Pt掺杂ZnFe2O4纳米颗粒的制备及气敏性能研究

本文通过液相法合成了Pt掺杂ZnFe2O4纳米颗粒,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对材料结构、形貌等进行表征,并将其制成厚膜型气敏元件,探讨烧结温度、掺杂量及工作温度对其气敏性能的影响。结果表明:Pt掺杂未改变ZnFe2O4的尖晶石结构;600℃烧结,2%Pt掺杂ZnFe2O4气敏元件在150℃的工作温度下对1×10^-4(V/V0)的H2S气体灵敏度达144.11;在此工作温度下对1×10^-6(V/V0)~1×10^-3(V/V0)H2S气体均有较好的响应-恢复特性。

ZnO掺杂MgHPO_(4)·0.78H_(2)O涂层用于日间辐射冷却研究

物体以热辐射的方式通过大气窗口(8-13μm)与外太空(~3 K)进行能量交换,这为日间辐射提供了可能性。以无水氯化镁作为镁源,焦磷酸钠作为磷源,氧化锌作为锌源,采用两步水热合成法合成ZnO掺杂的MgHPO_(4)·0.78H_(2)O粉体,再以聚乙烯醇(PVA)作为成膜剂制备出ZnO掺杂的MgHPO_(4)·0.78H_(2)O的辐射制冷涂层,研究涂层的日间辐射冷却性能。结果表明,Mg:P:ZnO摩尔比为1∶1∶0.5的粉体对太阳光谱平均反射率高达93%,大气窗口(8~13μm)平均发射率为91%,较未掺杂ZnO的MgHPO_(4)·0.78H_(2)O粉体太阳光谱(0.3~2.5μm)反射率提高了3%,近红外(0.76~2.5μm)反射率提高了7%。0.5-ZnO涂层在高湿地区可实现低于环境空气温度3℃的日间辐射冷却,这为辐射制冷涂层在高湿地区的应用提供了一定的参考。

V掺杂纳米ZnFe_2O_4的制备及气敏性研究

采用柠檬酸盐热解法制备V掺杂纳米ZnFe2O4,研究了V掺杂对ZnFe2O4的物相结构、厚膜电阻特性和对苯及其衍生物蒸汽气敏特性的影响。结果发现:V掺杂ZnFe2O4的物相单一;施主掺杂剂V大大降低了厚膜元件的电阻,并随掺杂量的增加,电阻逐渐下降;V掺杂还显著提高其对苯及其衍生物的高温敏感性。

氧化铟掺杂对 ZnFe_2O_4 半导体气敏性能的影响

用化学共沉淀法在ＺｎＦｅ２Ｏ４中掺入Ｉｎ２Ｏ３．Ｘ射线衍射分析证实，Ｉｎ２Ｏ３与ＺｎＦｅ２Ｏ３之间没有新相生成，晶格常数有微小变化．掺入Ｉｎ２Ｏ３降低了ＺｎＦｅ２Ｏ４的电导，改变了该系列材料的导电机制，提高了材料对乙醇的敏感性和选择性。

玻璃表面上掺杂ZnFe_2O_4的TiO_2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法在玻璃表面制备了掺杂ZnFe2O4的TiO2薄膜,通过改变ZnFe204的掺杂量和薄膜的热处理温度,研究了ZnFe2O4对Ti02薄膜光催化性能的影响。利用紫外光谱、SEM、XRD等测试手段指出了在TiO2薄膜中掺杂ZnFe2O4后,能较大幅度地提高TiO2薄膜的光催化活性。

Se掺杂WO_(3)·0.5H_(2)O/g-C_(3)N_(4)光电催化剂的析氢反应性能

以二氰二胺、硒粉和钨酸钠为前驱体,采用一锅法成功制备出Se掺杂WO_(3)·0.5H_(2)O/g-C_(3)N_(4)(Se/WCN)催化剂。并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的物相结构、形貌及化学组成进行表征。与原始的WO_(3)和g-C_(3)N_(4)相比,Se/WCN催化剂的起始电位降到了-0.75 V(vs RHE),电流密度高达70 mA·cm^(-2),表现出更高的电催化活性。而光照后,Se/WCN的催化性能进一步提升,起始电位从-0.75 V(vs RHE)降至-0.65 V(vs RHE),电荷转移电阻由371.4Ω减小到310.0Ω。

尖晶石结构Ni掺杂ZnFe2O4纳米颗粒的性能表征

利用水热法成功合成了纯ZnFe2O4和不同含量Ni掺杂Zn1-xNixFe2O4纳米颗粒。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析(XEDS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等测试技术研究掺杂浓度对Zn1-xNixFe2O4(x=0,0.1,0.3,0.5)样品的晶体结构、形貌、光学性能和磁学性能的影响。结果表明:所制备的Zn1-xNixFe2O4纳米颗粒结晶良好,Ni2+以替代Zn2+的形式掺杂到ZnFe2O4晶格中,生成立方尖晶石结构ZnFe2O4。随着Ni含量的增加,晶粒尺寸增大,晶格常数发生收缩。样品的形貌呈不规则的椭球形,且颗粒大小比较均匀。红外光谱的吸收峰位置并没有随Ni掺杂浓度的增加而变化。Zn1-xNixFe2O4纳米晶的光学带隙随Ni掺杂浓度增加而增大,与相应块体相比发生蓝移。在室温下,纯ZnFe2O4纳米晶呈现超顺磁性,掺杂样品具有明显的铁磁性。

