Langmuir-Blodgett法制备b-轴取向MFI型分子筛膜

实验利用Langmuir-Blodgett(LB)技术大面积有序组装分子筛晶粒, 进而制备连续致密且高度b-轴取向MFI型分子筛膜。首先, 采用LB技术在表面性质不同的不锈钢载体和铂电极载体上实现了b-轴取向MFI分子筛晶粒的高度有序组装; 其次, 采用合成液预处理法对LB法制备的高度b-轴取向的MFI晶种层进行二次合成。XRD和SEM表征结果显示: 采用合成液预处理法可以有效抑制分子筛晶粒在二次生长过程中生成孪晶, 进而获得高度b-轴取向MFI分子筛膜; 最后, 电化学测试结果证实采用LB技术制备的b-轴取向MFI分子筛膜致密, 无缺陷。     

纯硅MFI型分子筛膜的原位合成及其CO_2/N_2混合气体分离性能研究

通过多孔α-Al_2O_3载体的处理或修饰改变其表面物化性质,并采用原位水热晶化法合成纯硅MFI分子筛(silicalite-1)膜.SEM、XRD和接触角的检测结果表明,未经处理、经过H_2O_2处理或带有氧化锆中间层的α-Al_2O_3载体为亲水性表面,其上不能形成连续的分子筛膜层;而经过3-氯丙基三甲氧基硅烷(3-CP-TMS)、十二烷基三甲氧基硅烷(DMS)修饰或带有壳聚糖中间层的α-Al_2O_3载体为疏水性表面,其上可以形成连续、致密的分子筛膜层,用DMS修饰或带有壳聚糖中间层的α-Al_2O_3载体上形成的分子筛膜有一定的择优取向.疏水性的载体表面是形成连续纯硅MFI分子筛膜层的先决条件,而合理的H_2O/Si比是保证分子筛完全覆盖载体表面形成致密膜层的重要因素.将载体经DMS修饰后原位水热合成的纯硅MFI分子筛膜应用于CO_2/N_2混合气体分离过程表明,合成的膜对CO_2具有分离选择性.     

ZSM-5分子筛膜/多孔SiSiC陶瓷复合孔结构微反应器的制备

以生物形态多孔SiSiC陶瓷为载体,采用原位水热法在多孔陶瓷微孔道内壁形成了一层2～5μm厚的b轴取向生长的ZSM－5分子筛膜. 利用XRD、SEM EDX、BET分析对复合材料的相组成、微观结构和比表面积进行了表征,研究了水热晶化时间、载体预处理对原位合成分子筛膜的影响. 结果表明,随晶化时间从5h增加到15h,从不连续的单层膜演变到～5μm厚的b轴取向的连续致密多层膜,该膜层是由粒径在1μm左右的ZSM-5分子筛颗粒堆积交联而成. 载体表面Si-OH浓度越高,分子筛膜和载体的结合力越强,但是较难控制分子筛膜的定向生长. ZSM-5/SiSiC复合孔结构材料的微孔体积为0.015cm3/g,BET面积为42.8m2/g,而相应的分子筛负载量为8.6%.     

TS-1分子筛膜制备和催化性能的研究

采用二次水热合成法在管状莫来石支撑体上制备TS-1分子筛膜,通过XRD、FT-IR、UV-Vis和SEM表征技术考察二次水热合成法中浸涂支撑体时晶种悬浮液浓度、合成液中的nH_2O_2/nSiO_2比率、合成液中晶种添加量等对TS-1分子筛膜的生长和催化性能的影响.当合成液的摩尔组分比、晶种液浓度、合成液中的nH_2O_2/nSiO_2比率、溶液中晶种添加质量分数、合成温度和合成时间分别为SiO_2∶0.03TiO_2∶0.2TPAOH∶120H_2O、5%、6、1%、150℃和24h时,连续致密的TS-1分子筛膜在H_2O_2氧化异丙醇反应中表现出良好的催化性能.其次,在渗透汽化-催化氧化耦合反应过程中,当异丙醇与H_2O_2摩尔比和反应温度分别为1∶2和70℃时,异丙醇的转化率达到81.14%,TS-1分子筛膜的通量为2.23kg/(m~2·h).     

