MgX_(2)O_(4)(X=Cr、Fe、Mn)型尖晶石B位点阳离子对乙烷化学链氧化脱氢生成乙烯的影响

化学链循环氧化脱氢技术(CL-ODH)是一个多功能的平台,它可以利用载氧体中晶格氧的选择性氧化这一特性,实现乙烷向乙烯的高值化转化。本研究探讨了MgX_(2)O_(4)(X=Cr、Fe或Mn)型尖晶石载氧体中B位元素对乙烷CL-ODH性能的影响。采用固定床和H_(2)-TPR、O_(2)-TPD、TG、原位拉曼、SEM、TEM等方法对MgX_(2)O_(4)尖晶石进行了性能测试和表征。结果表明,MgCr_(2)O_(4)仅释放微量表面吸附氧,更倾向于催化乙烷转化为焦炭和氢气。MgFe_(2)O_(4)通过提供更多的表面晶格氧,促进乙烷深度氧化成CO_(2)。MgMn_(2)O_(4)载氧体在乙烷CL-ODH反应中能够释放出大量的体相晶格氧,它可以选择性燃烧氢气以推进反应正向进行,增加乙烯的选择性,实现了73.72%的乙烷转化率和81.46%的乙烯选择性。此外,MgMn_(2)O_(4)催化剂在乙烷CL-ODH反应中进行了30次的氧化还原循环实验,表现出稳定的反应性能,在整个循环测试中乙烯收率大约为62.00%。MgX_(2)O_(4)尖晶石氧化物中B位元素影响了其晶格氧的供应能力,从而影响了其在乙烷CL-ODH反应中的性能。

表面改性对锰酸锂电池电化学性能的影响

尖晶石型LiMn_(2)O_(4)在循环过程中存在容量衰减较快和放电容量较低的问题,这主要是由Jahn-Teller效应、Mn溶解等原因引起的。研究通过对尖晶石型LiMn_(2)O_(4)进行碳包覆,来提高其结构稳定性和电化学性能。电化学测试结果表明:碳包覆后的LiMn_(2)O_(4)首圈放电比容量显著提高,且在1 C电流倍率下经过100次充放电循环后容量保持率也有所提升。SEM图像分析显示:碳包覆后的样品表面形成了均匀致密的包覆层,有助于提高材料的结构稳定性。结论指出,碳包覆技术可以减小锂离子脱嵌的阻力,抑制Mn的溶解,从而提高LiMn_(2)O_(4)的结构稳定性和电化学性能,对锂离子电池的改性处理具有重要的应用前景。

八面体形貌及La、Ti共掺杂对锰酸锂的改性研究

以高纯四氧化三锰、碳酸锂等为原料,经过高速球磨混合后,采用高温固相法制备LiLa_(0.01)Ti_(0.01)Mn1.98O_(4)正极材料,基于四氧化三锰的八面体形貌及La、Ti共掺杂对锰酸锂的性能进行优化。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对材料的物相和形貌进行分析,通过X射线光电子能谱仪对Mn的化合价进行分析,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电等测试分析材料的电化学性能。结果表明:在1C条件下LiLa_(0.01)Ti_(0.01)Mn1.98O_(4)正极材料首次放电比容量为114.06 mAh/g,循环100次后容量保持率为97.79%,基于八面体形貌,并结合La、Ti共掺杂对锰酸锂协同改性后材料循环性能得到有效改善。

稀土处理对含铝中锰钢中夹杂物的调控机理

铝脱氧中锰钢精炼过程中易形成尖晶石类夹杂物,这类硬质夹杂物会恶化中锰钢的疲劳性能,易导致钢材功能失效引发事故。采用稀土Ce处理对中锰钢中尖晶石类硬质夹杂物进行改质处理。为了阐明夹杂物的改质机理,开展了高温模拟实验。实验结果表明,Ce处理后,尖晶石夹杂物转变为稀土夹杂物,且随着TO含量的降低,稀土夹杂物类型为CeAlO_(3)→CeAlO_(3)+Ce_(2)O_(2)S→Ce_(2)O_(2)S。铈对尖晶石夹杂物的变质机理为:铈添加到钢中后,尖晶石夹杂物中镁和铝不断被铈替代(含锰尖晶石夹杂物中锰优先被置换),尖晶石结构遭到破坏,从而形成CeAlO_(3)。当钢中氧含量低,相对硫含量较高时,钢中硫将参与置换反应,置换出夹杂物中的氧,因此尖晶石夹杂物和CeAlO_(3)夹杂物最终转变为Ce_(2)O_(2)S。最后通过热力学模型计算得出,将钢中尖晶石夹杂物完全改质为稀土夹杂物的最低铈含量与钢中氧含量呈线性关系,当钢中铈质量分数为氧质量分数的3倍时,即可控制钢中夹杂物为CeAlO_(3)。

