Fe_2O_3掺杂FeVO_4光催化剂降解甲基橙研究

采用液相沉淀法制备了Fe2O3掺杂FeVO4光催化剂,采用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对其物相进行表征。在20 W紫外灯(主波长λ=253.7 nm)照射一定质量浓度的甲基橙溶液,研究其对甲基橙溶液光催化脱色效果。研究了甲基橙溶液初始质量浓度、催化剂质量浓度、光照强度及pH对甲基橙溶液脱色的影响。研究结果表明,当ρ(甲基橙)为10mg/L时,ρ((光催化剂)为4g/L,d(光照)为14 cm,甲基橙溶液pH为5时对甲基橙溶液的脱色率达到最高,100min内达82%左右。

Fe、La掺杂和氧缺陷对CeO_(2)表面吸附As_(2)O_(3)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了As_(2)O_(3)(g)在Fe、La掺杂CeO_(2)(110)表面及氧缺陷LaCeO(110)表面的吸附行为,探索了LaCeO表面砷吸附能力显著高于FeCeO表面的主要原因。结果表明,As_(2)O_(3)(g)的吸附效果与吸附位点数量、吸附能、键长和电荷转移密切相关。纯CeO_(2)表面的吸附主要为化学吸附,吸附能绝对值大于−4.22 eV,电荷转移量为(−0.19)−(−0.31)e,As_(2)O_(3)得到电荷带负电,起表面受主作用,因此吸附量较小。FeCeO(110)表面新增Fe顶位和Bridge-2桥位两个吸附位,其中,Fe顶位为化学吸附,Fe掺杂改变了FeCeO表面电子分布和晶格结构,但并未改变As_(2)O_(3)与FeCeO之间的电荷转移方向,因此,As_(2)O_(3)仍呈负离子形式吸附。LaCeO(110)表面新增了三个吸附位:La顶位、Bridge-3桥位和Hollow-2空位,La掺杂改变了As_(2)O_(3)与LaCeO之间的电荷转移方向,使得As_(2)O_(3)失电子呈正离子吸附,起表面施主作用,因此,吸附能力增强。无O_(2)环境下,单一O缺陷LaCeO(110)表面吸附能力低于完整LaCeO表面;有O_(2)环境下,O缺陷有利于As_(2)O_(3)的吸附。

Fe^(3+)掺杂Li_4Ti_5O_(12)的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。

纳米TiO_2掺杂Fe_3O_4光催化剂活性的研究

制备了Fe3 O4掺杂纳米TiO2 光催化剂 ,当Fe3 O4量与TiO2 摩尔比为 0 .5 :10 0时 ,在 30 0℃焙烧 ,催化剂用量为 1.0g·L-1时对甲基橙的水溶液分解效果最佳。SEM、XRD及紫外 -可见光谱分析表明 ,纳米粒子均匀 ,平均粒径 80nm ,有一定团聚 ,掺杂催化剂有一定红移。研究了掺Fe3 O4量 ,焙烧温度 ,溶液的pH值 ,溶液的体积 ,氧化剂的加入等对催化剂降解的影响。紫外光辐射实验表明Fe3 O4的掺入对光催化降解率有一定的提高 ,反复使用不降低催化剂的活性。

Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2型光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了0. 35mol%Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2新型复合光催化剂,并对其进行表征和光催化活性的研究。结果表明,在掺杂度为0. 35mol%,钛酸四丁酯和Fe_3O_4@SiO_2的用量为9mL:0. 5g(v:m),450℃煅烧4. 0h时光催化性能最好。新型复合光催化剂具有良好的磁分离特性,与纯TiO_2相比,吸收光区明显红移,吸光能力增强,能快速降解有机污水,5次循环使用后回收率为90%以上,降解率为85%以上,可显著降低二次污染和催化剂的使用成本,具有开发价值。

Fe^(3+)、Ce^(4+)掺杂改性对SO_4^(2-)/TiO_2固体超强酸催化尿囊素催化性能的研究

采用液相浸渍的方法对SO42-/TiO2进行Fe、Ce双元素掺杂改性,以合成尿囊素产率大小为判断标准,考察通过掺杂改性后的催化剂催化性能,优化制备催化剂的工艺条件。结果表明,当Ce4+:TiO2=0.06%、Fe3+:TiO2=0.2%,浸渍溶液是硫酸,浸渍浓度为0.66 mol.L-1,浸渍溶液的体积为15 mL/g,浸渍时间为20 h,焙烧温度540℃,焙烧时间3.4 h,尿囊素的产率最高,催化活性最佳,可重复使用4次以上,重复实验得到的尿囊素平均产率基本维持在65%左右。制得的尿囊素进行产品鉴定,符合工业标准。

