Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1)系列富锂材料的制备及性能

富锂材料具有大于200 mAh/g的可逆比容量,吸引了广大研究者的目光,成为近年来的研究热点。从材料相图出发,进行材料设计。采用醋酸盐固相化学法制备得到锂离子电池富锂正极材料Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1),应用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)、原子吸收光谱(AAS)对材料进行了成分分析,采用X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行了结构和形貌分析、并对材料的电化学性能进行了测试分析。结果表明所得系列富锂材料均为层状α-NaFeO2结构(R-3m空间群),随着x值的减小,Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Co0.4Mn0.4)1-xO2(0≤x≤1)五种材料的首次放电比容量逐渐增大,循环性能逐渐提高。

介孔结构纳米TbxZr1-xO2-δ复合氧化物的合成及表征

采用以聚乙二醇(PEG)为表面活性剂的水热法合成了不同Tb/Zr比的TbxZr1-xO2-δ复合氧化物,并用以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂的共沉淀法合成了Tb0.6Zr0.4O2-δ,将其作为不同方法的比较。利用XRD、TG-DTA、HRTEM、SAED和N2吸附-脱附对样品的物相结构、高温热稳定性、样品形貌、晶粒大小及孔结构进行表征。结果表明,当n(Tb)/n(Zr)≥0.6时样品呈现出氧化铽的立方晶体结构,合成的Tb0.6Zr0.4O2-PEG的表面形貌为不规则的类球状纳米粒子,粒径为5nm左右,产物的孔径主要集中在7.2nm左右。HRTEM图中明显显示出其晶体中的(111)及(200)晶面。TG-DTA曲线显示温度高于500℃时失重不明显,表明焙烧后的铽锆固溶体具有良好的热稳定性。

Bi2WxMo1-xO6固溶体制备及光催化降解有机废水

光催化剂可用于催化降解有机污染废水,在废水处理方面具有良好的发展前景。分别以乙二醇、去离子水为溶剂,采用水热法在较低温度下合成Bi2WxMo1-xO6固溶体,并用XRD、SEM等对产物的形貌和结构进行表征,通过对罗丹明B的降解测试固溶体光催化降解活性。结果表明,随着W与Mo原子比(R(W/Mo))的增加,Mo6+离子逐步被W6+替代,生成了无限互溶的固溶体,光催化性能也随之发生变化,其中,以去离子水为溶剂合成的固溶体在R(W/Mo)=1.0时降解率最高,达到98%。

水热法制备LiCoxNi1-xO2薄膜材料——锂电池材料的研究

为探究一种可作为锂电池正极材料的替代品，笔者在150-200℃条件下，LiOH溶液中，采用水热法在Co金属基体上直接制备得到了LiCoxNi1-xO2薄膜。通过XRD（X射线衍射，X—raydiffraction，简称XRD）图和SEM（扫描电子显微镜，ScanningElectronMicroscopy，简称SEM）图对制备的LiCoxNi1-xO2薄膜进行表征。XRD结果表明制备的LiCo．Ni，翔。薄膜为纯六方晶相结构。SEM测试结果表明在不同的温度条件下，改变实验条件，也可制备出结晶良好，具有一定形态的LiCoxNi1-xO2薄膜。实验结果表明，利用水热法制备LiCoxNi1-xO2薄膜材料可行。

一锅法合成CexZr1-xO2固溶体催化剂用于热化学循环分解CO2制CO

采用一锅蒸发诱导自组装法(EISA)制备了一系列不同铈锆物质的量比的铈锆固溶体催化剂,用TGA研究了其热化学循环分解CO2制CO的催化性能,并采用XRD、Raman光谱、H 2-TPR、XPS、SEM和N 2吸附-脱附等手段对催化剂的物相结构、还原性能和表面化学性质进行了表征分析,用热重分析(TGA)研究了铈锆固溶体对热化学循环分解CO2制CO的催化性能。结果表明,随着Ce/Zr物质的量比增加,铈锆固溶体催化剂的CO2高温分解活性先增大后减小。Ce/Zr物质的量比为1的Ce 0.5 Zr 0.5 O2催化剂由于具有较多的晶格缺陷和氧空穴,氧迁移能力强,催化活性高,而Ce/Zr物质的量比为3的Ce 0.75 Zr 0.25 O2催化剂具有相对稳定的氧空穴数,循环稳定性好。循环反应后,所有的催化剂均出现了一定程度的烧结,且富锆固溶体发生了相分离,这可能会影响催化剂的性能。

