Fe、La掺杂和氧缺陷对CeO_(2)表面吸附As_(2)O_(3)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了As_(2)O_(3)(g)在Fe、La掺杂CeO_(2)(110)表面及氧缺陷LaCeO(110)表面的吸附行为,探索了LaCeO表面砷吸附能力显著高于FeCeO表面的主要原因。结果表明,As_(2)O_(3)(g)的吸附效果与吸附位点数量、吸附能、键长和电荷转移密切相关。纯CeO_(2)表面的吸附主要为化学吸附,吸附能绝对值大于−4.22 eV,电荷转移量为(−0.19)−(−0.31)e,As_(2)O_(3)得到电荷带负电,起表面受主作用,因此吸附量较小。FeCeO(110)表面新增Fe顶位和Bridge-2桥位两个吸附位,其中,Fe顶位为化学吸附,Fe掺杂改变了FeCeO表面电子分布和晶格结构,但并未改变As_(2)O_(3)与FeCeO之间的电荷转移方向,因此,As_(2)O_(3)仍呈负离子形式吸附。LaCeO(110)表面新增了三个吸附位:La顶位、Bridge-3桥位和Hollow-2空位,La掺杂改变了As_(2)O_(3)与LaCeO之间的电荷转移方向,使得As_(2)O_(3)失电子呈正离子吸附,起表面施主作用,因此,吸附能力增强。无O_(2)环境下,单一O缺陷LaCeO(110)表面吸附能力低于完整LaCeO表面;有O_(2)环境下,O缺陷有利于As_(2)O_(3)的吸附。

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。

钙钛矿复合氧化物La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与电学性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3超细粉体,探讨各因素对产物的晶体结构和显微形貌的影响,研究烧成温度对电导率的影响.研究表明,G/Mn+控制在2.0—3.0、热处理温度为750℃是最佳的合成条件,1200℃烧成样品具有最优良的电性能.在室温～900℃温度范围内,样品的电导率在600℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.与常规固相法相比,GNP法制备样品具有更好的烧结活性和导电性能.

Fe^(3+)/La^(3+)共掺杂TiO_2光电极对表面活性剂的光电催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极,并将其作为工作电极,以饱和甘汞电极作参比电极,金属Ag片为对电极,0.1 mol/L Na2SO4为支持电解质,建立了三电极光电催化体系,对十二烷基苯磺酸钠配制的表面活性剂废水进行降解。实验表明,Freundlich等温吸附方程能很好地描述Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极对表面活性剂的吸附行为。实验同时考察了初始CODCr、外加偏压、电极面积、外加H2O2浓度以及涂覆层数对光电催化降解速率的影响,初步确定最佳的实验条件为:初始CODCr为20 mg/L,外加偏压为1.5 V,电极面积为44 cm2,外加H2O2浓度为55 mmol/L,涂覆层数为3层。

Cu-Fe-Ru-La/γ-Al_2O_3湿式氧化催化剂的制备、表征及机理(英文)

采用等量浸渍法以γ-Al2O3为载体,制备过渡金属Cu和Fe、贵金属Ru、稀土金属La的复合催化剂。采用催化湿式空气氧化法处理模拟印染废水,研究金属离子配比、焙烧温度对催化剂活性及稳定性的影响,并对催化剂CWAO反应机理进行探讨:权衡催化剂的活性和稳定性,催化剂的组分质量配比和焙烧温度分别为Cu∶Fe∶Ru∶La=1∶1∶1∶3、450℃。对催化剂进行XRD、XPS、孔结构、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM表征,结果表明:焙烧使催化剂组成物质分解为氧化物,元素Cu、Fe、Ru、La分别以CuO、Fe2O3、RuO2、La2O3形式存在;焙烧温度升高,晶粒长大结晶趋于完整,催化剂孔容孔径增大但比表面积减小,晶粒尺寸分布在5～20 nm;Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3催化剂使用前后结构无明显变化且反应后溶出的金属浓度低,催化剂具有较高的稳定性。

La_(0.6)M_(0.4)Fe_(0.8)Cr_(0.2)O_(3-δ)(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.

Fe^(3＋)/La^(3＋)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.

