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。

冷变形La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(10.7)Co_(0.8)Si_(1.5)合金的微观组织演变与磁热效应

为改善磁制冷工质的制备工艺从而提高实用化进程,提出了一种室温下冷压塑性变形加速磁热相形成的方法。对La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(10.7)Co_(0.8)Si_(1.5)合金的晶粒结构、相组成和磁热效应进行了系统的研究。结果表明,经过预变形,合金单位面积上晶粒数量增加且晶粒尺寸均匀,相比于未压缩样品,在相同条件下退火后磁热相比例增加。当压缩率为30%时,经3天的短时间退火后,1∶13相的比例可达92.68%(体积分数),明显高于未变形样品。30%预变形La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(10.7)Co_(0.8)Si_(1.5)样品居里温度为289 K,在2 T磁场下磁熵变为-7.1 J/(kg·K),可作为室温区实用的磁制冷材料备选工质。

Fe-Al-La电子结构及耐腐蚀性第一性原理研究

材料的电子态密度、能量、能带结构、差分电荷密度以及局域态密度对材料的抗腐蚀性有重要影响。本文基于第一性原理密度泛函平面波赝势法,优化了Fe、Fe-Al、Fe_(8)Al_(8)La电子结构,并从态密度、峰值分析了Fe-Al合金耐腐蚀性机理。结果表明,在Fe-Al合金中加入La,Fe与La之间存在明显的电荷转移并形成了离子键,使Fe-Al的能带宽度降低到30.8 eV,表明La减弱Fe-Al原子轨道的扩展性,La使Fe-Al态密度的峰值增大到30.26 electron/eV,成键的电子数逐渐增加,提高了Fe-Al的稳定性和抗耐腐蚀性能,为提高Fe-Al合金的性能奠定一定理论基础。

滇西保山地块金厂河Fe-Cu-Pb-Zn矽卡岩型多金属矿床黑柱石成因及地质意义

黑柱石是一种矽卡岩型铅锌及铁矿床中少见的矿物,与铅锌矿体、磁铁矿体关系密切。为查明黑柱石成矿过程中与铅锌铁铜多金属成矿作用的关系,本文对金厂河Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床中的黑柱石产状、矿物共生组合、化学成分、分带性等开展了研究。根据电子探针数据计算可得,金厂河矿区黑柱石的化学式为:Ca_(0.95-1.08)(Fe_(0.87-1.97)Mn_(0.08-0.36)Mg_(0.01-0.06))^(2+)_((1.89-2.03))(Fe_(0.82-1.04)Al_(0.01-0.03))^(3+)_((0.88-1.15))[Si_(1.94-2.08)O_(7)]O(OH)。结合矿物组合类型、产状、分带特征等,推测矿床内矽卡岩由内带逐渐向外带交代的趋势。金厂河矿区主要有3种矿物共生组合:黑柱石+磁铁矿组合,黑柱石+磁铁矿+黄铁矿+黄铜矿组合,黑柱石+方铅矿+闪锌矿+黄铜矿组合,分别对应三个不同的蚀变阶段:晚期矽卡岩阶段(代表组合Ⅰ),以石榴子石的分解为主,形成大量的黑柱石;退蚀变阶段(代表组合Ⅱ),以阳起石、黄铜矿、黄铁矿发育为主;石英-硫化物阶段(代表组合Ⅲ),以发育大量的方铅矿、闪锌矿为主,同时这一阶段内黑柱石分解,形成阳起石、方解石、磁铁矿等。此外,黑柱石的稀土元素配分模式与石榴子石的类似,一定程度上保留了石榴子石的稀土元素特征。研究认为:黑柱石是早期石榴子石退化分解的产物,矿床自内向外逐渐交代,形成了铅锌铜矿体中以锰质黑柱石为主,而磁铁矿体、铜矿体中以含锰黑柱石为主的分带特性。锰质黑柱石有利于铅锌矿的形成,而对于磁铁矿有贫化的影响,同时也可为矿区揭露中酸性岩体和深部找矿提供重要科学意义。

