Zr^4＋掺杂TiO2光催化剂的制备与表征

以ZrCl4及TiOSO4为前驱物,用尿素热分解共沉淀法制备了Zr4+掺杂TiO2光催化剂Zr/TiO2,并用XRD,TEM,BET,FT-IR等表征了其物相及光催化性能.结果表明,Zr4+掺杂使TiO2纳米晶粒细化(粒径14～17nm),比表面积增大,同时有效抑制了TiO2从锐钛矿到金红石的晶型转变;Zr4+掺杂使TiO2表面的羟基数量增加,改善了对苯酚的吸附性能;Zr4+掺杂提高了TiO2的光催化活性,以4%Zr/TiO2作光催化剂,反应100min后对苯酚的降解率达100%,TOC去除率超过80%.

铜掺杂量对钴酸钙热电性能的影响研究

采用sol-gel法制备了掺Cu的钴酸钙(Ca3Co4O9)热电材料,研究了Cu掺杂量对其物相、电导率σ、Seebeck系数S和功率因子P的影响。结果表明:随着Cu掺杂量的增加,试样中Ca3Co4O9的含量下降,但试样的电导率增加;试样的Seebeck系数和功率因子先增加后下降。试样(Ca0.90Cu0.10)3Co4O9在973 K时的功率因子最大,为15.3×10–4 W.m–1.K–2。

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%.

Zr_(0.8)Sn_(0.2)TiO_4微波介质陶瓷材料的掺杂改性

以Zr0 .8Sn0 .2 TiO4 作为主配方 ,以ZnO ,La2 O3,Fe2 O3和NiO作为改性剂 ,采用传统陶瓷制备工艺 ,对其进行了掺杂改性的初步探索。在优选的配方和工艺条件下 ,得到Zr0 .8Sn0 .2 TiO4 添加0 .5wt%ZnO(即质量分数为 0 .5 %的ZnO)的相对介电常数εr≈ 33.2 31,品质因数Q≈ 5 5 2 8(7GHz) ;添加 0 .5wt %ZnO ,0 .5wt%Fe2 O3和 0 .2wt%NiO ,其εr≈ 33.73,Q≈ 5 2 5 4(7GHz) ;添加 1wt%ZnO和 0 .5wt %La2 O3,材料的εr≈ 37.996 ,Q≈ 4 72 3(7GHz)。

锆镍掺杂量及烧结温度对M型钡铁氧体吸波性能的影响

利用溶胶-凝胶法,在1200~1400℃烧结制备了Zr^(4+)-Ni^(2+)共掺杂钡铁氧体Ba(ZrNi)xFe_(12-2x)O_(19)(x=0.6~0.9),研究了掺杂量及烧结温度对M型钡铁氧体晶相结构、微观形貌、电磁性能和吸波性能的影响。结果表明随着锆镍掺杂量和烧结温度的增加,样品的晶体结构和化学成分不发生变化,都形成了片状的单相锆镍掺杂钡铁氧体。晶粒尺寸随掺杂量增加几乎不变化而随烧结温度提高逐渐从100~300 nm增加到1~2 mm。所有样品中均可观察到多自然共振峰,自然共振强度随掺杂量的增加整体呈下降的趋势,而介电常数随烧结温度升高会显著增加。最终,1400℃烧结的掺杂量x=0.6的样品可获得最优异的吸波性能,在匹配厚度3.25 mm下,最小反射损耗为-16.4dB,同时有效吸波频宽可达5.22 GHz(8.62~13.84 GHz)。

Cu掺杂对硫化镍精矿制备高效异相类Fenton催化剂(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)的影响

