Hf含量对湿化学法制备超细W-Y_(2)O_(3)复合材料显微组织与性能的影响

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明:掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y_(2)O_(3)粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_(0.2),致密度为97.6%。在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y_(2)Hf_(2)O_(7)颗粒,尺寸更小,弥散强化作用更强;其中,W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右,与钨晶界产生良好的界面结合关系,形成半共格界面。

共沉淀法制备ZrO_2-Al_2O_3纳米复合氧化物的物相表征

用Al(NO3)3和ZrO(NO3)2混合溶液,加氨水共沉淀制备了一系列Al2O3含量由低到高的ZrO2-Al2O3复合氧化物,用XRD、XPS、BET等实验手段对其进行了表征.结果表明,随着一种组分含量由低到高,其主要存在形式按形成固溶体-表面单层分散-析出单独晶相的规律变化,而一种组分的加入均使另一种组分的XRD衍射峰明显宽化,晶粒变细;复合氧化物的比表面明显大于两种组分纯样品比表面的简单加和.实验表明体系中两种组分存在相互表面单层分散,即在一定的相对含量范围内,该体系的任一组分的微晶固溶体都既接受另一组分在其表面上的单层分散,同时也在另一组分的微晶固溶体表面上单层分散.相互单层分散和固溶体的生成都可能使高温焙烧时微晶的增大受到抑制,从而维持了样品的高比表面.

单分子层复合微粉研究

研究了ＣｅＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３单分子层复合微粉的制备机理。研究结果说明，ＣｅＯ２可以在γ－Ａｌ２Ｏ３表面形成单层分散相，可以通过浸渍、焙烧的方法制备ＣｅＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３单分子层复合微粉；ＣｅＯ２起始物的种类对其单层分散阈值（最大单层分散容量）有影响，以硝酸亚铈为起始物的ＣｅＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３复合微粉的ＣｅＯ２单层分散阈值为０．０４２ｇＣｅＯ２／ｇ（γ－Ａｌ２Ｏ３），而以醋酸亚铈为起始物的ＣｅＯ２单层分散阈值则为０．１０ｇＣｅＯ２／ｇ（γ－Ａｌ２Ｏ３）。

表面活性剂对制备纳米(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末的影响

研究了Zeta电位、pH值以及十六烷基三甲基溴化铵、N,N—二甲基甲酰胺和聚乙二醇 1000这3种表面活性剂对含(W,Ni,Fe)盐溶胶体系中颗粒粒度的影响,并分析了表面活性剂对制备纳米级(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末的作用;采用DELSA440SXAnalyzerControl粒度分析仪测试溶胶中颗粒尺寸和颗粒表面的Zeta电位;并用高倍扫描电镜(SEM)观察经喷雾干燥和煅烧处理后复合粉末的形貌。研究结果表明:(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末表面的Zeta电位的绝对值呈现出增大→减小→增大→减小的趋势,体系的等电点为6.6;添加表面活性剂使体系的Zeta电位产生了漂移,当加入0.6g·L-1的聚乙二醇 1000时,体系的等电点为5.3;3种表面活性剂对(W,Ni,Fe)溶胶体系的作用从小到大的顺序为十六烷基三甲基溴化铵,N,N—二甲基甲酰胺,聚乙二醇 1000;与未添加表面活性剂的喷雾干燥粉末相比,添加0.6g·L-1的聚乙二醇 1000并经煅烧处理后的复合氧化物粉末颗粒细,颗粒分散均匀,颗粒为球形或近球形。此外,建立了粉末颗粒在干燥过程中受毛细管作用力的模型,并对表面活性剂在粉末干燥过程中的作用机理进行了研究。