退火参数对铁电TiN/HfxZr1-xO2/TiN薄膜器件的电学性能影响

采用磁控溅射法制备了Zr含量占比为0.134和0.156的TiN/HfxZr1-xO2/TiN结构的薄膜器件。对该器件进行了不同条件下的退火实验。研究了HfxZr1-xO2器件的电流、极化和循环特性,以及特性随退火温度和退火时间改变的变化规律,并结合微观结构表征手段,对器件特性随退火条件变化的规律做出了解释。在此基础上,总结出溅射法制备氧化铪锆薄膜的适用退火条件。实验结果表明,当退火温度低于氧化铪的居里温度时,退火后的器件仍表现出顺电性而不具有铁电性。Zr含量为0.156的HfxZr1-xO2器件在氧气中快速退火的最佳退火条件为:温度600℃、退火时间50 s。适当延长退火时间可以提高器件性能。

锂离子蓄电池正极材料——层状LiNi_xMn_(1-x)O_2

通过高温固相-离子交换法制备锂离子蓄电池正极材料——层状LiNixMn1-xO2。研究了存不同充放电电压下材料的电化学性能，并进行了XRD分析。实验结果表明：在2．5～4．3V问进行充放电，其放电容量可达160mAh／g，在F2．0～4．3V问进行充放电，其放电容量可达180mAh／g，在1．0～4．3V间进行充放电，其放电容量可达225mAh／g．且在充放电过程中，材料结构并未发现向尖晶石结构转变。

Methane Combustion and TPR/TPO Properties of Pd/Ce_xZr_ 1-xO_2/Al_2O_3 Catalysts

The effects of ceria and zirconium oxides additions to alumina-supported palladium catalysts on methane combustion behavior were investigated. The structure and TPR/TPO properties were studied by XRD, TPR, TPO techniques. The results show that the addition of Ce-Zr oxides improves the thermal stability of alumina and PdO. The Pd/Ce0.2Zr0.8/Al2O3 exhibits the highest activity and thermal stability for methane combustion.

新一代三效催化剂的关键材料─Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体研究进展

汽车尾气排放法规的日趋严格迫切要求开发高性能的三效催化剂。传统三效催化剂中的CeO2 高温下易发生烧结而降低或失去储氧能力。而加入锆所形成的CexZr1 -xO2 固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力 ,可以作为新一代三效催化剂的关键材料。

锂离子电池正极材料LiNi_xCo_(1-x)O_2的合成

通过固相合成法合成锂离子电池五极材料ＬｉＮｉｘＣｏ１－ｘＯ２（０≤ｘ≤１），研究了反应温度、时间和配比等因素对合成的影响。实验证明，随合成时间的增长，产物的衍射峰强度增大，结构更完整，电化学性能更好。在６００℃预烧一段时间的条件下，７５０℃恒温合成的产物要比６５０℃和 ８５０℃保温合成的产物层状结构更明显，首次充电容量更高。按镍钴的不同配比，均能合成出结构良好的ＬｉＮｉｘＣｏ１－ｘＯ２，而配比为ｎ（Ｌｉ）：ｎ（Ｎｉ）：ｎ（Ｃｏ）＝１．１５：０．３：０．７（摩尔比）时合成出的产物初始容量较高，达到１５６．１４６ｍＡｈ／ｇ。

含Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体三效催化剂的制备及性能研究

用共沉淀技术在室温、pH =10 0的条件下制备出了CexZr1-xO2 固溶体 ,将其用于Pd基三效催化剂的制备 ,对催化剂的性能进行了评价 ,结果表明 :和纯的CeO2 相比 ,含CexZr1-xO2 固溶体的催化剂具有较高的催化性能 ,其中Pd/Ce0 6Zr0 .4 O2 催化剂性能最佳 ,HC、CO、NO的转化率在A/F =14 6时分别为 97 33%、89 5 2 %、10 0 %;新鲜催化剂的起燃温度分别为 186、180、185℃ ,高温处理后起燃温度分别为 2 49、2 41、2 46℃。

Pd/Ce_xZr_(1-x)O_2/Al_2O_3催化剂上甲烷燃烧及TPR/TPO性能研究

考察了Ce-Zr复合氧化物的添加对Al2O3负载Pd催化剂的甲烷燃烧性能的影响,并利用XRD,TPR,TPO技术对Pd/CexZr1-xO2/Al2O3体系催化剂的物相结构及氧化还原性能进行了研究。结果表明,Ce-Zr复合氧化物的添加抑制了氧化铝载体的α相变并提高了PdO的分解温度,从而提高了催化剂的耐热稳定性。催化剂经高温1100℃焙烧老化后,由于Ce-Zr复合氧化物的存在促进了表面PdO物种的还原,从而提高了甲烷的催化燃烧活性(T20%和T90%值降低),其中Pd/Ce0.2Zr0.8O2/Al2O3催化剂具有最好的催化活性及热稳定性。

Ce_xTh_(1-x)O_2固溶体的制备和表征

采用柠檬酸法制备了CexTh1-xO2固溶体,并对固溶体的结构和还原性能进行了表征。结果表明,在焙烧过程ThO2和CeO2很容易相互形成立方相的CexTh1-xO2固溶体。随着Th含量的增加,CexTh1-xO2固溶体的晶胞参数变大。当形成固溶体时,经过高温焙烧后固溶体的晶粒明显小于单组分的CeO2和ThO2,其中Ce0.5Th0.5O2的晶粒最小,表明CexTh1-xO2固溶体的形成提高了催化剂的抗烧结。Raman光谱表明复合氧化物能促进氧缺位的形成。CexTh1-xO2固溶体的程序升温还原结果表明,样品有2个还原峰(α和β),α峰归属为表面Ce4+的还原;β峰归属为体相CeO2的还原。固溶体的形成使得还原温度降低,促进CeO2的还原。

Pd/Ce_xZr_(1-x)O_2/SiO_2催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd质量分数为0.1%～1.0%的Pd/SiO2和Pd/5%CexZr1-xO2/SiO2(x=0.0～1.0)系列催化剂,在微型固定床反应器上对催化剂的甲烷催化燃烧性能进行了评价,用XRD、H2-TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征.结果表明,Pd/SiO2和Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂都具有较好的甲烷催化燃烧活性,CexZr1-xO2可以明显提高催化剂的催化活性,并且Ce和Zr的比值对催化剂催化活性也有显著的影响.XRD和TPR显示,Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂中的CexZr1-xO2对PdO的分散性和还原性有较好的促进作用.

Ce_xPr_(1-x)O_(2-δ)复合氧化物的制备、表征及CO和CH_4氧化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了CexPr1-xO2-δ复合氧化物,用XRD和Raman光谱对复合氧化物的体相和表面结构进行了表征.结果表明,当x≥0.5时Pr离子完全进入CeO2晶格中形成单一立方相固溶体. CexPr1-xO2-δ(x>0.3)复合氧化物在465和1150cm-1附近出现具有CaF2结构的Raman特征峰,和由氧空穴引起的不对称振动产生的570和195cm-1 Raman 谱峰.固溶体的形成使还原温度降低,提高了复合氧化物的还原性能.CO氧化活性表明氧空穴的存在对CO氧化活性有一定的对应关系;而CH4氧化活性则与还原温度和强度有关.

