SSZ-13分子筛晶相转变研究

SSZ-13分子筛被广泛运用于工业生产的过程中,然而传统合成方法需要N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵为模板剂,高昂的合成成本限制了SSZ-13的工业化应用。为制备出更绿色高效的SSZ-13分子筛,本工作系统探究了SSZ-13的合成最佳配比及合成条件,并使用金属与有机胺的络合物为模板剂通过转动水热法合成了Cu掺杂的SSZ-13分级孔分子筛。在调整分子筛晶化的过程中,通过XRD表征,我们观察到由FAU向CHA晶相转变的晶体转化现象。这说明控制合成条件可实现分子筛原晶相的解构、次级结构的重组,以得到新的晶相。

热处理对溶胶-凝胶TiO_2薄膜的晶相转变和性能影响

以钛酸丁酯(TPOT)为有机醇盐前驱体,采用溶胶 凝胶技术制备了TiO2溶胶。为测量方便起见,分别制备了凝胶粉体和薄膜,并对样品进行了不同温度的热处理。X射线衍射(XRD)、椭偏仪和紫外 可见光谱(UV vis)的测量表明:随热处理温度的升高,TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变,400℃为锐钛矿相,600℃开始出现金红石相,800℃完全转变为金红石相;晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大,锐钛矿结构的晶粒尺寸范围是2.5～5.5nm,金红石结构的晶粒尺寸范围是5.9～6.8nm;TiO2薄膜的折射率随热处理温度的升高而增大,同时薄膜厚度降低;禁带宽度随热处理温度升高而变窄,锐钛矿结构的禁带宽度为3.45eV,而金红石结构的禁带宽度为3.30eV。

Zr^(4+)对固相反应制备堇青石材料晶相转变的影响

以菱镁矿风化石、工业氧化铝和二氧化硅微粉为原料,加入不同含量二氧化锆添加剂,通过固相反应合成制备堇青石。用XRD法和SEM法表征试样中的晶相和显微结构,用X′Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析,用半定量法对试样晶相组成进行计算,用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。研究分析Zr4+对制备堇青石材料中晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。结果表明:Zr4+对堇青石结构中Mg2+的置换固溶作用使堇青石相晶胞常数及晶胞体积发生变化,形成的结构缺陷使堇青石结构中离子扩散速度加快。由于Zr4+较高的电场强度,减弱了Mg-O的键力,氧化铝和二氧化硅通过固相反应形成莫来石相。当二氧化锆加入量为1.2%时,堇青石晶胞常数和晶胞体积最大,堇青石晶粒最大,堇青石结构中莫来石含量达到2.5%。

（TiO2-CdS）／SiO2复合粉体的溶胶一凝胶法合成及晶相转变

以钛酸丁脂为原料，CdS纳米晶为掺杂相，通过正硅酸乙脂水解，用溶胶-凝胶法制备(TiO2-CdS)／SiO2复合粉体。用DTA-TG、XRD和TEM对复合粉体进行表征。发现复合粉体中TiO2从无定型向锐钛矿型的相变温度大约为810℃，从锐钛矿型向金红石型的相变温度为900℃；添加少量的二氧化硅明显地抑制二氧化钛晶粒粒径的增大和相变。

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学D/max-3B X-射线衍射仪、TG-DTA、IR-440红外光谱法,研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。随老化时间的延长,〔AlOOH〕·nH_2O结构有序度增强。赋存于〔AlOOH〕·nH_2O粉体中的Al(OH)_3有三种晶型,拟薄水铝石与杂相有六种共存方式。含湿贮存12年的研究表明,胶质拟薄水铝石易向氢氧化铝晶相转化;而老化拟薄水铝石是比较稳定的,不易产生相变。

综合利用江油电厂粉煤灰的研究(一)——影响硅酸二钙晶相转变的因素研究

本文利用正交设计研究了钙硅比、样品进炉方式、煅烧温度、煅烧时间及冷却方式对C_2S晶相转化的影响;找出了影响C_2S晶相转化的主要因素;推荐了获取自粉化料的最佳条件。

