CeO_(2)掺杂对CMAS微晶玻璃结构和性能的影响

固体废物资源化利用是促进社会可持续发展和环境保护的有效方式,以铁尾矿与粉煤灰为主要原料,采用常规与微波处理制备Ca O-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)体系微晶玻璃,研究了不同CeO_(2)添加量对微晶玻璃的结晶动力学参数、结晶行为和性能的影响。结果表明:CeO_(2)含量的增加使玻璃的稳定性与聚合度增强,结晶温度逐渐提高,但CeO_(2)含量为4%时,常规处理样品出现了CeO_(2)析晶。通过拉曼光谱分析发现,微波处理使玻璃中[CeO_(4)]含量增加,促使[CeO_(4)]与金属阳离子耦合,抑制离子扩散。力学性能测试表明,当CeO_(2)的掺杂量为2%时,微晶玻璃强度与韧性均提高。然而,随CeO_(2)含量的增加微晶玻璃的力学性能降低。

CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面相互作用及Denox活性

The catalytic activity measurement for the NO+CO reaction over CuO/CeO\-2/\%γ\%\|Al\-2O\-3 catalysts at a low\|temperature(200 ℃) shows that the activity is strongly related to ceria loading amount, and both surface dispersed ceria species and crystalline CeO\-2 shows a significant enhancement on the activity. The effect of ceria species is contributed to their promoting the reduction of copper oxide species.

CeO_2包覆对TiO_2传感器材料的氧敏性能的影响

针对CeO2 具有良好的催化性和稳定性 ,以及TiO2 具有优良的氧敏特性 ,采用溶胶 凝胶法制备CeO2 包覆TiO2 材料 ,并在自行设计的实验装置中对材料进行氧敏测试。该材料的温度系数低于纯TiO2 材料 ,且氧敏性能比纯TiO2 材料显著提高。其原因在于壳层中CeO2 颗粒为氧离子进出包覆体内的TiO2 提供通道 ,并利用CeO2 储、放氧能力 ,促进TiO2 电导率变化。

甲醇在CeO_2担载Pd催化剂上分解机理的研究

采用原位红外 ( in-situ FTIR)技术对甲醇在 Ce O2 和 Pd/ Ce O2 催化剂上的吸附和反应进行了研究 ,提出一个新的甲醇分解反应机理模型 .甲醇在 Ce O2 上容易吸附并结合其晶格氧生成甲酸盐物种 ,而甲醇分解的产物氢被 Pd活化后 ,溢流到 Ce O2 上促进了甲酸盐物种的分解 .Cl- 的存在加强了 Pd/ Ce O2 催化剂与氢的相互作用 ,Pd和 Ce O2 通过对氢和氧物种的作用对甲醇分解反应的过程表现出协同效应 .

CeO_2纳米水溶胶的制备

采用胶溶法合成了纳米CeO2 水溶胶 ,探讨了合成CeO2 水溶胶的最佳实验条件 ,研究了pH值、反应物浓度、水浴温度对胶溶过程的影响。TEM分析表明 :所制备的水溶胶中的CeO2 纳米粒子呈球形 ,约 3nm ,粒径分布均匀 ,无明显团聚现象 ;ED分析表明 ,CeO2 纳米粒子为多晶结构 ,并有少量单晶结构。

CuO/CeO_2催化剂的催化氧化性能及其表征

用CO流动反应法 ,程序升温还原 (TPR) ,光电子能谱 (XPS)和X射线衍射Rietveld分析等技术研究了CuO ,CeO2 及CuO/CeO2 各组分催化剂。结果表明 :单组分的CuO和CeO2 对CO的氧化活性较低 ,但CuO与CeO2 形成复合氧化物后 ,其CO氧化活性明显提高 ,这可能与铜物种在CeO2 表面的价态 (Cu2 + 和Cu+ ) ,分散状态和还原性能有关。CuO在CeO2 上的负载量对铜物种在CeO2 表面形成的价态 (Cu2 + 和Cu+ )至关重要 ,CuO的负载量为 1 0 %时 ,XPS检测不到Cu2p3/2 (eV)结合能 ;当CuO的负载量为 5 0 %时 ,CuO主要以Cu2 + 和Cu+ 形式存在 ,而负载量大于 5 0 %时 ,CuO则以Cu2 + 形式存在。由于形成了CuO/CeO2 复合氧化物 ,使离子半径小于Ce4 + 的CuO进入了CeO2 晶格 ;当CuO的负载量达到 5 0 %时 ,CuO的晶粒尺寸值为最小 ( 6 1nm) ,而晶格畸变值为最大 ( 2 86× 10 - 3) ,此时 。

