Ca-CaCl_2熔盐法制备低氧金属钇的研究

主要开展了用Ca-CaCl2熔盐法制备低氧金属钇(Y)的研究。采用Ca-CaCl2熔盐法,在高温电阻炉内,利用溶解于CaCl2中的化学活性钙与氧的反应,除去钇中的氧,而熔融的CaCl2可降低副产品CaO的活度,从而得到低氧金属钇。通过对不同助熔剂用量、不同材质坩埚、不同脱氧时间、不同脱氧温度进行的研究,我们找到了在钇试样为5g时,用Ca-CaCl2熔盐法脱氧的最佳助熔剂用量为40g,较佳脱氧时间为7天,较佳脱氧温度为950℃,使用钽坩埚可以使块状的钇脱氧后的最低氧含量达到0.17%(质量分数,下同),使氧的去除率达到了73%。

熔盐法制备La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3)敏感电极在NO_(2)传感器中的应用

本文通过熔盐法分别在KCl、NaCl和KCl-NaCl体系中合成了钙钛矿材料La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3)(LSCF),并以其为敏感电极,以钇稳定氧化锆(YSZ)为固体电解质组装成阻抗型NO2传感器,研究了不同合成体系对传感器敏感性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了LSCF敏感电极的相组成和微观形貌,结果表明,合成LSCF材料的粒径与熔盐体系的熔点相关,并且通过X射线光电子能谱仪发现,通过KCl体系可以制备表面Sr含量较低的LSCF,从而提高了电导率。敏感性能测试结果表明,传感器在400℃~550℃有良好的响应恢复特性,其中基于KCl熔盐体系制备的LSCF为敏感电极的传感器表现出最高的灵敏度(15.75°/十),并对CH_(4)、CO_(2)、H_(2)、NH_(3)和NO具有良好的抗干扰能力。

熔盐法合成Ti3SiC2粉体

以NaCl为熔盐介质,利用熔盐法在真空条件下合成了Ti3SiC2粉体。研究了煅烧温度和原料中Si的含量对合成Ti3SiC2粉体成分及形貌的影响。研究发现使用熔盐法可以在相对较低的温度下合成的Ti3SiC2粉体,当Ti∶Si∶C的摩尔配比为3∶1.3∶2时,在1200℃保温2h可以获得质量分数为97%的Ti3SiC2粉体,且所获得粉体形貌较为均匀,无明显团聚现象。

熔盐法合成SrBi_2Ta_2O_9粉体

采用熔盐法合成了纯的 系层状结构的ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９粉体．采用ＸＲＤ和ＳＥＭ等手段对粉体的结构和形态进行了分析，并与固相法进行了比较，结果表明熔盐法所得粉体形状呈片状，无团聚现象．对影响粉体颗粒尺寸和形状的因素进行了考查，并对熔盐法合成ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９粉体的机理进行了讨论．

NdF3-LiF-Nd2O3系熔盐电导率的CVCC法研究

确定了采用交流阻抗技术使用CVCC法测定NdF3-LiF-Nd2O3系熔盐电导率的合理参数,认为CVCC公式中的Z′应选择由Nyquist图拟合所得的熔盐电阻和电极及导线电阻之和;读取高频率时的电路总阻抗的电阻部分也是个合理的选择.在此基础上,研究了NdF3-LiF-Nd2O3系熔盐电导率,获得了电导率关于温度和熔盐组成的线性回归方程,κ(S.cm-1)=-2.111+0.005323t(℃)+0.03220wLiF(%)-0.1026wNd2O3(%).对该方程进行分析认为,该系熔盐电导率随着温度和熔盐中LiF质量分数的增加而增加;而随着Nd2O3的质量分数的增加而减少.

熔盐法制备λ-MnO_2及其超级电容性能

在600℃的m(NaC l)∶m(L iC l)=1∶3的熔盐体系中,将KMnO4反应5 h制备了MnO2。X射线衍射分析其结构表明,所制样品为λ-MnO2;扫描电镜对其形貌研究表明,样品为微米级片状结构。按m(MnO2)∶m(石墨)∶m(乙炔黑)∶m(羧甲基纤维素)∶m(聚四氟乙烯)=75∶10∶10∶3∶2制备电极材料,在电解液为c〔(NH4)2SO4〕=2mol/L的三电极体系中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对其超级电容性能进行了考察。不同扫速循环伏安曲线表明,该材料具有典型的超级电容特性;交流阻抗测试结果表明,溶液电阻RL为0.69Ω,电极电阻RE为2.5Ω;用恒流充放电测得在1 mA恒流充放电条件下,放电比容量可达306.92 F.g-1。经5 mA恒电流循环100次,充放电效率接近100%。

