Ce-Zr-O超细粉末制备工艺的优化及其抛光性能

合集下载

Ce-Zr-La-O整体催化剂物相和制备工艺研究的开题报告

Ce-Zr-La-O整体催化剂物相和制备工艺研究的开题报告

CuO/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂物相和制备工艺研究的开题报告一、研究背景氧化铜(CuO)是一种广泛应用于催化领域的重要氧化物。

氧化铝(A12O3)是一种重要的载体材料,具有高比表面积、热稳定性和化学惰性等优点。

Ce-Zr-La-O是一种新型催化剂,具有较高的催化活性、选择性和稳定性。

目前国内外研究Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的研究较多,但是其物相结构及制备工艺研究仍有待深入。

二、研究目的本研究旨在探究Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的物相结构,以及制备工艺的优化,为其后续应用提供理论和实践基础。

三、研究内容1.利用XRD、TEM等仪器手段研究Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的物相结构,分析不同物相对催化性能的影响。

2.研究不同工艺条件下Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的制备工艺,分析工艺参数对催化剂物相结构及催化性能的影响。

四、研究思路1.制备Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂。

2.利用XRD、TEM等仪器手段对其进行结构表征和考察。

3.通过实验分析不同制备工艺条件下,Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂物相结构及催化性能的变化,探究制备工艺参数对其影响。

4.结合实验结果,优化催化剂的制备工艺。

五、研究意义1.研究Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的物相结构,可以深入了解其反应机理,为该催化剂的性能提升提供理论基础。

2.研究Cuo/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂的制备工艺,可以为实际应用提供指导,提高催化剂的效率和稳定性。

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制摘要:为了一步合成超细CeO2粉末,本文用碳酸氢铵溶液作沉淀剂,使用共流沉淀法合成CeO2的前驱体,前驱体经低温烘干、高温煅烧后得到CeO2超细粉末,同时研究了各种影响因素对CeO2粉末粒度的影响。

结果表明,加入一定量适当的分散剂可以有效控制CeO2粉末的粒度;同时料液浓度、沉淀剂的浓度、煅烧温度、保温时间均对CeO2粉末的粒度有较大影响。

通过实验,给出了优化的工艺参数,按此工艺可以直接合成粒度为0.115μm的CeO2粉末。

关键词:超细CeO2粉末;合成工艺;粒度;稀土我国稀土储量居世界之首,其中铈约占稀土总量的50%,因此,开发铈基功能材料具有重要意义。

氧化铈是一种廉价且用途极广的材料,例如用于发光材料、催化剂、电子陶瓷、玻璃抛光剂、紫外吸收等领域[1,2]。

由于氧化铈的粒度和纯度都将大大影响有关材料的性质,因此,加强高纯度、高细度氧化铈的研究开发是非常必要的。

围绕纳米CeO2粉体的制备方法已有许多文献报道,提出和实践了一些合成方法,其主要有:化学沉淀法[3]、硬脂酸凝胶法[4]、固相反应法[5]、溶胶-凝胶法[6]等。

本文使用碳酸氢铵为沉淀剂,用共流沉淀法制备了氧化铈超细粉体,并重点研究了添加剂、温度等因素对氧化铈粒度的影响。

.1 实验1.1 样品制备实验试剂主要有:氯化铈(CeCl3)液,工业纯,甘肃稀土集团公司生产;碳酸氢铵(NH4HCO3),农用级,宁夏中卫化工有限公司生产。

按实验要求量取一定量的氯化铈(CeCl3)液,按比例称取一定量的碳酸氢铵(NH4HCO3与氧化铈的重量比为1.5:1),用纯水溶成一定浓度的溶液后,用蠕动泵匀速地加入到溶有分散剂的烧杯中,所得沉淀物经洗涤、过滤,将前驱物在80~100℃条件下烘干,使之分散,置于高温炉中800~1000℃煅烧3~5h,即可得所需氧化铈粉末。

1.2 样品测试粒度测试用LS-601型(珠海欧美克)激光粒度分析仪;比表面积用ST-08比表面积仪(北京分析仪器厂)测定。

ZrSiO4超细粉体生产工艺响应面优化的方法

ZrSiO4超细粉体生产工艺响应面优化的方法

ZrSiO4超细粉体生产工艺响应面优化的方法
于飞
【期刊名称】《佛山陶瓷》
【年(卷),期】2014(0)10
【摘要】硅酸锆超细粉体在陶瓷、耐火材料及电子工业等许多领域有广泛应用.而生产超细粉体关键步骤之一是超细磨矿,粉体质量又受磨矿的许多工艺参数的影响.要想获得高质量粉体必需对工艺参数进行优化,常用优化方法有两大类:实验法和解析法,本文主要介绍了解析法.响应面优化法就是一种较好的解析方法,其过程是选工艺参数及其水平,然后建立解析式并方差分析优化,进而确立最佳操作工艺参数并进行响应面解析.首先是确定一组参数(或因子),如:球料比、磨矿时间和助磨剂含量,各取三水平.然后用design-expert程序处理.因此,这就是所谓的三因子三水平的优化方法.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】于飞
【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于响应面方法的高超声速飞行器一体化布局气动设计与优化 [J], 李晓宇;欧海英;丁国昊;李桦
2.响应面设计优化霍山石斛超细粉体的制备工艺 [J], 张珍林;殷智超
3.基于响应面分析方法的钩端螺旋体三联属特异性蛋白抗原原核表达条件的优化
[J], 王江;罗冬娇;孙爱华;严杰
4.响应面法优化紫薯果蔬复合饮料生产工艺配方 [J], 张静;王真;苟美玲
5.响应面优化甜椒薄荷复合酒生产工艺 [J], 王琪;刘琨毅;安江珊;毛冬梅;吴霞;何翠容
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

