La^(3+)/Fe^(3+)共同掺杂BaTiO_3陶瓷显微结构和介电性能研究

以钛酸四丁酯、乙酸钡和乙醇为原料,分别以Fe(N O 3)3.9H 2O和La(N O 3)3.6H 2O为Fe3+和La3+源。按照化学配比式(Ba1-3xLa2x)(Ti1-3xFe4x)O 3(x=0.0025、0.005、0.0075、0.01)的要求设计试样组成。采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+/La3+共同掺杂BaTiO 3粉体。分析讨论了工艺参数(pH、温度)对掺杂La3+/Fe3+BaTiO 3溶胶凝胶体系的影响。在1250～1300℃烧结(Ba1-3xLa2x)(Ti1-3xFe4x)O 3陶瓷,发现随着掺杂量的增加,相应的烧结温度随之上升。用TEM、SEM、X R D等手段对微观结构和组成进行了分析。组成为(Ba0.9925La0.005)(Ti0.9925Fe0.01)O 3时,在1260～1280℃烧结2h下,可以使得致密度较高;颗粒粒径在1μm左右,在0～80℃温度范围内1,kH z测试频率下可以获得介电系数为2800,电容变化率△C/C25℃为1%的BaTiO 3陶瓷。

草酸盐共沉淀法合成Mn掺杂的BaTiO_3陶瓷微球

用草酸盐共沉淀法制备了Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球,并探索了用此方法制备Mn掺杂的BaTiO3微球的最佳工艺条件。借助差热-热重、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对样品进行了表征。实验结果表明:该方法可以制备出掺Mn钛酸钡陶瓷微球,并且在适宜的掺杂量,反应温度和煅烧温度等反应条件下,可以制得平均直径1.5μm的Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球。

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。

Al/Ce和Al/Zr共掺杂Fe_2O_3催化剂用于煤焦油蒸汽催化裂解提质（英文）

蒸汽催化裂化(SCC)为煤焦油的提质提供了一种重要的方法。本研究以Al/Ce和Al/Zr共掺杂Fe_2O_3为催化剂研究了其在反应温度550℃、反应时间1 h下蒸汽催化裂化提质煤焦油的性能。催化剂表征显示掺杂的Fe_2O_3催化剂具有较小的晶粒粒径、较大的比表面积和孔体积。XPS表征表明,晶格氧是主要的活性氧物种,掺杂可以增加O^-的浓度。催化蒸汽裂化结果表明,Al/Ce和Al/Zr共掺杂可以提高Fe_2O_3催化活性。轻焦油(沸点低于360℃)在Fe AlZr1、Fe AlZr2、Fe AlCe1和Fe AlCe2上的产率分别为63. 2%、58. 1%、60. 2%和55. 1%,高于Fe_2O_3上的产率49. 7%。来自水蒸气解离和催化剂中的活性氧共同参与了煤焦油的改质。催化剂的比表面积和O-含量是决定蒸汽催化裂化性能的主要因素。

Fe^(3+)/La^(3+)共掺杂TiO_2光电极对表面活性剂的光电催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极,并将其作为工作电极,以饱和甘汞电极作参比电极,金属Ag片为对电极,0.1 mol/L Na2SO4为支持电解质,建立了三电极光电催化体系,对十二烷基苯磺酸钠配制的表面活性剂废水进行降解。实验表明,Freundlich等温吸附方程能很好地描述Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极对表面活性剂的吸附行为。实验同时考察了初始CODCr、外加偏压、电极面积、外加H2O2浓度以及涂覆层数对光电催化降解速率的影响,初步确定最佳的实验条件为:初始CODCr为20 mg/L,外加偏压为1.5 V,电极面积为44 cm2,外加H2O2浓度为55 mmol/L,涂覆层数为3层。

Fe^(3+)及S-N共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能

以硫脲、硝酸铁、钛酸四丁酯分别作S、N、Fe和Ti源,利用sol-gel法制备了一系列Fe3+和S-N掺杂的TiO2光催化纳米材料(Fe3+/TiO2、S-N/TiO2、Fe3+/S-N/TiO2).利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术进行表征,以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,评价样品的光催化性能.结果表明,Fe3+、S-N的共掺杂将TiO2的光谱响应范围拓宽到可见区,使TiO2在紫外和太阳光下的催化活性得到显著改善,MB溶液在各样品上的催化降解脱色速率常数k1分别为:0.17(TiO2)、0.22(S-N/TiO2)、0.32(Fe3+/TiO2)和0.42h-1(Fe3+/S-N/TiO2),共掺杂材料Fe3+/S-N/TiO2的高催化活性归因于掺入的Fe3+和S-N协同作用的结果.

