纳米Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)固溶体微观光谱特征及氧化还原性能研究

采用水热法合成Fe^(3+)、Al^(3+)、Co^(2+)及La^(3+)共掺杂纳米Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)(x=0.00~0.05)固溶体,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)以及与H2的程序升温还原反应(TPR)等方法对固溶体的微观结构、形貌、光谱特征和氧化还原活性进行系统表征及分析。XRD结果表明,Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)固溶体均呈CeO_(2)立方萤石结构,当掺杂量增加到x=0.04时,在36.6°处出现了微弱的Co_(3)O_(4)杂相,可以确定掺杂离子在CeO_(2)晶格中的固溶度x<0.04。样品的(111)衍射峰位向高角度偏移,表明掺杂离子引起晶格发生畸变。TEM及SEM结果显示样品为球形纳米颗粒,掺杂离子引起晶面间距变小。紫外吸收光谱表明,与纯CeO_(2)相比,掺杂样品的吸收边逐渐红移,在560~780 nm范围观察到掺杂离子的紫外吸收峰。掺杂引起样品能隙降低,从2.84 eV(纯CeO_(2))逐渐降低至2.10 eV(x=0.05)。其原因可归结为掺杂离子在CeO_(2)的价带和导带之间形成新的杂质能级,允许电子从价带跃迁到较低的杂质能级上,继而降低了跃迁能隙。由于掺杂离子引起晶格内部发生畸变以及氧空位比例增大,阻碍了电子的高能跃迁,也可引起能隙减小。荧光光谱证明,掺杂样品的发射峰强度明显降低。Raman光谱表明,掺杂引起F_(2g)峰位发生偏移,峰强减小,峰宽变大。同时,对应于氧空位峰的相对强度逐渐提高。荧光光谱及Raman光谱均证明掺杂离子引起固溶体晶格畸变程度增加,氧空位浓度提高。H_(2)-TPR测试表明,掺杂可以有效降低CeO_(2)的氧化还原反应温度,提高氧化还原活性,当x=0.03的样品表面还原温度最低,还原峰的面积最大,即氧化还原反应活性最佳,表明样品的氧化还原性能与晶粒尺寸、晶格缺陷及氧空位浓度密切相关。通过以上研究证明,四种离子共掺杂CeO_(2)能够有效修饰微观晶体结构,在较低掺杂浓度下即可显著改善样品的催化活性。

Ce_(1-x)Nd_xO_(2-δ)固溶体的电子顺磁共振谱和阻抗谱的研究

利用溶胶-凝胶方法在800℃焙烧10h后,合成了固溶体Ce1-xNdxO2-δ(x=0.05～0.55),X射线衍射(XRD)测试表明固溶体已经形成立方萤石结构;电子顺磁共振谱(EPR)研究表明在固溶体Ce1-xNdxO2-δ中随着掺杂量x的增大,Ce3+离子含量减少,说明掺杂Nd3+离子可以抑制Ce4+的还原;交流阻抗谱的测量表明固溶体Ce0.9Nd0.1O2-δ具有离子导电特性,600和700℃时的电导率分别为4.25×10-3和1.12×10-2S?cm-1,活化能为0.68eV.

Ce_(1-x)Eu_xO_(2-δ)(x=0.05～0.50)固溶体的溶胶-凝胶法合成与性质研究

利用溶胶 -凝胶方法合成了固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ,通过XRD ,Raman ,XPS和交流阻抗谱系统研究了固溶体Ce1 -x EuxO2 -δ的结构 ,确定了稀土离子价态及掺杂对CeO2 基电解质电性能的影响 .XPS分析表明固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ中 ,Eu离子价态为 +3价 ,Ce离子主要以Ce4+ 离子形式存在 ,阻抗谱测试表明低价离子掺杂使固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ的导电率得到很大提高 ,导电率x =0 .2时达到最大值σ60 0℃ =2 .87× 10 -3 S·cm-1 .导电活化能为Ea=0 .72eV .