表面机械研磨法制备Ni+WC复合涂层的耐磨性研究

为强化TA1钛合金的组织结构并提高其耐磨损性能,采用行星式机械球磨装置,在Ni与WC 2种粉末配比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1的5种混合型增强介质下对TA1合金进行表面机械复合强化处理,在0.05 MPa氮气气氛下,设定转速为350 r/min,时间为8 h,对TA1钛合金进行表面机械变形+固相涂层复合强化处理,这种一步法表面复合强化技术具有工艺简单、能耗少、涂层选材灵活等优势。结果显示：TA1钛合金表面形成由Ni+WC涂层+形变细晶区组成的复合强化层,涂层区厚度在40μm以上,其中Ni∶WC为3∶1时所得复合涂层内部缺陷最少,且连续均匀。在5 N、10 N载荷下Ni∶WC为3∶1摩擦系数相较于其他比例低,摩擦区间更加稳定且持续时间更长。2种载荷下磨损量均较TA1原样少,其中Ni∶WC为3∶1的强化样磨痕深度、磨损量均优异于其他4种配比,因此减摩效果最为优异。此种Ni、WC混合增强介质下表层机械复合强化工艺可大幅提升TA1钛合金表层耐磨损性。混合增强颗粒涂层具有较强的减摩效果,其磨损机制主要是磨粒磨损与氧化磨损。     

小晶粒TS-1分子筛膜的制备及表征

以椭球形小晶粒TS-1分子筛为晶种, 采用超声法在多孔α-Al₂O₃载体上获得紧密、均匀、连续的晶种层, 经二次生长形成小晶粒的TS-1分子筛膜. 通过改变合成液碱度(OH^-/Si)和晶化时间等合成参数, 调变分子筛膜的微结构. SEM和XRD检测结果表明, 当OH^-/Si＝0.09, 水热合成24h时, 晶种没有交联成膜, 延长晶化时间至48h, 可得到致密交联的TS-1分子筛膜, 晶体的大小约为500nm, 进一步延长晶化时间至72h时, 膜的结晶度降低, 表面覆盖一层无定形物质. 提高碱度, OH^-/Si＝0.21, 水热反应24h, 得到的膜结构不对称, 上层是高度交联的致密分子筛膜, 晶粒大小约为400nm, 致密膜与载体之间没有交联生长的晶种.     

二次生长法FAU型沸石膜的合成与表征

采用二次生长成膜的方法,在合成液的配比为46Na2O∶12.8SiO2∶1Al2O3∶4 500 H2O的稀溶液中,在大孔α-Al2O3陶瓷管载体外表面,合成出致密的FAU型沸石膜,并用扫描电镜、X射线衍射以及气体渗透性能等手段对沸石膜进行了表征.用热浸渍法将与载体孔径尺寸相近的晶种引入载体表面,晶种嵌入了载体表面的孔口和次孔口,且均匀地分布在膜管表面,明显改善了载体的表面性质,促进了膜的生长.所制备的膜表面晶粒相互交织生长完好,致密,连续,规整,无裂缺,沸石膜厚约6~7μm.H2的渗透率为1.46×10-6mol/(m2.s.Pa),H2/SF6的理想分离因子为9.67,高于其努森扩散值8.54.对稀溶液中沸石膜的形成机制也进行了探讨.     

继代晶种法合成NaA分子筛膜

开发继代晶种法合成低成本、易重复的NaA分子筛膜:采用前一代分子筛膜晶化后剩余的母液为晶种液,将其涂敷于载体表面,干燥后置于合成液中,并在微波加热条件下合成NaA分子筛膜.考察了初代母液合成时间对NaA分子筛膜的性能影响,渗透汽化性能测试结果显示:初代母液的合成时间和分子筛膜的晶化时间均为12.5 min时合成的NaA分子筛膜表现出最优的渗透汽化性能,渗透汽化温度为70℃时,其渗透通量达到1.25 kg/(m~2·h),分离系数达到10 000以上.采用优化的合成条件,用继代晶种法连续合成出五代NaA分子筛膜,其渗透汽化测试得到的乙醇脱水性能基本相同,表明继代晶种法可以重复合成性能优良的NaA分子筛膜.     