有机物单层分散在相关材料制备中的应用

与无机氧化物和盐类在载体表面自发单层分散相类似,许多有机物也可以在载体表面自发单层分散.有机物在载体表面单层分散行为和分散后的存在状态与有机物分子形状和结构特点及载体表面性质和孔结构有关.利用有机物在载体表面的单层分散,可以设计制备具有优异性能的材料.本文简要综述了近年来这方面研究工作取得的相关进展,主要介绍了有机物单层分散在碳/氧化物复合物、氧化物和薄壁中孔碳材料的制备和织构调控方面的一些应用实例.单层分散的有机物热分解后可在载体表面形成均匀的薄碳层,以无机多孔氧化物为载体可制备出包覆均匀碳薄层的碳/氧化物复合物,这种碳/氧化物复合物在染料吸附、催化剂载体和光催化方面显现出好的性能.以溶胶-凝胶法制备氧化物时,分散的有机物可以隔离溶胶颗粒,从而制备出高比表面积的氧化物并可对孔容进行调控,以此方法制备的γ-氧化铝比表面积可达506m2·g-1.在惰性气氛中加热上述碳/氧化物复合物,碳层可抑制氧化物的相变;而在氧气中,碳层燃烧发热会促进相变,由此可快速制备超细α-氧化铝.包覆均匀碳薄层的氧化物载体对碳起支撑作用,在将氧化物溶解去除后,可便捷制得高比表面积、大孔容、高中孔率的薄壁中孔碳材料,碳材料的形貌、孔径分布等可通过选用不同织构的氧化物载体进行调控.

纳米氧化铈、云母粉复合粉体制备技术进展

纳米氧化铈性质独特、用途广泛,在发光材料、光催化剂、敏感材料、燃料电池等多个领域均有应用。云母粉由于具备独特的层状结构,可以作为纳米粉体的载体,本文综述了近几年纳米CeO2的制备技术进展,分析了多种制备技术的优劣,同时探讨了制备纳米CeO2、云母粉复合粉体的可能性,以期为改善纳米CeO2的团聚问题和提升纳米CeO2的应用性能提供参考。

以金属有机骨架为牺牲模板制备MnOx-CeO2及其催化氧化甲苯性能

以均苯三甲酸合铈-金属有机骨架(Ce BTC-MOF)作为模板制备系列不同Mn含量的Mn O_x-Ce O_2催化剂,用于甲苯催化氧化。应用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附、热重分析(TG)、元素分析(EA)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(H_2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射(UV-vis)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,通过MOF模板法制备的复合氧化物具备棒状形貌、高度分散、高比表面积和纳米晶体颗粒等特征。Mn在引入MOF的过程中,一部分进入Ce O_2晶格形成固溶体,另一部分则分散在Ce O_2表面,且分散的Mn分为单层分散态和晶相态。其中,Ce O_2载体表面和Mn分散物之间的强相互作用是影响活性的重要因素。当表面分散的Mn低于单层分散阈值6.2%时,Mn以嵌入模型的形式与表面Ce O_2发生强相互作用,有效促进催化剂的还原从而提高活性;当表面分散的Mn超过单层分散阈值6.2%时,载体表面形成Mn_3O_4晶相结构,对活性无明显促进作用。

聚苯胺/氧化铈复合微粉的制备及表征

以硝酸铈与柠檬酸为主要原料,在65℃的恒温槽中反应24 h,在120℃干燥箱中干燥2 h,在500℃的马弗炉中焙烧2 h,制备成氧化铈粉末。通过化学合成法制备了聚苯胺/氧化铈复合粒子。用激光粒度仪表征了氧化铈粉体与聚苯胺/氧化铈复合粒子的体积百分比与粒径的正态分布,用SEM表征了氧化铈粉体与聚苯胺/氧化铈复合粒子的形貌。结果发现,氧化铈粉体为不规则颗粒,其粒径呈正态分布规律;聚苯胺/氧化铈复合粒子的形貌不规则,体积分数与粒径表现为多个分布峰。

配氧系数对Al2O3/Cu粉末微观组织及硬度的影响

研究了配氧系数对Al2O3/Cu粉末微观组织和硬度的影响。研究表明,低配氧系数下铝原子的逆向扩散十分明显,高配氧系数下铝原子的逆向扩散得到了有效控制。与配氧系数为0.6X和X相比,配氧系数为1.5X时制备的Al2O3/Cu粉末中铝元素分布最为均匀,平均显微硬度最高。