纳米级尖晶石型铁氧体制备进展

尖晶石型铁氧体具有优异的磁性能在工程技术、催化领域都有广泛的应用,特别在吸波材料中可以作为一种重要的吸波剂,具有价格低廉、吸波性能好的特点。综述了近年来在尖晶石型铁氧体的合成与制备领域的一些最新进展,包括高能机械研磨法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、金属有机物热分解法与先驱体热分解法、溶液蒸发分解法、自蔓延高温合成法、冲击波合成法等,并对各种合成方法进行简要的评价。

制备条件对尖晶石型LiMn_2O_4的相行为及结构的影响

将 Li NO3和 Mn3O4 按不同物质的量比 [x=n(Li)∶n(Mn) =0 .5 0 ,0 .5 2 ,0 .5 4,0 .5 8,0 .62 ,0 .70 ]混合 ,在空气气氛下 ,于 70 0℃烧结得样品 .实验发现 ,在 0 .5 2≤ x≤ 0 .70的范围内 ,样品均呈现出单相的尖晶石型 Li Mn2 O4 结构 ,晶胞参数随着 x的增加而减小 .将 x=0 .5 0的 Li NO3和 Mn3O4 混合物在不同温度(3 0 0 ,40 0 ,5 0 0 ,60 0和 70 0℃ )下进行烧结处理 .结果表明 ,于 3 0 0℃合成得到的样品为尖晶石型 Li Mn2 O4 ,随着烧结温度的升高 ,晶胞参数增大 ;当温度大于 60 0℃时出现杂相 ,可以通过加入过量的 Li(即 x≥ 0 .5 2 )来加以抑制 .实验结果表明 ,通过控制烧结温度和 Li加入量可以得到理想的尖晶石型 Li Mn2 O4 单相材料 .

Mn_(1-x)(Li,Ti)_xCo_2O_4尖晶石型复合氧化物的制备、表征与催化性能

用柠檬酸配位燃烧法合成了Mn1-x(Li,Ti)xCo2O4系列尖晶石型复合氧化物催化剂,使用FTIR和XRD方法对催化剂结构进行表征,通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这些催化剂在模拟柴油机尾气条件下进行同时消除NOx和柴油碳黑反应的活性评价。结果表明,掺杂Li或Ti后的Mn1-x(Li,Ti)xCo2O4系列催化剂仍然保持了完整的尖晶石型复合氧化物结构,这些催化剂对同时消除柴油机尾气中的碳黑颗粒和NOx具有良好的催化性能,其中Li或Ti的掺杂量为x=0.05较佳,结合碳黑燃烧与NOx还原总的催化效果,Mn0.95Li0.05Co2O4具有最好的催化活性。

软磁锰锌铁氧体纳米晶的制备及测试分析

本文论述了用一种改进的方法—共沉淀沸腾回流法制备软磁锰锌铁氧体纳米晶。在生成反应前驱体时,通过变换溶液的pH值,得到粒径不同的五个样品,并用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和粉末样品磁强共振计(VSM)对其显微结构和磁性能进行分析。结果表明该方法成本低、无污染、反应过程易控,且制得的样品磁性能较好,可重复性高。

陶瓷钴蓝色料的结构、性能及发展

介绍了陶瓷钴蓝色料的尖晶石型结构与性能,分析了其呈色机理,综合评述了不同制备方法及其优缺点和最新研究进展,强调了钴对人体健康及环境的毒害性,并探讨了釉上钴蓝色料耐酸性差的原因,从低碳绿色环保的角度展望了陶瓷钴蓝色料的发展趋势。

