SiO_(2)增强氧化铝气凝胶复合建筑保温材料的制备及性能研究

气凝胶材料凭借孔隙率高、抗压能力强和热导率低等优势,在建筑保温材料市场中具有广阔的应用前景。选择正硅酸乙酯和仲丁醇铝为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同SiO_(2)掺杂量的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶复合保温材料。研究了SiO_(2)掺杂量对复合气凝胶晶体结构、微观形貌、力学性能和导热性能的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶主要由多晶态的勃姆石组成,SiO_(2)的掺杂抑制了γ-Al_(2)O_(3)相的生成,阻碍了羟基缩水反应的发生,且AlO-H基团中的H被Si取代,形成了更为稳定的Al-O-Si键。Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶呈现出开放的多孔结构,SiO_(2)的掺杂改善了气凝胶的孔道走向,使孔径尺寸减小且均匀分布。随着SiO_(2)掺杂量的增加,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶的抗压强度和比表面积先增大后轻微降低,导热系数先降低后升高,当SiO_(2)的掺杂量为9%(摩尔分数)时,气凝胶的抗压强度最大为40.92 MPa,相比未掺杂SiO_(2)的气凝胶增大了58.97%,比表面积最大为257.33 m^(2)/g,导热系数最低为0.022 W/(m·K),保温性能最佳。综合可知,SiO_(2)的最佳掺杂量为9%(摩尔分数)。

3wt.%SiO_(2)掺杂ZrO_(2)粉体的制备及其热行为研究

采用液相合成方法制备3 wt.%SiO_(2)掺杂ZrO_(2)粉体,探讨复合氧化物的形成机制及其在(300~1400)℃温度范围内的热行为。研究发现,在液相反应阶段,硅物种参与了锆源的水解-缩聚过程,通过形成Si-O-Zr键合实现了两组元间的复合。当热处理温度不高于750℃时,SiO_(2)引入稳定了ZrO_(2)的四方相,也提高了粉体颗粒尺寸的热稳定性。当热处理温度达到1000℃及以上时,Si-O-Zr键断裂,四方相不能以亚稳态存在。这使得在1250℃与1400℃烧结过程中,源自750℃焙烧粉体且具有纯四方相的生坯经历四方→单斜→四方→单斜的晶型转变;伴随相变过程,坯体发生膨胀、收缩、再膨胀,因而产生大量裂纹并遭到破坏,且晶粒在无约束状态下异常长大至微米量级。此外,Si-O-Zr键断裂形成游离态SiO_(2).经1250℃与1400℃烧结后,SiO_(2)以玻璃相分布于晶界处并与ZrO_(2)发生反应生成新相ZrSiO_(4).

SiO_(2)掺杂对ZnO-Bi_(2)O_(3)基压敏陶瓷微观结构及电性能的影响

采用传统固相法成功制备了不同SiO_(2)掺杂量的ZnO-Bi_(2)O_(3)基压敏陶瓷。研究了SiO_(2)添加剂对ZnO-Bi_(2)O_(3)基压敏陶瓷物相组成、微观形貌和电性能的影响规律及作用机理。XRD结果表明,ZnO-Bi_(2)O_(3)基压敏陶瓷由ZnO主晶相和尖晶石相、富Bi相和含Si相等第二相组成。当SiO_(2)含量增加时,ZnO晶粒尺寸逐渐减小,压敏电压梯度E_(1m A)逐渐增大,这是由于二次相的钉扎效应所致。此外,随着SiO_(2)含量的增加,非线性系数α先增大后减小,而泄漏电流I_(L)先减小后增大,这是由于微观结构变化影响了晶界势垒高度。当SiO_(2)掺杂量为1.5 mol%时,ZnO压敏陶瓷的电性能最佳,E_(1mA)=504 V/mm,α=55,I_(L)=1.78μA。

掺杂预合成添加剂对氧化锌压敏电阻性能影响

为了提高氧化锌(ZnO)压敏电阻的电学性能,采用常规烧结并在ZnO压敏电阻中掺杂预先合成的BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4),研究不同掺杂比例对ZnO压敏电阻的微观结构、电学性能、通流能力的影响.结果表明:ZnO压敏电阻在掺杂BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4)后,能够有效抑制ZnO晶粒变大,晶体结构变得致密均匀,致密性有所提高,有效提高压敏特性和通流能力.BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4)掺杂比例为3∶1的样品综合性能比较优异,样品的致密度为5.58 g·cm^(-3),压敏电位梯度达到425 V·mm^(-1),非线性系数为70,漏电流为1.2×10^(-7)A·cm^(-2),能量耐受能力达到334.21 J·cm^(-3),残压比为2.5.

SiO_(2)对MnCe/Ti催化剂脱硝抗硫性能调控机理研究

燃煤电厂深度调峰对脱硝催化剂的宽温区脱硝抗硫性能提出更高要求,而现有的V-W/Ti系催化剂普遍存在低温脱硝抗硫性能差等问题。本文以Mn Ce/Ti催化剂为研究对象,探究了SiO_(2)对Mn Ce/Ti催化剂宽温区脱硝抗硫性能的调控机理。研究表明,SiO_(2)提高了Mn Ce/Ti催化剂的高温脱硝活性,在250~350℃温区内,脱硝效率可稳定控制在90%以上。SiO_(2)通过促进低温NH_4~+的生成、提高吸附态NO的反应活性、抑制SO_(2)在催化剂表面的吸附与块状硫酸盐的生成,来增强催化剂的脱硝性能与抗硫性能。