CeO_2/BaMnAl_(11)O_(19-α)催化剂制备及甲烷催化燃烧研究

采用反相微乳液法制备了BaMAl1 1 O1 9-α(M =Mn ,Co ,Ce)催化剂 ,研究了M对催化剂相组成、比表面积和甲烷催化燃烧活性的影响 .Mn促进六铝酸盐的形成 ,Mn基催化剂比表面积虽低 ,甲烷燃烧活性却较高 .Ce基催化剂的热稳定性高 ,比表面积大幅度增加 ,但甲烷催化燃烧活性比Mn基催化剂低 .Ce和Mn的共同作用使CeO2 /BaMnAl1 1 O1 9-α催化剂不仅比表面积较大 ,而且具有较高的甲烷燃烧活性 .在 10 0h连续试验中 ,CeO2 /BaMnAl1 1 O1 9-α催化剂活性稳定 ,有望成为催化热汽轮机燃烧器的潜在催化剂之一 .

CeO_2/ACF的低温SCR烟气脱硝性能研究

The selective catalytic reduction(SCR) of NOx using MnOx and CeO2 supported on viscose-based active carbon fibers(ACF) at 120 ℃～270 ℃ relatively lower than the temperature when using V2O5/TiO2-anatase catalyst was studied.As a result,CeO2/ACF shows a better catalysis than MNOx/ACF,which is not affected by the reaction temperature. NO conversion of 85% is reached with the 10%-CeO2/ACF catalyst at the whole temperature window.Furthermore,a series of MnOx-CeO2/ACF composite catalysts were studied.The results show that the loading method of catalyst affects its activity.

水蒸汽对Ni/CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3催化剂上CO_2+CH_4重整反应的影响

用水热合成法制备了Ni/CeO2 ZrO2 Al2 O3 催化剂 .进行了添加和不添加水蒸汽的CH4 +CO2 催化重整反应 ,测试了活性和稳定性 ,测量了积碳量 ,并用XAFS手段测试了催化剂Ni的K吸收边 .结果表明 ,在反应过程中有CeAlO3 的生成 ,但积碳是无水蒸汽添加的反应活性降低的原因 .反应气中添加水蒸汽能够减少积碳 ,从而提高催化反应的稳定性 .由于碳原子插入Ni晶格 ,无水蒸汽反应后的最近邻Ni Ni配位数有较大幅度的减少 .添加了水蒸汽的反应 ,最近邻Ni Ni配位数比反应前减少幅度小 ,这主要是由于在反应气中添加水蒸汽减少了积碳 。

粒径可控纳米CeO2的微乳液法合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸铈(Ce(NO3)3)水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系合成CeO2前驱体,利用热重(TG)和X射线衍射(XRD)分析方法确定了得到纳米CeO2的适宜焙烧温度为550℃,CeO2前驱体经550℃焙烧后得到纳米CeO2.采用XRD、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等表征手段分别对纳米CeO2的晶形、形貌、粒径及紫外吸收性质进行了表征,该纳米CeO2粒子具有立方晶型结构,分散性较好、粒径范围为5-18nm.考察了微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度对纳米CeO2粒径的影响,结果表明:利用微乳液法,通过改变微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度能够对纳米CeO2粒径进行有效控制;纳米CeO2的粒径均随着正辛烷与正丁醇质量比和Ce(NO3)3浓度的增大而减小.同时,对不同条件下制得的纳米CeO2的紫外吸收性质进行了考察.

超细CeO_2粉体的制备及其紫外线吸收性能

用碳酸氢铵作沉淀剂通过添加NH4NO3和(NH4)2CO4两种不同的试剂制备了超细CeO2粉体.采用X射线衍射、BET和激光散射的方法研究了不同灼烧温度下粉体粒径的变化规律,并研究了粉体粒径对紫外线吸收的影响.结果表明:NH4NO3和(NH4)2CO4作为添加剂可以制得一次粒径在10～100 nm的纳米粉体,团聚粒径在200～300 nm分散性好的超细CeO2粉体.X射线衍射和BET测得的一次粒径随灼烧温度升高呈明显增大的趋势,激光散射测得的团聚粒径随灼烧温度变化不明显.CeO2粉体分散在去离子水中的吸收光谱研究表明,粉体一次粒径大小对光的吸收效果有明显影响,粒径小,紫外线吸收效果好,可见光穿透性强,粒径增大,粉体将失去紫外线吸收效果,紫外吸收受粉体的团聚粒径影响不大.