La^(3+)、Ce^(4+)掺杂对纳米TiO_2-Fe_2O_3凝胶相变过程的影响

采用sol-gel法制备了掺杂La3+、Ce4+的TiO2-10wt%Fe2O3复合粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征。结果表明:TiO2-10wt%Fe2O3凝胶在450℃发生非晶态向锐钛矿相的转变,而在500℃煅烧2 h后未发现锐钛矿相向金红石相转变;随La3+、Ce4+掺杂量的增加,锐钛矿晶粒呈现细化→长大的趋势;随La3+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用呈现促进→抑制的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;随Ce4+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用随掺杂量的增加呈促进→抑制→促进的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;La3+、Ce4+掺杂对TiO2相变过程有重要影响。

Fe_2O_3、Cr_2O_3掺杂对4YSZ导电性能的影响

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了分别掺Fe2O3和Cr2O3的4YSZ前驱体凝胶,凝胶在500℃预烧,压制成圆片状后在1 300℃煅烧2 h得到所需试样;分别研究Fe2O3、Cr2O3的不同掺量对试样的烧结性能、电导率的影响。结果表明掺Fe2O3可提高试样的电导率和烧结性能;掺Cr2O3可提高试样的低温电导率,但使试样的烧结性能下降。

纳米Fe_3O_4及Ni^(2+)掺杂Fe_3O_4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性（英文）

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe3O4)及Ni2+掺杂磁铁矿(Ni x Fe3-x O4,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe3O4和3种Ni x Fe3-x O4均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe3O4比较,Ni x Fe3-x O4的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH=5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni2+掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R2=0.9942～0.9858),其相关系数的大小表现为:Fe3O4>Ni0.1Fe2.9O4>Ni0.3Fe2.7O4=Ni0.6Fe2.4O4;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R2=0.981 3～0.947 7),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe3O4,Ni0.1Fe2.9O4,Ni0.3Fe2.7O4和Ni0.6Fe2.4O4对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34 mg·g-1。可见,Ni x Fe3-x O4(尤其是Ni2+掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe3O4。

Mn掺杂Li3Fe2(PO4)3正极材料的制备与表征

通过固相反应法合成出Li3＋xFe2-xMn^Ⅱ（PO4）3（x=0～0．1）、Li3Fe1．95Mn0.05^Ⅲ（PO4）3和Li2．95Fe1．95Mn0.05^Ⅳ（PO4）3正极材料。采用行星式球磨方法，均匀混合正极材料和导电乙炔黑以提高活性材料的电子导电率和降低颗粒尺寸。Mn掺杂的Li3Fe2（PO4）3样品的恒电流充放电测试和伏安循环测试（2～4V）发现，所有样品中Fe^3＋／Fe^2＋氧化还原电对均有两个稳定的充放电平台（2．8、2．7V）、Li3＋xFe2-xMnx^Ⅱ（PO4）3和Li3Fe1．95Mn0.05^Ⅲ（PO4）3中Mn^3＋／Mn^2＋电对的充放平台位于3．5V左右。不同价态Mn的掺杂均可明显提高正极材料的电化学性能，其中Mn^Ⅱ掺杂样品的电化学性能最好，其中Li3.05Fe1．95MnⅡ0．05（PO4）3／C的C／20和C／2恒流放电比容量分别可达110和66mAh／g。

SO^(2-)_4掺杂对Nasicon型Li_3Fe_2(PO_4)_3正极材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法用SO^(2-)_4部分代替Li_3Fe_2(PO_4)_3中的PO^(3-)_4阴离子制得Li_(3-x)Fe_2(PO4)_(3-x)(SO_4)_x(x=0~0.90)正极材料,通过X射线衍射、充放电技术、循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能.结果表明,SO^(2-)_4主要以固溶形式存在于Li_3Fe_2(PO_4)_3中,产物中还伴有少量Fe_2O_3第二相析出.SO^(2-)_4掺杂使Li_3Fe_2(PO_4)_3的放电容量呈抛物线形规律变化,并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值,该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g,比未掺杂的样品提高了18.4%;60次循环充放电后的容量保持率为96%;将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C,再降至0.5C,并在每个倍率下循环10次,材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%.导致这些变化的原因是SO^(2-)_4掺杂使材料的氧化还原性能增强,电池内阻减小,极化程度降低及Li^+扩散系数增大.

