ZrO_2/TiO_2复合光催化膜的微弧氧化法制备及表征(英文)

采用微弧氧化方法和原位生成的Zr(OH)4胶体颗粒,在纯钛基体上制备ZrO2/TiO2复合光催化膜。采用SEM、EDX、XRD、UV-Vis DRS等分析手段,对膜层进行分析表征。结果表明:复合膜显示出层状和多孔的结构,由锐钛矿、金红石和ZrO2组成;相对于纯TiO2膜,复合膜层的光吸收截止边缘产生红移;ZnO2/TiO2复合膜层和纯TiO2膜层在紫外光照射下,对罗丹明B的光催化速率常数分别为0.0442和0.0186 h-1。

制备条件对Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3异构化催化性能的影响

为了考察复合载体固体超强酸催化剂的异构化性能,以正戊烷异构化为探针反应,考察了焙烧温度、Al2O3质量分数、浸渍溶液(NH4)2S2O8的浓度、Pt质量分数、活化温度等制备条件对Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3异构化催化活性的影响,并采用XRD、BET、FT-IR、TG-DTA、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,当Al2O3质量分数2.5%、Pt质量分数0.10%、0.75 mol/L(NH4)2S2O8溶液浸渍、650℃焙烧、300℃活化时,Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的异构化催化活性最高。在240℃、2.0 MPa,氢气/正戊烷的摩尔比为4,质量空速为1.0 h-1的反应条件下,该催化剂上正戊烷异构化反应的异戊烷产率为60.2%。

980nm激发下Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂ZrO_2-ZnO粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO粉末样品,重点报道了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO粉末样品在980nm激发下的上转换发光现象。在常温下测试得到的发射光谱显示3个发射峰,中心波长依次为540,671和762nm,分别对应Ho3+的5S2/5F4→5I8,5F5→5I8,5S2/5F4→5I7或5I4→5I8跃迁过程。稀土离子的掺杂浓度明显影响样品的上转换发光特性,当Ho3+浓度确定的情况下,随着Yb3+含量增大,红光强度和绿光强度先减小后增大,近红外光却先增大后减小,而绿光强度与红光强度的比值一直减小。当Yb2O3含量为4.7mol%时,随着Ho3+含量增大,各波段荧光强度均减小,而绿光强度与红光强度的比值基本不变。双对数曲线显示3个波长的上转换发光的发射过程均为双光子过程,对样品的上转换发光机制做了详细的说明。XRD显示样品的均匀性良好。

添加剂对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构及性能的影响

分别以柠檬酸(CA)、聚乙二醇(PEG)和淀粉(ST)为添加剂,采用共沉淀法制备CeO_2-ZrO_2-Al2O3(CZA)复合氧化物储氧材料,利用XRD、TG/DSC、SEM、N_2吸附-脱附、氧脉冲吸附和程序升温还原等检测方法对材料性能进行表征。XRD结果表明:ST添加剂的样品经1000℃煅烧后产物主要为CeO_2和γ-Al_2O_3,添加CA与PEG的样品为CeO_2-ZrO_2相,并夹带少量γ-Al_2_O3相;经1100℃煅烧后,3种添加剂样品都主要为CeO2-ZrO2晶相。SEM结果表明:CA、ST和PEG添加剂样品经1000℃高温处理后,分别为颗粒状、蜂窝状和多孔网状结构。N_2吸附-脱附结果表明:经600℃热处理后,ST添加剂样品具有最大的比表面积234.95 m~ 2/g和孔容1.589 cm^3/g;经1000℃热处理后,添加PEG样品获得最大的比表面积、孔容和孔径,其值分别为92.50 m^2/g、0.702 cm3/g和29.84 nm,且有最佳的孔分布和吸附-脱附能力。储氧性能OSC和H2-TPR结果表明:PEG添加剂制备的材料具有最好的储氧能力(OSC)和还原性能;1100℃高温下,ST添加剂样品的结构特性与PEG的接近;而CA添加剂样品的吸附能力、储氧性能都相对较低。

