钇掺杂氧化锆粉体的制备方法及性能分析

通过不同制备技术(固相合成法、共沉淀法、水解法、自蔓延燃烧法)合成了摩尔分数为8%的钇掺杂氧化锆陶瓷粉体(8YSZ)。研究了不同制备技术对粉体粒度、比表面积和相结构的影响。探讨了pH、焙烧温度、研磨方式与研磨时间等条件因素对共沉淀法制备的8YSZ粉体相结构和粒度的影响。同时对其密度、抗弯强度和离子电导率进行了测试表征。结果表明:共沉淀法制备的8YSZ粉体,控制pH=8~10均可以合成出单一相的样品;焙烧温度对8YSZ粉体结晶度有较大影响,1000℃以上焙烧可生成结晶度较好的粉体;球磨和砂磨方式分别能控制粉体粒度在10μm和1μm以下。此外,共沉淀法制备的8YSZ粉体密度和抗弯强度分别达到了5.78 g·cm^(-3)和207.7 MPa,其在500~750℃具有良好的Arrhenius电导线性关系(相关系数为0.9927)和最低的电导活化能(0.70 eV·K^(-1))。

钇掺杂钛酸锂/氧化石墨烯纳米复合材料的合成与电化学性能

以氧化石墨烯(GO)为基底,钛酸四丁酯、一水合氢氧化锂、六水合硝酸钇为原料,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用溶剂热法合成前驱体,在N2气氛保护下高温煅烧合成了钇掺杂钛酸锂/氧化石墨烯纳米复合材料。采用SEM、XRD、EDS、Raman对复合材料进行了形貌、结构和成分表征。将复合材料用作锂离子电池负极材料,采用循环伏安法、恒流充放电循环法研究了其电化学性能。结果表明,片状钛酸锂包覆在氧化石墨烯片上形成了钇掺杂钛酸锂/氧化石墨烯纳米复合材料。在100 mA/g的电流密度下,钇掺杂量为8%(以钛酸锂的物质的量为基准,下同)的纳米复合材料的首次放电比容量为145.5mA·h/g,经过100圈充放电循环后容量衰减几乎为0,经过200圈循环后容量衰减1.59%,经过300圈循环后容量衰减3.24%,与目前容量保持率只有80%左右的石墨负极相比有明显的改进。钇元素的掺杂和钛酸锂包覆氧化石墨烯形式的复合材料可以减小钛酸锂电极在充放电循环中的极化程度,从而改善了材料的循环性能。

钇掺杂氧化锌薄膜的研究进展

氧化锌材料具有优异的光电特性,易于掺杂,近年来一直是半导体材料领域关注的热点。稀土元素钇掺杂氧化锌(YZO)薄膜属于新兴的研究方向,相关研究还处于初级阶段。评述了国内外关于YZO薄膜的最新研究进展。分析比较了该薄膜材料的主要制备方法,包括溶胶-凝胶、共沉淀、磁控溅射、电化学沉积等。着重介绍了目前YZO薄膜的主要研究成果,分析结果表明适当浓度的Y掺杂,能够改善氧化锌的晶格结构,增强紫外辐射强度,提高可见光透过率,降低电阻率。探讨了YZO透明导电薄膜在短波长发光、平板显示、太阳电池等光电器件领域的应用前景。

钇掺杂介孔氧化锆材料的合成与表征

近年来一种新型纳米结构材料———介孔材料引起越来越广泛的兴趣 .作者利用表面活性剂辅助模板及后处理工艺成功实现了过渡金属钇在有序介孔氧化锆骨架中的掺杂改性 .借助XRD ,TEM ,EDS和荧光光谱以及紫外 -可见吸收等分析手段进行样品结构及性能表征 .研究结果表明 ,金属钇离子能均匀地掺杂于规则的介孔氧化锆骨架中 .掺杂改性后的介孔氧化锆试样经激发后室温下呈现特殊的荧光 (蓝光 )发射现象 ,并认为这种荧光响应与钇掺杂氧化锆产生氧空位缺陷有关 .

