预还原催化剂LaNiO3,La4Ni3O10,La3Ni2O7和La2NiO4催化分解CH4制碳纳米管的研究

通过预还原的LaNiO3,La4Ni3O10,LaNi2O7和La2 NiO4催化分解CH4可以制备大量高度石墨化的碳纳米管.还原前后的催化剂的结构和组分通过X射线衍射(XBD)测定.所制得的碳纳米管由扫描电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征.碳纳米管在空气中的热氧化性由热重实验(TG)测定.实验结果表明不同催化剂前驱中的La/Ni比会影响碳纳米管的管径分布和石墨化程度.La/Ni比越小,碳纳米管的管径越大,石墨化程度越高.

新型红色发光材料La3PO7∶Eu^3＋的合成及发光性质研究

用固相法合成了La3PO7∶Eu3+,用X射线衍射仪测定了其晶体结构,室温下用Hitachi F-4500测定了其光致发光性质。结果表明合成的La3PO7∶Eu3+属单斜相结构,Eu3+在单斜结构的La3PO7基质中占据非对称性格位。在254 nm光激发下,La3PO7∶Eu3+发射出较强的红光,表明Eu3+的5D0→7F2跃迁强度远大于5D0→7F1的跃迁强度,其色坐标和Y2O3∶Eu3+的色坐标位置相近。另外,还研究了Eu3+在体相La3PO7材料中的猝灭浓度,发现当掺杂Eu3+浓度增大到7.6 mol%时,出现浓度猝灭。

La(OH)_(3)/SiO_(2)气凝胶的制备及其在净化含磷废水中的应用

采用浸渍沉淀法,制备了La(OH)_(3)/SiO_(2)气凝胶吸附材料,并利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、BET对吸附剂结构、表面形貌等进行表征。研究了吸附剂投加量、初始pH和共存离子对磷酸根吸附效果的影响,探究了吸附过程的吸附动力学、等温吸附过程及吸附热力学模型。实验结果表明:AER-La0.2(质量比为0.2∶1时)的磷酸根吸附量可达294.1 mg/g(La);且对磷酸根具有较好的吸附选择性;吸附剂添加量为0.4 g/L时获得最好的吸附能力;在较宽的pH范围内保持了较好的吸附能力。准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型的结果更准确,说明吸附过程主要受化学吸附控制且主要为单层吸附。吸附热力学的结果表明,吸附过程为吸热过程,温度越高对吸附越有利。结合表征手段,推断AER-La0.2的主要吸附作用可能为静电吸引及配体交换。

LiMn2O4与Li1.5Al0.5Ge1.5（PO4）3/Li7La3Zr2O12的复合正极材料制备及性能研究

正极材料在锂离子电池服役过程中的电化学稳定性是目前研究的热点之一,研究锰酸锂复合正极材料,探索改善正极材料电化学稳定性的工艺与方法。采用高温固相法制备LiMn2O4和NISICON结构的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3、石榴石结构的Li7La3Zr2O12,将LiMn2O4和Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3/Li7La3Zr2O12以9∶1的比例混合制备复合正极材料。利用X射线衍射仪分析其物理性能,组装成扣式电池,通过恒流充放电测试、循环伏安测试、阻抗测试等进行电化学性能分析。结果表明,LiMn2O4/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3复合正极材料和LiMn2O4/Li7La3Zr2O12复合正极材料依然为尖晶石结构,材料结晶度良好。其中,LiMn2O4/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3复合正极材料衍射峰相对尖锐,峰强较大。充放电测试表明,LiMn2O4/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3复合正极材料的放电比容量比LiMn2O4/Li7La3Zr2O12复合正极材料的放电比容量高,化学反应的可逆性更佳。所以,LiMn2O4/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3复合正极材料的性能优于LiMn2O4/Li7La3Zr2O12复合正极材料。

胶原纤维固化黑荆树单宁对La3＋的吸附特性研究

以皮胶原纤维为基质,通过醛交联剂将黑荆树单宁固化在胶原纤维上组装成超分子吸附材料,研究该吸附材料对La3+的吸附特性。实验表明,该吸附材料对La3+的吸附平衡符合Freundlich方程式;其平衡吸附量受pH值影响较大,在pH3.0~5.0范围内,其吸附量随pH升高而增加,在pH≥5时,吸附量开始下降;其吸附量对温度影响不敏感,在293K^313K时,La3+的吸附平衡量随温度变化不大,但当温度超过313K时,平衡吸附量开始下降。吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的吸附平衡量与实测值的偏差在±3.5%以内,具有较好的一致性。

