(Al)∶n(Si)<2∶1时,得不到性能稳定的复合溶胶;改变Ti组分的加入量,复合薄膜的主晶相将发生改变。     

FeCl_3-Al(i-Bu)_3-phen胶体催化剂制备方法对催化活性的影响

研究了 Fe Cl3- Al( i- Bu) 3- phen胶体催化剂各组分的配比、加入顺序、陈化等制备方式影响催化活性的原因。在加氢汽油介质中 ,较佳 [Al]/[Fe]比值 ,能将 Fe Cl3颗粒表面的 Fe3+ 还原成 Fe2 + ,又与 Al( i- Bu) 3形成双电层使胶粒稳定。较佳的 [phen]/[Fe]比值保证有充分的 phen与 Fe2 +生成稳定的配合物 ,阻止 Al( i- Bu) 3将 Fe2 +还原成低价态 ( Fe+ ,Fe0 ) ,同时较佳配比制得的胶体催化剂颗粒小而均匀。因为生成活性位的反应是快速反应 ,只有 phen、Fe Cl3先于 Al( i- Bu) 3加入 ,才能有效阻止深度还原。所以最好的加料顺序是 phen+ Fe Cl3+ Al( i- Bu) 3;由于本体系是较稳定的胶体体系 ,在陈化时间为 4h、陈化温度在 - 1 5℃～ 2 0℃范围内几乎不影响催化剂活性。因为丁二烯聚合物能增加胶粒的稳定性 ,所以加丁二烯陈化优于不加丁二烯陈化