钇掺杂TiO_2/膨润土纳米复合光催化剂的性能研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)和红外光谱(IR)对纳米复合光催化剂进行了表征,在太阳光照射下,通过染料酸性红B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:钇掺杂TiO2已进入膨润土层间,经500℃热处理后,在膨润土表面有锐钛矿型TiO2生成,并结合牢固;适量的钇掺杂降低了TiO2粒子的粒径,显著提高了光催化降解有机物的活性;随着光照时间的延长,染料酸性红B的特征峰510nm强度逐渐减弱,2h后彻底消失,酸性红B的去除率达97.38%。

钇掺杂WO_3的制备及光催化分解水析氧活性

采用固相烧结法制备低量Y3+(0.05%)掺杂的WO3催化材料,采用XRD、XPS和DRS对样品进行表征和分析,考察催化剂在电子接受体Fe3+溶液体系下的光催化分解水析氧活性。结果表明,0.05%Y3+掺杂可以使WO3样品的光谱响应范围向可见光区拓展。XPS分析表明,Y3+掺杂可以导致催化剂样品表面氧空位增加。在可见光辐射下光催化分解水析氧的实验中,0.05%Y3+掺杂WO3样品的光催化析氧速率达161.3μmol/(L.h),是未掺杂WO3的1.7倍。

稀土钇掺杂多孔硅光致发光研究

采用电化学方法在多孔硅中掺杂了稀土钇(Y)元素。用荧光分光光度计分析了样品的光致发光特性。多孔硅样品在440nm波长激发下,光致发光谱上主发光峰位于620nm,认为其来源于Si-O复合物的发光中心;多孔硅样品在390nm波长激发下,光致发光谱上主发光峰分别位于527和576nm,并且用量子限制/发光中心模型加以解释。钇掺杂多孔硅样品的光致发光强度明显增强,并且在484nm附近出现新的发光峰。分析结果认为,这是由于钇的掺入,在多孔硅禁带中形成了新的表面能级,从而形成新的发光中心的结果。

磁控反应溅射制备钇掺杂TiO_2薄膜的研究

采用混合靶直流磁控反应溅射法,在玻璃基体上溅射沉积了含有氧化钇的TiO2薄膜。X-射线光电子能谱分析结果表明,薄膜是由Y2O3和TiO2复合氧化物组成的。钇的存在会抑制薄膜中二氧化钛晶体的形成。薄膜的紫外可见光谱透射率略有下降,而反射率有所增加。钇的掺杂对二氧化钛薄膜的光催化活性起负作用,光催化降解甲基橙反应的活性随钇含量的增加而下降。

钇掺杂改性纳米二氧化钛及其光催化性

以钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶凝胶法制备了钇掺杂纳米二氧化钛(TiO2)光催化剂,通过X射线光电子能谱分析(XPS),X射线衍射分析(XRD)方法对其进行表征;并以甲基橙水溶液降解率为光催化活性评价依据,结果显示钇掺杂能够提高二氧化钛光催化性能.

钇掺杂对ZnO电阻片微观结构和电性能的影响

研究了在ZnO-Bi2O3-Sb2O3系ZnO电阻片中添加少量硼酸和掺杂0.2%～0.8%(摩尔分数)的氧化钇(Y2O3),其显微结构和电性能的变化情况。结果表明,随Y2O3掺杂量的增加,ZnO压敏电阻片的电位梯度从210V/mm提高到422.5V/mm;当掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,电性能达到最佳,即残压比最小,为1.12;漏电流最小,为353.0μA。掺杂Y2O3使ZnO晶粒周围除了形成Zn7Sb2O12尖晶石外,还形成了具有细微颗粒的含钇相(Zn-Sb-Y-O)和含铋相(Bi-Sb-O),尖晶石相、含钇相和含铋相的同时存在更加有效地抑制了ZnO晶粒的长大。添加硼酸和增加含钇相在很大程度上改善了ZnO电阻片的电性能。