化学法制备ZrO2超细粉体

化学法制备ZrO2超细粉体

化学法制备ZrO2超细粉体
唐志阳
【期刊名称】《佛山陶瓷》
【年(卷),期】2004(14)4
【摘要】介绍了化学法制备Zr02超细粉体常用的几种方法:沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、沉淀-乳化法等;介绍了各种制备方法的工艺流程及其特点.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】唐志阳
【作者单位】江苏省宜兴轻工业学校,宜兴,214221
【正文语种】中文
【中图分类】TF12
【相关文献】
1.共沉淀制备Y2O3/ZrO2超细粉体 [J], 张海军;王桂红;贾全利;韩非;李素平
2.溶胶凝胶快速热解法制备ZrO2超细粉体 [J], 王远洋;赵天生;李永昕;孙予罕;高
荫本
3.ZrO2超细粉体的制备及控制其团聚的措施 [J], 李永青
4.ZrO2超细粉制备过程中粉体团聚的控制方法 [J], 卓蓉晖
5.反向化学沉淀法制备纳米ZrO2超细粉体 [J], 韦薇;管春平;陈亮维
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

溶液蒸发热解法制备超细高纯ZrO_2粉体

溶液蒸发热解法制备超细高纯ZrO_2粉体

溶液蒸发热解法制备超细高纯ZrO_2粉体
周竹发;沈辉;鲍小谷;汤备珍;周晓华;易佑宁
【期刊名称】《中国陶瓷》
【年(卷),期】1995(31)4
【摘要】本研究采用溶液蒸发热解工艺,通讨调整和控制锆盐溶液的浓度、溶剂、雾化量、温度等工艺参数,直接制备出0.4~1.5μm范围内超细高纯ZrO_2粉体。

【总页数】3页(P16-18)
【关键词】氧化锆陶瓷;溶液蒸发;热解法;陶瓷;制备
【作者】周竹发;沈辉;鲍小谷;汤备珍;周晓华;易佑宁
【作者单位】江苏省陶瓷研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.758
【相关文献】
1.沉淀-氨解法制备超细高纯氮化铬粉体 [J], 李国;胡国荣;彭忠东;邓新荣;曹雁冰;万文治
2.电沉积法制备超细高纯铜粉 [J], 李廷取;庞勃;曲明洋
3.氨解法制备超细高纯氮化铬粉体的研究 [J], 胡国荣;李国;邓新荣;彭忠东;曹雁冰;万文治
4.化学共沉淀法制备超细高纯钛酸钡粉体 [J], 林蓉;高仕鹏
5.前驱体热解法制备高纯超细α-Al_2O_3粉体 [J], 林元华;张中太;黄传勇;唐子龙;陈清明
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

SiC-ZrC复合超细粉末的合成及抗氧化性能研究

SiC-ZrC复合超细粉末的合成及抗氧化性能研究

SiC-ZrC复合超细粉末的合成及抗氧化性能研究
周虹伶;曹宇;邹素琳;欧红;田嘉美;陈占军;胡继林
【期刊名称】《江西化工》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】以二氧化锆、硅溶胶、炭黑作为前驱体原料,采用碳热还原法来制备SiC-ZrC复合粉末。

研究了反应温度对SiC-ZrC复合粉末的烧失率、物相组成与显微结构的影响。

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、综合热分析仪(TG-DTA)等手段对粉末样品进行测试分析。

结果表明:在合成温度达到1500℃以上时,采用碳热还原法可成功合成SiC-ZrC复合粉末。

在1550℃~1600℃下合成的产物中主要存在SiC和ZrC的特征衍射峰,合成产物结晶度好,这表明该条件下的合成反应进行比较完全。

与1550℃相比,在1600℃温度下的合成产物中存在一定量的晶须,且存在有近似球状和短棒状及絮状颗粒,形成多样化显微结构。

【总页数】5页(P45-49)
【作者】周虹伶;曹宇;邹素琳;欧红;田嘉美;陈占军;胡继林
【作者单位】湖南人文科技学院材料与环境工程学院;景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.2;TB383
【相关文献】
1.3维C/SiC-ZrC复合材料的制备及其性能研究
2.高超飞行器用C/SiC-ZrC复合材料力学及烧蚀性能研究
3.先驱体转化法制备2D C/SiC-ZrC复合材料中ZrC含量对材料结构性能影响研究
4.基于油脂抗氧化性能的复合增效抗氧化剂合成研究
5.浆料注射法制备C_(f)/SiC-ZrC复合材料的力学和抗氧化性能
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