水热介质pH值对纳米(Ce)ZrO_2晶粒制备的影响

用水热法制得纳米 (Ce)ZrO2 粉体 ,其晶粒粒度为 3～ 7nm ,而且为单一分散。用XRD、TEM分析了水热媒介pH值对粒度、m相含量、晶粒形貌的影响关系。结果表明 :水热煤介 pH值增大 ,ZrO2 晶粒也增大 ;pH值减小至酸性时 ,ZrO2 晶粒中出现部分m相 。

m-ZrO_2/PVDF共混膜的制备及性能研究

针对PVDF膜在应用中亲水性差、易污染的缺陷,以小粒径的单斜相纳米ZrO2作添加剂,制备了1种新型m-ZrO_2/PVDF共混膜,用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对该膜进行了物相及化学基团分析,用发射场扫描电镜（FSEM）观察表征了该膜表面与断面结构,并研究了m-ZrO_2纳米颗粒质量分数在0-1%时,该膜的亲水接触角、纯水通量、截留率及通量恢复率等关键膜性能指标的变化情况。结果表明,m-ZrO_2纳米颗粒的适宜加入量为质量分数0.75%,这可使PVDF膜的纯水通量、BSA过滤通量及纯水通量恢复率均提高约30%。

Pt/SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正己烷异构化反应中的失活研究

制备了Pt/SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3(Pt SZA)催化剂,考察了Pt SZA在正己烷异构化反应中的失活与再生问题,并通过XRD、Raman、TG、IR和TPO-MS等手段对失活前后催化剂的晶相、硫质量分数和积碳量进行表征。结果表明:在165℃反应550 min后,Pt SZA催化剂几乎完全失活。失活前后催化剂的晶相结构和硫质量分数没有明显变化,失活催化剂上仅有微量积碳生成,高温氢气和空气再生处理消除了失活催化剂上少量的积碳,催化活性得到完全恢复,催化剂上微量积碳的产生是催化剂失活的主要原因。

改进溶胶-凝胶法合成CeO_2-ZrO_2固溶体及催化性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和ZrO(NO_3)_2·2H_2O为原料采用改进溶胶-凝胶法合成了纳米级铈锆固溶体,考察了不同铈锆摩尔比和温度条件对制备固溶体的粒度、晶型和还原性能的影响,获得了优化工艺条件.采用XRD、比表面积测定(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(TPR)进行表征.结果表明:此方法制备的固溶体均为立方萤石结构的铈锆固溶体复合氧化物,其比表面积可达92m^2/g;450℃焙烧制备的样品具有良好的还原活性.在常压固定床流动体系中进行乙醇水蒸气重整反应结果表明:当n(Ce):n(Zr)=3:1时,CeO_2-ZrO_2固溶体比CeO_2和其它比例的固溶体具有更高的催化活性和对氢气的选择性.ZrO_2的引入不但改进了CeO_2的热稳定性,而且提高了CeO_2的还原能力.

对流换热对ZrO_2-8%Y_2O_3涂层系统力学性能的影响

为了研究等离子喷涂ZrO2-8%(质量分数)Y2O3热障涂层系统在对流换热过程中的力学性能,以涡轮机叶片热障涂层为分析对象,结合传热学理论,通过热-结构耦合有限元计算方法对涂层与环境换热过程进行模拟仿真,重点分析换热系数以及升温速率对叶片残余应力演变的影响。研究结果表明,涂层上表面对流换热系数越大,在升温结束时残余应力越大。对流换热系数固定时,随着升温速率的提高,最大残余应力先增大再减小,给出了对流换热系数以及升温速率的合理区域。

LiCoO_2表面沉积ZrO_2涂层的结构和电化学性能

为了提高LiCoO2材料的电化学性能,采用浸渍的方法,在LiCoO2的表面沉积纳米ZrO2涂层.将Zr(OH)x(CH3COO)y溶解在去离子水中,然后浸入LiCoO2,经超声波处理,蒸发溶剂,最后高温焙烧后,得到产物.用X射线吸收近边光谱(XANES)对涂层后的LiCoO2结构进行测试,检测涂层对其结构的作用效果.循环伏安实验结果表明,涂层对电极材料的氧化和还原行为有影响.恒电流充放电结果表明,LiCoO2沉积ZrO2涂层后,常温下性能改变较小,但是可以提高其在较高温度(如55℃)下的充放电性能.