柠檬酸法和聚乙烯醇法制备La0.8Sr0．2Co0．5Fe0.5O3纳米材料工艺过程及微观形貌比较

以分析纯的硝酸镧、硝酸锶、硝酸钴和硝酸铁为原料,通过柠檬酸法(Citrate)和聚乙烯醇法(PVA)合成了LSCF纳米粉体。采用热重(TG)、差热分析(DTA)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和BET等技术比较研究了两种方法合成LSCF的成胶过程,晶相形成过程和微观形貌等的异同,并比较了它们的制备成本。结果表明,二种方法均在800℃煅烧可得到钙钛矿纯相,成相过程中都有碳酸锶生成。柠檬酸法和聚乙烯醇法所得粉体粒度分别30.8nm和34.2nm;比表面积分别为37.4m2/g和28.2m2/g。聚乙烯醇法的制粉周期较短、合成过程要求没有柠檬酸法严格、制备成本也稍低,因此聚乙烯醇法更适于商业化生产。

La_(1-x)Sr_xCo_(0.2)Fe_(0.8)O_3系阴极材料制备及表征

固体氧化物燃料电池 (SOFC)是一种先进的能量转换装置 ,具有高效、无污染、环境友好等优点 ,阴极材料是它的重要组件。La1 -xSrxCo0 2 Fe0 8O3钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子 电子混合导体 ,可作为其阴极材料。本文采用固相反应法制备出固体氧化物燃料电池的多孔阴极材料La1 -xSrxCo0 2 Fe0 8O3(LSCF ,x =0 1～ 0 6 ) ,通过XRD ,TG DTA等测试技术研究了LSCF的结构与制备过程 ,采用直流四探针法测试了样品的电导率 ,同时测定了这类组成样品的热膨胀系数。结果表明 ,制备的样品为单一钙钛矿相 ,随着Sr含量增加 ,XRD衍射峰值向高角度方向稍有偏移。电导率随着温度及Sr含量的变化出现极大值 ,其导电机理在低温下是以小极化子跃迁机理为主 ,高温下则是氧空位的电荷补偿占主导地位。

La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-δ)的柠檬酸盐法制备和性能

采用柠檬酸盐法合成了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(LSCCF,x=0.05,0.1,0.15和0.2)粉料。TG-DSC分析表明,凝胶在320℃~558℃分解为相应的氧化物。XRD测试表明:产物前躯体在800℃下热处理3h就可制备出具有畸变钙钛矿结构的LSCCF粉料。电导率测试表明,随着烧结温度的升高和Sr2+含量的增加,样品电导率变大,其导电活化能变小。在600℃~800℃范围内,LSCCF样品的电导率为102S/cm^103S/cm,能够满足中温固体氧化物燃料电池阴极材料的要求。LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质在800℃下烧结10h后没有新相生成,表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性。

La_(0.7)Ca_(0.3)Fe_(0.25)Co_(0.75)O_3-聚苯胺纳米复合材料的合成与表征

用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备掺杂的钙钛矿型La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体复合氧化物;以苯胺、过硫酸铵为原料,盐酸为溶剂,采用原位聚合法合成粒径为18.1nm的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3-聚苯胺纳米复合材料。用IR、XRD、SEM和电化学测试对复合材料进行表征。结果表明;La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体阻碍了聚苯胺结晶,复合材料中PANI和La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3存在相互作用,高分子基体在一定程度上减少了纳米颗粒的团聚。循环伏安表明,在KOH溶液中,复合材料有更好的电化学活性。

SOFC纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3阴极粉体的制备及性能表征

采用EDTA-柠檬酸复合络合法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)纳米阴极粉体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)。运用TG-DTA、FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学分析仪分别对产物形成过程、晶体结构、粉体形貌和电化学性能进行了分析与表征。实验结果表明:在溶胶-凝胶法制备过程中,采用EDTA和柠檬酸同时作为络合剂进行络合反应所制备的凝胶,能在较低的温度(600℃)下生成按化学计量配比的钙钛矿晶体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3,800℃下煅烧的粉体粒子仅为20～30nm,粒子大小较一致,团聚体较少,呈球形。进一步测试其电化学性能,采用该粉体制备阴极的阳极支撑型SOFC纽扣电池(GDC+Ni GDC LSCF)具有较高的性能,以氢气为燃料,空气为氧化剂,在700℃、750℃工作温度下,最大功率密度分别为0.72 W cm-2,0.85 W cm-2,与相同条件下采用柠檬酸单一络合法制备的LSCF粉体相比,电性能有明显提高,其最大功率在700℃、750℃下分别只有0.22 W cm-2、0.46 W cm-2。