Cu_Ce_Zr_O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

Cu_Ce_Zr_O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

文章编号:0253 9837(2009)02 0124 07研究论文:124~130收稿日期:2008 08 22.联系人:郭锡坤.T el:(0754)82902223;E mail:xkguo@.基金来源:广东省科技计划项目(2006B36702003).Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能郭锡坤, 贾海建, 范倩玉, 李文衍, 刘伟明(汕头大学化学系,广东汕头515063)摘要:采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂.当Ce Zr Cu 摩尔比为2 8 5时,制得的Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5 O 2 催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口.当空燃比为1 33(富氧)时,CO,C 3H 6和N O 的起燃温度分别为183,257和236 ,并且当温度高于340 时都能完全转化;催化剂经高温老化后CO,C 3H 6和NO 的起燃温度仍较低,分别为225,350和350 .X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu 进入Ce Zr 固溶体形成Cu Ce Zr 固溶体;Cu 与Ce 产生协同效应使Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.关键词:铜;铈;锆;复合氧化物;三效催化剂;溶胶凝胶法中图分类号:O643/X7 文献标识码:APreparation and Three Way Catalytic Performance ofCu Ce Zr O Mixed Oxide CatalystsGUO Xikun *,JIA Haijian,FAN Qianyu,LI Wenyan,LIU Weiming(Dep ar tment of Chemistry ,Shantou University ,Shantou 515063,Guangdong,China)Abstract :A series o f Cu Ce Zr O mix ed ox ide catalysts w ere prepared by the citric acid sol gel met hod.T he Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 catalyst with Ce Zr Cu molar ratio of 2 8 5show ed hig h three w ay catalytic performance.When the air/fuel ratio w as 1 33,under the condition of ex cess oxy gen,the lig ht off temperatur es for CO,C 3H 6,and N O w ere 183,257,and 236 ,respect ively,and the t hree gases could be completely converted above 340 .After undergoing high temperature ag ing ,their light off temper ature changed to 225,350,and 350 ,respectively,w hich still remained lower.T he results of XRD,XPS,and T PR characterization show ed that some Cu entered the Ce -Zr solid solution to form a Cu Ce Zr solid solut ion.T here was syner gistic effect betw een Cu and Ce,w hich increased the catalytic activity of the Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 catalyst at low temperature and resulted in the higher three w ay catalytic performance under lean fuel conditions.Key words :copper ;cer ia;zirconia;mixed ox ide;three way catalyst;sol gel method随着火力发电等工业的发展和机动车数量的迅速增加,排放到大气中的一氧化碳(CO)、烃类化合物(HC)和氮氧化物(NO x ,其中NO 占90%以上)日益增加.同时,为了缓解全球性的能源危机,节能型贫燃发动机的开发与应用日趋增多.贫燃发动机将会排放更多的NO,因此,如何高效消除NO,CO 和H C 受到国内外研究人员的高度重视,开发新型的三效催化剂就成为目前的热点课题.新一代三效催化剂研制的关键是拓宽催化剂的三效窗口.CeO 2能够发生独特的、可逆的氧化还原反应2CeO 2 Ce 2O 3+1/2O 2,而表现出强大的储存和释放氧的功能[1],添加Zr,La 和Y 等元素还可提高CeO 2的热稳定性.因此,近年来普遍采用Ce Zr 固溶体作载体,负载Pd,Pt 和Rh 等贵金属开发新型三效催化剂.胡玉才[2]报道了Ce 0 6Zr 0 4O 2负载Pd 的三效催化剂;袁慎忠等[3]研制了(Ce Zr Pr)O 2负载Pt/Pd 的三效催化剂;郭家秀等[4]研制了BaO 掺杂的CeO 2 ZrO 2固溶体负载Pt Rh 的三第30卷第2期催 化 学 报2009年2月Vol.30No.2Chinese Jour nal of CatalysisF ebruar y 2009效催化剂;蔡黎等[5]报道了Ce Zr Ca Al2O3负载Pd 的三效催化剂;张怀红等[6]研制了以Rh/CeO2 ZrO2 Y2O3和Pt/ Al2O3按一定比例混合的整体式催化剂;姚艳玲等[7]采用Ce0 65Zr0 25Y0 07La0 03 O1 95负载Pt,Pd和Rh制得中偶催化剂;Ig lesias juez等[8]研究了Pd/(Ce,Zr)/Al2O3催化剂中金属与助剂间的相互作用;Anderson等[9]研制了Pt Rh/Ce x Zr1 x O2 Al2O3三效催化剂;Lam brou等[10]报道了Pd Rh/CeO2 Al2O3三效催化剂;Sharma 等[11]研制了Ce0 98Pd0 02O2 三效催化剂.这些研究都取得了良好的结果,促进了新一代三效催化剂的发展.由于世界贵金属的资源相对匮乏,价格昂贵,因此,采用过渡金属及稀土金属来制备催化剂引起了人们的关注[12].为了节约贵金属,降低成本,并且适应节能型贫燃发动机发展的形势,本文依据本课题组多年来研制选择性还原NO的铜基催化剂的经验,考虑到利用Cu低温活性较高,Ce Zr固溶体储放氧性能和热稳定性良好,以及利用Cu Ce Zr发生协同效应提高催化性能的可能性,尝试研制廉价而性能良好的Cu Ce Zr O复合氧化物三效催化剂,并取得了良好的结果.同时,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和程序升温还原(T PR)等方法对催化剂的结构与性能进行了表征,为本领域的研究提供有益的参考.1 实验部分1.1 催化剂的制备按Ce x Zr1 x CuO2 (其中x=0,0 2,0 4,0 6, 0 8和1 0)中金属元素的摩尔比,将Ce(NO3)3 6H2O,Zr(NO3)4 5H2O和Cu(NO3)2 3H2O加入到去离子水中.