H2TiO3新型锂离子筛研究进展

H2TiO3新型锂离子筛是近年来从盐湖卤水和海水中提锂的研究热点.详述了H2TiO3锂离子筛的结构,明确了H2TiO3的结构不同于前驱体Li2TiO3的结构,提出了H2TiO3是具有3R 1层序的层状双氢氧化物,可以被描述为电中性的金属氢氧化物的叠加[(OH)2OTi2O(OH)2].目前,H2TiO3前驱体的制备方法主要有固相反应法、溶胶-凝胶法和水热法.综述了三种制备方法对H2TiO3性能的影响,其中,水热法制备的Li2TiO3前驱体晶粒尺寸小、结构稳定、Li+提取率高,得到的H2TiO3锂离子筛饱和吸附容量高.因此,水热法具有广阔的应用前景.H2TiO3锂离子筛通常为粉体材料,在使用和转移中存在着流损大、回收再利用困难,造成动态应用较差等问题,限制其在实际工业中的应用.介绍了H2TiO3锂离子筛的掺杂和成形的研究进展,提出了相关建议.最后,对H2TiO3锂离子筛的吸附机理进行简要总结,主要有离子交换机制、化学吸附、单层吸附.

H2TiO3的制备及锂吸附性能研究

以碳酸锂和锐钛型TiO2为原料,采用传统高温固相法合成了Li2TiO3前驱体。经酸浸脱锂后得到对Li^+具有特殊选择性吸附的吸附剂H2TiO3,采用X射线衍射、扫描电镜、吸附动力学及共存金属离子的分配系数等手段对样品的晶相结构和Li^+选择性吸附性能进行了研究。结果表明:煅烧温度对目标材料的结构与性能有一定影响,由700℃煅烧8h制备出的Li2TiO3,在0.5mol/L盐酸作用下Li的脱出率为98.82%,Ti的溶损率为0.95%。吸附剂的最大吸附容量达到33.4mg/g,并具有较好的Li^+选择性。

无铅压电陶瓷研究开发进展

无铅压电陶瓷的研究和开发是当前压电铁电材料领域的研究热点之一。该文结合近期国内外有关无铅压电陶瓷论文,综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了BaTiO3基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、NaNbO3基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷及钨青铜结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能。

偏钛酸型锂吸附剂的合成及吸附性能

以TiO2和Li2CO3为原料,采用固相法合成偏钛酸型锂吸附剂前躯体Li2TiO3,将该前躯体经过盐酸洗脱锂,得到偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,其中锂的抽出率达到98.86%,钛几乎不溶损。对TiO2、Li2TiO3、H2TiO3以及H2TiO3吸附锂后的样品进行XRD和SEM表征。研究偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3对锂离子的吸附性能,并用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附过程进行拟合,计算相应的速率常数。结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,在LiOH溶液中对锂离子的吸附容量为39.8mg/g;吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附,吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程。

(1-x)CaTiO_3-xLi_(1/2)Sm_(1/2)TiO_3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Sm_(1/2))TiO_3系列微波介质陶瓷材料,研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的关系.结果表明。在x=0.1～0.9mol范围内,(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Sm_(1/2))TiO_3体系均形成了单一的斜方钙钛矿结构;x=0.1～0.5和x=0.6～0.9组分的最佳烧结温度分别为1250和1300℃;介电常数ε_r,、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值、谐振频率温度系数T_f均随着x的增大而减小.当x=0.7时,1300℃下保温5h烧结得到的材料的微波介电性能为:ε_r=116.5,Qf=3254GHz,T_f=42.43×10^(-6)/℃.

无铅压电陶瓷的器件应用分析

随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的加强,无铅压电陶瓷及其器件应用已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一。该文通过对近期铋层状结构和Bi1/2Na1/2TiO3基无铅压电陶瓷,以及研发的无铅压电陶瓷的相关压电参数的分析,对照传统PZT基压电陶瓷的器件应用,分析了无铅压电陶瓷相关性能参数对器件应用的影响。

锂离子吸附剂(H_2TiO_3)的合成及吸附性能(英文)

选取TiO2为钛源、Li2CO3为锂源,采用高温固相法合成锂吸附剂前躯体Li2TiO3,并探讨锂钛比、焙烧温度、焙烧时间等因素对合成Li2TiO3性质的影响。将Li2TiO3用一定浓度的盐酸酸洗脱锂后制得偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,酸洗过程中锂的抽出率达到98.86%,而离子筛中的钛溶损却很小。采用XRD和SEM等分析手段对TiO2、Li2TiO3和H2TiO3及其吸附锂后的样品进行表征。最后应用伪一级和伪二级动力学方程对H2TiO3的吸附性能进行研究,并对吸附过程进行拟合从而计算相应的速率常数。结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附;在LiCl溶液中的吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程,表明吸附过程为单层吸附。