LaFe11．9-xCoxSi1．1B0．2(x=0．7，0．8，0．9)合金的磁热效应

使用电弧熔炼法制备了LaFe_(11.9-x)Co_xSi_(1.1)B_(0.2)(x=0.7,0.8,0.9)系列合金.XRD分析表明该系列合金除微量的α-Fe相外,均由NaZn_(13)型立方结构单相组成.晶格常数随着Co含量的增加而增大,分别为1.1487,1.1496,1.1498 nm;磁性测量表明该系列合金的Curie温度在室温附近,并且也随着Co含量的增加而分别增加到270,290,300 K.在外场变化ΔB=1.5 T时,该系列合金的最大磁熵变均为金属Gd的2倍左右,相对制冷能力与金属Gd基本相同.

La促进型六铝酸盐Ba_(1-x)La_xFeAl_(11)O_(19-δ)催化甲烷燃烧性能

用碳酸铵水溶液共沉淀法制备了系列Ba1-xLaxFeAl11O19-δ六铝酸盐型催化剂,并以甲烷燃烧为探针反应考察催化剂的催化活性.La部分取代Ba提高了催化剂的催化甲烷燃烧活性,且随La取代量的增加,催化剂的起燃温度呈规律性变化,镧、钡之间存在最佳配比,活性最好的催化剂为Ba0.2La0.8FeAl11O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃温度仅有495℃(VCH4:VO2:VN2=1:4:95).XRD和SEM结果表明,不同含量镧掺杂的材料经1200℃焙烧5h后,呈现典型的六铝酸盐结构特征;不同温度的焙烧实验表明掺杂镧能够促进六铝酸盐相的形成.DiffuseUV-Vis表征表明催化剂中的铁呈+3价,DiffuseUV-Vis,TPR和FT-IR结果表明Ba、La、Fe之间存在协同作用.

La-Fe基NaZn_(13)型化合物的磁场诱导熵变研究

围绕具有一级磁性相变的La-Fe基NaZn13型化合物的磁场诱导熵变研究,从室温磁制冷目的出发讨论了材料研究和熵变机制。La-Fe-Si在190K附近5T磁场下的熵变值可达29J.kg-1.K-1。用少量Co替代Fe,可以获得室温附近5T磁场下熵变为15J.kg-1.K-1的大熵变材料。这类材料中的熵变主要由磁有序熵变和晶格熵变组成。分析了一级磁性相变体系中磁有序熵变和晶格熵变对总熵变的贡献,并发现大的熵变来源于被晶格贡献抵消后的磁有序熵变。

La-Fe-M(M=Al,Si)化合物磁热性能研究进展

介绍了La Fe M(M=Al,Si)化合物在磁热性能研究方面的最新进展。具有NaZn13型晶体结构,含高浓度Fe的La Fe M(M=Al,Si)化合物为良好的软磁材料;用少量的Co替代化合物中Si,Al元素可以将化合物的居里温度提高至室温;对La(Fe1-yCoy)xSi13-x化合物,适量的Si,Co组合可使化合物在室温产生可与Gd5Si2Ge2比拟的磁热效应;加入适量的间隙原子H,也可使La(FexSi1-x)13在室温的磁热性能远远大于金属Gd;对含Si量低及含Si量高的La(FexSi1-x)13化合物在相转变点附近由温度和磁场诱导相变的本质做了详细阐述。

LaFe_(13-x)Si_x(1.2≤x≤2.2)化合物的磁场诱导熵变与磁场的关系

通过真空电弧熔炼、长时间真空热处理的方法获得了单相NaZn13-型LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物,并测量了它们的磁化强度与磁场和温度的关系,用Maxwell关系式计算出在不同磁场下化合物的熵变ΔS。用Landau的二级相变理论及平均场近似下的标度律,分析拟合了LaFe13-xSix化合物ΔS与H之间的关系,对于具有一级和二级相变的材料,发现均存在ΔS∝H2/3的关系,只是拟合得到的参数不同。采用熵变峰值拟合得到的参数能够反映材料中一级磁性相变的程度,研究磁场诱导的熵变与磁场的关系可以为磁制冷研制提供指导。

