基于TiO_2-Y_2O_3粉体催化发光甲醇气体传感器的研究

发现当甲醇气体通过TiO2-Y2O3(质量比为3∶1)粉体表面时,可被空气中的O2催化氧化产生强烈的化学发光,基于此研制了一种新型的甲醇气体传感器.此传感器对甲醇的检测具有较高灵敏度和较强的选择性.在波长490nm处进行定量分析,催化发光强度与甲醇浓度在一定范围内呈良好的线性关系,其线性范围为25.74～12870mg/m3(r=0.9995,n=8);检出限为8.58mg/m3(信噪比=3).外来物质如正己烷、三氯甲烷、苯、无水乙醇、甲醛、丙酮、氨、甲苯与甲醇共存时,除了丙酮、乙醇和氨分别引起干扰外,苯与其它气体不干扰测定.该传感器工作时间可持续80h以上,是一种长寿命的、性能稳定的气体传感器,并成功地实现了对甲醇气体的实时在线检测.

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的摩擦学性能研究

将油酸和硅烷偶联剂(KH-560)修饰的Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体添加到基础油中,用可见分光光度计表征纳米粒子在润滑油中的分散稳定性,在自主设计的摩擦磨损试验机上考察Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能,用3D表面轮廓仪、扫描电镜和电子能谱分析试样表面形貌与成分变化及纳米粒子的作用机理。结果表明:在0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)润滑油中添加2%KH-560时,具有最好的分散稳定性;在润滑油中添加0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)时抗磨减摩效果最佳,在载荷500N、转速1100r/min时,摩擦系数和磨损量相比基础油时分别降低25.4%和43.8%。

高能球磨Al_2O_3-Y_2O_3粉体混合物的研究

为了合成Y3Al5O12(YAG),对Al2O3-Y2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。研究表明球磨后的粉体XRD衍射峰明显,并非无定形态,球磨后粉体中的Al2O3、Y2O3达到纳米级别尺寸后,随着晶粒尺寸的减少而晶格畸变增加,且烧结成的YAG粉体与Al2O3、Y2O3粉体有相似的晶格变化趋势。

MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-Y_2O_3玻璃的弹性模量

根据硬盘基板用材料的要求,制备了ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２－Ｙ２Ｏ３高弹性模量玻璃(１２０ＧＰａ)玻璃的弹性模量随组成的变化服从Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论,ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３等具有较高单位体积离解能的氧化物有利于提高玻璃的弹性模量．但玻璃弹性模量的理论计算值低于测试值．这是因为Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论没有考虑玻璃内阳离子的具体配位状态,对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３堆积密度因子的推导存在误差．因此利用Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论发展高弹性模量玻璃时应对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３等氧化物的计算进行修正．

微波法合成纳米TiO_2及Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的研究

通过控制盐的水解和微波辐射制备出晶粒尺寸为 6～ 2 5nm的TiO2 、Fe/TiO2 粉体。对水解温度、陈化时间、微波辐射的影响进行研究 ,发现TiO2 水解温度在 70～ 80℃、Fe/TiO2 水解温度在 6 5℃时 ,晶粒尺寸较小 ,而室温陈化时间的长短对晶粒尺寸没有大的影响 ,样品未微波辐射与微波辐射的晶粒尺寸、热性质等存在明显不同。通过XRD、TG DSC。

炭吸附Bi_2O_3/TiO_2复合粉体的制备及其光催化性能研究

利用炭吸附溶胶凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,氧化铋为铋源制备氧化铋含量为10%(质量分数)的纳米Bi2O3/Ti O2复合粉体。通过热重/差热仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明:炭黑的吸附有效阻止了纳米Bi2O3/Ti O2复合粉体在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,制得的粉体颗粒均匀,分散性好,团聚较少,经600℃焙烧的粉体,平均颗粒直径约为18.8 nm,比表面积约为86.52 m2/g。亚甲基蓝紫外光催化反应结果表明,在50 min内亚甲基蓝在Bi2O3/TiO2催化剂上几乎完全分解。