共沉淀法合成La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-)及其性能表征

以金属硝酸盐、氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法合成了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-"(简称LSCCF,x=0.05,0.10,0.15,0.20)粉料。借助差示扫描量热法-热重分析法(DSC-TG)、X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对600℃,800℃,1000℃热处理4h后LSCCF粉料的形成过程、晶体结构和粒度形貌进行了研究。实验结果表明,LSCCF粉料的形成过程分为4个阶段——脱水阶段、分解阶段、LaCoO3基氧化物形成阶段和LSCCF固溶体形成阶段;适宜热处理制度为800℃下保温4h,且制备出的LSCCF粉料为均一的钙钛矿结构。使用直流四极探针法测定了LSCCF样品在空气气氛下的电导率,发现该体系材料在600～800℃范围的电导率都超过了250S·cm-1,其导电机制符合p型小极化子绝热孔隙理论,且能够满足中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极材料的要求。

Fe_2O_3-La_2O_3/HZSM-5苯羟基化为苯酚催化剂研究

苯酚是制备树脂、表面活性剂、塑料等的重要原料。目前工业上以间接生产方式由苯合成苯酚，其生产工艺复杂，生产流程长，生产成本高，由苯直接羟化制苯酚引起人们的浓厚兴趣。在该领域的研究工作已从多方面取得明显进展［１～５］。本研究工作以ＨＺＳＭ－５分子筛为载体...

微波固相烧结制备La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xCo_(0.9)Fe_(0.1)O_(3-δ)阴极材料及性能表征

以碳酸盐和氧化物为原料,采用微波固相烧结法制备了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(简称:LSCCF,x=0.05,0.10,0.15和0.20)粉料.用XRD和SEM对LSCCF粉料的晶体结构和颗粒形貌进行了研究.结果表明:微波固相反应在1200℃下烧结0.5 h便可以形成密度为5.366 g/cm3,晶粒尺寸小于500 nm钙钛矿结构的粉料.而常规固相反应法在1300℃下烧结7 h只形成了密度为3.426 g/cm3,晶粒尺寸小于2000 nm钙钛矿结构的粉料.电导率测量结果表明:随着烧结温度的升高和Sr2+含量的增加,LSCCF样品的电导率变大,600℃～800℃范围内微波烧结制备的La0.7Sr0.15Ca0.15Co0.9Fe0.1O3-δ样品的电导率最小值为672 S/cm,且高于常规固相烧结制备的相同组成样品的电导率最小值425 S/cm.LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质的混合物在800℃下烧结10 h后没有新相生成,表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性.

负载磷钼杂多酸/La_(0.7)Ca_(0.3)Fe_(0.25)Co_(0.75)O_3/聚吡咯的制备及光催化性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法成功制备了La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3钙钛矿型复合氧化物,以(NH4)2S2O8为氧化剂,运用化学氧化法合成La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3/聚吡咯薄膜,然后通过静电自组装方法制备了一种新的表面负载修饰型复合光催化剂La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3/PPy/PMO12。采用XRD、SEM、FT-IR对催化剂的物化结构进行了表征。光催化性能测试是以亚甲基蓝染料的水溶液为降解目标,结果表明,PMo12的负载修饰改进了La0.7Ca0.3-Fe0.25Co0.75O3/PPy光催化剂的催化活性。

无气相氧条件下La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.9)Co_(0.1)O_3钙钛矿氧化物的氧物种直接氧化甲烷

以La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能.结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气.在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充.但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.

Fe^3＋、 La^3＋掺杂对TiO2薄膜结构和光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜，考察了Fe^3＋、La^3＋掺杂对TiO2薄膜的晶相组成、晶粒大小、表面结构和紫外-可见光吸收性能的影响及其改性机理．结果表明：Fe^3＋掺杂抑制了TiO2的晶相转变，促进了晶粒生长，扩大了光响应范围：La^3＋掺杂抑制了晶粒增长和晶相转变，薄膜的UV-Vis发生蓝移。最后提出了多相掺杂，多角度改性是提高薄膜光催化性能的一种方法。

微波辅助溶胶-凝胶法制备Mg掺杂La_(0.9)Y_(0.1)Fe_(1-x)Mg_xO_3气敏材料及气敏性能研究

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了Mg掺杂的La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3气敏材料,利用X射线衍射(XRD)对其晶体结构进行表征和分析。结果表明,所制备的样品为正交钙钛矿结构。气敏测试结果表明,Mg的掺入能明显改善La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3的气敏特性,La0.9Y0.1Fe0.9Mg0.1O3气敏元件在工作温度为150℃时对1.0×10-6甲醛的灵敏度为4.9,且具有良好的选择性。