基于Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12/聚合物复合固态电解质的制备及电化学性能

采用溶液浇注法制备以Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)为填料、聚氧化乙烯(PEO)与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混的固态复合电解质膜,探讨了LLZTO含量和PPC/PEO比例对复合固态电解质离子电导率的影响。研究发现,当LLZTO含量为30%(w/w)及PPC/PEO质量比为1∶1时,固态复合电解质室温离子电导率最高,达到1.14×10-4S·cm-1。LLZTO和PPC的加入,降低了PEO基电解质的结晶性,提高了离子电导率、电化学稳定窗口(4.7 V)和锂离子迁移数(0.25),并改善了电解质与金属锂的化学稳定性。该固态复合电解质与LiFePO4/Li组装固态锂电池,室温下在0.1C循环70次后容量保持率82%,60℃下0.1C循环100次后容量保持率79%,0.5C和1C倍率下放电比容量仍能达到120.7和112.6 mAh·g-1。

掺杂量及烧结温度对W掺杂Li7La3Zr2O12陶瓷电解质性能的影响

采用固相反应法制备W掺杂Li7La3Zr2O12(Li7-2xLa3Zr2-xWxO12)陶瓷电解质,探究掺杂量及烧结温度对样品烧结特性、晶体结构、显微形貌及离子电导率的影响。结果表明:W掺杂可以稳定立方相Li7-2xLa3Zr2-xWxO12,当x=0.3时,1200℃烧结20h制备的样品30℃下离子电导率达到最高值5.77×10-4S/cm,相较于未掺杂样品提高一个数量级;以x=0.3为固定掺杂量、改变不同烧结温度,1180℃烧结20h获得的样品离子电导率达到最高为7.05×10-4S/cm。当x=0.1~0.3时,晶粒尺寸分布均匀,在10~20μm左右;当x=0.4时,产生晶粒熔合现象且有晶体析出,这种特殊的显微形貌导致样品电性能劣化。

Ta^5+掺杂Li7La3Zr2O12的合成及其性能研究

本文采用固相法制备了Ta^5+掺杂的石榴石型无机固体电解质Li7-xLa3Zr2-xO12(xTa-LLZO),研究了不同的掺杂量对材料性能的影响.通过X射线发射光谱(XRD)、冷场发射电子扫描电镜(FESEM)和电化学阻抗(EIS)对材料进行物理表征和阻抗测试,并且组装LiFePO4//LLZTO//Li全固态锂电池测试电池的循环稳定性.结果表明,随着Ta^5+掺杂的增加,材料呈现出一个单一的立方相结构,当Ta^5+掺杂量为14.09wt.%(即x=0.3)时,材料的室温离子电导率达到最大(2.58×10^-4S·cm^-1),呈现出稳定的立方相结构且具有相对较高的致密度(89.16%),并具有较稳定的循环稳定性,经过50个循环后容量保持率依然保持到88.67%左右.

Ba、Ga共掺杂对石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12显微组织及电导率的影响

采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征。结果表明,在烧结温度1100℃下得到了立方相的LLZO固态电解质。当Ga的含量在LLZO化学式中为0.15,Ba掺杂量从0增加至0.15(Ga 0.15 Bax-Li 6.55+x La3-xZr2O 12,x=0~0.15)时,LLZO样品的平均晶粒尺寸从14μm下降到4μm,30℃时晶界电导率由1.54×10^-5 S·cm^-1提升到2.22×10^-4 S·cm^-1。Ba作为一种烧结剂,改善了材料的烧结性能,降低了材料的平均晶粒尺寸,使晶粒与晶粒连接得更紧密。Li 6.7 Ga0.15La2.85Ba0.15Zr2O12样品在30℃下的总电导率为2.11×10^-4 S·cm^-1,远高于单独掺杂Ga时Li6.55Ga0.15La3Zr2O12样品的总电导率(σ=1.40×10^-5 S·cm^-1),由此可见,Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的锂离子电导率。

红色荧光粉Ca3La3(BO3)5:Eu^3+的制备及光学性能

由于红色荧光粉具有提高白光发光二极管(LED)显色指数以及降低色温等优点,因此开发性能优异的白光LED用红色荧光粉一直是白光LED领域研究的重要课题。通过传统的高温固相法制备了系列Ca3La3(BO3)5:3xEu^3+红色荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色坐标分析了荧光粉样品的晶体结构及光学性能。实验结果表明掺杂的Eu^3+进入了Ca3La3(BO3)5(CLBO)主晶格,并且掺杂少量的Eu^3+的CLBO主晶格无杂相生成,得到的Ca3La3(BO3)5:3xEu^3+荧光粉的结构与CLBO主晶格一致。该荧光粉被紫外光激发后能发射红光。通过对Ca3La3(BO3)5:3xEu^3+荧光粉的光致发光光谱进行计算发现在不同波长光的激发下,色坐标都非常接近美国国家电视系统委员会红光标准。Ca3La3(BO3)5:3xEu^3+荧光粉是一种性能优异的白光LED用红色荧光粉。