待完全溶解后,加入柠檬酸(柠檬酸与全部金属阳离子的摩尔比为1 5 1),搅拌30min,用氨水调节pH至7.全部过程都在80 下进行,并剧烈搅拌.形成的凝胶于115 烘干48h.然后在500 焙烧4h,800 焙烧2 5h.按Ce0 2Zr0 8Cu y O2 (y=0,0 17,0 33,0 50和0 67)中金属元素的摩尔比,将Ce(NO3)3 6H2O, Zr(NO3)4 5H2O和Cu(NO3)2 3H2O加入到去离子水中,后面的步骤与条件同上.另外,取适量的Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 在950 下老化2h,制得老化的Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 催化剂.1.2 催化剂的评价催化剂的活性评价在微型固定床石英反应器(直径为8mm)中进行.模拟气的组成为:0 1% NO,0 1%C3H6,1 0%CO,O2可调,用N2作载气.催化剂用量为0 3g.反应气体空速为40000 h-1.用FGA 4100型五组分汽车尾气检测仪(广东佛山分析仪有限公司)在线检测不同反应温度下反应器前后CO,C3H6和NO的浓度,并由此计算出各自转化率.考察水蒸气对催化剂活性的影响时,通过双柱塞微量泵向模拟气中混入10%(体积分数)的水蒸气,其它组分比例不变.本实验采用CO, C3H6和NO的转化率及其起燃温度T50(即转化率达到50%时的温度)、完全转化温度T90(即转化率达到90%时的温度)来评价催化活性[13].参照文献[4,14],用Schlatter常数 S 来表示空燃比,S= (2c(O2)+c(NO))/(c(CO)+9c(C3H6))(S=1为理论空燃比,S>1为贫燃条件).在S=1 2的情况下,考察了铈锆比及铜含量对催化剂活性的影响.1.3 催化剂的表征XRD测试在德国Bruker D8型X射线衍射仪上进行.采用Cu K 辐射源,管流40mA,管压40 kV.XPS测试在Physical Electronics公司Quantum 2000型能谱仪上进行.激发源Al K ,扫描80次.以表面污染碳C1s(E b=284 6eV)作为内标校正其他元素的结合能.TPR测试在自组装的装置上进行,催化剂用量50mg.催化剂先在25%O2 H e(20 ml/m in)气流中于500 下处理30m in以净化其表面,待温度降至50 后切换成5%H2 Ar(20ml/ min)混合气,待基线平稳后以10 /min的速率进行程序升温还原.2 结果与讨论2.1 催化剂的三效催化活性2.1.1 铈锆比的影响考察了铈锆比对Ce x Zr1 x CuO2 三效催化性能的影响,图1(a),(b)和(c)分别是CO,C3H6和NO 的转化率与温度的关系曲线.根据文献[13],T50至T90的范围越窄,催化剂的活性越高;T50越低,催化剂的低温活性越高.由图1(a)可见,x=0(不含Ce)时,T50最高,为202 ;x=1 0(不含Zr)时,T50为188 ;x=0 2,0 4,0 6和0 8(同时含有Ce和Zr)时,T50都较低,其中x=0 2时, T50和T90最低,分别为183和198 .以上结果表125第2期郭锡坤等:Cu Ce Zr O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图1 Cex Zr1 xCuO2的三效催化活性Fig1 The three w ay catalytic activity of Ce x Zr1 x CuO2明,同时含有Ce和Zr的催化剂对于CO转化反应的催化活性优于只含有Ce或只含有Zr的催化剂. 由图1(b)可见,x=1 0时,当温度升高至350 时尚未达到催化剂的起燃温度;x=0,0 2, 0 4,0 6和0 8时,催化剂的T50都低于350 ,其中,以x=0 2时的T50最低,为241 ,表明该样品对于C3H6转化反应的催化活性最好.由图1(c)可见,在同时含有Ce和Zr的催化剂中,x=0 2和0 4的样品比x=0 6和0 8的样品具有更低的T50和T90,其中x=0 2的催化剂的T50和T90最低,分别为248和293 ,这表明其催化NO转化反应的活性最好.综上可见,Ce含量少的Ce0 2Zr0 8CuO2 具有较佳的三效催化活性.这与文献[15]报道的铈锆比对(Pt+Rh)/(Ce0 3+x Zr0 6 x Y0 1O1 95+Al2O3)三效催化剂性能影响的情况相似.图2 Ce0 2Zr0 8CuyO2的三效催化活性Fi g2 The three w ay catalytic activity of Ce0 2Zr0 8Cu y O2 2.1.2 铜含量的影响在最佳铈锆比(x=0 2)的情况下,考察了Cu 含量对Ce0 2Zr0 8Cu y O2 三效催化活性的影响,图2 (a),(b)和(c)分别是CO,C3H6和NO的转化率与温度的关系曲线.由图2可见,不含Cu的Ce0 2 Zr0 8O2 上,CO的T50最高,为318 ,而且到350 时C3H6和NO转化率都没有达到20%;加入Cu的Ce0 2Zr0 8Cu y O2 上,CO,C3H6和NO的T50明显降低,其中Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 (y=0 50)降低最明显,CO,C3H6和NO的T50分别为180, 238和228 ,而且CO和NO的T90也最低,分别126催 化 学 报第30卷为197和273 ,C 3H 6转化率也最高,在350 时达82%.由此可见,加入Cu 后催化剂活性明显提高,Cu 物种是催化剂的活性组分;Cu 含量存在一个较佳值(y =0 50),含量太低或太高时都会造成催化活性降低.图3 空燃比S 对Ce 0 2Z r 0 8Cu 0 5O 2 三效催化活性的影响Fi g 3 Effect of S (air/fuel ratio)on the three waycatalytic activity of Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 22.1.3 空燃比对三效催化活性的影响考察了空燃比S 对Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 三效催化活性的影响,图3(a),(b)和(c)分别为不同S 值情况下CO,C 3H 6和NO 的转化率与温度的关系曲线.由图3(a)可见,S 值对CO 的转化率影响不大,只是在低于250 时,随着S 值的增大,CO 转化率略有降低,可见Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 对CO 具有较好的催化转化性能.由图3(b)可见,在低于310 时,C 3H 6转化率随着S 值的增大而略微下降,而在温度高于310时,随着S 值的增大而明显提高,并且在S 1 33时,340 就能完全转化.由图3(c)可见,随着S 值的增大,NO 转化的T 50和T 90升高,但S =1 33时,NO 转化的T 50和T 90仍较低,分别为236和286 .综上所述,在S =1 33时,Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 催化剂的三效活性最佳,CO,C 3H 6和NO 的T 50分别为183,257和236 ,T 90分别为197,340和286 ,这说明催化剂在富氧条件下能保持良好的催化活性,有利于适应贫燃发动机发展的趋势.2.1.4 水蒸气存在和高温老化的影响由于在高温和贫燃发动机尾气中水蒸气含量可高达10%,因此考察了10%水蒸气存在和高温老化后催化剂的三效活性,结果列于表1.可见,与没有水蒸气存在时相比,在10%水蒸气存在下,Ce 0 2 Zr 0 8Cu 0 5O 2 上CO,C 3H 6和NO 的T 50仅分别升高27,23和76 ,表明Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 具有良好的抗水蒸气性能.与新鲜催化剂的相比,经高温老化后,催化剂上CO,C 3H 6和NO 的T 50仅分别升高了42,93和114 ,表明Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 具有良好的抗高温老化性能.