紫外拉曼光谱研究钇掺杂的氧化锆体系表面相变

本文用紫外拉曼 ,近可见拉曼光谱和XRD检测了不同焙烧温度下Y2 O3-ZrO2 的相变过程。紫外拉曼光谱对样品表面相变极其灵敏 ,而近可见拉曼光谱和XRD提供的主要是体相和表面的混合信息。在紫外拉曼谱图中 ,只观察到单斜相的谱峰 ,没有明显的四方晶相的信号 ,这表明样品的表面主要是单斜晶相。然而 ,XRD和近可见拉曼光谱的结果显示Y2 O3-ZrO2 体相是四方晶相。焙烧温度超过 40 0°时 ,紫外拉曼 ,近可见拉曼和XRD晶之间明显不同的结果表明Y2 O3-ZrO2 在表面区四方相很易转变为单斜相 ,体相中的四方相由于钇的添加而稳定存在。根据紫外拉曼和XRD结果 ,当升高温度时 ,在样品的表面形成一单斜相层 ,体相钇稳定的四方相 ,且由于Y2 O3的存在抑制了单斜相进一步向体相发展。

钇掺杂TiO_2/膨润土复合光催化剂降解染料X-3B的研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,在太阳光照射下,通过染料活性艳红X-3B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:随着光照时间的延长,染料活性艳红X-3B的特征峰540nm强度逐渐减弱,2h后可彻底消失,脱色率达96.86%;染料活性艳红X-3B的降解速率随着外加氧化剂H2O2的增多而增大,但过量的H2O2也会抑制复合光催化剂的活性;在强酸和强碱条件下,染料活性艳红X-3B的降解率较高。

钇掺杂锡锆固溶体催化剂结构及其一氧化氮选择催化还原性能

对SnxZr1-xO2 固溶体催化剂进行的改性研究中 ,我们发现引入稀土金属离子或碱土金属离子时催化活性会进一步提高 .本研究制备了钇掺杂锡锆固溶体催化剂 ,发现Y的最佳掺杂量为 6 % (wt) ,以尿素水解方法制备的水合锡锆氧化物为前体浸渍硝酸钇制备的催化剂在 35 0℃有 80 %的NO转化率 .利用XRD ,Raman及FT IR进行结构分析 ,发现掺杂的Y固溶于SnO2 晶格 ,并促进了ZrO2 在SnO2 中的完全固溶 ,形成具有SnO2 的金红石结构Y Zr Sn三元固溶体结构 .Y加入降低了对丙烯的活化及完全燃烧能力的同时也促进了NO氧化为NO2 ,增强了NO与丙烯反应的竞争性 。

钇掺杂锆钛酸铅铁电薄膜的电性能研究

对采用 Sol- Gel法制备的钇掺杂锆钛酸铅铁电薄膜的电性能进行了研究。实验结果表明 ,由于钇离子(Y3+ )的引入造成晶格畸变 ,使掺钇后的 PZT铁电薄膜比未掺钇时具有更大的剩余极化强度、更小的矫顽场和漏电流。此外 ,钇掺杂锆钛酸铅铁电薄膜具有良好的介电性能 ,在室温和 10 k Hz频率下 ,其介电常数和介电损耗分别为 4 37和 0 .0 4

钇掺杂改性PbTiO_3纳米陶瓷介电特性及复阻抗研究

报道了sol-gel技术制备Pb1-xYxTiO3 纳米陶瓷 (x =0 .1% ,0 .2 % ,0 .4% ,0 .8% ,1.2 % ,1.6% )。试样采用介电分析仪测试。结果发现 ,当钇掺杂量高于 0 .4%时 ,可以烧结得到致密陶瓷片 ,不同掺杂量的PbTiO3 在居里温度区域都出现电容量激增现象。在该区域介电损耗 (tgδ)出现突变峰 ,峰高依次为 0 .8% ,0 .4% ,1.2 % ,居里点以下 ,tgδ大小顺序为 0 .4% >0 .8% >1.2 %。陶瓷复阻抗虚部随温度升高而降低 ,实部几乎不随温度变化。且居里点以上 ,实部和虚部复阻抗趋同。

钇掺杂镨酸锶超细粉体的合成与性能

用溶胶低温燃烧法和硝酸盐水溶液超声喷雾热解法制备了钇掺杂镨酸锶(SrPr0.9Y0.1O3–δ,SPY)超细陶瓷粉体。用X射线衍射、扫描电镜、能量散射谱和激光粒度分析仪对陶瓷粉体的结构和组成进行了表征,并研究了两种方法制备的粉体的烧结性能。结果表明:用溶胶低温燃烧法制备的SPY粉体为近似球形,粒径小于150nm,粒度分布范围窄;用硝酸盐水溶液经喷雾热解法制备的粉体具有钙钛矿结构,粒径为500nm左右,粒度分布窄。两种方法制备的SPY粉体均可以在1250℃烧结8h致密。此外,SPY粉体对甲烷偶联具有一定的催化作用,但对C2烃的乙烷和乙烯的选择性和收率都较低。

