喷雾干燥W-Cu前驱体粉末煅烧和还原中的物相变化特征

采用溶胶-喷雾干燥-氢气还原技术制备W-Cu复合粉末;采用X射线衍射分析技术(XRD)对喷雾干燥前驱体粉末在煅烧和还原过程中的物相特征进行了分析。研究表明:喷雾干燥W-Cu前驱体粉末煅烧后相组成转变为WO3和CuWO4;煅烧后氧化物粉末在还原过程中的相演变为低温下CuO相被还原、中温下WO3相还原成一系列钨的氧化物(WO2.90和WO2)以及高温下WO2相还原成W。

溶胶-凝胶/高温氢还原工艺制备Mo-Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)复合粉末

Al_(2)O_(3)协同La_(2)O_(3)强韧化的钼及钼合金具有优越的综合力学性能,通过粉末冶金方法制备钼及钼合金的关键在于获得超细或纳米Mo-Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)粉末。本文以仲钼酸铵、硝酸铝、硝酸镧和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶-煅烧-高温氢还原工艺制备Mo-Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)复合粉末,利用XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对粉末的微观组织结构进行表征。结果表明:当水浴温度为85℃、pH=1、柠檬酸与钼酸铵的质量比为1.7时,形成了网状结构大分子交联的络合物前驱体,这有利于在后续高温还原过程中制备超细或纳米Mo复合粉末。前驱体粉体在550℃煅烧3 h后,粉末主要由MoO_(3)和Al_2(MoO_(4))_(3)组成。采用一步高温氢还原时,还原3 h后MoO_(3)全部转化成Mo,其最低还原温度为650℃。在650℃以下通过氢还原得到了微米尺寸Mo-Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)复合粉末,而在750℃通过氢还原得到了由纳米颗粒聚集而成的近球形絮状粉末,在850℃通过氢还原得到的粉末内部出现烧结颈,其颗粒尺寸略有增大。

喷雾干燥-氢还原制备W-50Cu纳米复合粉末过程中的相转变

采用溶胶-喷雾干燥、煅烧和氢还原工艺制备了纳米级W-50%Cu(质量分数,下同)复合粉末,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了粉末制备过程中的相演变。非晶态喷雾干燥前驱体经煅烧形成复合氧化物粉末,其形貌和相结构随煅烧温度而变化。煅烧后的复合氧化物粉末在还原过程中经过了一系列复杂的相转变,其相转变过程分为3个阶段:在350℃,粉末主要由Cu、Cu2O、WO3、W相组成;在450℃还原后粉末由Cu、Cu2O、WO3和WO2相组成;在550℃以上还原时,铜的氧化物全部变成Cu相,WO3和WO2渐渐变成W相,其中WO2一直在750℃仍保持稳定。一系列的XRD分析结果表明,还原后的W-Cu纳米复合粉末由W(Cu)超饱和固溶体新相和Cu相组成,其晶粒尺寸分别为33nm和63nm。

溶胶-喷雾干燥W-Cu前驱体粉末煅烧过程中的相变

采用溶胶-喷雾干燥法制备不同铜含量的W-Cu前驱体粉末,前驱体粉末分别在400、600和800℃各煅烧90min,运用XRD和SEM等手段对煅烧前后复合粉末的相组成和显微形貌进行分析,研究前驱体粉末在煅烧过程中的相变行为。结果表明:前驱体粉末在煅烧过程中发生一系列的分解和化合反应,随着煅烧温度的升高,粉末的相组成、颗粒形貌和尺寸发生明显变化,对W-30%Cu(质量分数)合金,在400℃煅烧后,复合粉末由WO3、CuO和CuWO4组成,粉末颗粒大多呈立方结构,大小为200～400nm;在600℃煅烧后,复合粉末由CuO和CuWO4组成,粉末颗粒大多呈短棒状结构,大小为400～500nm;在800℃煅烧后,复合粉末由CuO、CuWO4和Cu3WO6组成,粉末颗粒大小为3～4μm;前驱体粉末中铜含量对煅烧后复合粉末的相组成也存在较大影响,铜含量越多,越容易生成复合氧化物。