一种合成纳米SrTiO_3的新方法

以H2TiO3（生产钛白粉的中间产品）和SrCl2·6H2O为反应物，在NaOH溶液中水热合成了纳米钛酸锶粉体．研究了原料摩尔比n（Sr）／n（Ti）、NaOH用量、反应温度和反应时间对SrTiO3粉体纯度和n（Sr）／n（Ti）的影响．用XRD、TEM、Fr—IR对粉体进行了表征；并用化学分析、原子吸收（AAS）测定了粉体中主要的化学成份及杂质元素含量．结果表明．所得粉体纯度大于99．5％、具立方相、n（Sr）／n（Ti）约为1．0、平均粒径25—60nm．在反应体系中加入分散剂可明显降低粉体粒径．经Scherrer。公式计算，加入分散剂乙醇、聚乙二醇和不加分散剂制得粉体的晶粒粒径分别为15nm、18nm、21nm．

固体氚增殖材料Li_2TiO_3制备研究进展

富含6Li的锂基陶瓷Li2TiO3以其可观的锂原子密度、低活化性、优异的化学稳定性、与结构材料良好的相容性以及良好的氚低温释放性能,被公认为是一种综合性能优良、最具前途的固体氚增殖剂之一。详细评述国内外固相反应法及各种湿化学法合成Li2TiO3粉末的研究现状,以及固相法、间接湿法和直接湿法制备Li2TiO3陶瓷小球的工艺现状及研究进展,并对其优缺点进行比较,探讨Li2TiO3陶瓷小球制备的未来发展方向。

超胞材料β-Li_2TiO_3的结构、制备及应用

综述近几年国内外有关β-Li_2TiO_3材料的结构、制备方法以及应用的研究进展。详细阐述β-Li_2-TiO_3材料的超胞结构,讨论可能存在的点缺陷,研究不同点缺陷对其超胞结构发育的影响;通过比较固相法、溶胶-凝胶法、燃烧合成法和水热合成法等制备β-Li_2TiO_3粉体的典型方法,指出关键在于改善湿化学工艺方法,使能获得超细粉体且保证超胞发育良好。分析β-Li_2TiO_3材料在氚增殖剂、锂离子电池、发光材料和微波介质材料等领域的重要应用。

K_2TiO_3催化酯交换合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯

以K2TiO3为催化剂，甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇为原料催化合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，考察了影响反应的因素。实验结果表明，K2TiO3多相催化剂用于催化合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，催化活性高，反应条件温和，操作方法简便。当K2TiO3用量为反应物总质量的1．0％、n（甲基丙烯酸甲酯）：n（二甲氨基乙醇）=3：1、反应时间6h、反应温度98～110℃时，二甲氨基乙醇转化率为94．4％，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的收率为92．8％，选择性为98．3％。K2TiO3催化剂重复使用5次后，DMA的选择性仅下降3．1％。

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备钙钛矿结构的Ba0.8Sr0.2TiO3（BST）薄膜。对其前驱体干凝胶进行热重与差热（TG-DSC）分析，以此确定薄膜的热处理工艺。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和B1500A半导体器件分析仪对薄膜性能进行表征。结果表明：800℃下在氧气气氛中退火15 min可以得到结晶度良好、致密度较高的纯钙钛矿相BST薄膜，其对应的晶粒尺寸和均方根粗糙度分别为30~40 nm和5.80 nm。薄膜厚度为160~378 nm时，BST薄膜的介电常数和介质损耗随薄膜厚度的增加而增大。厚度为300 nm的BST薄膜的介电常数由于尺寸效应随温度升高单调降低，且居里温度在室温以下。

量子顺电体La_(1/2)Na_(1/2)TiO_3纳米晶的制备与谱学表征

用改进硬脂酸溶胶－凝胶法制备了量子顺电体Ｌａ１／２Ｎａ１／２ＴｉＯ３纳米晶，用差热－热重分析和Ｘ射线衍射测试了样品的晶化过程及物相结构。

三方相Na_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3的电子结构、Born有效电荷张量和Γ声子的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,在局域密度近似下,计算了三方相Na1/2Bi1/2TiO3的电子结构,并采用线性响应的密度泛函微扰理论计算了其Born有效电荷张量和布里渊区中心Γ点的声子振动。电子结构和有效电荷的计算结果表明Ti-O和Bi-O键之间存在较强的共价作用;Ti、O和Bi的有效电荷值较大说明Ti、Bi和O之间的相对位移会产生自发极化,从而产生铁电性。对Γ点各振动模进行了指认,计算得到的振动频率与实验结果吻合的很好;同时分析了光学纵模(LO)和光学横模(TO)的分裂。结果表明,TiO6的LO-TO的分裂值较大,说明其振动与电场存在较强的耦合作用,且NBT铁电态对电场及域结构的敏感性与TiO6八面体的振动密切相关。