锌掺杂Li7La3Zr2O12固体电解质材料的制备及电化学性能研究

石榴石型结构的Li7La3Zr2O12(LLZO)因具有较高的离子电导率及与金属锂具有电化学稳定性成为锂离子电池固体电解质材料的选择之一。但是在面向应用上,LLZO材料的锂离子电导率仍存在提升的空间。文章采用固相反应法以Li2CO3、La2O3、ZrO2、ZnO为原料合成出Li7-2xZnxLa3Zr2O12(Zn-LLZO;x=0、0.01、0.03、0.05)粉体,经压制成形后在1230℃下烧结5h。采用XRD,SEM,EIS等对烧结体的组成性能等进行测试分析。考察了Zn掺杂量对Li7La3Zr2O12烧结体微观组织和总电导率的影响。结果表明,随着Zn掺杂量增加,Zn-LLZO烧结体样品的孔隙率减少,致密度逐渐提高。当Zn掺杂量x=0.03时,Zn-LLZO样品的总电导率随Zn掺杂量的增加而逐渐提高。当Zn掺杂量进一步增加到x=0.05时,总电导率开始下降。在x=0.03时,Zn-LLZO样品的总电导率达到最大值,1.14×10^-4Scm^-1,电导活化能为0.27eV。初步试验结果表明,Zn掺杂有利于制备高致密度和高电导率的Zn-LLZO固体电解质材料。

高炉渣对La3+的吸附性能研究

高炉渣是高炉炼铁过程产生的主要废渣,随着中国钢铁行业的蓬勃发展,高炉渣的排放量日益增加。高炉渣的堆积不仅增加环境负担,还是一种资源浪费。为提高高炉渣的附加值,以高炉渣为吸附剂,研究了高炉渣对La^3+的吸附性能。用扫描电镜、X射线荧光衍射、氮气吸附脱附仪对高炉渣的理化性质做了表征。为进一步研究高炉渣的吸附行为及机理,从动力学和热力学角度探讨了La^3+在高炉渣上的吸附作用机制。实验结果表明,高炉渣颗粒分明,有微裂纹结构,是非晶态的玻璃体结构;在吸附行为实验中,实验数据分别满足准一级动力学和Langmuir等温吸附模型。

静电纺丝法制备La3+掺杂SnO2中空纳米纤维及其红外发射率研究

采用静电纺丝法结合热处理技术制备了不同浓度La3+掺杂的SnO2中空纳米纤维。采用TGA-DSC、XRD和SEM等方法对样品进行表征。利用ST2258C型数字四探针测试仪和IR-2红外发射率测试仪分别测试了产物的的电阻率和红外发射率。研究表明:前驱体纤维表面光滑,直径平均在200 nm左右。前驱体纤维经600 ℃煅烧后,均生成了金红石结构的La3+掺杂的SnO2纳米纤维,说明La3+的掺杂没有改变SnO2纤维的晶体结构。单根纤维表面均是由La3+掺杂的SnO2颗粒堆积形成,直径平均在90 nm左右,纤维的形貌结构为中空结构。此外,产物红外发射率随La3+的掺杂浓度发生改变,这与其电阻率的变化保持一致。当La3+的掺杂比例为0.3mol%时,最低红外发射率为0.72。这使得La3+掺杂的SnO2中空纳米纤维在红外发射率纳米材料方面具有应用前景。

石榴石型Li7La3Zr2O12固体电解质改性的研究进展

固体电解质作为全固态锂电池的核心,引起了广泛的研究兴趣.石榴石型Li7La3Zr2O12 (LLZO)固体电解质具有较高的离子电导率、较高的机械强度、较低的界面电阻和较好的化学稳定性,介绍了LLZO在固态锂电池中的应用,阐述了结构改性(掺杂和添加烧结助剂)和工艺优化(烧结气氛、特殊烧结工艺和薄膜化)对其晶体结构、离子电导率及致密度的影响.对LLZO固体电解质目前存在的问题进行了探讨和总结,这对于该类固体电解质发展具有重要的意义.