静电纺丝法制备钇掺杂的ZnO及其对丙酮的气敏特性研究

为改善Zn O对丙酮的气敏响应,采用静电纺丝法,利用PVP/Zn(NO_3)·6H_2O/Y(NO_3)_3·6H_2O等制成的前驱液,制备了钇掺杂的Zn O纳米纤维,通过XRD、SEM等表征手段对制备的纯Zn O和掺杂的Zn O样品进行了表征分析.将制备的纯Zn O和钇掺杂的Zn O纳米纤维制成电阻型气体传感器.气敏测试结果表明,Y掺杂有效改善了Zn O纳米纤维对丙酮气体的敏感特性.在440℃时,对1×10^(-6)~200×10^(-6)(体积分数)丙酮具有良好的响应,响应时间为14~40 s,恢复时间为20~55 s,对于100×10^(-6)丙酮的响应值约为70(S=Ra/Rg),并且对于乙醇、氨气、甲醇、甲醛、甲苯、苯有较好的选择性.同时分析了该材料对丙酮的敏感机理.

制造户外绝缘子的钇掺杂陶瓷/硅橡胶复合材料

研究了将钇(Y)掺杂钛酸钡(BaT i O3)粉用作填料对硅橡胶性能的影响。在1300℃下处理1 h,Y3+离子以0.40%(原子分数)的浓度取代BaT i O3晶格中的Ba2+离子。这种经掺杂陶瓷粉的介电常数(K=692),几乎是纯BaT i O3(K=154)的5倍。将该陶瓷粉以40%(体积分数)的用量加入硅橡胶中,填料分散良好,但复合材料的介电常数未见大幅增大(K=10.61)。然而与相同条件下制备的纯BaT i O3复合材料相比,其电导率下降了。用套管和棒形绝缘子在工频脉冲电压下进行了电场模拟试验,研究了该复合材料的性能。

木质基钇掺杂TiO_(2)薄膜的制备及其光催化性能

二氧化钛(TiO_(2))在污水处理领域被广泛关注,然而团聚失活、回收困难和自然光利用率低等问题使其应用受到限制。本研究致力于提高TiO_(2)的光响应范围、光催化活性并解决其难以回收的问题。采用水热法制备了以木材为基底的TiO_(2)/木材复合材料,探讨了不同掺杂量的稀土钇对TiO_(2)/木材复合材料光催化性能的影响,并对制备的复合材料从晶体结构、表面形貌、组分含量、表面官能团、吸光度等方面进行表征测试,通过降解模拟污染物甲基橙溶液探讨复合材料的光催化性能。研究结果表明,负载于木材表面的TiO_(2)均为锐钛矿型,且均匀负载在木材基体表面;稀土钇的掺杂能够起到细化晶粒的作用,晶粒最小可达9 nm,较小的晶粒尺寸可使以木材为基底的TiO_(2)具有更大的受光面积,进而达到提高材料光催化性能的目的;此外,稀土钇的掺杂扩大了TiO_(2)的光谱响应范围,使复合材料对光的吸收波长发生红移;以20 mg/L甲基橙溶液作为目标污染物,经过长弧氙灯光照240 min后,掺杂稀土钇的摩尔分数为1%的复合材料光催化效果最为明显,甲基橙降解率达到75%。本研究制备的复合材料将木材的环境友好特性与TiO_(2)优异的光催化性能相结合,为光催化处理污水及生物质基复合材料的制备提供了思路。

钇掺杂TiO2柱撑膨润土吸附去除水中多种染料的性能研究

一步合成了新型钇掺杂TiO2柱撑膨润土作为吸附剂,吸附甲基橙、刚果红、活性艳蓝和罗丹明B四种模拟印染有机废水。对吸附的动力学模型和等温吸附模型进行了拟合,其动力学行为基本符合与Bangham和Langmuir方程,吸附的性能基本符合Freundlich和Langmuir吸附等温方程。并探讨pH和染料结构对吸附结果造成的影响。