尖晶石型四氧化三锰中Mn^(2+)、Mn^(3+)、Mn^(4+)的测定方法和离子分布的研究

采用选择性溶解法和计算法结合的方法 ,测定了四氧化三锰中 Mn2 +、Mn3+、Mn4 +的含量 ,求出了四氧化三锰中的锰氧摩尔比和三种不同价态的锰离子在尖晶石中的离子分布式 ,进而确定其结构。分析结果与

尖晶石型锂离子筛的直接水热合成及其锂吸附性能

采用水热合成法,以硝酸锰、氢氧化锂和过氧化氢为原料直接合成出前驱体——尖晶石型锰酸锂,再经酸浸脱锂后得到对锂离子具有选择吸附性能的离子筛。通过XRD和TEM对产物的晶相结构进行了表征,测定了离子筛材料对纯锂溶液和海水中锂的吸附容量,以及对海水中主要金属离子的选择性。结果表明,当n（锂）∶n（锰）=2.5,过氧化氢浓度为0.3 mol/L,在120℃下反应12 h时,产物几乎为纯的立方相锰酸锂晶体;前驱体晶体呈一维纳米线形态,直径为20 nm左右,长度在300~500 nm;离子筛对纯锂溶液中锂的最大吸附量达到40.23 mg/g,对海水中锂的吸附量为10.46 mg/g;离子筛对金属离子的选择吸附性顺序为：Li＋≥Ca2＋〉Mg2＋〉Na＋〉K＋,锂的分配系数（Kd,Li）达到12 836.71 mL/g,表现出对锂很高的选择吸附性。

LiAlTiO_4的合成及对Li^+的离子交换选择性

用共沉淀/热结晶方法合成出尖晶石型无机离子交换剂LiAlTiO4,对其进行了酸改型,测定了其对碱金属离子的饱和交换容量、分配系数和pH滴定曲线等离子交换性,并对其进行了X射线衍射分析。结果表明,用不同浓度HNO3溶液处理LiAlTiO4时,Li+的抽出率在28%～72%,Al3+的浸出率为6.8%以下;酸型交换剂LiAlTi700(H)对Li+的饱和交换容量高于其它碱金属离子的饱和交换容量,达到4.29mmol/g(即30.03mg/g);LiAlTi700(H)对Li+的选择性高于其它碱金属离子。说明LiAlTi700(H)对Li+具有较强的记忆性和离子交换选择性,是一种有应用前景的锂离子筛。

LiMg_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成及对Li^+的离子交换选择性

The ion-exchanger LiMg0.5Mn1.5O4 of spinel type was prepared by the common precipitation/heated crystallization method, and was acid modified. Its properties of ion-exchange for alkali ions such as saturation capacity of exchange, distribution coefficient and the pH titration curve have been determined. LiMg0.5Mn1.5O4 was characterized by X-ray diffraction. These results show that this inorganic ion-exchanger has better remembering and selectivity of ion exchange, and higher capacity of exchange for Li+, the capacity of exchange reaches 32.39 mg·g-1 for Li+.

尖晶石型铁酸镉催化苯酚过氧化氢羟化作用的研究

尖晶石型铁酸镉催化苯酚过氧化氢羟化作用的研究于剑锋，杨宇，吴通好，孙家锺（吉林大学化学系理论化学研究所，长春，１３００２３）关键词尖晶石型铁酸镉，苯酚过氧化氢羟化，苯二酚由低浓度的Ｈ２Ｏ２羟化苯酚制苯二酚（ＤＢＨ）的研究已有许多报道［１～４］，但其催...

几种尖晶石型复合氧化物纳米粉体的制备及气敏性

采用化学共沉淀法合成了４种尖晶石型复合氧化物ＭＦｅ２Ｏ４（Ｍ＝Ｃｕ２＋，Ｚｎ２＋，Ｃｄ２＋，Ｍｇ２＋）．Ｘ射线粉末衍射分析、透射电镜及比表面测定等表征结果表明它们均为具有较大比表面积的纳米粉体，平均粒径＜５０ｎｍ．将样品做成厚膜型气敏元件，测定了其对乙炔、液化石油气、一氧化碳、氢气和乙醇等还原（可燃）性气体的气敏特性．