纳米CeO_2颗粒的制备及其化学机械抛光性能研究

以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料制备出不同粒径的纳米CeO2粉体颗粒,将纳米CeO2粉体配制成抛光液并用于砷化镓晶片的化学机械抛光.结果表明,不同尺寸的纳米磨料具有不同的抛光效果,采用粒度8 nm的CeO2磨料抛光后微观表面粗糙度最低(0.740 nm),采用粒度小于或大于8 nm的CeO2磨料抛光后其表面粗糙度值均较高.通过简化的固-固接触模型分析,认为当粒度过小时,磨料难以穿透软质层,表现为化学抛光为主,表面凹坑较多,表面粗糙度较高;当粒度大于一定值时,随着磨料粒度增加,嵌入基体部分的深度加大,使得粗糙度出现上升趋势.提出当磨料嵌入晶片表面的最大深度等于或接近于软质层厚度时,在理论上应具有最佳的抛光效果.

CuO负载在TiO_2和CeO_2-TiO_2上对NO+CO反应的催化作用

用NO +CO微反流动法、TPR、XRD、BET和NO TPD等技术研究了CuO在TiO2 和CeO2 TiO2 上对NO +CO的催化还原作用 .实验表明 ,不同负载量的CuO在TiO2 上 ,其NO +CO的反应活性以Cu12 Ti为最佳 ,在反应温度为 4 0 0℃时 ,NO的转化率达到 10 0 % ;且CuO负载在CeO2 TiO2 上其活性随CeO2 含量的增加而提高 ,Cu12 Ce10 Ti在 30 0℃时就能使NO达到 10 0 %转化 .XRD和TPR结果显示 ,该体系催化活性的高低 ,与CuO在TiO2 和CeO2 TiO2 上高度分散的Cu物种及形成细颗粒的晶相CuO物种有非常密切的关系 ;NO TPD结果显示 ,催化剂还原活性的高低和NO在催化剂表面的脱出与分解难易程度有关 .

纳米CeO_2的制备技术及应用

综述并评价了目前国内外有关纳米CeO2的多种制备方法及其特点。从CeO2的结构特点和功能特性出发着重介绍了纳米CeO2在汽车尾气净化、燃料电池、电化学反应、化学机械抛光及金属表面涂层等若干高科技领域中的应用研究进展,并提出了纳米CeO2研究的发展方向,为进一步深入研究和开发高性能新型CeO2功能纳米材料提供参考和借鉴。

水相介质中纳米CeO_2的分散行为

通过测定悬浮液体系润湿性、表面电性及分散性研究了纳米CeO2 在不同条件下水相介质中的分散行为。结果表明:纳米CeO2 在水相介质中的润湿与分散受体系pH值的影响很大,与Zeta电位有相当好的一致关系,其分散机理主要是双电层静电排斥作用;纳米CeO2 的等电点(pHPZC)为6.8左右;纳米CeO2 颗粒在酸性水介质中表面带正电,在碱性水介质中表面带负电,Zeta电位分别在pH值为4和11左右时较高,相应润湿性和分散性较好;随机械搅拌速率和时间的增加,纳米CeO2 的分散性增强;超声波对纳米CeO2 的分散作用明显优于机械搅拌,2 0kHz频率下超声波分散1min便能显著改善纳米CeO2 的分散状态;加入六偏磷酸钠(SHP)作为分散剂将改变纳米CeO2 颗粒表面电性,使其带负电,Zeta电位随SHP浓度增加而增大,起增强双电层的静电排斥作用;当SHP浓度达2 2 5mg·L- 1 时,Zeta电位趋于稳定,并使纳米CeO2 在广泛的pH值范围内获得较高的Zeta电位和很好的分散效果,从而降低了体系pH值的影响。

纳米燃油添加剂CeO_2提高柴油燃烧效率减少排放

研制新型高效燃油添加剂已成为控制发动机燃烧与排放的重要课题,纳米CeO2颗粒因其独特物理化学性质使其在催化燃烧和尾气净化领域具有独特的作用。通过向柴油中添加微量纳米CeO2颗粒,配制成质量分数为50mg/L和100mg/L的CeO2-柴油混合燃料,标记为D50C和D100C,以柴油(Diesel)为参照,并在186FA柴油机上对比研究了这3种燃料的燃烧与排放性能。结果表明:通过加入表面活性剂CTAB和超声处理物理化学方法可使纳米CeO2颗粒稳定悬浮于柴油中。标定转速全负荷下发动机燃用D50C和D100C后缸内压力峰值、压升率峰值和放热率峰值都有略微增加的趋势,而其对应的曲轴转角相应提前,滞燃期分别相应缩短1o和2o曲轴转角。发动机燃油D50C和D100C后燃油消耗率略有降低,有效热效率有所增加。纳米CeO2颗粒添加至柴油中4种常规污染物都有不同程度的降低,且随其添加量增加越发明显。相比于纯柴油,标定转速全负荷下,D50C和D100C的比油耗分别降低约1.6%和2.3%,有效热效率分别增加约1.7%和2.3%。D50C和D100C的CO、HC、NOx和烟度排放平均分别降低3.4%和6.5%、15.1%和18.4%、2.4%和5.4%、4.0%和7.8%。D50C和D100C混合燃料的成本分别比柴油上升约0.8%和1.6%。综合来看,微量添加纳米CeO2颗粒可在略微增加燃油价格的前提下,即可实现发动机的高效燃烧与节能减排,因而是一种性能优良的燃油添加剂。