致密Y型分子筛膜的制备及其影响因素分析

采用无模板剂二次水热合成方法在多孔Al2O3陶瓷环表面制备了Y型分子筛膜,考察了低温等离子体处理预植晶种载体、预植方式、陈化时间、晶化时间和水含量等因素对成膜的影响.XRD和SEM表征结果显示,等离子体处理载体有助于获得致密的分子筛膜.另外,采用打磨方式预植晶种,反应液适当的水含量,陈化9 h及反应9 h有利于提高膜的质量.     

新型管式炭载体上Silicalite-1型沸石复合膜的制备与性能

以多孔炭管为载体, 采用预涂晶种二次生长法在澄清溶液体系制备了炭基- Silicalite-1沸石复合膜. XRD、SEM及气体渗透性能表明: 合成的炭基-沸石复合膜完整、致密, 在室温下, H₂/C₃H₈ 的理想分离因数达到了13.6, 显示出明显的分子筛分性能. 沸石直接在无晶种层的炭表面上不易生长成膜, 而具有晶种层的炭表面可形成连续沸石膜. 用弱极性的乙醇代替常规的水作为 晶种溶剂可有效地将晶种引入到非极性的炭表面而形成连续、均匀的晶种涂层. 在氮气气氛、793K下焙烧, 可以除去复合膜中的有机胺模板剂, 并避免炭载体结构的氧化破坏.     

Mass Absorption Coefficient of Tungsten and Tantalum, 1450 eV to 2350 eV: Experiment,Theory, and Application

The mass absorption coefficients of tungsten and tantalum were measured with soft x-ray photons from 1450 eV to 2350 eV using an undulator source. This region includes the M₃, M₄, and M₅ absorption edges. X-ray absorption fine structure was calculated within a real-space multiple scattering formalism; the predicted structure was observed for tungsten and to a lesser degree tantalum as well. Separately, the effects of dynamic screening were observed as shown by an atomic calculation within the relativistic time-dependent local-density approximation. Dynamic screening effects influence the spectra at the 25 % level and are observed for both tungsten and tantalum. We applied these results to characterize spatially-resolved spectra of a tungsten integrated circuit interconnect obtained using a scanning transmission x-ray microscope. The results indicate tungsten fiducial markers were deposited into silica trenches with a depths of 50 % and 60 % of the markers’ heights.     

反应时间对CH3NH3PbBr3钙钛矿纳米晶形貌及荧光性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿(CH_3NH_3PbX_3,X=Cl、Br、I)材料正成为最近全世界研究的热点,在太阳能电池、量子点发光等众多领域有着广泛的应用。本研究重点考察反应时间对热注入法合成的CH_3NH_3PbX_3纳米晶的形貌及荧光性能的影响,并采用吸收光谱、荧光光谱、X射线衍射、透射电镜及扫描电镜等手段对材料进行分析。研究表明,随着反应时间的延长,产物从6nm左右的球状纳米颗粒变为层状纳米片;反应时间继续延长,纳米片的尺寸变大,厚度变厚;同时,产物的吸收峰和荧光发射峰都发生蓝移。通过绝对量子产率的分析,发现反应时间为180s时产物的量子产率最高。     

铁酸锌作为光催化剂的研究进展

铁酸锌是具有较高光催化活性及对可见光敏感的n型半导体,其独特的磁性能和化学稳定性使其在光催化领域有着广泛的应用。针对不同形貌的铁酸锌,采用不同的改性方法,可将其与其他材料结合制备出更为高效、实用的光催化剂。近年来,利用铁酸锌的特性,制备磁性可回收且性能稳定的复合光催化剂引起了科研人员的广泛关注。概述了铁酸锌作为光催化剂的基本性质,对不同形貌铁酸锌的制备方法进行了总结,并重点讨论了铁酸锌在光催化方面的改性技术及改性机理,最后对目前存在的问题和未来的研究方向做了简要的总结和预测。     

磁性CuFe2O4纳米棒的合成及其芬顿反应降解刚果红性能的研究

以α-FeOOH纳米棒为模板,通过高温烧结法制备了磁性CuFe2O4纳米棒,并研究其芬顿氧化降解刚果红染料的性能。结果表明CuFe2O4纳米棒在150min内可以有效降解90%以上的刚果红染料,经过5次循环后,降解率并无明显下降,同时还考察了其他反应条件对降解率的影响。这种新型磁性芬顿试剂在水处理方面有较好的应用前景。     

