In_2O_3/ZrO_2-TiO_2空心球复合材料的制备与光解水制氢性能

以聚苯乙烯(PS)胶球为模板,通过一步法结合煅烧后处理制备了空心球复合材料In_2O_3/ZrO_2-TiO_2.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和氮气吸附-脱附等测试手段对复合材料的结构、组成和形貌进行了表征.结果表明,In_2O_3/ZrO_2-TiO_2复合材料的晶型结构以锐钛矿型TiO_2为主,同时存在少量含有Ti—O—Zr键的混合氧化物.该复合材料经聚苯乙烯模板处理后呈现空心球状结构,球壁由纳米粒子堆积而成.In_2O_3/ZrO_2-TiO_2空心球复合材料的比表面积较大(66.92 m2/g),且In_2O_3与ZrO_2-TiO_2复合后光吸收发生了红移.对该复合材料光解水制氢性能的研究结果表明,空心球状In_2O_3/ZrO_2-TiO_2具有较好的产氢效果(56.7μmol/g,8 h),明显高于P25、ZrO_2、空心球状ZrO_2-TiO_2及粉末状In_2O_3/ZrO_2-TiO_2.

空心球形In2O3/ZrO2-TiO2纳米复合材料多模式光催化

本文以聚苯乙烯(PS)胶球为模板,通过一步水浴法结合煅烧后处理制备了不同比例的In_2O_3/ZrO_2-TiO_2空心球状复合材料(简写为In_2O_3/ZrO_2-TiO_2-H)。通过X-射线衍射、扫描电镜、X-射线光电子能谱、紫外-可见漫反射吸收光谱和氮气吸附-脱附等测试手段对该系列复合材料的结构、组成和形貌进行了表征。结果表明,In_2O_3/ZrO_2-TiO_2复合材料经PS模板处理后呈现空心球状结构,球壁由纳米粒子堆积而成。将In_2O_3与ZrO_2-TiO_2复合后其光吸收性能呈现了一定的红移现象,且In_2O_3/ZrO_2-TiO_2-H(1∶4)的比表面积较大(66.92m^2·g^(-1))。同时,为了考察该复合材料的光催化性能,在多模式光催化条件下对甲基橙的降解情况进行了研究。结果表明,In_2O_3/ZrO_2-TiO_2-H(1∶4)表现出较好的光催化性能,其光催化活性高于P25、ZrO_2、In_2O_3/ZrO_2-TiO_2及其他体积比的In_2O_3/ZrO_2-TiO_2-H。

ZrO_2-TiO_2-CeO_2的制备及其在NH_3选择性催化还原NO中的应用

采用共沉淀法制备了载体材料TiO2、ZrO2-TiO2及ZrO2-TiO2-CeO2,并利用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对三种载体材料进行了表征.结果表明,ZrO2-TiO2-CeO2具有较多的表面强酸位,并具有一定的储氧性能和较强的氧化还原性能.以三种材料为载体,制备了质量分数分别为1%、9%的V2O5、WO3的整体式催化剂.研究了三种催化剂在富氧条件下用NH3选择性催化还原NO的催化性能.结果表明,以ZrO2-TiO2-CeO2为载体的催化剂在反应空速为10000h-1,275℃时,NO的转化率接近100%,具有最好的催化活性,并有良好的应用前景.

以ZrO_2-TiO_2为载体的整体式锰基催化剂应用于低温NH_3-SCR反应(英文)

以MnO2为活性组分,Fe2O3为助剂,制备了以TiO2及ZrO2-TiO2为载体的整体式催化剂.考察了它们在不同温度焙烧后应用于富氧条件下,NH3选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物的低温反应性能和高温稳定性.用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂进行了表征.结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的催化剂具有很好的高温热稳定性,并具有较高的比表面积和储氧能力,同时具有较强的氧化能力.催化剂的活性测试结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的整体式锰基催化剂明显地提高了NH3-SCR反应的低温活性,具有良好的应用前景.