CoO和Cr2O3复合掺杂对17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷力学性能的影响

采用粉末冶金技术制备CoO和Cr2O3复合掺杂17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料,通过XRD、SEM分析了材料的物相和形貌,并检测了材料的相对密度、显微硬度、断裂韧性及抗弯强度,探究不同含量、不同比例的CoO和Cr2O3复合掺杂剂对金属陶瓷材料力学性能的影响。结果表明:CoO和Cr2O3复合掺杂剂固溶到陶瓷基体相NiFe2O4晶格中,促进了烧结致密化,金属陶瓷的力学性能也随之提升。当添加CoO和Cr2O3复合掺杂剂总量为1%(CoO/Cr2O3质量比1∶2)时,金属陶瓷的硬度和断裂韧性分别高达740.65N/mm^2和9.61MPa·m^1/2,较未掺杂的金属陶瓷试样分别提高了7.35%和169.19%;当添加CoO和Cr2O3复合掺杂剂总量为2%(CoO/Cr2O3质量比2∶1)时,金属陶瓷的抗弯强度高达175.66MPa,较未掺杂的金属陶瓷试样提高了31.97%。

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

B/Fe_2O_3共掺杂纳米TiO_2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。

羧甲基化壳聚糖-Fe_3O_4纳米粒子的制备及对Zn^(2+)的吸附行为

以共沉淀法制备纳米Fe3O4通过在颗粒表面接枝羧甲基化壳聚糖(CMC),制备一种新型磁性纳米吸附剂,用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)等对其进行了表征,并考察了吸附剂对Zn2+的吸附性能．结果表明,制备的磁性纳米吸附剂平均粒径18 nm,粒子中CMC的含量约5％．该吸附剂对Zn2+吸附速率很快,在2 min内基本达到平衡,能有效去除Zn2+等温吸附数据符合Langmuir模型,饱和吸附容量为20.4 mg·g-1,吸附常数为0．0314 L·mg-1．热力学计算表明吸附为放热过程,焓变为-5．68 kJ·mol-1．

Ce_(0·67)Zr_(0·33)O_2对CH_4燃烧催化剂Fe_2O_3/Al_2O_3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0·67/0·33,用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体.采用这些固溶体作载体,以Fe2O3为活性组分,用浸渍法制备了一系列催化剂.BET结果显示,将适量Ce0·67Zr0·33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积.TPR结果显示,载体中引入适量的Ce0·67Zr0·33O2可以改善催化剂的氧化还原性能.XRD结果表明,Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况,老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化.特别是当载体中m(Ce0·67Zr0·33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时,Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.

液相沉积法制备磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明:复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol/L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5:1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r/min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60.5emu/g,呈球形且分散均匀。

纳米Fe_3O_4及钴离子掺杂Fe_3O_4:有机碱共沉淀制备和磁性质

以有机碱四甲基氢氧化铵(TMAH)为沉淀剂合成了纳米Fe3O4和Co2+掺杂的纳米Fe3O4粒子。分别讨论了碱用量,铁盐溶液浓度,反应温度,有机碱及PEG-4000的分散性等因素对纳米Fe3O4的形貌影响。结果表明,所合成的纳米Fe3O4为30nm左右的反尖晶石型面心立方结构,有机碱除了起沉淀剂作用,还能够提高纳米Fe3O4的分散性。本文还讨论了不同Co2+掺入量的纳米Fe3O4粒子的磁性质,结果表明Co2+掺杂的纳米Fe3O4粒子的矫顽力在不同掺入量的下有较大的改变。当Co2+掺入量为10.0%时,纳米Fe3O4的矫顽力达到最大值,为1628Oe。

强磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及其性能研究

本文采用液相沉积法制备出了满足免疫磁珠用磁核的粒径和磁性要求的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子。考察了不同的制备条件对复合粒子的粒径和磁性能的影响,并借助不同的分析测试手段对复合粒子的性能进行表征。结果表明:该复合粒子的最佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol·L-1,Fe3O4/TEOS物质的量的比为5∶1,反应温度为50°C,搅拌速度为800rpm;在此实验条件下制得的复合粒子的平均粒径在20nm左右,呈球形且分散较均匀,比饱和磁化强度为60.5emu·g-1。

磁性超细固体酸催化剂SO_4^(2-)-ZrO_2/Fe_3O_4的组装及表征

将磁性Fe3O4 纳米材料和SO2 -4 ZrO2 固体酸进行组装 ,制得一系列具有磁性和超细粒子结构的固体酸催化剂SO2 -4 ZrO2 /Fe3O4 .采用XRD ,TG DTA和XPS等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征 .并分析和测试了催化剂的磁学性能、比表面积、粒度分布和元素的组成等物理化学性质 .该催化剂具有较小的粒度、较高的磁性及酯化催化活性 ,对乙酸丁酯合成反应的催化活性可达 66% ;利用Fe3O4 的磁性可对催化剂进行分离和回收 .经高温处理后 ,固体超强酸的形成对催化剂磁性、比表面积。