表1 水蒸气存在与高温老化对Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 起燃温度的影响Table 1 Influence of steam and high temperature agingat 950 for 2h on the light off temperature of Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 S ample Steam T 50/CO C 3H 6NO Fresh w ithout 183257236Fresh w ith 210280312Agedw ithout2253503502.2 催化剂的XRD 结果2.2.1 不同铈锆比对Ce x Zr 1 x C uO 2 结构的影响 图4是不同铈锆比的Ce x Zr 1 x CuO 2 催化剂的XRD 谱.由图可见,催化剂中不含Ce 时,在2 =28 13 ,31 48 ,50 35 处和35 48 ,35 54 ,38 82 处分别出现ZrO 2单斜晶相和CuO 单斜晶相的衍射峰.加入Ce(x =0 2)后,ZrO 2单斜晶相的衍射峰消失,而在2 =29 89 ,49 61 ,59 36 处出现衍射峰,表明ZrO 2与CeO 2以四方晶相固溶体的形式出现;随着Ce 含量的增加,晶相逐步过渡到立方晶相;Ce 与Zr 形成铈锆固溶体后,CuO 的特征峰仍然存在.催化剂不含Zr 时,在2 =28 55 ,47 48 ,56 33 处和35 48 ,35 54 ,127第2期郭锡坤等:Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图4 不同Ce/Zr 比的Ce x Zr 1 x CuO 2 样品的XRD 谱Fig 4 XRD patterns of Ce x Zr 1 x CuO 2 samplesw ith different Ce/Zr ratios38 82 处分别出现CeO 2立方晶相和CuO 单斜晶相的衍射峰.上述结果表明,在同时含有Ce 和Zr 的催化剂中,Ce 与Zr 形成了固溶体.图5 不同Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 样品的XRD 谱Fig 5 XRD patterns of Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 sampleswith different Cu contents2.2.2 Cu 含量对C e 0.2Zr 0.8Cu y O 2 结构的影响 在x =0 2时,考察了Cu 含量对Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 结构的影响,结果如图5所示.由图可见,不加Cu 时,只在2 =29 90 ,50 00 和59 65 处出现了四方晶相Ce Zr 固溶体的衍射峰.加入Cu (y =0 33)后,在2 =35 50 和38 80 处出现了单斜晶相CuO 的衍射峰.此外,还在2 =29 89 ,49 70 和59 60 处出现了固溶体的衍射峰.与单独的Ce Zr 固溶体(y =0)相比,此固溶体的衍射峰向小角度方向偏移,表明晶格增大,这可能是由于Cu +进入了Ce Zr 固溶体的晶格中,形成了Cu Ce Zr 固溶体,并且Cu +的半径(0 096nm )大于Ce 4+的半径(0 092nm)和Zr 4+的半径(0 084nm ),所以使晶格增大.当Cu 含量增加到y =0 50时,单斜晶相CuO 的衍射峰增强.同时,固溶体衍射峰出现在2 =29 87 ,49 56 和59 46 处,进一步向小角度方向偏移,这表明Cu +进入到固溶体的量增加,使晶格进一步增大.当Cu 含量继续增加到y =0 67时,单斜晶相CuO 的衍射峰略有增强.同时,固溶体衍射峰继续向小角度方向偏移并且衍射峰的形状发生变化,这表明Cu +进入固溶体的数量太多而导致固溶体的形态发生畸变,这将造成三效催化活性下降.2.2.3 C e 0.2Zr 0.8Cu 0.5O 2 的结构特点及三效催化性能由上述XRD 结果可以认为,Ce 012Zr 018Cu 0152O 22K 具有CuO 晶相与Cu2Ce 2Zr 固溶体并存的结构特点,而且该固溶体的Ce 含量低,Zr 含量高并且掺杂一些Cu +.因此,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 将有利于催化NO,CO 和C 3H 6的转化反应.对于NO 来说,由于掺杂Cu +促使Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 所具有的Cu2Ce 2Zr 固溶体中氧空位增加,从而有效地促进NO 的还原[16].同时,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 样品中的CuO 晶相对于C 3H 6选择性还原NO 反应也具有催化作用,并且氧的存在可以促进该反应.以上因素有利于Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 催化还原NO 反应,使其在富氧的情况下,仍表现出较好的活性.对于CO 氧化反应来说,CeO 2有助于CO 在低温时的优先氧化[17];同时,CO 在Cu +上的吸附比较强[18].由于Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 具有含Cu +的Cu2Ce 2Zr 固溶体,将有利于CO 的吸附并在较低温度下优先氧化,因而表现出较低的起燃温度和较高的转化率.对于C 3H 6转化反应来说,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 既能够对C 3H 6与O 2间的氧化反应起催化作用,同时,催化剂中的CuO 也能够催化C 3H 6选择性还原NO,因此催化剂也具有较高的催化转化C 3H 6性能.图6给出了高温老化后的Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的XRD 谱.与图5相比,老化后固溶体和CuO 的特征峰没有偏移,也没有裂分,只是峰形变得更尖.这可能是由于在老化过程中,催化剂颗粒发生了一定程度的烧结,各晶体的颗粒增大,但其晶型完好,这表明Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 具有良好的抗老化性能.128催 化 学 报第30卷图6 高温老化Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的XRD 谱Fig 6 XRD pattern of the Ce 012Zr 018Cu 015O 22Ksample aged at 950e for 2h图7 不同样品的XPS 谱及CuLMM Auger 能谱Fig 7 XPS and CuLM M Auger spectra of Ce 012Zr 018O 22K (1)and Ce 012Zr 018Cu 015O 22K (2)2.3 催化剂的XPS 结果图7示出了不同催化剂的Cu 2p XPS,CuL2M M Auger 能谱和Ce 3d XPS 谱.由图7(a)可见,Ce 012Zr 018Cu 0152O 22K 的Cu 2p 3/2和Cu 2p 1/2结合能分别为93215和95215eV 左右.Avgouropoulos 等[19]指出,Cu 2p 3/2结合能较高(93310~93318eV)和在939~944eV 处出现振起峰,是Cu 物种以CuO 存在的主要特征;若Cu 2p 3/2结合能较低(93212~93311eV)和没有出现振起峰,Cu 物种则以还原态(Cu +或Cu 0)形式存在.因此,样品中Cu 物种主要以还原态存在.由图7(a)还可见,在939~944eV 处出现振起峰,表明在催化剂表面含有一定数量的Cu2+.