吸光度对Ce0.9Ln0.1O2-δ固溶体氧缺位浓度观测值的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Ce0.9Ln0.1O2-δ固溶体,通过Raman光谱和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)考察了吸光度对氧缺位浓度观测值(A570/A460)的影响。结果表明,氧缺位浓度观测值取决于Ce0.9Ln0.1O2-δ固溶体样品对Raman激发光的吸收。当样品对激发光吸收较弱时,观测到样品整体信息;当样品对激发光吸收较强时,只观测到样品表面信息。由于氧缺位的表面富集,使得样品表层的氧缺位浓度观察值较大。

Ce1-xLaxO2-δ（x=0.05-0.50）固溶体的合成与性质研究

利用溶胶-凝胶法合成了固溶体Ce1-xLaxO2-δ,通过粉末X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、Raman谱和交流阻抗谱系统研究了固溶体Ce1-xLaxO2-δ的结构和输运性质.X射线衍射表明,在0.05≤x≤0.50时,形成了单相立方萤石结构固溶体;Raman光谱测试表明,固溶体中氧缺位含量随掺杂量增加而增大;阻抗谱分析表明,低价稀土离子掺杂使固溶体Ce1-xLaxO2-δ的导电率得到很大提高,x=0.10时导电率达到最大值σ700℃=3.84×10-2S/cm,σ800℃=8.21×10-2S/cm,导电活化能为Ea=0.73 eV.

纳米Ce_(0.9)Cu_(0.1)O_(2-δ)固溶体的制备、表征和CO低温氧化性能

采用改进的柠檬酸溶胶-凝胶法(即前驱体先在N2气氛下高温预处理)制备了高比表面积纳米Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体。采用XRD、TEM和Raman等对催化剂进行表征,并考察了它们的低温CO氧化性能。研究结果表明,改进的柠檬酸溶胶-凝胶法可以制得晶相比较完整的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体,晶粒小于10 nm,明显小于常规方法制得的样品。随着样品焙烧温度的提高,表征氧缺位的600 cm-1左右Raman峰的位置向高波数方向迁移。采用改进方法制得的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体具有更高的CO氧化活性,其原因归结为晶粒的减小,容易形成氧缺位和表面高分散CuO的增加,从而促进了CO的氧化。

Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体的低温燃烧合成及表征

以Ce(NO3)3.6H2O和Pr6O11为主要原料,C6H8O7为燃烧剂,采用低温燃烧法合成了Ce1-xPrxO2(x=0～0.15)系列纳米晶红色颜料。用激光Raman光谱、XPS及色度测试等手段对样品的氧空位浓度、Pr、Ce离子在固溶体中的价态以及样品的红度和色饱和度进行分析。结果表明:随着Pr掺杂量的增加,固溶体的氧空位浓度一致增大;Ce1-xPrxO2固溶体中Ce的价态为+4价,Pr离子以+3价的形式存在;样品的红度、色饱和度随Pr含量的增加呈先增后减趋势,当x=0.05时有最佳的呈色性能。

Ce1-xGdxO2-δ固溶体中缺陷物种的拉曼光谱研究

采用溶胶-凝胶法制备一系列Ce1-xGdxO2-δ固溶体。利用紫外(325 nm)和可见(514 nm)Raman光谱,X射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),考察了Ce1-xGdxO2-δ固溶体的缺陷物种的分布以及Gd含量对缺陷浓度的影响。结果表明:Ce1-xGdxO2-δ固溶体中存在氧缺位(～560 cm-1)和GdO8型缺陷结构(～600 cm-1)。根据样品对Raman激发光的吸收,紫外Raman光谱反映样品的表层信息,可见Raman光谱反映样品的整体信息。Ce1-xGdxO2-δ固溶体表层氧缺位(να)和GdO8型缺陷物种的浓度(νβ)均高于固溶体体相,这归因于缺陷物种的表面富集。然而,相比于GdO8型缺陷物种,体相中氧缺位浓度增加较表层中的更显著。