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学Ｄ／ｍａｘ－ ３ＢＸ射线衍射仪、ＴＧ ＤＴＡ、ＩＲ ４４０ 红外光谱法，研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。随老化时间的延长，〔ＡｌＯＯＨ〕·ｎＨ２Ｏ 结构有序度增强。赋存于〔ＡｌＯＯＨ〕·ｎＨ２Ｏ 粉体中的Ａｌ（ＯＨ）３ 有三种晶型，拟薄水铝石与杂相有六种共存方式。含湿贮存１２ 年的研究表明，胶质拟薄水铝石易向氢氧化铝晶相转化；而老化拟薄水铝石是比较稳定的，不易产生相变。

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学Ｄ／ｍ ａｘ－ ３ＢＸ射线衍射仪、ＴＧ－ ＤＴＡ、ＩＲ－ ４４０ 红外光谱法研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。随老化时间的延长，［ＡｌＯＯＨ］·ｎＨ２ Ｏ结构有序度增强。赋存于［ＡｌＯＯＨ］·ｎＨ２Ｏ粉体中的Ａｌ（ＯＨ）３ 有３ 种晶型，拟薄水铝石与杂相有６ 种共存方式。含湿贮存１２ ａ的研究表明，胶质拟薄水铝石比较稳定，不易产生相变。

拟薄水铝石的老化及晶相转变

用理学Ｄ／ｍａｘ—３ＢＸ射线衍射仪、ＴＧ—ＤＴＡ、ＩＲ—４４０红外光谱法，研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。经研究表明，胶质拟薄水铝石易向氢氧化铝晶相转化；而老化拟薄水铝石是比较稳的，不易产生相变。

氢气氛下硫酸钠对红土镍矿晶相转变的促进作用

实验选用氢气为还原剂,无水硫酸钠为辅助添加剂,在实验室自制搅拌式气-固反应装置中通过改变温度、时间、Na2SO4用量、H2/N2比率对低品位红土镍矿进行选择性还原焙烧实验,焙烧矿通过磁选管进行磁选分离制备高品位镍铁合金。原矿、焙烧矿和磁选精矿的矿物学性质通过热力学计算并结合TG-DSC、H2-TPR、XRD、光学显微镜等分析仪器进行表征。实验结果表明:添加硫酸钠对促进红土矿晶相结构转变和提升H2的还原能力起到了积极的作用。还原温度作为供热源能够显著改善硫酸钠的催化反应活性,提高磁性产品中镍铁含量。在温度为800℃,总气速为200 L/h(H2/N2=7/3),还原时间为220 min的最优条件下,含20%硫酸钠的红土矿经还原-磁选后能够获得镍品位6.43%,镍回收率97%的较好指标。从热力学角度分析,根据吉布斯自由能图和平衡气相图看出硫酸钠能与矿物中的硅酸镁(MgSiO3)在700℃左右即可自发反应释放出赋存于其中的镍,反应生成的SO2能够促使FeO转变为FeS,FeS则有助于Fe-S低熔点固溶体的形成,从而促进镍铁粒子的定向转移和聚集长大,便于后续磁选中磁性镍铁矿物与脉石矿物的分离。

亚微米级钛酸钡的晶相与形貌调控及其立方-四方晶相转变

以α钛酸和八水合氢氧化钡为原料,采用低温固相法制备出均一性良好的亚微米级四方相钛酸钡,研究了焙烧工艺(焙烧温度、焙烧时间、升温速率和焙烧方式)对钛酸钡微观形貌结构、晶相含量、晶粒大小和晶相转变温度的影响。通过SEM、XRD和Raman等手段对钛酸钡样品进行了表征,其结果表明四方相钛酸钡晶粒大小为亚微米级,在300℃由亚稳态立方相钛酸钡晶相转变而来,600℃时钛酸钡晶粒以立方体形貌为主,700℃时钛酸钡粉体中以四方相钛酸钡为主。无论是晶相转变温度还是焙烧温度均较传统温度显著降低。