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2涂层及其耐磨损性能

采用液相喷雾造粒法将准微米Al2O3,TiO2,纳米ZrO2颗粒团聚成微米粉体,并用等离子喷涂技术制备了含纳米颗粒的Al2O3-TiO2-ZrO2陶瓷涂层。在MM200型环块磨损试验机上进行了常温干摩擦试验,比较了含有纳米颗粒的Al2O3-TiO2-ZrO2涂层和传统Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐磨损性能,并用扫描电镜观察磨损后的磨痕形貌。结果表明,含有纳米颗粒的涂层耐磨损性能明显优于传统的陶瓷涂层。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的制备与表征

采用Sol-Gel法制备出掺杂SiO2 ,TiO2 及ZrO2 改性的γ -Al2 O3 膜 ,并通过SEM ,EPMA ,AFM等测试手段对膜结构和性能进行表征。探讨了制膜工艺条件对膜性能及结构的影响。制备的Al2 O3 复合膜膜厚为 1～ 2 μm ,结构均匀无缺陷。

ZrO_2添加对BaO-La_2O_3-TiO_2介质陶瓷介电性能的影响

BaO-La2O3-TiO2(BLT)是典型的高介电常数微波介质陶瓷,其作为微波谐振器与滤波器的关键材料,在微波通讯技术上有着重要的应用。选用ZrO2对BLT进行改性研究,当ZrO2的加入量z<0.5mol时,烧结体的主晶相为Ba6-3xLa8+2x(Ti1-zZrz)18O54(x=1/2)钨青铜结构(TB)固溶体,随ZrO2加入量的增多,烧结体中产生第二相,当z=1.0mol时,烧结体的主晶相为La2Zr2O7和BaZrO3,这与结构许容因子的变化密切相关,获得较优介电性能如下:εr=103.71,Q.f=4862.53 GHz,τf=168.97×10-6/℃,优于不添加ZrO2时烧结体介电性能(εr=139.73,Q.f=1238.96 GHz,τf=179.97×10-6/℃),说明少量ZrO2的加入可以改善BLT陶瓷的品质因数和频率温度系数,略降低介电常数。SEM分析表明,少量ZrO2的加入没有改变烧结体的微观形貌,改性前后烧结体内部均为典型的柱状TB固溶体形貌。

Al_2O_3-TiO_2-ZrO_2含纳米结构等离子喷涂层的显微硬度及韧性

为了提高传统Al2O3+40%TiO2等离子喷涂层的力学性能,将纳米结构的ZrO2粉末引入热喷涂层,采用液相喷雾造粒的方法将纳米ZrO2-准微米级Al2O3/TiO2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体,并用等离子喷涂技术制备出含有纳米结构的陶瓷涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等对涂层的微观结构和性能进行了检测。结果表明,最佳喷涂功率40kW下制备的纳米陶瓷涂层的显微硬度和韧性比传统涂层有了明显提高。

MoO_3-V_20_5,MoO_3-TiO_2(锐钛矿型),MoO_3-WO_3和MoO_3-ZrO_2界面过渡层上的双向分散阈值及非单层分散模型

应用XRD和BET方法,研究了四种二元复氧化物在不同配比及不同焙烧温度下界面过渡层的结构。XRD证明各组分都在另一组分表面具有分散阈值,其值远大于单层饱和容量且与焙烧温度无显著关系;“阈值后”剩余晶相量与加入晶相量虽呈线性关系,但斜率并不都近于1,有的明显小于1。BET比表面测定表明,各纯氧化物及不同配比试样的比表面较γ-Al_2O_3的小得多。对过渡层提出了球形八面体二维密置的非单层双向分散模型,计算了各项模型参数,较好地解释了高分散阈值与低比表面积之间的关联,并与O^(2-)密置的单层模型作了对比。讨论了晶相消失的机理,以及非晶相与非单层分散厚度的关联。

ZrO_2掺杂BaO-La_2O_3-TiO_2陶瓷预烧温度研究

采用固相反应法,在不同温度（1100-1250℃）下预烧后烧结制备了Ba4La9.33（Ti0.95Zr0.05）18O54微波介质陶瓷,研究了预烧温度对其相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。结果表明：不同预烧温度下制备的陶瓷样品主晶相均为类钨青铜结构的BaLa2Ti4O12晶相。1200℃预烧制备的陶瓷样品晶粒为典型的柱状晶,分布均匀,且晶粒尺寸最大。1200℃预烧后,于1400℃烧结制备的陶瓷样品具有最佳的微波介电性能：εr=86.83,Q·f=5875GHz（4.482GHz）,τf=81.99×10–6/℃。

生物炭及其老化对农田NH_(3)挥发及N_(2)O排放的影响

生物炭具有减缓农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的重要潜力,但在施入环境后常常存在“老化”现象,这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应,人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素,结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响,利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验,采用原位通气法和静态箱-气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明,老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量,降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性,各老化作用强度排序为:氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%-29.50%的NH_(3)挥发量。与BC相比,OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH_(3)挥发(P<0.05),MBC降低了3.38%的NH_(3)挥发(P>0.05)。相反,WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH_(3)挥发(P>0.05)。同时,生物炭的添加降低了22.36%-40.43%的N_(2)O排放量。其中,BC减排效果最优,老化作用均削弱了原生物炭对N_(2)O的减排效应。与BC相比,OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N_(2)O排放量(P<0.05),MBC、FBC和WBC分别增加了19.96%、18.29%和10.92%的N_(2)O排放量(P>0.05)。综上,不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变,进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式,OBC影响最为显著,其次为KBC,MBC居中,WBC和FBC的影响最弱。