固溶体Ce_(1-x)Eu_xO_(2-δ)的^(151)Eu Mssbauer谱和电性能研究

利用溶胶-凝胶方法在800℃灼烧10h后,合成了固溶体Ce1-xEuxO2-δ(x=0.05~0.5),晶粒平均尺寸为60nm左右,XRD分析表明固溶体的结构为单相立方萤石结构。Mssbauer谱测试表明固溶体Ce1-xEuxO2-δ中Eu离子价态为+3价,同质异能移IS值随掺杂量x增加而增大。Eu3+的四极劈裂QS值小于零,表明Eu3+周围的晶体场是非对称的,QS的绝对值随掺杂量x增加而增大,说明随掺杂量x增加,晶体场对称性越差。阻抗谱测试表明通过掺杂使固溶体Ce1-xEuxO2-δ的导电率得到很大提高,电导率在x=0.2时达到最大值σ800℃=1.28×10-2S·cm-1,电导活化能达到最小值为Ea=0.72eV。

Ce_(1-x)Fe_xO_2复合氧化物的结构及其催化碳烟低温燃烧性能

用水热法制备了不同摩尔比的系列Ce1-xFexO2复合氧化物碳烟燃烧催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积(BET)、拉曼光谱(Raman)、H2程序升温还原(H2-TPR)及程序升温氧化反应(TPO)等技术考察了Fe含量对催化剂结构和性能的影响,重点探讨了催化剂表面性质和体相结构与催化活性和稳定性之间的关系.结果表明,Fe3+较难进入CeO2晶格中,部分Fe2O3分散在CeO2表面.铈铁固溶体(氧空位)有利于氧的吸附活化,而表面氧化铁对提高催化剂的抗老化能力起着重要作用.Ce0.8Fe0.2O2有最高的Fe3+掺杂量,有良好分散性的表面Fe2O3,显示出最好的催化活性和稳定性,催化碳烟的起燃温度(Ti)和生成CO2的峰值温度(Tp)分别为262和314℃.Ce0.8Fe0.2O2高温老化后的Ti和Tp仍较低,分别为292和392℃.

柠檬酸溶胶-凝胶法制备的Ce_(1-x)Zr_xO_2:结构及其氧移动性

采用XRF、XRD、Raman、XPS、H2-TPR以及与氩离子刻蚀相结合的XPS等表征技术对柠檬酸溶胶-凝胶法制备的Ce1-xZrxO2(0≤x≤1)样品的结构及其氧移动性进行了研究.结果表明,Ce1-xZrxO2样品的晶型结构对其中氧的移动性有明显影响.当x≤0.15时,Ce1-xZrxO2以立方CeO2相Ce-Zr-O固溶体存在,随着Zr含量的逐渐增加,CeO2晶胞体积减小、氧空位浓度增加,氧移动性逐渐增强;当x>0.15时,形成四方ZrO2相和立方CeO2相Ce-Zr-O固溶体的混合物,随着Zr含量的逐渐增加,四方ZrO2相的含量增加、氧空位浓度减小,氧移动性逐渐减弱.因此,Ce0.85Zr0.15O2样品具有最高的氧移动性.

柠檬酸溶胶-凝胶法制备的纳米Ce_(1-x)Mn_xO_2:织构与晶相结构

采用N2-吸附/脱附、XRD、Raman光谱和TEM等表征技术研究了柠檬酸溶胶-凝胶法制备的Ce1-xMnxO2(0≤x≤1)样品的织构及晶相结构.结果表明,Ce1-xMnxO2样品的N2吸附等温线为IV型,滞后环为H1型,最可几孔径处在2.5￣3.7nm范围.由XRD测得的样品晶粒大小与由TEM测定的颗粒尺寸相近,表明制备的样品具有较好的分散性,但是样品的组成对颗粒大小有明显的影响,Mn浓度适中样品(x=0.3￣0.7)的颗粒(1￣5nm)明显小于低Mn浓度样品(x<0.3)和高Mn浓度样品(x>0.7)的颗粒(10￣50nm).尽管在x>0.7时,XRD未能检测到样品中有α-Mn2O3晶粒存在,但Raman光谱结果表明,所有Ce1-xMnxO2混合氧化物均以α-Mn2O3相和立方CeO2相Ce-Mn-O固溶体形式存在.