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

在二甲亚砜中La-Fe合金膜电化学制备的研究

研究了二甲亚砜 (DMSO)中La3+ 和Fe2 + 在Pt ,Cu和Ni电极上的电化学行为。Fe2 + 在Pt电极上一步不可逆还原为Fe ,La3+ 在Pt电极上表现为准可逆电极过程。在 2 98K时 ,利用循环伏安法测定了 0 0 1mol·L- 1 FeCl2 0 1mol·L- 1 LiCl DMSO溶液中Fe2 + 的扩散系数、传递系数分别为 2 5 4× 10 - 6 cm2 ·s- 1 和 0 2 4;利用计时电流法测定了 0 0 1mol·L- 1 LaCl3 0 1mol·L- 1 LiCl DMSO溶液中La3+ 的扩散系数为 3 10×10 - 6 cm2 ·s- 1 。在铜电极上于 -1 75 0～ -2 45 0V (vs .SCE)下恒电位电解 ,可获得La含量达 2 2 7%～ 3 7 1%的La Fe合金膜 ;应用脉冲电解技术于 2～ 6mA·cm- 2 也可获得La Fe合金膜。这些合金膜是均匀的 。

稀土La细化再生铝硅合金中β-Fe相的机理研究

研究了再生副牌ZL10 2合金中稀土La的加入量和 β Fe相平均长度的关系 ,分析了La在合金和 β Fe相中的分布情况。结果表明 ,La在熔体中形成了稳定金属间化合物 ,凝固时促进了 β Fe相形核 ,同时La在 β Fe相表面富集 ,阻碍了 β Fe相长大。因此 ,加入稀土La能很好地细化再生铝合金中的 β

Fe(Ⅲ)-La(Ⅲ)/壳聚糖复合材料对地下水中氟的吸附性能研究

通过FeCl3和LaCl3对壳聚糖进行改性,采用凝胶法和煅烧法制备Fe/La复合材料,将其用于地下水中F^-的吸附去除。通过单因素实验,考察了反应条件对吸附性能的影响,并对吸附剂表面进行SEM和FT-IR分析。结果表明,吸附反应非常迅速,反应主要发生在前20 min。当F^-溶液质量浓度小于10 mg/L,投加量为2.0 g/L时,Fe/La复合材料能够在较宽的pH范围（3～9）内有效地吸附F^-,去除率均在94%以上。地下水中的干扰离子的浓度是影响F^-吸附的重要因素,CO3^2-、HCO3^-的存在会显著降低吸附剂的吸附容量。吸附反应主要是由于Fe/La复合材料与F^-之间的络合作用和静电作用的结果。氢氧化钠溶液对吸附饱和后的Fe/La复合材料具有较好的再生效果,再生率可达87.72%。Fe/La双金属壳聚糖小球在处理实际含氟污染地下水时也具有很好的除氟性能。

LaFe_(11.6)Si_(1.4)B_(0.5)快淬带的磁相变和磁熵变

通过熔体快淬法制备了具有NaZn13型立方结构的LaFe11.6Si1.4B0.5化合物。与LaFe11.6Si1.4比较,加入B以后的试样中残余α-Fe杂相的含量显著减少。LaFe11.6Si1.4中加入一定量的B后对居里温度TC没有明显改变,化合物仍然保留了在居里温度附近的一级铁磁/顺磁转变和巡游电子变磁转变特征。LaFe11.6Si1.4B0.5化合物具有和LaFe11.6Si1.4化合物接近的巨大磁熵变,但合成时间可以进一步缩短。