由图7(b)的CuLMM Auger 能谱可见,峰中心位于57010eV 处,进一步表明还原态Cu 主要以Cu +(57012eV)的形式存在[20]. 图7(c)比较了Ce 012Zr 018O 22K 和Ce 012Zr 0182Cu 015O 22K 中Ce 物种的化合价.由图可见,Ce 0122Zr 018O 22K 中Ce 3d 5/2的结合能为88212eV,接近单纯的CeO 2(88214eV)[21],这表明在不加Cu 的Ce 2Zr 固溶体中,Ce 物种存在Ce 4+和Ce3+两种价态,并且以Ce 4+物种为主.而Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的Ce 3d 5/2的结合能为88214eV,表明加入Cu 后,Ce 物种几乎全部以Ce 4+价态存在.结合前面的XRD 结果可进一步判断,Cu 可以与Ce,Zr 形成Cu2Ce 2Zr 固溶体并且Cu 与Ce 发生协同作用.在Cu2Ce 2Zr 固溶体中,Cu 与Ce 物种主要以Cu +和Ce 4+的形式存在.这将有利于提高催化剂的氧化还原性能,更好地发挥其三效催化作用.2.4 催化剂的TPR 结果图8是不同样品的TPR 谱.由图可见,Ce 2Zr 固溶体在53616e 处出现一个还原峰,可归属为CeO 2的还原峰.新鲜Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 在18219e 处出现一个主峰和在140e 处一个微弱的肩峰,可分别归属为CuO 晶相和无定形CuO 的还原峰,样品中未出现CeO 2的还原峰,而CuO 的还原峰峰温远低于Cu/CeO 22Al 2O 3中Cu 物种的还原峰温(218~332e )[22],这表明Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 中CuO 与Ce 2Zr 固溶体发生较强的协同作用,从而促进了Cu 的还原.老化的Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 只出现一个位于22219e 的还原峰,这是CuO 晶相的还原峰,而其峰温比新鲜样品升高了50e .表明老化后样品的还原性能有所下降,这是由于高温老化导致晶相聚集的缘故.129第2期郭锡坤等:Cu 2Ce 2Zr2O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图8不同催化剂的T PR谱Fig8TPR profiles of different catalysts(1)C e012Zr018O22K,(2)Fresh Ce012Zr018Cu015O22K,(3)Aged Ce012Zr018Cu015O22K3结论采用柠檬酸溶胶凝胶法制备具有三效催化活性的Cu2Ce2Zr2O复合氧化物催化剂.以CeBZrBCu摩尔比为2B8B5时制得的催化剂Ce012Zr018Cu015O22K,具有CuO晶相与Cu2Ce2Zr固溶体并存的结构特点,能够通过Cu与Ce的协同作用,更好地发挥各组分的作用,提高催化剂的氧化还原性能.因此,Ce0122 Zr018Cu015O22K具有较佳的三效催化性能,在较宽的空燃比范围内(尤其是在贫燃情况下),对CO, C3H6和NO的转化具有良好的催化性能,在空燃比为1133时,CO,C3H6和NO的起燃温度分别为183,257和236e,并且当温度高于340e时都能完全转化.参考文献1张怀红,龚茂初,赵彬,郭家秀,陈耀强.贵金属(ZhangH H,Gong M Ch,Zhao B,Guo J X,Chen Y Q.Pr eciousM etals),2004,25(4):172胡玉才.材料科学与工艺(Hu Y C.M ater Sci T echnol), 2005,13(1):343袁慎忠,肖彦,张燕,薛群山,刘毅,鞠文鹏,陈楠.中国稀土学报(Yuan Sh Zh,Xiao Y,Zhang Y,Xue Q Sh, L iu Y,Ju W P,Chen N.J Chin Rar e Ear th),2006,24 (S2):664郭家秀,袁书华,龚茂初,张磊,张丽娟,赵明,陈耀强.化学学报(Guo J X,Yuan Sh H,Gong M Ch,Zhang L,Zhang L J,Zhao M,Chen Y Q.A cta Chim Sin),2007,65(10):9375蔡黎,赵明,皮展,龚茂初,陈耀强.催化学报(Cai L, Z hao M,P i Zh,Gong M Ch,Chen Y Q.Chin J Catal), 2008,29(2):1086张怀红,龚茂初,郭家秀,赵彬,陈耀强.催化学报(Zhang H H,Gong M Ch,G uo J X,Zhao B,Chen Y Q.Chin J Catal),2004,25(2):857姚艳玲,史忠华,宋为聪,袁书华,龚茂初,陈耀强.催化学报(Yao Y L,Shi Zh H,Song W C,Yuan Sh H,G ong M Ch,Chen Y Q.Chin J Catal),2008,29(4):3168Iglesias2Juez A,M artinez2Ar ias A,F er nandez2garcia M.J Catal,2004,221(1):1489A nderson J A,Daley R A,Christou S Y,Efstathiou A M.A p p l Catal B,2006,64(324):18910Lambrou P S,Savva P G,Fierro J L,Efstat hiou A M.A pp l Catal B,2007,76(324):37511Sharma S,Heg de M S,Das R N,Pandey M.A p p l Catal A,2008,337(2):13012段碧林,曾令可,刘平安,王慧,税安泽,刘艳春.陶瓷(Duan B L,Zeng L K,Liu P A,Wang H,Shui A Z, L iu Y Ch.Ceramics),2006,(8):513喻瑶,龚茂初,郭家秀,林涛,袁书华,陈耀强.无机化学学报(Yu Y,G ong M Ch,Guo J X,L in T,Yuan Sh H,Chen Y Q.Chin J I norg Chem),2007,23(8):1453 14叶青,金钧,陈永宝,王道.北京工业大学学报(Y e Q, Jin J,Chen Y B,Wang D.J Beij ing Univ T echnol), 2000,26(1):11215毛小波,陈耀强,赵明,袁书华,李俊强,龚茂初.化学学报(M ao X B,Chen Y Q,Zhao M,Yuan Sh H,Li J Q,Gong M Ch.A cta Chim Sin),2007,65(4):300 16M onte R D,K aspar J,For nasiero P,Graziani M,Paze C, Gubitosa G.I nor g Chim A cta,2002,334:31817Wootsch A,Descorme C,Duprez D.J Catal,2004,225(2):25918段玉华,张开明,伏义路.物理化学学报(Duan Y H, Zhang K M,F u Y L,A cta Phys2Chim Sin),1995,11(5):40719Avgouropoulos G,Ioannides T.A p p l Catal A,2003, 244(1):15520Pr i ssanaroon W,Brack N,Pigram P J,L ieseg ang J.Surf I nter f ace A nal,2003,35(12):97421王建祺,吴文辉,冯大明.电子能谱学引论.北京:国防工业出版社(Wang J Q,Wu W H,Feng D M.Intro2 duction to Elect ronic Spectroscopy.Beijing:National De2 fence Ind P ress),1992.52622郭锡坤,林树东.催化学报(Guo X K,Lin Sh D.Chin J Catal),2008,29(3):221130催化学报第30卷。