Zr_xCe_(1-x)O_2的制备及其氢氧化物前驱体的热分解过程研究

采用共沉淀法制备了不同铈锆比的ZrxCe1-xO2(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)固溶体.利用热分析方法研究了Zrx(OH)4x.Ce1-x(OH)4(1-x)体系的热分解过程,并运用XRD对其热分解产物进行了表征.实验表明Zrx(OH)4x.Ce1-x(OH)4(1-x)在空气中的热分解是一步完成的,随着锆含量的增加分解温度逐渐提高.应用微分法和积分法相结合对该分解过程的分解机理进行了推测,得出了一系列分解反应的表观活化能E和指前因子A.发现其热分解反应遵循Zhuralev-Lesokin-Tempelman三维扩散机理,其动力学方程为:f(α)=3/2(1-α)4/3[(1-α)-1/3-1]-1;g(α)=[(1-α)-1/3-1]2,其表观活化能大小与样品中的锆含量有关.

儿童原发性肾病综合征血清PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4检测的意义

目的探讨检测外周血磷脂酶CE1(PLCE1)、瞬时受体电位阳离子通道蛋白6(TRPC6)、CD2相关蛋白(CD2AP)、α-辅肌动蛋白4(ACTN4)在儿童原发性肾病综合征(PNS)、激素敏感型肾病综合征(SSNS)、激素耐药型肾病综合征(SRNS)、激素依耐型肾病综合(SDNS)及不同病理类型表达的临床意义。方法采集原发性肾病综合征外周血清标本,采用双抗体夹心ELISA法检测样本中目PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4表达浓度。结果PNS组、SSNS组、SRNS组、SDNS组PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4表达与健康组比较降低,差异均有统计学意义(P<0.05),SRNS组、SDNS组表达与SSNS组比较降低,差异均有统计学意义(P均<0.05),SRNS组与SDNS组比较差异均无统计学意义(P>0.05);FSGS组、IgAN组血清PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4表达与MCD组比较降低,差异均有统计学意义(P<0.05),FSGS组、IgAN组分别与MsPGN组、MPGN组比较降低,差异均有统计学意义(P<0.05),MsPGN组与MPGN组比较差异无统计学意义(P>0.05),FSGS组与IgAN组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论①血清中PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4作为足细胞裂孔隔膜分子、足细胞信号分子、骨架分子等正常表达,对维系肾小球滤过膜的功能完整性起关键作用,一旦表达异常降低,可能导致肾病综合征发生、对激素治疗耐药或依耐;②血清中PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4表达与肾病综合征病理类型有关;③临床上检测血清中PLCE1、TRPC6、CD2AP、ACTN4表达水平对判断是否为难治性肾病、病理类型、指导用药及预测预后具有重大意义。

纳米Ce_(1-x)La_xO_(2-δ)的微波引诱燃烧合成及其性能表征

二氧化铈及其复合氧化物在催化剂、抛光粉、电极材料、抗紫外材料等领域已有大量的应用。近期对氧化铈及其复合氧化物的光学性能进行了广泛的研究,经研究发现在CeO2晶格中掺杂其它金属离子会改变或提高CeO2的UV吸收性能。

Ce_(1-x)Er_xO_(2-δ)的溶胶-凝胶法合成及其性质

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xErxO2-δ（x=0．00～0．30）系列固体电解质，系统地研究了其晶体结构和导电性。X-射线衍射（XRD）结果表明：所有Ce1-xErxO2-δ粉体经800℃焙烧2h后，均结晶为立方萤石结构，其平均晶粒尺寸为32-43m，晶胞参数与掺杂量的非线性关系与掺杂离子半径、氧空位及缺位缔合有关．阻抗谱表明：适当掺杂Er离子可提高CeO2基材料的电导率，并在x=0．10时电导率达到最大值，活化能最／b（σ7000℃=2．56×10^-2S·cm-1，Ea=0．92eV）。