溶胶-凝胶-喷雾干燥法制备超细Al_2O_3-SiO_2二元粉体材料

以硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术并结合喷雾干燥(SPD)技术制得超细Al2O3-SiO2二元复合粉体材料,并分别于400℃、800℃、1000℃、1150℃和1200℃煅烧2 h;采用全自动比表面积与孔隙率分析仪、TEM、TG-DSC及XRD等仪器研究了热处理温度、pH值(分别为5.5、7和8)以及干燥方法对粉体材料的表面性能、显微形貌、物相组成及Al2O3-SiO2二元系晶体转变过程的影响.结果表明:由Sol-Gel-SPD制备的超细Al2O3-SiO2二元粉体材料的比表面积＞448 m2·g-1,而经1200℃煅烧2 h后所得的超细莫来石的比表面积34.05m2·g-1;TG-DSC分析表明:采用Sol-Gel-SPD制得的Al2O3-SiO2二元粉体材料的质量损失主要发生在500℃之前;XRD分析表明:粉体试样的开始莫来石化温度为1000℃,铝硅尖晶石(6Al2O3·SiO2)与非晶态SiO2在1150～1200℃完全转化为莫来石;比较不同pH值试样经1200℃煅烧后的TEM照片发现,当pH=7时,得到的超细莫来石粉体粒径最小,为50 nm.

溶胶-喷雾干燥法制备纳米Li_3V_2(PO_4)_3/C及其电化学性能

本文以LiOH.H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸为原料,采用溶胶-喷雾干燥法制备Li3V2(PO4)3/C正极材料,对比了喷雾前驱体直接煅烧与机械活化后煅烧的样品的结构、形貌及其电化学性能。采用XRD、SEM、BET和振实密度测试等对样品的结构、形貌等进行了表征;采用恒流充放电、CV和EIS等手段考察了材料的电化学性能。结果表明,溶胶-喷雾干燥得到的样品为多孔球壳形,其壳体由厚度为100 nm左右的纳米片组成,经机械活化后煅烧保持保持了其纳米片结构,其结晶度与振实密度改善较明显,电化学性能较优异。0.1C放电比容量为123.6 mAh.g-1,10C和20C高倍率放电比容量还高达107.8和106.0 mAh.g-1。电化学阻抗结果表明,由该方法制备的样品具有较小的电荷转移阻抗。

溶胶-喷雾干燥法合成Li_2FeSiO_4/C/rGO复合正极材料的研究

以氢氧化锂、草酸亚铁、纳米二氧化硅、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮和石墨烯(rGO)为原料,采用溶胶-喷雾干燥法制备了Li2FeSiO4/C/rGO复合正极材料。考察了rGO对Li2FeSiO4结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:Li2FeSiO4/C/rGO复合物表现出优异的电化学性能,在0.2、5和10C下的放电比容量分别为173、138、124mAh/g;5C下循环200次后,其放电比容量保持率为97.1%。

溶胶-凝胶和碳热还原法合成碳化硅晶须的研究

以工业硅溶胶和炭黑为主要原料 ,用溶胶 -凝胶和碳热还原法合成了SiC晶须 .获得的产物中碳化硅质量分数高于 95 % ,碳化硅晶须质量分数高于 74% .碳化硅晶须为直线形 ,具有光滑的表面 ,直径为 0 .2～ 0 .5 μm ,长径比约为 5 0～ 2 0 0 .对影响碳化硅晶须产率和微观结构的主要因素进行了研究 ,结果表明 :采取原料中碳含量稍多于理论值 ,并且严格控制反应温度 。

沉淀-喷雾干燥法制备纳米晶碳化硅粉体

以廉价的水玻璃和炭黑为原料,采用沉淀-喷雾干燥法制备反应前驱体,经碳热还原合成碳化硅．由于原料间混合均匀,前驱体在1500℃下加热5h后就能实现完全反应．对产物用XRD、IR、BET及SEM等进行了表征,并对反应过程中温度、时间的影响进行了研究．结果表明,前驱体在1500℃下反应5h制得的产物为平均晶粒尺寸在37nm左右的β-SiC,比表面积为12．4m^2/g．碳热还原过程中,适当升高温度、缩短反应时间有利于得到高质量的SiC产物．