微乳-水热法合成核壳型TiO_2/Al_2O_3纳米粉体

本文采用微乳-水热法一步合成了核壳型TiO2/Al2O3纳米粉体。通过对产物的Zeta电位研究得出制备Ti(OH)4/Al(OH)3核壳前驱体的最佳pH值。并且采用XRD、TEM及SEM等表征方法与普通一步水热法合成的TiO2/Al2O3纳米粉体的晶形晶貌进行比较。结果表明:微乳-水热法能改善颗粒形状和大小,产品的颗粒大小均匀、平均晶粒粒径为13.68nm。

高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y_2O_3复合粉体

采用高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y2O3复合粉体,对网络凝胶机理和胶体的煅烧过程进行了研究。研究表明1100℃煅烧时,由于Y3+在初始溶液中浓度较高,产物完全为Al2Y4O9,AlYO3和Y3Al2(AlO4)3等过渡相;其最佳煅烧温度为1200℃,与其它制备方法相比温度降低50-100℃。当单体和网络剂的摩尔比为5:1时,所制备的纳米YAG-Y2O3复合粉体的颗粒尺寸不大于50nm,粒径范围窄,且无团聚产生;当单体和网络剂比例偏于5:1时,颗粒尺寸长大比较严重。

水热法制备核壳型纳米TiO_2/Al_2O_3粉体的研究

通过一步水热制备TiO2/Al2O3核壳型纳米粉体,并且研究了pH值、水热温度和时间对核壳粉体的影响,最佳的反应条件为:制备前驱体的pH≈9.0,水热温度为260℃,水热保温时间为3.5h。产品的平均晶粒粒径小于20nm。通过XRD,TEM和SEM表征,核壳型纳米TiO2/Al2O3粉体包膜良好,且TiO2/Al2O3添加到水性乳胶漆后能提高其抗老化性能。

Cr2O3掺杂TiO2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸铬为原料,采用sol-gel法制备了w（Cr2O3）为0~30%的Cr2O3-TiO2纳米粉体。利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对乙醇、CO、NO2等气体的气敏性能。结果表明：用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,且均匀;工作电压为4.0 V时,由w（Cr2O3）为20%的粉体在800℃烧结制得的气敏元件对体积分数为30×10–6的乙醇的灵敏度最高可达282,且具有较好的响应–恢复特性,响应时间和恢复时间分别是10 s和24 s。

(1-y)Ca_(1-x)La_(2x/3)TiO_3-yCa(Mg_(1/3) Nb_(2/3))O_3系陶瓷的缺位结构与微波介电性能研究

采用固相合成法制备了 (1-y)Ca1 -xLa2x 3TiO3-yCa(Mg1 3Nb2 3)O3系列固溶体陶瓷材料 ,研究了该体系微波介电性能与微观结构的关系。研究结果表明 :当体系组成为 0 .5Ca0 .6 La0 .2 6 7TiO3 0 .5Ca(Mg1 3Nb2 3)O3时 ,在 14 0 0°C下烧结保温 4小时所得到材料的微波介电性能最佳 :εr=5 5 ,Q×f值 =4 5 0 0 0GHz(7.6GHz下 ) ,τf=0 .0 4× 10 - 6 °C。同时还探讨了三价阳离子La3+ 固溶时产生的A点缺陷VCa2 + 对固溶体结构及微波介电性能的影响。

Yb^(3+)掺杂对TiO_2纳米粉体的相变和光催化活性的影响

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Yb3+掺杂量的TiO2纳米粉体。用XRD,BET等技术研究了Yb3+掺杂量和焙烧温度对粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并以亚甲基蓝的光催化降解为探针反应,研究了它们对光催化活性的影响。结果表明:锐钛矿相晶界上的Ti4+取代Yb2O3晶格中的Yb3+形成四面体的Ti场,使锐钛矿相产生微应力,抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。与纯的 TiO2相比,低量掺杂Yb3+可以明显提高其光催化活性。当Yb3+掺杂量为0．125％(质量分数),焙烧温度为600℃时,TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳。Yb3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归于纳米TiO2的晶相组成、晶粒尺寸、表面化学性质、表面羟基和表面织构特性等因素的综合影响。

磁场助Y_2O_3/TiO_2粉体的光催化性能研究

对磁场辅助光催化进行了研究,探讨了pH值、催化剂用量、通空气速率和磁场强度对光催化效果的影响。结果表明,磁场能够提高光催化效率。磁场和光催化剂产生协同催化效果。对磁场辅助光催化的机理进行了初步探讨。