KCl熔盐法制备LiMn_2O_4

采用熔盐法合成了LiMn2O4。熔盐的使用可以使原来固相反应的高温焙烧时间缩短。合成获得的材料结晶良好,颗粒大小在数百个纳米左右,有较明显的团聚现象。该材料的初始容量为113mAh·g-1,循环性能优良,前100次的容量平均衰减率在0.05%左右;倍率性能亦非常优秀,8C放电时的容量为1C放电容量的93%以上。熔盐的用量在4倍于Li+以上时,对材料的结构形貌和性能都没有明显影响。

熔盐保护熔炼法制备La2Mg17合金及其储氢性能

采用熔盐保护熔炼法（SMPMS）成功制备了La2Mg17储氢合金。SEM和EDS研究发现，熔炼时液相在凝固过程中形成微观成分不均匀的非平衡组织。通过PCT性能测试发现，合金在523-623K时可逆吸放氢量大于4．3％（质量分数，下同）。动力学分析结果表明，合金在473～623K时具备良好的氢化动力学性能，并且在523K时出现氢化速率极大值（25s内吸氢3．2％）。丰富的表面裂纹改善了合金的储放氢性能。

低温熔盐法制备MnO_2及其电容性能研究

采用低温熔盐法在150℃的KCl-AlCl3体系中制备了MnO2,并对其结构和形貌进行表征,XRD结果表明所制样品主相为α-MnO2,SEM结果表明样品为微米级片状结构。以所制备的MnO2作为电极活性物质,在2mol/L的(NH4)2SO4电解液中对其电化学性质进行测试和研究。循环伏安结果表明该材料具有良好的电容性能,用恒流充放电测得在1mA条件下,放电比电容可达290.72F.g-1。经5mA恒电流循环100次后电极性能趋于稳定,充放电效率接近100%,表现出优异的循环性能。

熔盐法制备片状Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)晶粒

采用熔盐法制备了具有各向异性片状结构的Sr2Bi4Ti5O18晶体,利用XRD,SEM等测试分析手段对熔盐反应产物的晶体结构和显微形貌进行了表征。研究结果表明:当采用KCl-NaCl混合熔盐,熔盐与总反应物的质量比为1:1,1100℃保温3 h时,可以制备出纯的Sr2Bi4Ti5O18粉体,扫描电镜照片显示Sr2Bi4Ti5O18晶粒呈片状形貌,其晶粒长宽为5～25μm、厚度约为0.2μm左右,且分散性较好;XRD图谱显示晶粒在(00l)晶面择优生长,该方法所合成的片状晶粒可作为织构化陶瓷的模板。

熔盐法制备单相Co2W六角铁氧体及电磁性能研究

采用熔盐法制备单相BaCo2Fe16O27(Co2W)六角铁氧体,探讨烧结温度、保温时间及熔盐与反应物质量比(R)对产物物相的影响,研究了Co2W铁氧体的静磁性能及微波吸收性能。结果表明,单相Co2W合成条件的温度为1250℃,保温时间为4h,熔盐与反应物质量比R=3。Co2W铁氧体比饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力分别为60.76(A·m2)/kg、3.78(A·m2)/kg和70.7×79.6A/m。与溶胶-凝胶法相比,熔盐法制备的Co2W铁氧体具有更好的吸波性能。利用熔盐法制备铁氧体是提高以铁氧体为吸收剂的复合材料吸波性能的潜在途径。

凝胶-燃烧-熔盐法制备Ca_(2-x)Al_2SiO_7∶Dy_x^(3+)白光荧光粉

采用凝胶-燃烧-熔盐法合成了Ca2-xAl2SiO7∶Dy3+x(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)白光荧光粉,探讨了Dy3+的掺杂量对荧光粉发光性能的影响,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对样品进行了测试表征。结果表明:所得Ca1.97Al2SiO7∶Dy3+0.03样品为四方钙铝黄长石结构,平均粒径在0.9~1μm之间;该样品的激发光谱由一组尖锐的激发峰组成,对应于Dy3+的6H15/2→6P3/2(321 nm)、6H15/2→6P7/2(345 nm)、6H15/2→6P5/2(363nm)、6H15/2→4F7/2(384 nm)、6H15/2→4G11/2(425 nm)、6H15/2→4I15/2(452 nm)和6H15/2→4F9/2(470 nm)跃迁,发射光谱由位于477 nm的蓝光发射和580 nm的黄光发射组成,对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2(477 nm)和4F9/2→6H13/2(580nm)跃迁,其CIE1931色坐标为(x=0.3017,y=0.3011),接近于理想的白光(x=0.333,y=0.333);当Dy3+掺杂量大于0.03时出现浓度猝灭,这主要是电偶极-电偶极的相互作用引起的。

熔盐法制备SrBi_2Nb_2O_9陶瓷粉体的研究

分别以KCl或NaCl-KCl作为盐,采用熔盐法合成各向异性的单相片状SrBi2Nb2O9陶瓷粉体。XRD分析结果表明,用KCl或NaCl-KCl作为盐均可以合成单相片状SrBi2Nb2O9陶瓷粉体;SEM照片分析显示熔盐法合成的粉体呈片状,无团聚现象。并研究了工艺参数对粉体尺寸及形貌的影响,盐的种类和含量、煅烧温度、保温时间对粉体形貌和显微结构均有较大的影响。