溶胶-凝胶和碳热还原法制备塔状SiC纳米棒

以正硅酸乙酯(TEO S)、聚乙烯基吡咯酮(PVP)为反应前驱体,Fe(NO3)3为催化剂,采用溶胶-凝胶和碳热还原法制得了碳化硅纳米棒。运用XRD2、9S iMAS NMR、TEM和SAED等手段对样品的组成和形貌进行了表征。结果表明:产物的形貌为塔状纳米棒,且晶体沿平行于[111]的方向生长;塔形S iC棒的塔底宽约80nm^100nm,塔层厚度10nm左右,长约0.4μm^1.0μm。在催化剂Fe的作用下,过饱和CO气氛中的动力学控制过程导致了塔状S iC纳米棒的形成。

氧化还原溶胶-凝胶法制备LiCoO_2

首次采用氧化还原溶胶 -凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiCoO2 ,并采用电化学测试 ,XRD ,TEM ,SEM和BET对其进行了表征。考察了Li/Co摩尔比对材料首次充放电容量的影响 ,比较了不同合成方法对材料比表面积的影响。结果表明 :Li/Co摩尔比应不小于 1。由本方法制备的LiCoO2 正极材料具有较高的首次充放电比容量和可逆放电容量 ,完整而稳定的层状结构 ,均匀的粒径分布和较小的平均粒径 (3 5 0nm )以及较大的比表面积。在充放电速率不大于 0 .5C和电压在 3 0～ 4 2 5V范围内时 ,材料具有良好的循环性能。循环 10 0次后 ,容量保持率高达 96 3 %。

溶胶-凝胶微波碳热还原制备二硼化锆粉体

以氧氯化锆、硼酸与蔗糖为原料,研究了硼酸、蔗糖用量和温度时溶胶.凝胶、微波碳热还原法制备ZrB2粉体的影响。结果表明:采用溶胶-凝胶、微波加热工艺可以在1100℃合成ZrB2粉体,该温度比传统加热合成ZrB2粉体的温度降低了200～400℃;1100～1200℃时硼酸、蔗糖用量对该粉体的合成有较大影响,1300℃时其对粉体的制备影响不大。温度对ZrB2粉体的合成过程有着显著的影响,粉体中ZrB2的含量随温度升高而明显增加,1300℃制备的粉体中ZrB2的含量可达95%以上。

溶胶-凝胶和微波碳热还原氮化法合成β-sialon超细粉

以正硅酸乙酯(tetraethoxysilane,TEOS),硝酸铝,蔗糖等为原料,通过溶胶-凝胶和微波碳热还原氮化法合成了β-sialon超细粉。研究了铝碳摩尔比、温度、埋粉条件、晶种、添加剂等工艺条件对合成β-sialon超细粉的影响。结果表明:铝碳摩尔比显著影响β-sialon超细粉的合成,过量碳有利于形成β-sialon超细粉。1573～1623K为最佳合成温度。埋粉不利于β-sialon超细粉的合成。晶种对β-sialon超细粉的合成没有显著影响,添加剂Fe2O3对反应有明显促进作用。用场发射扫描式电子显微镜观察产物的显微形貌,结果表明:合成β-sialon超细粉的粒度大约为100nm。

溶胶-凝胶碳热还原法制备碳化硅超细粉末的研究

以工业水玻璃和碳黑为主要原料 ,采用溶胶凝胶和碳热还原法制备了碳化硅超细粉末 ,研究了原料组成和制备工艺对超细粉末质量的影响。结果表明 :该方法可直接制备纯度较高、颗粒直径分布范围小 ,粒径可在一定范围内控制的碳化硅超细粉末。

碳热还原协同溶胶-凝胶法合成纳米ZrB_2粉末

利用ZrO2-B2O3-C反应体系碳热还原的基本原理,分别使用正丙醇锆(Zr(OC3H7)4)、硼酸(H3BO3)和蔗糖(C12H22O11)为原料,采用溶胶-凝胶-碳热还原法合成了二硼化锆(ZrB2)纳米粉末。我们首先使用络合剂醋酸(AcOH)修饰Zr(OC3H7)4,以防止Zr(OC3H7)4的快速水解;其次,选用蔗糖作为碳源,是考虑到蔗糖热解时可以完全分解为碳,这样可以准确计算热解过程碳的生成量。此外,研究了凝胶温度对ZrB2纳米粉末形貌的影响。结果表明:当起始原料B/Zr(mol.)=2.3、热解温度为1 550℃时,通过碳热还原协同溶胶-凝胶法成功合成了单相ZrB2纳米粉末;当凝胶温度分别为65、75和85℃时,ZrB2纳米粉末形貌从球状演变为链状,最后生长为棒状,生长机理为定向吸附。