TiO_2/Pr_2O_3纳米粉体的制备、表征及光活性

利用酸催化的sol-gel法制备了纯TiO2和Pr3+(1.25%)掺杂TiO2纳米粉体,采用XRD、BET、XPS、DRS和SPS等技术对其进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光活性,探讨了Pr3+掺杂对TiO2纳米粉体的光活性的影响机制.研究表明:与纯TiO2相比,TiO2/Pr2O3纳米粒子的光活性显著提高;掺杂Pr3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿向金红石的相变,阻碍晶粒生长,提高高温组织稳定性,改善粉体的表面织构特性,增加粉体的表面羟基和吸附氧含量;Pr3+掺杂能促进光生e-/h+的分离,提高光生e-/h+的氧化还原能力,改善样品表面的吸光性能.由于产生了量子尺寸效应,复合粉体的紫外吸收带边蓝移.

耐高温Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的制备及表征

以TiCl4、Al2（SO4）3为原料，采用液相沉淀法制备了Al2O3／TiO2纳米复合粉体，同时对该纳米复合粉体的相变过程和晶粒生长过程进行了详细的研究，对紫外-可见光吸收进行了检测。结果表明：纳米TiO2粉体经Al2O3复合后，其耐温性能得到极大提高，复合粉体经950℃煅烧后锐钛矿相含量仍然在77％，晶体粒径在20nm左右；锐钛矿向金红石晶型的转变温度在950-1100℃的高温区。复合粉体在低温煅烧后，紫外-可见吸收强度较纯纳米TiO2有较大提高。高温煅烧后。复合晶的紫外光吸收红移．

微波法改性纳米Fe^(3+)/TiO_2粉体及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸为表面活性剂,采用微波加热技术对纳米Fe3+/TiO2粉体改性,对改性后的纳米Fe3+/TiO2各项性能进行了测试.结果表明,经过改性的纳米Fe3+/TiO2粉体由极性转化为非极性,同时表现出良好的流动性.此外,十二烷基苯磺酸钠的改性效果优于硬脂酸.

Nb2O5—CoO—La2O3复合掺杂的BaTiO3基粉体改性研究

采用铌、钴、镧的金属有机盐(柠檬酸-EDTA复合螯合前驱液)掺杂法实现对氧化硅掺杂的纳米晶BaTiO2粉体的掺杂改性。实验结果表明：随着Nb、Co、La掺量的增加以及Nb／Co比的增大，陶瓷烧结体的烧成收缩以及密度增加，晶粒尺寸减小。随着Nb／Co比的增大，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co-2时，随着La掺量的增加，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co>2时，La掺量对材料的介电温度特性影响不大。当La掺量一定时随着Nb、Co复合掺量的增加，材料的铁电弛豫特性明显增强。烧结温度的升高，使杂质容易固溶进入BT中，固溶量的增大，使材料的铁电弛豫性能增加。

纳米TiO_2-Al_2O_3复合粉体的电化学合成

用电化学合成方法制备了TiO2-Al2O3的复合粉体材料,借助化学热力学数据库软件系统对体系进行了热力学分析。所得到的TiO2/Al2O3的复合粉体中,氧化铝主要沉积在二氧化钛颗粒的表面,且二氧化钛的成分任意可调。对TiO2-Al2O3复合凝胶进一步高温处理,可获得纳米Al2TiO5。

煅烧温度对SiC-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体分散性与烧结性的影响

为获得具有良好使用性能的碳化硅基陶瓷复合材料,以亚微米级Si C粉体和分析纯的Al(NO_3)_3与Y(NO_3)_3为主要实验原料、氨水为沉淀剂,用共沉淀包覆方法制备Si C-Al_2O_3-Y_2_O3纳米复合粉体,对复合粉体前驱体的DTA进行分析,并研究其在煅烧过程中的物相变化,以及煅烧温度对复合粉体的分散性和烧结性的影响。结果表明:Al_2O_3和Y_2O_3反应生成新相YAG,当YAG质量分数为10%、煅烧温度为600℃,复合粉体的烧结性能最好。