Fe^(3＋)/La^(3＋)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.

微波水热法合成Mn掺杂BaTiO_3纳米粉体

以Ti(OC4H9)4、Ba(NO3)2和C4H6MnO4.4H2O为原料,采用微波水热法合成了Mn掺杂的BaTiO3纳米粉体。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。并研究了影响Mn掺杂BaTiO3晶体生长和形貌的主要影响因素。实验结果表明:掺杂量为1.0%,反应时间为30min,烘箱干燥温度为82℃,能制备出单一的粒径均匀的掺Mn的BaTiO3纳米粉体,且粉体的粒径尺寸约为100nm。

Mg-F共掺杂对Li_(1.1)(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成正极材料层状Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-x)Mgx]O2-yFy(0≤x≤0.04,0≤y≤0.04)。通过原子吸收光谱(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等手段研究了掺杂元素对材料结构和电化学性能的影响。结果表明,镁氟掺杂后的样品具有单相的典型六方晶系结构,合成材料颗粒分布比较均匀。在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0￣4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04具有较高的放电比容量和容量保持率。其首次放电比容量和库仑效率分别为158 mAh/g和91.3%,20个循环后容量保持率达92.1%。Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04是一种有前景的锂离子电池新型正极材料。

Mn掺杂对BaTiO_3体系介电性能的影响

采用氧化物混合方法制备以BaTiO3为基础的X7R陶瓷材料。研究了添加剂Mn的添加量对体系介电性能的影响,并对微观结构进行分析。Mn的加入起到了助熔剂的作用,提高陶瓷的介电常数。Mn离子在2+和3+之间变价,可以减少缺陷的数量,因而减小tanδ,满足EIAX7R标准的要求。实验表明,添加0.046wt%MnCO3的BaTiO3体系,具有最优的介电性能。其主要工艺条件和性能参数为:烧结温度1240℃保温6h,在1kHz下ε≈5800,tanδ≤1.5%,介电常数温度变化率-15%<%ε/ε<15%,绝缘电阻率:ρv≥1×1012'.cm。

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。

Mn掺杂BaTiO_3多铁性的第一性原理研究

本文基于第一性原理方法,对过渡金属元素Mn掺杂四方相BaTiO3体系进行了系统的研究。通过对掺杂前后的电子结构改变及所引起的磁学性能的分析发现,过渡金属元素Mn的掺入可以使BaTiO3产生较大的铁磁性,这一磁性主要源于Mn离子局域磁矩的贡献,且随着Mn掺杂量的增加,材料体系的磁性增强;同时发现掺杂体系在001方向存在畸变,仍然保持BaTiO3原有的自发极化,即掺杂后体系仍具备铁电性。研究结果表明,进一步优化的Mn掺杂BaTiO3有望成为一种性能优越的新型多铁性材料。

Fe^(3+)、N共掺杂TiO_2光催化剂研究进展

TiO2是一种比较理想的光催化剂,但是较宽的禁带使其应用受到一定的限制,通过改性可以提高TiO2的光催化性能。Fe3+、N共掺杂是TiO2改性的方法之一。本文综述了国内外Fe3+、N共掺杂TiO2光催化剂的研究进展,分析了Fe3+、N共掺杂TiO2制备方法和掺杂机理。

B/Fe_2O_3共掺杂纳米TiO_2可见光下催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用XRD、荧光光谱(FS)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行了表征。XRD显示催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,FS显示了颗粒的光谱特征,DRS显示掺杂B能极大提高催化剂可见光响应。以2,4-二氯苯酚(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。结果表明,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。

Fe^(3+)和La^(3+)共掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

通过溶胶凝胶法制备掺杂铁和镧的纳米TiO2,并以活性红15为目标降解物,研究了其光催化性能.采用热失重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、电镜、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等测试手段对TiO2的结构、晶型、光吸收范围等进行了表征.结果表明:共掺杂的纳米TiO2在500℃煅烧3 h呈现锐钛矿型,晶粒尺寸约15 nm;掺杂铁和镧的纳米TiO2吸收带会发生红移,拓展了其对光谱响应范围.通过光催化降解模拟试验,发现掺杂铁和镧的纳米TiO2粉末对活性红15溶液的降解率最高达到98.9%,具有较高的光催化活性.