溶胶凝胶法制备还原态K-Co-Mo催化剂的合成醇性能

应用溶胶 凝胶法制备了还原态K Co Mo催化剂,比较了不同的组分和不同的反应条件对合成醇性能的影响。实验结果表明,适量钾和钴助剂的添加能显著提高催化剂合成醇的性能,尤其是提高了C2+醇的选择性。此外,反应温度、压力以及空速对合成醇影响明显,升高温度可以提高催化反应中低碳醇的收率,但选择性下降;增加压力和空速可以提高低碳醇的收率和选择性,对合成低碳醇有利。在230℃,6 0MPa,14400h-1条件下,催化剂合成低碳醇的收率为375 4g kg·h,选择性为70 2%,C1OH C2+OH为0 48。

溶胶-凝胶法和硼热-碳热还原合成ZrB_2空心球粉体

为了合成性能较好的Zr B2空心球粉体,以氧氯化锆(Zr Cl O2·8H2O)、硼酸(H3BO3)、葡萄糖(C6H12O6)为原料,先采用水热碳化工艺制备了碳微球,再以预合成的碳微球为模板,采用溶胶-凝胶法、硼热-碳热还原工艺合成了Zr B2超细空心球粉体,研究了反应温度(1 200、1 300、1 400和1 500℃)及碳微球的含量(n(C)n(Zr O2+B2O3)分别为5.0、5.5、6.0和6.5)对Zr B2空心球粉体合成的影响。结果表明:水热碳化工艺制备的碳微球表面较为光滑,具有良好的空心结构;过量的碳微球和较高的反应温度均能在一定程度上有助于Zr B2空心球粉体的合成;合成Zr B2空心球粉体的最佳反应温度为1 500℃,最佳碳微球含量为n(C)n(Zr O2+B2O3)=6.5。

非水解溶胶-凝胶Al_2O_3碳热还原氮化合成AlN超细粉

以无水氯化铝和异丙醚为原料,利用非水解溶胶-凝胶法制备出高活性Al2O3凝胶,以其作为铝源,引入炭黑作为碳源,利用碳热还原氮化技术低温合成AlN超细粉体。研究了凝胶未经煅烧以及预煅烧温度分别为300、500℃,按n(C)/n(Al2O3)为3.9、7.8和9.6分别加入不同量的炭黑,1 400、1 450和1 500℃的合成温度以及N2流量分别为40和80 mL·min-1时对AlN粉体合成的影响。结果表明:Al2O3凝胶经300℃预煅烧后,按n(C)/n(Al2O3)=7.8与炭黑混合,在流量为80 mL·min-1的高纯N2中于1 450℃保温2 h后可以合成出高纯AlN超细粉体。FE-SEM分析表明,AlN超细粉体平均粒径在400 nm左右,分散较为均匀。

溶胶-凝胶还原氮化合成AlON粉的探索研究

探索了以硝酸铝、硝酸镁、柠檬酸、蔗糖等为起始原料,通过溶胶-凝胶、还原氮化工艺制备AlON粉的工艺。研究了AlON晶种、还原剂用量、氮化温度、MgO等工艺条件对AlON粉合成的影响。结果表明:实验条件下,无法采用溶胶-凝胶、还原氮化工艺合成AlON粉;MgO、AlON晶种的加入对其的合成没有明显的促进作用。

溶胶-凝胶Ag-Al_2O_3催化剂还原稀燃氮氧化物的研究

系统地研究了培烧条件、氧气浓度、C/N摩尔比等因素对溶胶 \|凝胶 Ag( 5 ) -Al2 O3催化剂活性的影响。实验结果表明 ,氧气浓度对催化剂活性的影响表现为促进低温活性和抑制高温活性 ;催化剂的最佳焙烧条件为焙烧温度 60 0℃和升温速率 5℃ /min;催化剂的活性随着 C/N摩尔比的降低而降低。此外 ,还考察了空速对 Ag( 5 ) \|Al2 O3催化剂活性的影响。结果表明 。