超细Ce—Zr—O粉末的制备及其影响因素

超细Ce—Zr—O粉末的制备及其影响因素

氨水 , 酸铈 和氯 化铈 溶 液 是 由相 应 的酸 与碳 酸 铈 硝 ( 江西 省稀土 研究 所产 品) 应 来配 制 . 氧 化 锆 为 反 氯 市售产 品 ( 西晶安 化工 厂 ) 硝 酸 氧锆 是 由氯 氧化 江 , 锆经氨 水沉 淀后用硝 酸溶 解转 化而 来 。沉 淀料液根
据实验 要求进行 配制 , 设定 的沉 淀方 式沉 淀铈锆 . 按
所得沉 淀经过 滤洗 涤后 于 8 0℃ 恒温 烘 箱 中保 温干 燥 1h 然后分 别在不 同 的温度 下般 浇得 到铈 锆共存 ,
产物 。
本 实验所 用料液 zO( f
)、 ( 2
) ZO I r C2 、
C O3 e 的浓 度分 别 为 0 18 04 0 0 0 48 0 27 5 ,6 、 ,6 、 .5 、 .1 o / 除复配量 实验 外 , tl ; oL 实验 用 的摩 尔 比均 为 n : =5 : ; 水浓 度 2 5 o L 氨水用 量 比理 论值 03氨 ,4m l , /
对合成糟末进行了分析, 并考察 了料液 组成 、 加料 方式 、 添加剂种类 、 煅烧 温度等合成 条件 对合成 产物 粒度 的影 响。
结果 表 明 : 用硝 酸 铈 锆 料 渡 为 原 料 、 采 用氨 水 作 沉 淀 剂 、 反 加 料 方 式 在 室 温下 沉 淀 . 得 沉 淀 经 干 燥 和 煅 烧 可 以 得 以 所 到粒 度 均 匀 、 悬浮 性 好 的超 细 c 一矗 一。粉 末 。 e
( Ⅺ ) 射 仪 . 度 测 试 用 I 衍 粒 5—6 1型 ( 海 欧 美 0 珠
面取 得的一些 基 本 结果 , 对 影 响 合成 产 物 粒度 等 并 基本性 能 的相 关 因素进 行 了讨 论 。

ZrO2超细粉体的制备及控制其团聚的措施

ZrO2超细粉体的制备及控制其团聚的措施

Pr p r to o ta n O 2Po e nd IsA g l m e a in nt o e a a i n fUlr f e Zr wd r a t go r to Co r l i
LI Yo ng— q ng —i
( e a h mi l n ut ei ntueC . t., h n zo 4 0 5 ,C ia H n nC e c d s yD s n Istt o Ld Z e ghu 5 0 2 aI r g i hn )
要 想 获得高 性 能 的陶瓷 材料 , 使用 超 细度 、 活 高 性、 颗粒 度 分 布 集 中 、 聚小 的 粉 体 原 料 是 必 经 之 团 路 。这 样不仅 能 降低 烧结 温度 , 约能 源 , 节 而且 可 以 大 大提 高其 制品 的性 能 ; 因此 , 在超 细粉 体 的研 制过 程 中应对 如何 防 止和 消除 粉体 不均 一 和团 聚予 以充

1 2 醇 盐水 解法 .
醇盐 水解 法是 利用 金 属有 机醇 盐能 溶 于有机溶 剂并 可 发生水 解 生成氢 氧化 物或 氧化 物 的特性 制备
超细粉体的一种方法。此法的优点是 : 几乎全为 ① 次粒子 , 团聚很少 ; ②粒子的大小 和形状均一 ; ③ 化学纯度和相结构的单一性好 。缺点是原料制备工
盐溶 液 、 化 物 溶 液 胶 体 化 的 手 段 来 合 成 超 微 粉 。 氯 例如将 氯 氧 化 锆 在 接 近 沸腾 状 态 下 循 环 的 加 水 分
解, 使水解生成的挥发性酸不断蒸发除去 , 从而使水
解 反应 平衡 不 断 向右 移 动 , 成含 水 氧化锆 沉 淀 , 生 然
Absr c : i h lr fn O2 一b s d po e s p le i h g —t c ed, h d ma d n 0 t t a t W t t e u ta e Zr h i a e wd r a p i d n ih e h f l t e e n i g f r is i p o e te sbe o n ih ra d h g e . e p e a ai n me h d n a u e fa lva i g l me a r p ris i c mi g h g e n i h r Th r p r t t o sa d me s r s o e it o l ng a go r - t n o hr f e Zr o e e i to u e a d t e s g sin a pt g fr i d sra r d c in i u i fu a n O2p wd r a n r d c d, n h ug e to da i o n u ti lp o u t s p t o i r n o o wa . f r r d Ke y wor ds: hr fn O2p wd r ;p e a a in ;a g o r to u a e Zr o e i r p to r g l me a in

化学法制备超细ZrO_2粉热分解过程的TG—DTA—MS研究

化学法制备超细ZrO_2粉热分解过程的TG—DTA—MS研究

化学法制备超细ZrO_2粉热分解过程的TG—DTA—MS研

陆昌伟;施剑林;奚同庚;杨雪华;陈云仙
【期刊名称】《材料研究学报》
【年(卷),期】1994(8)2
【摘要】采用热质联用技术(TG—DTA—MS)对草酸盐沉淀法和草酸盐络
合物喷雾法两种制备超细ZrO2粉的热分解过程进行了研究实验得到了草酸锆沉淀产物和络合物喷雾干燥产物热分解过程中逸出的气体正离子质谱O+,H2O+,CO+,随温度变化的话图以及相应的热重和差热曲线.导出了两种制备方法的化学反应方程及其相应的分解温度范围.实验表明:这两种方法制备ZrO2粉时沉淀产物Zr(C2O4)2·4H2O和喷雾干燥产物Zr(C2O4)的完全分
解温度为700℃.
【总页数】5页(P144-148)
【关键词】化学法;二氧化锆;陶瓷;超细粉
【作者】陆昌伟;施剑林;奚同庚;杨雪华;陈云仙
【作者单位】中国科学院上海硅酸盐验研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.758
【相关文献】
1.化学沉淀-热分解法制备超细氧化镍粉的研究 [J], 武娟;张昭
2.水热法制备超细 ZrO_2粉体的物理-化学条件 [J], 施尔畏;栾怀顺;仇海波;王爱民;仲维卓;冯楚德;郭景坤
3.共沉淀法制备ZrO_2超细复合粉过程中团聚现象的研究 [J], 杨刚;罗军明;袁永瑞;张强;张海宝
4.有机硅先驱体聚硅氧烷和聚碳硅烷的热分解行为的TG─DTA─MS和LAMMA 研究 [J], 陆昌伟;周游;江东亮;奚同庚;杨雪华;陈云仙
5.液相包裹法BaTiO_3微粉合成机理的TG─DTA─MS研究 [J], 陆昌伟;薛军民;奚同庚;李承恩;杨雪华;陈云仙
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