X射线衍射法研究假一水软铝石晶相转变

用Ｘ射线衍射法（ＸＲＤ法）研究了假一水软铝石的高温晶相转变过程，给出了衍射谱图及鉴别方法。

莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能

莫来石是高温领域中最有前途的工程材料之一，但是在室温下，具有较差的机械性能。因此，经常用一些颗粒、纤维或晶须来进行增强，提高它的性能。加入到莫来石的颗粒之一是ZrO2颗粒，通过ZrO2颗粒的晶相转变工艺。从四方晶系变为单斜晶系，从而可以提高莫来石的断裂韧性。本研究的目的是揭示利用A1．gerian高岭土、α-Al2O3，和ZrO2通过烧成反应合成莫来石-ZrO2复合物，并研究了复合物的晶相转变和烧成性能。原料通过行星式球磨机进行混合，随后再进行研磨。压制的试样在1100-1600％：之间历时2h进行烧成。通过水浸方法测量其体积密度。用X-射线衍射（Rietveld方法）测出烧成试样中呈现的晶相。本文发现，当添加超过16％的氧化锆时，剩余的氧化锆晶相为四方晶相结构。所有的试样在l250℃时都完全形成原生莫来石。在莫来石试样中，方英石是在l1500C开始形成，在1300℃消失，当有ZrO2，加入时是在1250℃消失。锆英石复合ZrSiO4是在1250℃开始形成，在1400℃完全消失。增加ZrO2比率可以促进球形颗粒的形成。

SnCl_4对纳米二氧化钛晶相结构的低温转变控制研究

采用二种方法制备了低温下晶相结构可控制转变的纳米二氧化钛。一种方法是采用乙醇作溶剂的溶胶-凝胶法,通过控制SnCl4的添加量,便可在450℃热处理下实现纳米TiO2从纯锐钛矿到不同比例的复合相直至纯金红石相的转变。另一种方法是采用钛酸丁酯为原料直接低温水解,通过加入不同量的SnCl4,制备了具有晶态结构的二氧化钛复合溶胶,在120℃下干燥处理便可实现TiO2从锐钛矿到不同比例的复合相(金红石型、锐钛矿型和板钛矿型)直至纯金红石相的转变,制备所需晶态结构的纳米TiO2。所有样品进行了透射电镜与XRD表征,制备的纳米TiO2及其TiO2-SnO2纳米复合材料颗粒小、分布均匀、分散性好,没有检测到SnO2晶体的X-衍射特征峰。

La^(3+),Ce^(4+)对制备堇青石材料晶相转变及烧结性能的影响

以菱镁矿风化石、工业氧化铝和二氧化硅微粉为原料,加入不同含量氧化镧、氧化铈添加剂,通过固相反应合成制备堇青石材料。用XRD法和SEM法表征试样中的晶相组成和显微结构,用X'Pert Plus软件计算主晶相的晶格常数、晶胞体积和试样的相对结晶度,用半定量法计算试样中各晶相含量,用Scherrer公式计算主晶相的粒径大小。研究分析了La3+,Ce4+对制备堇青石材料晶相组成、主晶相粒径大小、晶胞常数、试样相对结晶度、显微结构及烧结性能的影响。结果表明:氧化镧比氧化铈具有更好的助堇青石烧结性,加入氧化镧的堇青石试样具有更好的致密性;随着氧化镧、氧化铈加入量的增加,堇青石晶胞常数和晶胞体积呈现先增大后减小趋势;Ce4+更高的电场强度促进了堇青石材料更容易发生晶相转变形成莫来石。

Eu^3＋、Dy^3＋和Er^3＋对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al2O3和SiO2微粉为原料,固相反应烧结合成制备堇青石。通过在反应物中分别加入不同含量的Eu2O3、Dy2O3和Er2O3,研究分析和对比了Eu3+、Dy3+和Er3+对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构,利用X’Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析,采用半定量法对试样晶相组成进行计算,利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。结果表明:由于Eu2O3、Dy2O3和Er2O3的加入,通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相,Eu3+、Dy3+和Er3+对Mg2+的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积。随着添加剂含量的增加,堇青石结构中液相量增加,相对结晶度降低,常温致密度提高,堇青石晶粒粒径减小。综合对比分析,Eu2O3对堇青石晶相转变的影响程度最弱,Er2O3对堇青石晶相转变的影响程度最强,对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好。