熔盐法由BaO2·H2O2合成BaTiO3纳米粒子及其表征

将BaCl2.2H2O和H2O2溶液在NH3.H2O中反应制备出前驱体BaO2.H2O2,再用H2TiO3和前驱体BaO2.H2O2作反应物、KNO3和KOH作溶剂,用熔盐法合成了钛酸钡纳米粒子,用XRD、SEM、TEM、EDS和FT-IR对产品的结构、形貌和成份进行了表征。结果表明,在500～600℃煅烧24h可获得粒径约为25～50nm的立方相钛酸钡纳米粒子,粒子大小分布均匀,形状近似为球形。随着反应温度升高,BaTiO3纳米粒子的晶胞参数减少、粒径增大。另外,还讨论了BaTiO3纳米粒子的形成机理。

沉淀-熔盐法制备纳米CeO_2粉体

采用沉淀-熔盐法得到了立方晶系的类球状纳米CeO2粉体,并通过XRD,TEM,BET和TG等分析手段对材料形貌和性能进行了表征,并对反应过程进行了研究。结果表明,将烧结温度控制在500~800℃的温度范围内,可以相应得到晶粒尺寸9.5~105 nm的CeO2粉体,对应的比表面积为105~9.3 m2.g-1。沉淀-熔盐法简便、易行,适用于纳米CeO2粉体的工业化生产。

熔盐法合成α-Al2O3粉体的研究

以Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用NaCl-KCl熔盐法合成了α-Al2O3粉体。研究了焙烧温度、熔盐含量、焙烧时间和添加晶种含量等对产物晶型和形貌的影响。结果表明:当熔盐与原料的摩尔比为3,在1000℃下焙烧3h,或添加质量分数5%的α-Al2O3晶种在900℃下焙烧3h,均可合成晶化程度高,团聚少,粒径分布均匀的α-Al2O3超细粉末。说明添加α-Al2O3晶种可明显促进Al2O3相变。

熔盐法制备NbSe_2纳米棒及其摩擦学性能表征

采用熔盐法(KCl∶NaCl=1∶1)成功制备出了形貌新颖并且结晶性良好的NbSe2纳米棒,研究了时间和温度对于其形貌的影响。用XRD,SEM以及TEM分别对NbSe2样品进行了分析和表征,结果表明产物为纯2H-NbSe2,并且产物晶型为典型的六方点阵。用UMT-2多功能摩擦试验机测试其作为石蜡添加剂的摩擦磨损性能并对摩擦机理进行了分析,结果表明熔盐法制备的NbSe2纳米棒的摩擦性能要优于固相法制备合成的单一片状NbSe2,显示出更为优良的减磨性能。

熔盐法制备Fe_2O_3-ATP及零价汞催化氧化性能研究

采用熔盐法合成特殊网状结构的氧化铁改性凹凸棒土催化剂(Fe_2O_3-ATP),在模拟烟气条件下考察了100~260℃催化剂的Hg^0氧化性能。结果表明,220℃下,Fe_2O_3-ATP的Hg^0氧化效率为90.30%。此外,烟气成分对于Hg^0氧化影响较大,Cl2是促进Hg^0氧化最有效的烟气成分。

低温熔盐燃烧法制备LiMn_2O_4

采用一种新的低温熔盐燃烧法制备尖晶石型LiMn2O4物质。研究了在550℃时草酸和柠檬酸为燃料对燃烧产物物相组成及其电性能的影响。结果表明,燃烧产物的主晶相为LiMn2O4,含有Mn2O3杂质。在Li:Mn:草酸=1:2:0～1.5(摩尔比)时,草酸对燃烧产物纯度影响不大,Li:Mn:草酸=1:2:2.0时,产物纯度降低,柠檬酸对产物纯度影响较大,燃烧产物随柠檬酸用量增加先升高后降低;在Li:Mn:柠檬酸=1:2:0.5时所得产物纯度最高,其放电容量达到121mAh/g,但循环性能不是很理想。

熔盐法低温合成ZrB_2-ZrC-SiC复合粉体的研究

以ZrSiO4、Na2B4O7、Mg粉及C粉为原料,MgCl2为熔盐介质,采用熔盐法制备了ZrB2-ZrC-SiC复合粉体,研究了熔盐温度（9001200℃）、原料配比对熔盐法合成ZrB2-ZrC-SiC复合粉体的物相组成及含量的影响。结果表明:当MgCl2∶反应物=4∶1（wt%）,ZrSiO4∶Na2B4O7∶Mg∶C=2∶1∶18.2∶2（mol%）时,经1150℃反应3h所制备的复合粉体中ZrB2-ZrC-SiC的相对含量最高,约为78wt%。