以硫化镍精矿为原料,采用共沉淀–煅烧法成功制备出Cu掺杂尖晶石铁氧体(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)异相类Fenton催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统研究了Cu掺杂量对所制备产物微观结构、形貌及催化性能的影响;确立了最优催化体系为光助类Fenton催化体系“(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)催化剂/H2O2/可见光”,揭示了Cu掺杂对(Mg,Ni)Fe_(2)O_(4)催化活性的增强机制.结果表明:在选定的实验条件下,制备得到的产物均为纯相立方尖晶石铁氧体.当Ni与Cu摩尔比为1∶1时,合成的(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)在可见光照180 min条件下对质量浓度为10 mg∙L^(−1)的罗丹明B(RhB)溶液的降解率可达94.5%.究其主要原因为:随着Cu掺杂量的增加,占据(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)八面体位的Fe^(3+)和Cu^(2+)的相对含量增加,即裸露于铁氧体表面的Fe^(3+)和Cu^(2+)数量增多,以及两者的协同作用,加速了羟基自由基(·OH)反应的发生,最终使得RhB溶液的降解效率从73.1%提高至94.5%.

掺杂对YNbO_4介电常数的影响

铌酸钇(YNbO4)是一种潜在的微波介电陶瓷材料。文中研究了CaF2掺杂量对YNbO4陶瓷介电常数的影响。研究发现,烧结温度和CaF2掺杂量过高或过低都不利于陶瓷介电常数的提高,只有在烧结温度和CaF2掺杂量适中时才可能得到较高的介电常数。

锆硅掺杂M型钡铁氧体毫米波吸收性能研究

目的进一步提升钡铁氧体吸收剂在Ka波段(26.5~40 GHz)的吸波性能,并降低烧结温度,提高基于固相法制备Si^(4+)掺杂和Zr^(4+)-Si^(4+)共掺的钡铁氧体吸收剂的效率。方法通过分析Si^(4+)单掺时的微观形貌和相成分变化,选择合适的Si^(4+)掺杂量,制备Zr^(4+)-Si^(4+)共掺钡铁氧体Ba Fe11.8-yZrySi0.2O19。探究Zr^(4+)掺杂量和烧结温度对其产物成分、微观形貌和电磁性能等的影响。结果通过Si^(4+)掺杂可以有效降低烧结温度,促进固相反应。当掺杂量超过一定量时会产生杂相,最佳掺杂量x=0.2。经Zr^(4+)-Si^(4+)共掺杂后,Zr^(4+)掺杂量和烧结温度对材料介电常数的影响较小,介电实部和虚部分别稳定在8.5、2.5左右。当Zr^(4+)掺杂量从y=0.2增至y=0.4时,自然共振频率从35 GHz降至28 GHz左右,温度的影响较小。结论通过Zr^(4+)-Si^(4+)共同掺杂能够在较低的烧结温度下提高掺杂元素的固溶量,有效地将共振峰调节到Ka波段,提高了材料的磁损耗能力。最终在1150℃下烧结制备吸收剂BaFe11.4Zr0.4Si0.2O19,以粉胶比3∶1填充到基体后,在厚度为0.82 mm时,Ka全频段可达到-15 d B以下,最低反射率在39 GHz时达到-29 d B。

磷酸钒钠正极材料的Zr^(4+)掺杂改性研究

采用喷雾干燥法制备了Zr^(4+)掺杂的空心球状磷酸钒钠(Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3))正极材料,探讨了Zr^(4+)掺杂量(n(Zr^(4+))/n(Na_(3-x)V_(2-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)))对材料性能的影响;通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及原位XRD等手段分析了Zr^(4+)掺杂对材料结构及电化学性能的影响。结果表明,Zr^(4+)掺杂增强了材料的结构稳定性,有效抑制了循环过程中的结构坍塌和体积膨胀;当Zr^(4+)掺杂量为0.15时,Na_(2.85)V_(1.85)Zr_(0.15)(PO_(4))_(3)在15.0 C倍率下的放电比容量为76.5 mA·h/g,在10.0 C倍率下经过800次循环后容量保持率高达80.6%。