Ce_(1-x)Tb_xO_(2-δ)复合氧化物氧缺位的拉曼光谱研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ce1-xTbxO2-δ复合氧化物,利用不同Raman激发波长(514和785 nm),结合X射线衍射(XRD)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)和氧气-程序升温脱附(O2-TPD)表征,考察了Ce1-xTbxO2-δ复合氧化物在O2,He和H2气氛下氧缺位的原位变化情况和CeO2的F2g特征Raman峰位的偏移.实验结果表明,随着Tb掺杂量的提高,由于晶胞收缩使得CeO2的F2g特征Raman振动峰发生蓝移.514nm Raman激发波长反映了催化剂的表面信息,而785 nm激发波长反映了整体信息.正是由于表面和整体变化的不一致,造成原位Raman实验过程中氧缺位浓度变化趋势的不同.在He和H2气氛下,由于温度升高时伴随着Ce1-xTbxO2-δ中O2气的脱出,使复合氧化物的微观结构发生改变,以致Ce0.9Tb0.1O2-δ中的氧缺位浓度(A587/A465)在785 nm激发波长下出现先升高后下降的现象.

多孔Ce_(1-x)Nd_xO_(2-y)的微波引诱燃烧合成及其表征

以硝酸铈、硝酸钕和尿素为原料，利用微波引诱燃烧法合成了多孔的Ce1-xNdx02-y固溶体，并利用X-射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（Raman）傅里叶变换红外光谱（FT—IR）、场致发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和N2吸附-脱附等测试手段对产物进行了表征．XRD分析结果表明，Ce1-xNdx02-y固溶体的粒径为40—60nm，且所有产物为萤石结构；Raman分析结果证明Nd^3＋的掺杂会使固溶体产生氧空位，空位浓度随Nd^3＋掺杂量的提高而增加；FT—IR说明Ce-O键的吸收峰在1400cm^-1左右，由于Nd^3＋的掺杂而使2346cm^-1的吸收峰消失；SEM和N2吸附-脱附等温线证明Ce1-xNdx02-y固溶体为多孔结构，且孔径分布在2～10nm．

纳米Zn1-2xCexFexO微观结构及其对Mg基合金催化性能研究

采用水热法制备了Ce^4+及Fe^3+离子共掺杂纳米ZnO固溶体.系统研究了Zn1-2xCexFexO固溶体的微观结构及其对Mg基储氢合金的催化性能.XRD结果表明,Ce^4+及Fe^3+离子在ZnO中的固溶限x低于0.03.随掺杂浓度的增大,样品晶粒尺寸及晶胞参数均增加.紫外可见光谱表明,固溶体的能隙明显红移.采用球磨法制备了Mg2Ni-Ni-5 mol%Zn1-2xCexFexO复合材料,对复合材料的电化学储氢性能进行了系统测试.结果表明,掺杂ZnO固溶体能够提高复合材料的放电性能,但容量保持率略有降低.当x=0.02时,固溶体的综合催化性能最佳.Zn1-2xCexFexO固溶体催化性能与晶格中的氧空位浓度及电子跃迁性能等密切相关.

Gd2O3掺杂量对Ce1-xGdxO2-δ电解质导电性能的影响

在500~700℃时,Gd2O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中.但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce^3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减.采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析.结果表明:测试温度为750℃、Gd^3+掺杂量为0.20时,GDC电解质的总电导率最大,达到8.59×10^-2 S·cm^-1;电子电导率随着Gd^3+掺杂量的增大而降低,当Gd3+掺杂量为0.10、测试温度为750℃时,GDC电解质的电子电导率最大,为6.47×10^-4 S·cm^-1.Gd2O3掺杂量为0.20的GDC电解质具有最高的总电导率和较小的电子电导率,从而突显出最高的离子电导率.