MoO_3-V_20_5,MoO_3-TiO_2(锐钛矿型),MoO_3-WO_3和MoO_3-ZrO_2界面过渡层的非晶相结构

应用FT-IR光谱及其差谱、DSC热分析以及催化选择性实验研究了不同配比的MoO_3-V_2O_5,MoO_3-TiO_2(锐钛矿型),MoO_3-WO_3和MoO_3-ZrO_2四种体系经不同温度焙烧后,界面过渡层非晶相分散的非单层结构及催化性能。FT-IR光谱及其差谱上出现了非晶相的特征吸收峰,并将其逐个与分子结构关联。DSC证明,在高于焙烧温度的升温扫描范围内(500～720℃),过渡层呈热介稳态,放热峰的出现与固熔体的形成及晶格畸变有关,但不存在表面及体相化学反应。以邻二甲苯选择性氧化制酸酐作为催化性能的反应探针,测定了转化率和选择性,表明非晶相分散的MoO_3和V_2O_5对反应有利,当配比处于分散阈值附近时选择性最佳。结合前文结果讨论了过渡层的非晶相分散机理和八面体非单层模型。

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合膜的结构研究

将Sol-gel法应用于无机膜的制备,成功地研制出一种新型的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,膜面平整,无宏观缺陷,复合膜由-γAl2O3、TiO2和Al2SiO5等多相组成,改变体系组成,各相含量和主晶相也随之变化,从而影响到膜的微观结构。利用XRD、AFM、SEM分析重点研究了膜表面的微观形貌,并分析了掺杂物对膜表面性能的影响。

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

3DOMZnO/ZrO_2-TiO_2(P123)紫外光催化降解甲基橙

采用聚苯乙烯(PS)微球和EO20PO70EO20(P123)两种模板剂,经溶胶-凝胶再结合煅烧后处理方法制备了三维有序大孔(3DOM)复合材料ZnO/ZrO2-TiO2。经X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)对其组成、结构及形貌进行了表征。结果显示,经PS微球和P123处理后的3DOM ZnO/ZrO2-TiO2具有锐钛矿晶型结构,其大孔结构在三维空间排列整齐、有序。在紫外光催化降解甲基橙的实验研究中,3DOM ZnO/ZrO2-TiO2表现出较好的光催化性能,其活性明显高于其它体系。

S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-TiO_2固体超强酸的制备及催化活性研究

本文采用单因素实验法,研究了固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3-TiO2的制备工艺。结果表明,S2O28-/ZrO2-Al2O3-TiO2的最佳制备条件为:n(Zr)∶n(Al)∶n(Ti)=1∶3∶1,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.5mo.lL-1,浸渍时间2h,焙烧温度300℃,焙烧时间6h。此外,用红外光谱对固体酸进行了结构表征,以乙酸正丁酯的酯化反应对其酸催化活性进行了初步研究。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2复合溶胶的制备与研究

以硝酸铝、正硅酸乙酯、氧氯化锆、钛酸丁酯为前驱体,水和无水乙醇为溶剂,用溶胶-凝胶法制备适合涂膜的复合溶胶。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合膜与基体结合性的研究

采用Sol-Gel法制备了Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜 ,并在不同基体上进行了涂膜实验研究。结果表明 ,以孔隙率为46.8%、最可几孔径为几个微米的α -Al2 O3作基体 ,可以制备出膜厚为 1～ 2 μm纳米级孔径的Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜 ,Al2 O3复合膜与α -Al2 O3基体的结合性最好。通过对α -Al2 O3基体分析发现 ,基体的成型压力、烧成后基体的孔径大小以及膜与基体之间的应力作用对Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜形成影响甚大。对膜与基体的结合强度进行了研究 ,结果表明 ,膜的热稳定性高 ,耐酸、耐碱性好 ,相对硬度介于 6～

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2复合溶胶的制备工艺

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,并采用XRD和SEM等测试技术对复合溶胶的相组成及其微观形貌进行了表征。实验发现:ZrOCl2.8H2O的预水解溶液的pH<1,用它作为胶溶剂可合成性能好的复合溶胶;若不加硅烷偶联剂,当Al、Si物质的量比n(Al)∶n(Si)<2∶1时,得不到性能稳定的复合溶胶;改变Ti组分的加入量,复合薄膜的主晶相将发生改变。