SiO_2/MgO摩尔比对MgO–Al_2O_3–SiO_2微晶玻璃析晶和晶相转变的影响

采用熔融法制备了MgO–Al_2O_3–SiO_2(MAS)微晶玻璃,研究了SiO_2/MgO摩尔比对MAS微晶玻璃析晶和晶相转变的影响。结果表明:微晶玻璃初晶相为亚稳Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相,终晶相为堇青石相,随晶化温度升高,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6向堇青石相转变。SiO_2/MgO摩尔比对微晶玻璃析晶过程影响显著,随SiO_2/MgO摩尔比从2.5增加至3.6,晶相转变开始温度从1 000℃升高到1 150℃,晶相转变结束温度从1 050℃升高到1 180℃,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相热稳定性提高,堇青石相析晶难度增大,晶相转变过程变慢。当SiO_2/MgO摩尔比为3.6时,1 080℃晶化后的微晶玻璃Vickers硬度达到最大10.4 GPa。

利用碱渣和金尾矿协同制备多孔陶瓷中孔结构和晶相的影响因素研究

以双固废(金尾矿和碱渣)制备的保温型泡沫陶瓷为基础,考察了温度、发泡剂、助熔剂、稳泡剂的含量对Ca-Mg-Al-Si体系多孔陶瓷孔结构和晶相的影响,采用Image-Pro Plus 6.0软件对多孔产品的孔径分布进行了统计学分析,讨论了烧结过程中原料基本组成对微观结构的影响。研究发现:升高温度,会破坏硅酸盐聚合度,改变非晶态物质含量,通过影响熔体黏度改变孔结构;发泡剂SiC对孔结构的调节主要通过改变添加量来控制孔内气体压力P_(g),从而调节孔结构;Al对孔结构的影响存在两面性,当Al含量低时(n Al_(2)O_(3)/n_(MO)<1,M=Ca,Mg,K,Na),Al—O配位体为四面体,当Al含量高(_(nAl _(2)O _(3))/n_(MO)>1)时,Al—O配位体为八面体,配位变化会引起黏度的复杂变化;Ca对孔结构的影响分两个阶段,Ca含量低时,主要参与打破硅酸盐网络结构,Ca含量高时,其参与生成少量辉石晶体;Mg通过生成辉石晶体,对孔结构进行调控,但Mg含量过高时,生成的大量针状晶体会对气孔产生过度抑制,导致气孔不能正常发育。

加水量对溶胶-凝胶制备TiO_2膜相转变和性能的影响

加水量是溶胶-凝胶制备TiO2膜的重要参数.笔者以乙酰丙酮为螯合剂,配制不同加水量的溶胶r=2,3,4,6,8[r为n(H2O)/n(钛酸丁酯)],分别制备了TiO2膜和粉体,以考察加水量对TiO2膜性能的影响.干凝胶的TGA表明,r=6比r=2较易脱除有机物和水分.利用XRD对其进行表征.结果表明:r=6的样品比r=2的由锐钛矿相向金红石相的转变温度要高出60℃左右.光催化脱除甲醛实验结果表明,r=6的溶胶制备TiO2薄膜(镀膜6次)的光催化活性最好,光照2 h甲醛的降解率达80%.

从二重互穿石英石网络到三重互穿金刚石网络的晶相转化行为

溶剂热条件下,对苯二甲酸(terephthalic acid,H_2BDC)与金属离子Cd^(2+)自组装形成手性金属-有机框架[(CH_3)_2NH_2]_2[Cd(BDC)_2]·2DMF,1(BDC^(2–)=terephthalate,DMF=N,N′-dimethylformamide).通过FT-IR、TGA以及X射线单晶衍射实验确定了配合物1的组成和结构,粉末衍射实验验证了配合物1为纯相.配合物1的结构可以简化成1个二重互穿的石英石网络,结构中包含了由四重互穿手性螺旋链构筑的同手性孔道.PXRD实验研究表明:该结构是亚稳态的,在空气或溶剂中发生晶相转化行为,逐渐转化成其骨架异构体2.在2个配合物之间发生的晶相转变过程中,金属Cd^(2+)离子的配位几何从十二面体转变为八面体,主体骨架从二重互穿的手性石英石网络(quartz)转化成1个三重互穿的非手性的金刚石网络(diamondoid).