热处理时间对La(Fe_(0.92)Co_(0.08))_(11.9)Si_(1.1)化合物组织的影响

用非自耗电弧炉熔炼制备了La(Fe_(0.92)Co_(0.08))_(11.9)Si_(1.1)化合物,用XRD及SEM研究了热处理对La(Fe_(0.92)Co_(0.08))_(11.9)Si_(1.1)化合物组织的影响。结果表明经过900℃短时(<72h)热处理得不到NaZn13型晶体结构;900℃热处理使试样的组织发生了变化,α-Fe由在铸造态试样中的非主相变为热处理态中的主相。

热处理对La-Fe-Si合金组织结构的影响

研究了热处理对La Fe Si化合物组织结构的影响。结果表明,热处理保温时间在24h以内及温度在900～1300℃之间,铸态试样在两个温度点发生相变,即900～1200℃为一个相变点,α Fe相从铸态的非主相变为主相;1300℃为另一个相变点。在900～1100℃范围材料中α Fe相的晶胞常数逐渐减小,当热处理温度继续增加,其α Fe相的晶胞常数缓慢增加。

振动球磨制备的LaFe_(11.44)Si_(1.56)化合物的结构和磁性

利用振动球磨工艺制备了LaFe11.44Si1.56化合物,结果表明,在1100℃仅需要热处理30min,该化合物就能形成NaZn13型立方晶体结构;与电弧熔炼工艺制备的试样相比较,振动球磨工艺制备的试样的居里温度提高了15K,但最大磁熵变有所减小。因此,利用振动球磨工艺合成La(Fe,Si)13化合物有进一步研究的价值。

室温以上磁制冷材料La(Fe_(1-x)Co_x)_(11.7)Al_(1.3)化合物的研究

通过X射线衍射分析和超导量子干涉磁强计(SQUID)磁性测量,研究了Co替代Fe含量对居里温度在室温以上的磁制冷材料La(Fe1-xCox)11.7Al1.3(x=0.072,0.081)磁结构和磁性能的影响。La(Fe1-xCox)11.7Al1.3材料的居里温度随Co的含量增加而增加,La(Fe0.919Co0.081)11.7Al1.3的居里温度为311 K。当外场变化为1.9 T时磁熵变达到3.6 J.kg-1.K-1,RCP值为168.6 J.kg-1,虽然它的磁熵变小于具有巨磁熵变的磁制冷材料,但是它在磁场为1.9 T时的制冷能力与这些材料相当。

钙钛矿氧化物La_(0.65)(Ca,Ba)_(0.35)Mn_(1-x)Fe_xO_y的磁电阻效应

本工作制备了La065(Ca,Ba)035Mn1-xFexOy(x=0～02)氧化物系列样品。发现在常温附近,含Ba样品的磁阻变化率远比相应含Ca样品的高。在x=0时,样品电阻随温度的变化曲线存在金属—半导体转换峰,随着Fe对Mn的部分替代,该转换峰向低温区移动,当替代量x达到一定程度时,在实验温区观察不到金属—半导体转换峰。磁阻效应在高铁含量时只能在低温观察到。Fe替代Mn对大磁阻效应的影响,可能主要因为:随着Mn3+被Fe3+所替代,样品La065(Ca,Ba)035Mn1-xFexOy中的铁磁相互作用受到抑制,反铁磁相互作用得到加强。

玻璃纤维化学镀Ni-Co-Fe-La-P合金工艺的研究

为探索稀土元素在玻璃纤维化学镀中的应用,研究了玻璃纤维表面化学镀Ni-Co-Fe-La-P合金的工艺。重点讨论了La对化学镀液的稳定性、沉积速率以及在镀液中加入La后主盐、络合剂和温度等对镀层沉积速率的影响。研究结果表明:在镀液中加入适量的La能明显提高镀液的稳定性、沉积速率、改善镀层形貌和降低施镀温度;但随着镀液中La含量的增加,镀液的稳定性和沉积速率皆呈现先增大后减小的趋势,当镀液中La化合物浓度达到1.1 g.L-1时,镀液的稳定性达到了最大值,同时沉积速率也达到了最佳值。