稀土Gd掺杂SnSb多组份涂层电极制备的实验研究

采用溶胶 凝胶技术 ,以无机盐SnCl4·5H2 O ,Sb2 O3 ,Gd2 O3 为前驱体 ,制备稀土Gd掺杂Sn ,Sb溶胶 ,以钛电极为基材制备Sn ,Sb ,Gd多组分的涂层电极 .考察了不同热处理温度、不同稀土掺杂量下制备的电极 ,以苯酚为目标有机物的电化学降解特性 ,并对稀土Gd掺杂SnSb涂层电极进行了SEM ,XPS等表征 ,结果表明 :在热处理温度为 70 0℃、稀土掺杂量 (原子质量比 )为 :Sn∶Sb∶Gd =10 0∶6∶1的电极降解效果最好 ;

ZrO_(2)包覆高镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料提高其循环稳定性的作用机理

高镍三元材料作为一种锂离子电池正极材料,因其较高的放电比容量而得到科学界和工业界的广泛关注。研究表明,高镍三元材料的比容量与材料中的Ni含量呈正相关,但Ni含量的增加也会加剧循环过程中的界面副反应,材料表面释氧以及结构转变等问题。本文采用ZrO_(2)包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料,利用X射线衍射证明,在高温处理下ZrO_(2)包覆物中的Zr^(4+)会掺杂进LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料表面晶格中,使得X射线衍射谱中的(003)衍射峰左移。电化学测试证明在4.3和4.5 V的截止电压下,改性最优的材料在1C循环100周后容量保持率分别从84.89%和75.60%提高到97.61%和81.37%,同时发现循环稳定性的提升主要来自材料表面的Zr^(4+)掺杂。X射线光电子能谱证明Zr^(4+)表层掺杂后材料的Ni化合价由Ni3+向Ni^(2+)转变,透射电子显微镜观察到Zr^(4+)的表层掺杂使得材料表面的层状结构发生重构,从而稳定了材料体相结构,提高了材料整体的循环稳定性。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2的制备及电化学性能研究

目的制备离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Zr4+量的关系。方法以NiSO4·6H2O,MnSO4·H2O和Na2CO3等为原材料通过共沉淀的方法制备前驱物(Ni0.5Mn0.5)CO3,然后前驱物与ZrO2,Li2CO3混合均匀,在500℃下煅烧3h,900℃下煅烧16h得到正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2。结果 X射线衍射分析证明得到的产物为纯相,扫描电子显微镜图像显示得到的产物具有3~5μm左右的微米球形结构,并对锂离子电池的电化学性能进行了研究。结论 LiNi0.5Mn0.5O2掺杂了Zr4+后能有效降低锂/镍混排度,而且可提高具有微米球结构的LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2系列锂离子电池正极材料的电化学性能。

纳米H_(2)TiO_(3)锂离子筛的制备及吸附性能研究

以TiO_(2)和LiOH·H_(2)O为原料,Zr(NO_(3))_(4)·5H_(2)O为掺杂剂,采用高温固相和离子交换法制备了纳米H_(2)TiO_(3)锂离子筛。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N 2吸附脱附技术等手段对H_(2)TiO_(3)锂离子筛的晶型、形貌和孔结构进行了表征,并以H_(2)TiO_(3)为锂离子吸附剂,LiCl溶液为模拟卤水,研究了pH值、时间和温度对Li^(+)的吸附性能。结果表明,Zr^(4+)掺杂未引起Li 2TiO_(3)晶型变化,且掺杂后Zr-H_(2)TiO_(3)的BET比表面积(18.16 m^(2)/g)和孔体积(0.0712 cm^(3)/g)均有所增大。溶液pH值增大有利于Li^(+)吸附,当pH=12.15时Zr-H_(2)TiO_(3)的Li^(+)吸附容量为21.66 mg/g,高于H_(2)TiO_(3)的吸附容量(18.79 mg/g)。H_(2)TiO_(3)和Zr-H_(2)TiO_(3)吸附Li^(+)行为符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,吸附反应的ΔH为正,表明吸附过程为吸热反应。