Cu_xCe_(1-x)O_(2-x)/SBA-15/堇青石整体式催化剂及其CO催化氧化性能

以堇青石蜂窝陶瓷为载体，CuxCe1-xO2-X/SBA-15为催化活性组分，制备了一系列10％～60％Cu0.5Ce0.5O1.5/SBA-15／堇青石和50％CuxCe1-xO2-x/SBA-15／堇青石（x=0~1）整体式催化剂，采用低温氮吸附-脱附、XRD、XPS和H2-TPR对催化剂进行了表征，在微型固定床反应器中评价了催化剂的CO催化氧化活性。结果表明：整体式催化剂仍然保持SBA-15的介孔结构,催化剂中除了堇青石的物相外，还有CuO和CeO2物相，催化剂表面的Cu以Cu^2＋和Cu^＋两种状态存在，Ce以Ce^4＋状态存在,催化剂表面的氧化还原性能与Cu0.5Ce0.5O1.5的含量和Cu、Ce的比例有一定的关系，50％Cu0.5Ce0.5O1.5/SBA-15／堇青石催化剂具有最好催化活性，CO可以在140℃完全转化。

Zr_xCe_(1-x)O_2催化剂催化湿式氧化乙酸的活性研究

采用共沉淀法制备了ZrxCe1-xO2催化剂,利用BET,XRD和XPS对其进行了表征,并研究了催化剂催化湿式氧化乙酸的活性.结果表明:Zr和Ce摩尔比为1∶9的催化剂催化湿式氧化乙酸时具有最好的活性,当乙酸溶液的初始化学需氧量(COD)为5000mg/L,反应温度为230℃,压力为5MPa时,120min后,COD的去除率为76%.催化剂具有良好的活性是因为在CeO2中加入Zr能够增大催化剂的比表面积和表面缺陷氧的含量,并最终加快了HO2?自由基的产生,从而提高了催化剂的活性.

锂离子蓄电池正极材料LiNi_xCo_(1-x)O_2——合成及电化学性能

采用Ni(OH) 2 、Co(OH) 2 及LiOH·H2 O为原料合成锂离子蓄电池正极材料LiNixCo1-xO2 ( 0≤x≤ 1)。XRD测试表明 ,随n(Ni)∶n(Co)的逐渐降低 ,晶胞参数a、c、V明显减小 ,原因是LiNixCo1-xO2 晶胞中有部分Ni3 + 和Co3 + 取代部分Li+ 应占据的位置。SEM分析表明 ,产物颗粒基本均匀 ,一次粒子颗粒间的边界较明显 ,粒径分布为 1～ 10 μm ,平均粒径为 4.6 2 μm。合成材料的充放电性能较好 ,LiNi0 .3Co0 .7O2 的首次充电容量达到 15 6mAh/g。

介孔Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体的制备及表征

以硝酸铈、硝酸锆为无机源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用水热法制备了介孔CexZr1-xO2固溶体,考察了n(CTAB)/(n(Ce)+n(Zr))及铈锆物质的量比对其结构的影响。通过X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、高分辨透射电镜(HRTEM)、FT-IR分析手段对其结构进行了表征。结果表明,n(CTAB)/(n(Ce)+n(Zr))对样品结构有很大影响,在优化条件下,合成的CexZr1-xO2固溶体具有与CeO2相似的立方萤石结构;采用两步焙烧法去除模板剂后,HRTEM显示样品是由纳米粒子堆积而成,并具有孔道结构;介孔Ce0.5Zr0.5O2的比表面积为175m2/g,平均孔径和孔体积分别是5.9nm和0.257cm3/g;Ce0.75Zr0.25O2的比表面积为110m2/g,平均孔径和孔体积分别为9.4nm和0.261cm3/g。

Ni/Co比例对LiCo_xNi_(1-x)O_2电化学性能的影响

采用固相反应法合成了一系列 LiCoxNi1-xO2（0≤x≤1）材料,用 XRD和电化学实验方法研究了Co3+取代Ni3+对LiNiO2材料电化学性能的影响.结果表明,当Ni/Co比例为8:2时材料具有最好电化学性能,比容量可以达到 170～180mAh/g,并且具有好的抗过充性能.