Mn含量对Ba(Ti_(0.7-x)Mn_xFe_(0.3))O_3陶瓷的磁性能及交换机制的影响

通过固相反应法制备Ba(Ti0.7-xMnxFe0.3)O3(0.05≤x≤0.2)陶瓷,并利用X射线衍射、穆斯堡尔谱和振动样品磁强计研究其微结构、磁性能及交换机制随Mn含量的变化规律。结果表明:所有样品都具有6H-BaTiO3型六方钙钛矿单相结构。在Mn含量较低时,分布在四面体Ti位和八面体Ti位上的Fe3+间的超交换相互作用使样品表现出顺磁性;随着Mn含量的增加,除了Mn7+外还出现了Mn4+,Mn4+-O2--Fe3+铁磁超交换机制使样品逐渐转变为室温铁磁性。与相同Fe含量及制备条件下的Ba(Ti0.7Fe0.3)O3相比,Mn的共掺杂可使饱和磁化强度提高近19倍。

Fe^(3+)、Eu^(3+)共掺纳米TiO_2光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯

采用溶胶-凝胶-微波法制备Fe3+、Eu3+共掺杂纳米TiO2(Fe/Eu-TiO2),并通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)等手段对其进行表征。结果表明:在500℃氮气保护下退火制得的Fe/Eu-TiO2为锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为20—50 nm;对可见光的响应范围为370—770 nm。光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯(多菌灵)的实验表明,Fe3+、Eu3+共掺杂对TiO2光催化表现出协同增效作用,在可见光下能产生更多的羟基自由基,对多菌灵降解速率常数kapp为0.046 66 min-1,大于分别单掺Fe3+和Eu3+的TiO2纳米粒子。

铌、钴掺杂BaTiO3及表面改性对BaTiO3/PVDF复合材料介电性能的影响

采用铌、钴氧化物共掺杂钛酸钡(BaTiO3,BT)制备铌钴钛酸钡(BTNC)粉体,采用硅烷偶联剂KH550对BTNC进行表面改性,制得改性铌钴钛酸钡(R-BTNC)粉体,再采用溶液共混法与聚偏氟乙烯(PVDF)制得BTNC/PVDF复合材料,并对复合材料进行了表征。研究结果表明,KH550能有效地改善填料在基体中的分散性和相容性,BTNC的加入使得PVDF中具有极化效应的β相增加,在102 Hz,R-BTNC用量为50%(体积分数)条件下,制得的R-BTNC/PVDF复合材料的介电常数为79.4,介电损耗为0.0520。

Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(1-2x)Mg_xAl_xO_2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900!于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05)。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响。结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加。合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5mm。在充放电倍率为0.1C和电压范围为3.0"4.3V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率。当x#0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%。因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的。

Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))_(1-2x)Ti_xNb_xO_2的合成及电化学性能

采用共沉淀-高温固相烧结法在900oC空气中煅烧,合成了层状复合掺杂型正极材料Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）1-2xTixNbxO2（x=0,0.002,0.005,0.01,0.02）.通过扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）和电化学测试等观察与研究掺杂元素对Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2的形貌结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Ti、Nb掺入Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2,降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.与未掺杂材料相比,Ti-Nb复合掺杂的样品具有更好的电性能和高温性能.当x=0.005时,材料的综合性能最好,方型铝壳电池3.0~4.2 V电位区间首次1C放电比容165.9 mAh.g-1,常温循环100周期容量保持率96.5%,55oC循环300周期容量保持率为92.6%,80oC/6 h高温存储后冷却2 h电池厚度膨胀率9.8%.