固体超强酸S_2O_8^(2-)/ZrO_2-NiO催化α-蒎烯合成龙脑

介绍了固体超强酸S_2O_8^(2-)/ZrO_2-NiO催化剂制备方法,并将其用于催化α-蒎烯合成龙脑的酯化-皂化工艺。考察了催化剂焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量及原料α-蒎烯与无水草酸摩尔比对龙脑产品收率和组成的影响。结果表明,当催化剂焙烧温度为600℃,焙烧时间为3 h,催化剂用量为α-蒎烯质量的6%,原料α-蒎烯与无水草酸的摩尔比为1:0.2时,龙脑产品收率可达55.81%。产品中正龙脑含量可达77.01%,正、异龙脑的含量比高达4.44:1。

SO_4^(2-)/ZrO_2/USY催化合成氯乙酸正丙酯的研究

采用沉淀法制备SO_4^(2-)/ZrO_2/USY催化剂,以氯乙酸和正丙醇为原料,催化合成氯乙酸正丙酯,考察反应时间、带水剂种类、带水剂用量、醇酸物质的量比及催化剂用量等因素对酯化反应的影响。结果表明,环己烷为氯乙酸正丙酯合成反应较适宜的带水剂,SO_4^(2-)/ZrO_2/USY在酯化反应中具有良好的催化活性。在氯乙酸0.25mol、n(醇):n(酸)=1.5、反应时间3.0h、带水剂环己烷7.5mL和催化剂用量1.0g条件下,酯化率达95.72%。催化剂重复使用6次,酯化率仍可达94.91%,催化活性基本不变,具有良好的重复使用性能。SO_4^(2-)/ZrO_2/USY具有反应条件温和、催化活性高、重复使用性能好和环境污染小等优点,具有较高的开发价值。

Al_2O_3含量对ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷流变性能和抗弯强度的影响

采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷,分析Al_2O_3添加量对泡沫陶瓷显微形貌、相结构、抗弯强度和浆料流变性能的影响,确定制备复相陶瓷的最佳工艺参数。实验结果表明,ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷由m-ZrO_2相、t-ZrO_2相和Al_2O_3相组成;当Al_2O_3的含量为20 wt%时,烧结的陶瓷颗粒致密均匀,陶瓷的抗弯强度最佳,浆料表观粘度增加;增加Al_2O_3的含量到40 wt%,陶瓷出现较多气孔,浆料的表观粘度增加幅度不大;Al_2O_3的添加影响了复相陶瓷的致密性、晶粒尺寸、相结构等因素;制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷时,最佳工艺参数为20 wt%Al_2O_3和80 wt%ZrO_2。

烧结次数对30Mo-ZrO_2金属陶瓷结构及导电性能的影响

采用粉末冶金方法以钼粉和氧化锆粉为原料制备30Mo-ZrO_2金属陶瓷,研究烧结次数对金属陶瓷微观结构和高温电导率的影响。结果表明,烧结次数为3次的试样密度最大(6.41 g/cm^3),高温电导率最高(1 600℃时电导率为12.50×10^(-3)S/cm);增加烧结次数能改变粉体颗粒形态,提高金属陶瓷致密度,降低孔隙率,提高导电相的相对体积分数,增加材料电导率;金属陶瓷电导率随着温度升高而增大,变化幅度随着温度的升高而增加。

SO_4^(2-)/ZrO_2/MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯的研究

水热合成了介孔材料MCM-41,并以其为载体负载固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2,通过XRD和N_2吸附/脱附对制备的SO_4^(2-)/ZrO_2/MCM-41催化剂进行表征,认为MCM-41负载SO_4^(2-)/ZrO_2后,仍为长程有序的六方孔道结构。在固定床反应器中,以柠檬酸和正丁醇为原料,研究该催化剂合成柠檬酸三丁酯的活性。对反应条件进行了考察,得出最佳反应条件:温度140℃,空速1.0 h^(-1),醇酸物质的量比为4.5。在此条件下,柠檬酸的酯化率最高可达94.5%。48 h的寿命实验结果表明,该催化剂具有较好的稳定性。