相对较高Cl掺杂对Li4Ti5O12负极材料的电化学性能的影响

本研究通过固相法合成了少量Cl掺杂样品(Cl-LTO-1:80,1:80为LiCl与LTO质量比)和相对较高Cl掺杂样品(Cl-LTO-1:16)。X射线衍射(XRD)表明,掺杂Cl不会改变立方尖晶石钛酸锂的结构,并检测到Li2O的存在。使用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、倍率测试和充放电循环性能测试来表征其电化学性能。结果表明,所有掺杂样品的放电容量都有所提高。在所有样品中,Cl-LTO-1:16样品的放电容量在不同倍率下(0.2 C, 0.5 C, 1 C, 2 C)最高。在0.2 C倍率下,Cl-LTO-1:16样品的放电容量比原始Li4Ti5O12样品高出64%。高掺杂样品的显著改善可归因于Cl-LTO-1:16样品中铜箔和LTO电极材料之间的Li2O/CuO中间层,该中间层由铜箔表面自组装的少量CuO和固相法制备过程中产生的Li2O组成。

Cu掺杂对Pt/Ba/CuxMg1-xAl2O4催化剂高温稀燃NOx消除性能的影响

制备了一系列不同Cu掺杂量的Pt/Ba/CuxMg1-xAl2O4(x=0,0.1,0.3)催化剂,将其应用于高温NOx储存还原(NSR)反应,并探究了Cu掺杂量对催化剂NOx消除性能的影响.结果表明,储存组分Ba CO3在NSR过程中存在再分散现象.高温时催化剂的NOx消除性能取决于其NOx储存量,而不是NO氧化和NOx还原性能.高温时催化剂的NOx储存量与其上硝酸盐的热稳定性密切相关,Pt/Ba/Mg Al2O4上NOx主要以离子态硝酸盐形式存在,而掺杂Cu后催化剂上的NOx又增加了单齿硝酸盐的存在形式,单齿硝酸盐具有更高的热稳定性,因此掺Cu催化剂具有更大的NOx储存量.在450~500℃范围内,Cu的掺杂显著提高了Pt/Ba/Mg Al2O4的NOx消除性能;Pt/Ba/Cu0.1Mg0.9Al2O4催化剂的性能最佳,450℃时的NOx消除效率高达90%.

V_2O_5掺杂ZnFe_2O_4复合薄膜的制备及气敏性研究

采用溶胶-凝胶法制备V2O5掺杂ZnFe2O4溶胶作为敏感试剂,通过浸渍-提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面上制备V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜,研制出V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,对二甲苯、苯乙烯等挥发性有机气体进行检测。结果表明,该敏感元件对二甲苯气体具有较高的灵敏度、较好的重复性和选择性响应,能够检测到的最低气体浓度为1×10-6。该传感器具有灵敏度高、响应快、在室温下容易制备、结构简单等特点。

硫掺杂ZnFe_(2)O_(4)/蒙脱石复合材料的铀酰吸附研究

为获得铀酰(UO2^(2+))吸附性能高的吸附剂,以蒙脱石(Montmorillonite,MMT)和铁酸盐(ZnFe_(2)O_(4))为原材料与L-半胱氨酸通过水热反应制备了硫掺杂ZnFe_(2)O_(4)(S-ZnFe_(2)O_(4))和ZnFe_(2)O_(4)/MMT(S-ZnFe_(2)O_(4)/MMT),采用XRD、FTIR和SEM对S-ZnFe_(2)O_(4)和S-ZnFe_(2)O_(4)/MMT进行了结构表征,研究了pH、接触时间和UO2^(2+)初始质量浓度对UO2^(2+)吸附效果的影响,结果表明:S-ZnFe_(2)O_(4)呈高分散的纳米颗粒状,并且均匀分布于蒙脱石片层结构表面;S-ZnFe_(2)O_(4)与蒙脱石复合后能明显提高其UO2^(2+)吸附性能,最佳吸附pH为6.0;S-ZnFe_(2)O_(4)和S-ZnFe_(2)O_(4)/MMT复合材料对UO2^(2+)的最大吸附量分别为51.44 mg/g和68.45 mg/g;吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二阶动力学模型,说明吸附过程属于表面单分子层化学吸附。

TiO_2与ZnFe_2O_4薄膜禁带宽度测定及对光催化效率的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了TiO_2薄膜、ZnFe_2O_4薄膜和掺杂ZnFe_2O_4的TiO_2薄膜。利用紫外吸收光谱测定了薄膜的激发波长,计算得到了禁带宽度,并通过光催化分解实验进行了验证。