基于蒙特卡罗方法的固态氚增殖剂聚变中子辐照损伤行为分析

实验包层模块(TBM)是聚变反应堆最重要的组件之一,作用是产氚和能量提取。锂陶瓷具有良好的化学稳定性、热机械性能、产氚性能以及可在更高温度下使用等特点,被认为是聚变堆包层最具吸引力的氚增殖剂材料。中国ITER-TBM设计方案采用了氦冷固态氚增殖剂(HCCB)TBM结构,其聚变环境下的辐照损伤行为可为中国HCCB TBM结构设计提供支持。针对固态氚增殖剂聚变中子辐照损伤问题,利用蒙特卡罗模拟,对比分析了Li_4SiO_4和Li_2TiO_3的中子辐照离位损伤和嬗变气体损伤。结果表明:在相同的服役时间下,Li_4SiO_4比Li_2TiO_3将产生更多的嬗变气体,且在高6 Li丰度情况下,其中子辐照损伤也更严重,会产生更高的损伤剂量和更大的损伤截面。但是,嬗变气体所造成的空位损伤Li_2TiO_3要比Li_4SiO_4严重;对两种陶瓷材料来讲,氦损伤效应均强于氚损伤效应。

Na_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3基无铅压电体系退极化行为

本文总结了钛酸铋钠[Na1/2Bi1/2TiO3,BNT]的相变过程,特别是其低温下出现的退极化现象的研究现状。同时,对目前研究的NBT基复合体系的准同型相界及其退极化行为方面的研究进展进行了总结,归纳了关于影响退极化温度的机制的几种观点。

四方相Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3无铅压电陶瓷的研究

采用电子陶瓷法制备出(1-x)Bi1/2Na1/2TiO3-xBaTiO3(简写BNBT)无铅压电陶瓷,其中x=0.08,0.1,0.2,0.3,0.4。XRD分析结果表明所制备的样品都生成了纯的钙钛矿结构,并且都为四方相。同时利用电子探针显微镜(EPM)分析技术,研究了BNBT压电陶瓷的形貌。并通过测量样品的压电介电常数,发现所研究的样品的机械品质因数(Qm)在56-74之间,平面机电耦合系数(kp)在0.16左右,频率常数(NФ)在3000左右,并且随着x的增大相对介电常数εT33/ε0逐渐变小;介质损耗tanδ先减小后增大,当x=0.20时出现最小值tanδmin=0.03018;而压电常数d33则先增加后减小,在x=0.10时有最大值d33max=138。从综合性能来看,当x=0.20时性能最好,εT33/ε0=881,tanδ=0.03018,d33=115。

琼脂含量对Li_2TiO_3陶瓷微球制备工艺的影响

Li2TiO3陶瓷具有Li原子密度较高、化学稳定性好、氚滞留量低、与结构材料的相容性好、低温下氚的释放性能优异等优点,已经成为聚变反应堆包层用氚增殖剂候选材料之一。以琼脂为凝胶剂、Li2CO3和TiO2粉体为原料,探讨了直接湿法制备Li2TiO3陶瓷微球的成球机理,研究了琼脂和水的含量对陶瓷微球球形度和显微结构的影响。结果表明,琼脂质量分数为Li2TiO3粉体质量的3%、水浴温度为85℃时所制备的陶瓷微球具有较高的球形度。1 300℃烧结的Li2TiO3陶瓷微球具有较高的烧结密度,可达理论密度的84.9%。陶瓷微球富含微孔结构,孔径尺寸主要分布在0.03～0.20μm。

Si/Li_2TiO_3复合材料的制备与电化学性能

采用溶胶凝胶法、高温固相合成法和高能球磨法制备了Si/Li2TiO3复合材料,并研究了最优化制备条件.结果表明,以摩尔比为2/1的硅/钛酸四丁酯和摩尔比为9/1的水/葡萄糖的混合物为起始原料,在700℃下焙烧24h后再球磨6h即可制备电化学性能优良的Si/Li2TiO3复合材料.XRD结果显示,该复合材料中除含有少量C外,主要为Si和Li2TiO3相.恒流电化学充放电结果表明,该复合材料首周吸锂容量和放锂容量分别为1 497.9和1 199.3mAh/g,首周效率80.1%,循环50周后容量仍可以保持在471.0mAh/g.