溶胶-凝胶法制备铜锌锡硫材料的研究进展

四元硫化物铜锌锡硫(CZTS)是一种新型薄膜太阳电池材料,具有锌黄锡矿结构,呈p型导电性,带隙约为1.5eV,光学吸收系数高于10~4cm~(-1),这些特性与太阳光谱相匹配。基于上述原因,CZTS薄膜是一种有望能低成本、可规模化开发利用的新型薄膜太阳电池材料。简要阐述了CZTS性质及其薄膜太阳能电池的器件结构,详细介绍了溶胶-凝胶方法制备CZTS薄膜及其相应器件效率的研究进展。最后,总结了此方法制备CZTS薄膜及其相关电池性能难以突破的关键技术问题,并提出了有效的改进措施,对CZTS薄膜太阳电池未来的研究进行了展望。     

Nb2O5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响

为研究Nb_2O_5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响机理,以富铁白云鄂博西尾矿、粉煤灰为主要原料,采用熔融工艺制备了添加质量分数0%~4%Nb_2O_5的透辉石基矿渣微晶玻璃。DTA、XRD、SEM和力学测试结果表明,Nb_2O_5主要以Ca2Nb2O7第二相的形式存在于辉石相界,其含量随Nb_2O_5添加量升高而增大。同时辉石主晶相从类菊花状枝晶组织转变成平均尺寸逐渐减小的圆角岛状组织。微晶玻璃的抗折强度平均为207 MPa,当Nb_2O_5质量分数为2%时最高,达236 MPa。     

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/℃。     

纳米MoS2的合成及其在重油深度转化中的应用

MoS_2是在催化剂领域、光化学领域以及润滑油领域都广受关注的材料。因其良好的加氢活性,通常在石油化工领域中作为加氢过程的催化剂活性组分。介绍了纳米MoS_2的插层剥离法、气相化学沉积法、前驱物分解法、水热合成法等多种合成方法,列举了不同方法合成MoS_2产品在形貌、大小、比表面积等方面的特点,并针对重油转化所需催化剂的特性对不同合成方法的优缺点进行了对比。最后简单介绍了意大利ENI公司以非负载MoS_2作为催化剂在浆态床加氢工业应用的实例。     

自石灰石矿粉中直接提取CaCO3晶须的碳化-分解法研究

提出一种自石灰石矿粉中直接提取CaCO_3晶须的碳化-分解方法。该方法能够以天然石灰石矿粉为原料,通过水溶性碳酸的作用溶解出Ca(HCO_3)_2,进而在升温条件下通过Ca(HCO_3)_2的分解反应得到形貌规整的棱锥状CaCO_3晶须。扫描电镜观测与X射线衍射分析显示,Ca(HCO_3)_2分解温度对CaCO_3晶须微观形貌的影响显著,晶须长度与长径比随分解温度的升高均呈上升趋势,但分解温度超过80℃会导致文石晶相向方解石晶相转化。实验结果表明,80℃、2h条件下,Ca(HCO_3)_2分解产物中文石晶相含量较高,晶须几何形貌更为合理,其平均长度为14.61 μm、长径比为8.10。     

纳米CeO2对激光熔覆Fe/Cr3C2复合涂层组织与磨损性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及滑动磨损试验,研究了1%纳米CeO_2(质量分数)对低碳钢表面激光熔覆Fe/Cr_3C_2复合涂层的组织结构和耐磨性能的影响。结果表明,Fe+Cr_3C_2+1%CeO_2复合涂层的主要组成相是α-Fe、γ-Fe、Cr_3C_2、Cr_(23)C_6及Cr_7C_3等化合物相;加入1%纳米CeO_2后,复合涂层组织明显细化,未熔Cr_3C_2数量显著减少,初生碳化物由粗大杆状向块状转变,数量增加,分布均匀,有效抑制和消除了裂纹的形成;复合涂层硬度和耐磨性能显著提高,Fe+30%Cr_3C_2+1%CeO_2涂层截面显微硬度提高105HV,增幅达到15.4%,且涂层沿深度方向硬度分布均匀性得到明显改善。