稀土掺杂对锂离子电池正极材料LiMn_2O_4结构及电性能的影响

利用微波加热技术合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn2-xRExO4(RE=Y,Nd,Gd,Ce),通过XRD、循环伏安及恒电流充放电测试研究了稀土掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。XRD测试结果表明,合适的掺杂量可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用,稀土离子的引入可以部分取代原有的三价锰离子,由于稀土离子的离子半径较三价锰离子大,因此稀土掺杂锰酸锂材料的晶胞参数比未掺杂材料大,在一定程度上扩充了锂离子迁移的三维通道,更有利于锂离子的嵌入与脱嵌;循环伏安及恒电流充放电测试结果表明稀土掺杂有效提高了LiMn2O4材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。

CaO掺杂对10NiO-NiFe_2O_4复合陶瓷烧结致密化的影响

采用冷压-烧结技术制备了CaO掺杂的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷，研究了CaO掺杂量及烧结温度对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成、显微结构及致密度的影响。结果表明：当CaO掺杂量为0～4％（质量分数）时，烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种，CaO与10NiO-NiFe2O4陶瓷组分反应并形成低熔点相，且Ca^2＋离子固溶到基体组分中，促进致密化烧结，降低了烧结温度；当CaO掺杂量为4％时，过剩的CaO存在于陶瓷颗粒间，抑制了致密化过程的进行；于1200℃烧结时，2％CaO掺杂样品的相对密度最大，达到98．75％，比未掺杂样品的相对密度提高近24％；当烧结温度从1200当升高到1400℃时，CaO掺杂量为0、0．5％和1．0％的样品相对密度提高20％以上，但当CaO掺杂量为2％和4％时，陶瓷样品相对密度反而下降，且晶粒明显长大。

纳米ZnFe_2O_4的制备及研究

以Fe2(SO4)3、ZnSO4·7H2O为主要原料通过水热合成法制得了纳米ZnFe2O4超细粉末,利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)和VBH-55样品磁强计(VSM)等手段对样品进行了表征,结果表明:水热法制备的纳米ZnFe2O4颗粒,大小均匀(7～10nm),无团聚;磁性能测试表明该纳米ZnFe2O4具有亚铁磁性,并对其机理进行了探讨。

F掺杂影响LiMn_2O_4性能的机理研究

F掺杂可以提高锂离子电池正极材料LiMn2O4的初始容量,但使材料的循环性能变差。其原因是F的掺入降低了Mn的平均价态,Mn3+的量增加,提高了材料的初始容量,但Mn3+量的增加也加剧了Mn的溶解和Jahn Teller畸变,使材料的循环性能变差。F掺杂虽然降低了材料的循环性能,但提高了材料的初始容量,为改善阳离子掺杂方法的不足提供了一条可能的解决途径。

醇-水溶液共沉淀法制备纳米尖晶石型ZnFe_xCr_(2-x)O_4

在醇 -水体系中采用沉淀法制成复合氢氧化物 ,再经高温煅烧制成纳米尖晶石型Zn FexCr(2 -x) O4粉体材料 ,并用XRD ,TEM和IR等方法对纳米晶进行表征。通过与传统的水溶液共沉淀法相比较 ,表明该方法得到的样品粉体粒径尺寸小。

掺杂稀土CaAl_2O_4基发光材料的制备及其发光机制

用固相烧结法制备了亮度高、余辉时间长的 Ca Al2 O4:Eu,RE(RE为 Nd,Dy)发光粉体材料 ,并对其发光性能进行了研究。发光粉体的发射光谱表明 ,其主发射峰均位于 44 0 nm左右。余辉衰减曲线证明其余辉衰减过程存在快速衰减和慢衰减两个过程。对于长余辉发光机制 ,认为 Nd,Dy的加入起到了陷阱能级作用 ,从而延长了发光时间 ,增强发光亮度。并且在此基质材料中 ,Nd的陷阱深度比 Dy的更合适 ,因而 Ca Al2 O4:Eu,Nd的发光性能要优于 Ca Al2 O4:Eu。

喷射共沉淀法制备纳米ZnFe_2O_4及其结构表征

对化学共沉淀法加以改进称为喷射共沉淀法。采用喷射共沉淀法制备了ZnFe2O4纳米粉末材料。采用XRD、SEM和TEM进行结构分析结果表明喷射共沉淀法制备的ZnFe2O4纳米粉末颗粒细小均匀形状完整。由于纳米尺寸效应的存在纳米ZnFe2O4粉末材料具有铁磁性。从流体力学角度分析了喷射共沉淀法中物质的输运和反应过程并解释了试验结果。认为喷射共沉淀法是一种较好的制备氧化物纳米粉末材料的方法。

F^-掺杂LiMn_2O_4的合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成掺杂F-的LiMn2O4。通过XRD、SEM对掺杂F-的LiMn2O4材料的组成、结构、微观形貌等进行分析与表征,测试不同F-掺杂量的LiMn2O4在常温(20℃)、高温(55℃)下的电化学性能。结果表明:所合成的材料具有良好的尖晶石立方结构,无杂相;F-的掺杂提高了材料的比容量,增强了材料的稳定性,改善了其在高温下的循环性能。当F-的掺入量x由0增加到0.1时,材料的比容量由119.7 mA.h/g增加到124.9 mA.h/g,高温下充放电30个循环后容量保持率由79.4%增加到84.4%。