石榴石型固体电解质Li7La3Zr2O12的掺杂改性及应用研究进展

使用固体电解质的固态锂电池在安全性和循环性等方面具有明显优势,已成为锂电池的重要研究方向。固体电解质类型众多,其中石榴石型固体电解质锆酸镧锂(Li7La3Zr2O12)具有与金属锂接触稳定、电化学性能稳定等特点,在固态锂电池领域具有潜在的研究价值。综述了固体电解质Li7La3Zr2O12的掺杂改性,如Li位、La位、Zr位以及双位的掺杂改性,介绍了Li7La3Zr2O12在锂硫电池中的应用,指出了该材料面临的挑战并对其发展前景进行了展望。

La3+掺杂TiO2纳米薄膜光阳极制备及光电性能研究

采用水热法制备La3+掺杂TiO2粉体,将La-TiO2粉体制备为光阳极后组装成染料敏化太阳能电池,研究了La3+掺杂含量对染料敏化太阳能电池光电性能的影响。结果表明,La3+的掺杂有利于锐钛矿型TiO2粉体的生成,且能抑制TiO2晶粒长大。La3+掺杂能有效提高La-TiO2薄膜光阳极的光电转化效率,当La的掺杂量为0.8%时改善效果最明显:光电流密度(Jsc)提高了13.59%,光电转换效率(η)提高了16.90%。

Y3+-La3+共掺对MgAl2O4透明玻璃陶瓷结构及光学性能的影响

MgAl2O4透明陶瓷具有从紫外到远红外高透过率的优点,可以运用到很多领域,但透明陶瓷的制备温度极高,对设备要求高,工艺可控性差,玻璃陶瓷制备则可以克服这些缺点。采用熔融析晶法制备MgAl2O4透明玻璃陶瓷,并在玻璃体系MgO-Al2O3-SiO2(MAS)中掺入Y2O3,La2O3及两者的混合物,研究了Y2O3,La2O3和两者的共同掺杂对样品结构、形貌及光学性能的影响。采用XRD,SEM,EDS,红外光谱和固体紫外透过率等检测手段对样品进行了表征。研究结果表明,Y2O3可以抑制石英相的生成,La2O3有助于晶粒的均化,Y2O3掺杂摩尔分数为0.5%时尖晶石的相对质量分数为40.3%,La2O3掺杂摩尔分数为0.2%时尖晶石的相对质量分数为39.5%,同时掺入摩尔分数0.5%Y2O3和0.5%La2O3时尖晶石的相对质量分数为40.2%,400~2 000 nm波长范围内的紫外透过率大于80%,样品晶粒更均匀。

纳滤膜浓缩模拟稀土浸出液中La3+的实验研究

采用纳滤膜浓缩La3+溶液,考察了操作压力、温度、pH和流量对膜通量和截留性能的影响。实验结果表明:随着操作压力和温度增大,膜通量增大,且膜通量随设备运行时间延长缓慢下降。随着压力、温度、pH和流量的增大,截留率均存在最大值;在最佳条件(压力为0.6MPa,温度为25~30℃,pH为4,进料流量为5 L·min-1)下,水通量保持在26L·m-2h-1,对La3+的截留率接近100%。

溶剂热法制备La/BiOCl催化剂及其光催化性能

用水热法制备La^(3+)掺杂的BiOCl光催化剂,通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、氮气吸附-脱附和荧光光谱等手段对样品物相结构、光学吸收、表面化学状态、比表面积和光生电子-空穴复合率进行表征分析.结果表明,La/BiOCl_(0.05)的光催化活性最好,在光照60min后对20 mg/L甲基橙的降解率为100%,光催化动力学常数是纯BiOCl的3倍.自由基捕获实验表明,空穴是光催化过程中的主要活性物种,提出了La^(3+)掺杂BiOCl可能的光催化机理.

多碱土硼硅酸盐玻璃对La_(2)O_(3)包容量的研究

在配方为SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Na_(2)O-Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-CaO-MgO-BaO的硼硅酸盐玻璃中加入不同质量比氧化镧(La2O_(3)),经过高温固相反应得到玻璃固化体。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)及电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)等对得到的玻璃固化体组成成分、微观结构、物理化学性质及化学稳定性进行分析。结果表明,多碱土硼硅酸盐玻璃对La2O_(3)的最大包容量为42%,超过包容量的部分以氧基磷灰石(CaLa_(4)(SiO_(4))_(3)O)的形式析出。加入La_(2)O_(3),玻璃固化体密度及热稳定性均先增大后减小,通过浸出测试得到28 d后La元素浸出率保持在10^(-6)~10^(-7) g(/m^(2)·d),表明玻璃固化体具有优异的化学稳定性。