纳米ZrO_2对环保型锌铝合金涂层耐蚀性能的影响

采用锌铝合金粉制备水性锌铝涂层,通过向涂层中添加纳米ZrO_2,制备出纳米复合锌铝涂层。通过电化学测试、中性盐雾试验、扫描电镜观察、能谱分析和X射线衍射分析,研究纳米ZrO_2对锌铝涂层耐蚀性能的影响。结果表明:纳米ZrO_2能增大锌铝粉活化溶解电阻,延缓锌铝合金粉的消耗,提高涂层阴极的保护周期。当纳米ZrO_2的添加量为5%(质量分数)时,涂层的耐蚀性最佳,腐蚀电流密度降低至2.156×10-6 A/cm2。纳米ZrO_2的添加填补了锌铝粉之间的孔隙,使涂层组织均匀致密,增强了涂层阻挡离子渗透能力,阻止涂层表面孔蚀的发生及内部微裂纹的产生,延长涂层的防护时间。

叶状ZrO_2/SiO_2二元氧化物薄膜的制备与表征

空气-水界面薄膜的研究具有重要的理论和实际意义。本文采用自组装法制备了ZrO2/SiO2二元氧化物薄膜,并通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜等一系列分析手段对其性质进行了表征。红外光谱和元素分析证实了薄膜中Zr、Si的存在,且Zr/Si的物质的量比是1/1.6,比前驱物中的Zr/Si比略大。XRD谱图证明薄膜中有层状结构存在,d值为3.3nm。TEM观察发现,组成薄膜的颗粒为叶片状纳米颗粒,片状颗粒长约100nm到150nm,宽约30nm到50nm,上面能够明显地看到层状结构的痕迹。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3及载Pt催化剂上正丁烷异构化反应

研究了 SO2 - 4/ Zr O2 -Al2 O3及 Pt-SO2 - 4/ Zr O2 -Al2 O3固体超强酸催化剂与制备条件的关系 ,探讨了催化剂表面结构及晶化程度 ,并在 N2 活化条件下用脉冲色谱法考察了催化剂催化正丁烷异构化反应活性 .结果表明 ,添加 Al可提高催化剂的催化活性 ,降低反应温度 ,载铂对提高催化剂的活性和稳定性更为有效 .

溶胶－凝胶工艺合成ZrO_2超微粉末的研究

以自制Ｚｒ（ＯＣ_３Ｈ_７）_４和Ｙ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_３为原料，应用溶胶、凝胶法制备了组份为ＺｒＯ_２－９ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３超微粉末．实验表明：温度、湿度、溶液的浓度．介质和催化剂等是影响形成溶胶、凝胶的主要因素．通过ＴＧ－ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＢＥＴ比表面积测量以及ＴＥＭ等分析手段研究了粉末的结构与性能．结果表明：钇稳定立方相二氧化锆（ＹＳＺ）超微粉末的合成温度在４７０℃左右．粉末经５００℃以上热处理后变为纯立方相结构．５００℃煅烧２ｈ后的超微粉末颗粒呈球形或近似球形，比表面积为６４．０４ｍ￣２／ｇ，粒径为１５．７ｎｍ．随着烧结温度的升高，ＹＳＺ超微粉末的比表面积减小，粒径增大，预示着颗粒间发生团聚，一次颗粒间的团聚引起了表面积的明显损失和界面的形成．

WO_3/ZrO_2固体强酸催化剂上异丁烷-丁烯烷基化反应研究(Ⅰ)──钨负载量和焙烧温度的影响

制备了系列 WO3/ Zr O2 固体强酸催化剂 ,用 XRD,DTA-TG,H2 -TPR,Raman光谱和酸性测定等方法测定其晶型结构、表面状态和酸性 .结果表明 ,WO3/ Zr O2 中的 Zr O2 基本以 T晶相存在 ,WO3对稳定 T晶相有重要作用 ,样品具有较大的表面积 .分散于 Zr O2 表面上的 WO3主要以单层分散和析出的 WO3晶粒形式存在 ,部分可能与 Zr O2 作用形成 Zr— O—W键并起强酸作用 .研究了各种实验条件下的异丁烷 -丁烯烷基化反应 .与其它固体酸相比 ,具有较高的起始活性和 i-C08选择性 。