纳米CeO_2吸附剂的制备及对六价铬的吸附性能

吸附法是去除水中重金属离子的重要方法,开发新型吸附剂一直是研究热点。利用浸渍法和水热法制备了片状和无定形的纳米CeO_2吸附剂,探讨其对六价铬的吸附性能,分析pH、吸附时间、六价铬初始浓度等因素对其吸附性能的影响,并通过循环吸附实验考察纳米CeO_2吸附剂的再生能力。结果表明:厚度30 nm、直径大小约为400nm的片状CeO_2吸附剂具有更强的吸附能力和更快的吸附速率,80 min时基本达到吸附平衡;两种吸附剂的最佳吸附pH为3;吸附动力学均符合伪二级动力学方程,Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地拟合等温吸附过程,表明纳米CeO_2对六价铬的吸附以单层吸附为主。片状CeO_2四次吸附-解吸实验之后吸附率稍有下降,表明片状CeO_2吸附剂有较好的再生能力,因而,该片状CeO_2吸附剂适用于与酸性Cr(Ⅵ)废水的处理。

硬脂酸凝胶法制备CeO_2纳米粉体

采用硬脂酸凝胶法制备了CeO2 纳米晶。XRD分析表明 ,当焙烧温度为 4 50～ 90 0℃时 ,所合成的CeO2 纳米晶均属于单相立方晶系 ,空间群为O5H -FM3M ;计算表明 ,随焙烧温度的升高 ,平均晶粒度增大 ,而平均晶格畸变率则随平均晶粒度的增大而减小 ,表明粒子越小 ,晶格畸变越大 ,晶粒发育越不完整。TEM分析表明 ,CeO2 纳米晶呈球形 ,粒度随焙烧温度的增加而增大。热失重分析表明 ,当焙烧温度高于 750℃时 ,CeO2 中的杂质基本挥发完毕。相对密度分析表明 ,随CeO2 纳米晶粒度的增大 ,粉末的密度增加。

Ni/CeO_2-Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2转化积炭性能的研究

采用脉冲微量反应技术研究了添加 n型半导体氧化物 Ce O2 对 Ni基催化剂上 CH4积炭 /CO2 消炭性能的影响 ,用 TPR,XPS和氢吸附技术对催化剂进行了表征 .结果表明 ,活性金属原子 Ni与半导体氧化物Ce O2 之间存在金属 -半导体相互作用 ( MSc I) ,Ce O2 的添加提高了活性原子 Ni0的 d电子密度 ,在一定程度上抑制了 CH4分子中 C—Hσ电子向 d轨道的迁移 ,降低了 CH4裂解积炭活性 ;可加强 Ni0原子 d轨道向CO2 空反键 π轨道的电子迁移 ,促进 CO2 分子的活化 ,提高 CO2 的消炭活性 ,使 Ni/Ce O2 -Al2 O3 催化剂具有较强的抗积炭性能 .

CeO_2对镍基碳化钨激光熔覆层性能的影响

研究了不同激光功率条件下不同含量的氧化铈对镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层宏观质量、显微组织及熔覆层横截面硬度的影响。CeO2 的掺入均能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层中的相组织得到细化 ,裂纹大大减少 ,宏观质量得到显著改善。随稀土氧化物加入量的增加 ,稀土的细晶变质作用效果更加明显。当CeO2 的含量为0 .1 6wt%时 ,熔覆层的硬度达到最大约为 90 0HV0 .3 ～ 1 30 0HV0 .3 ,裂纹基本消失。激光功率对熔覆层的宏观质量、显微硬度及微观组织均有影响 ,当激光功率低于 1 .5kW时 ,难以得到连续光滑的熔覆层 ;当激光功率高于 2 .0kW时 ,熔覆层的晶粒长大 ,硬度明显降低。