胶晶模板法制备3DOM尖晶石型LiMn_2O_4及表征

通过乳液聚合获得粒径为280nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球，从其母液中离心沉降制得胶晶模板．将LiNO3，Mn（Ac）2·4H2O和柠檬酸按摩尔比1：2：2配成前驱物的醇水混合溶液，填充于PMMA胶晶模板间隙中，经干燥和焙烧氧化成孔制得了三维有序大孔（3DOM）锂锰氧化物．实验结果表明，当n（Li）／rKMn）=0．6，前驱液浓度在0．6～1．0mol／L之间和升温速率为2℃／min时，分别在300与600℃下两段恒温焙烧2～3h有利于目标产物的形成．SEM测试结果表明，PMMA胶晶模板和3DOM锂锰氧化物均为面心立方紧密堆积，排列规则有序，大孔直径在200～240砌之间，孔壁厚度在30～45砌之间．产物经XRD晶相测定和EDTA，KMnO4滴定分析确证为正尖晶石型LiMn2O4．

尖晶石型铁氧体纤维的制备及磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热分解法制备了MeFe_2O_4(Me=Zn,Ni_(0.5)Zn_(0.5),Ni_(0.4)Zn^(0.4)Cu_(0.2))铁氧体纤维.通过FT-IR、XRD、TG-DSC、SEM和VSM等测试技术对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物的物相、形貌以及纤维的磁性能等进行了表征.结果表明,在凝胶形成过程中,金属离子单齿或双齿螯合配位于柠檬酸根阴离子,形成线型分子结构,使凝胶有较好的可纺性.所制得的纤维具有较大的长径比,纤维直径在0.5～20.0μm之间.这些纤维在室温下都具有软磁特性,化学组成、晶粒大小及形貌对纤维的磁性能有着显著影响.ZnFe_2O_4、Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4和Ni_(0.4)Zn_(0.4)Cu_(0.2)Fe_2O_4纤维的饱和磁化强度分别为2.6、12.7和40.0A·m^2·kg^(-1),相应的矫顽力分别为4.77、5.82和4.04kA·m^(-1).

尖晶石型锰酸锂的复合掺杂改性

以固相烧结法制备的尖晶石型锰酸锂为基础,对其结构中掺杂复合非金属元素B和F,合成了B、F掺杂的尖晶石。通过X射线衍射、扫描电镜、电化学分析方法对试样的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行表征。结果表明,采用B、F包覆的锰酸锂与纯锰酸锂的X射线衍射结果相似,波峰尖锐且峰值高;随着B的掺入,尖晶石作为正极材料充放电的循环性能得到了提高,但是其初始容量较低,仅为102.3mA·h/g。随着加入复合非金属元素B和F,样品的初始容量提高到了110.9mA·h/g,50次循环后的容量保持率为83.14%。实验结果表明,复合掺杂有效提高了锰酸锂的电化学性能。

不同锰源合成尖晶石型Li_xMn_2O_4及其性能

以自制γ MnO2(SPDM)和电解二氧化锰(EDM)为原料,采用流变相法合成了尖晶石型锂锰氧材料。应用XRD,SEM,TG和DSC等手段研究了原材料性质和配比等因素对合成尖晶石型锂锰氧的结构、粒径、比表面积以及充、放电性能的影响。结果表明,采用流变相法在700～760℃下,反应12h即可得到均相、无杂质、锰平均氧化价态接近3.5的LixMn2O4正极材料;以SPDM为锰源较EMD为锰源在相同条件下合成的尖晶石材料的首次充、放电容量更高,比表面积更大,粒度更小;当原材料中n(Li)/n(Mn)在一定范围内变化时,合成的锂锰氧的晶格常数随材料中锂与锰摩尔比的增大而减小。

低温远红外辐射陶瓷材料研究

用过渡金属氧化物MnO2、Fe2O3为主要原料，ZrO2、TiO2作为辅助添加剂，经传统的固相烧结，可以得到低温远红外辐射陶瓷材料。但是，这种材料具有热膨胀系数大、不耐冲击的缺点。与质量分数75％的堇青石复合后，可以减少热膨胀系数到1．87×10-6／℃，提高整个红外波段的辐射率到87％以上，同时降低了成本。