超细氧化锆粉体的制备研究

超细氧化锆粉体的制备研究

郑州大掌硕士论文此法的优点是;(1)粒度细微,亚微米级或更细:(2)粒度分布窄;(3)纯度高化学组成均匀,可达分子或原子尺度:(4)烧成温度比传统方法低400~500℃。

此法的缺点是;(1)原料成本高且对环境有污染;(2)处理过程的时间较长(3)形成胶粒及凝胶过滤、洗涤过程不易控制。

1.3.5微乳液法(反胶束法)微乳液法【261是利用多元油包水微乳液体系中的乳化液滴为微型反应器,通过液滴内反应物的化学沉淀来制各纳米粉体的方法。

A一钴(钇)盐溶液B一氨水溶液C一表面活性剂+油相D一含锆(钇)盐溶液的微乳液滴E一含沉淀剂的微乳液滴F-一庚烷图l一6微学L液{去原理不恿例其原理如图l一6所示。

具体制备的步骤如下:按制粉要求比例配制…定浓度的锆盐与钇盐水溶液,在叵温摇床中少量多次地将该溶液注入含表面活性剂的有机溶液中,直至有混浊现象出现。

以同样方法制备得氨水的反胶团溶液,然后把两种反胶团溶液在常温下混合、搅拌、沉淀、分离、洗涤、干燥,高温焙烧2~4h,即得产品。

利用该方法可制得<20nm的含钇的稳定四方相Zr02纳米粉,粉体分散性能好,分布窄,但生产过程较复杂,成本也较高。

峰是配位羟基的弯曲振动[43.44;,该吸收带经500。

C煅烧后强度明显减弱,经1000℃煅烧后基本消失。

波数在1000cm“以下的吸收是zr—O键的振动吸收带,随着煅烧温度的升高,粉体由水合ZrO:向非晶态Zr02及单斜Zr02转变,相关吸收峰逐渐呈现出典型的单斜Zr02的吸收带。

经1000。

C煅烧的图谱(图3—4(c))与文献N53报道的单斜Zr02红外吸收图谱相一致。

上述红外分析结果与XRD分析结果相吻合。

3.3.4透射电镜分析图3—5是添加3%Y203时共沸蒸馏及经不同温度煅烧后所得粉体的透射电镜照片。

共沸蒸馏后所得粉体颗粒尺寸约为5~10nm,经600。

C煅烧后生成四方Zr02粉体颗粒粒径为10~15nm,经800。

C煅烧后,颗粒呈球形,粒径在15~20nm左右,经1000。

以碳酸铈为前驱体制备超细氧化铈及其抛光性能

以碳酸铈为前驱体制备超细氧化铈及其抛光性能

以碳酸铈为前驱体制备超细氧化铈及其抛光性能Ξ周雪珍1,2,程昌明1,胡建东1,辜子英1,3,胡平贵1,3,李永绣1,33(11南昌大学稀土与微纳功能材料研究究中心,江西 南昌 330047;21南昌大学材料系,江西 南昌 330047;31南昌大学化学系,江西 南昌 330047) 摘 要:研究了以水合碳酸铈为前驱体,采用直接球磨和煅烧的方法制备了中位粒径小于3μm的超细氧化铈。

结果表明:所得产物均具有立方萤石型结构,随着煅烧温度的升高,产物粒径呈下降趋势,粒度分布也越来越窄,结晶度提高。

但对三种不同玻璃的抛光能力均在900℃~1000℃之间呈现出极大值。

因此认为抛光过程中玻璃表面物质的去除速率受抛光粉粒度、结晶度和表面活性的影响较大。

关键词:超细氧化铈;碳酸铈;抛光中图分类号:T Q13313;O614133 文献标识码:A 文章编号:100420277(2006)0120001204 氧化铈基抛光粉可以通过许多方法来制备[1],如常见的沉淀法,溶胶-凝胶法等等[1~9]。

这些方法往往强调在沉淀过程中控制颗粒的大小,因此常常通过在沉淀过程中加入适宜的表面活性剂来抑制沉淀粒子的团聚,但在煅烧过程中仍然会产生一定程度的团聚。

因此,我们的思路是寻求一种已经大规模工业生产的稀土中间体为原料,采取简单而有效的后处理方法来达到简单、方便、低成本和高效率生产的目的。

水合碳酸铈晶体具有镧石型结构,其SE M照片显示水合碳酸铈晶体的基本形态为片状,各片之间以弱相互作用结合在一起呈花瓣状,结构疏松,因而在机械力的作用下易于解理成小碎片[10]。

为此,我们对以碳酸铈为原料的机械化学反应及其微纳米氧化铈制备技术进行了广泛研究[10~15]。

如:以水合碳酸铈为原料,以氯化钠为助磨剂,采用干式球磨法制备了粒径为30nm~50nm 的类球形氧化铈[11]。

本文报道直接以水合碳酸铈为前驱体,以水作为球磨过程介质,通过机械球磨的方法制备超细氧化铈抛光粉,研究了煅烧温度对产物粒度、粒度分布、结晶度及其抛光性能的影响,证明碳酸铈经球磨后在900℃~1000℃煅烧可以得到悬浮性好、抛光能力强的微米级氧化铈抛光粉。

超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究

超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究

超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究随着科技的发展,超细粉末再制备技术的应用范围不断拓宽。

超细粉末具有较大的比表面积、高化学活性和特殊的物理性能,因此在材料科学、化学工程以及生物医学等领域具有广泛的应用前景。

而超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究则成为了实现粉末再制备过程的关键所在。

一、超细粉末再制备装置概述超细粉末再制备装置主要由粉碎器、分级器、粉末输送系统、收集设备等部分组成。

装置通过机械力或化学方法将原始粉末打碎、破碎或化学反应,再经过分级器对粒径进行分级,最终得到所需的超细粉末产品。

该装置在超细粉末的再制备过程中起到了关键性作用。

二、微观粉末动力学行为的研究意义2.1 理论指导:通过对超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为进行研究,可以深入了解粉末颗粒在光学、磁学、电学等方面的性能变化规律,为超细粉末的应用提供理论指导。

2.2 工艺优化:通过研究超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为,可以优化装置的结构和操作参数,提高粉末的再制备效率和产品质量。

2.3 现象解释:微观粉末动力学行为的研究可以帮助解释超细粉末在再制备过程中出现的各种现象,为进一步探究超细粉末的物理特性提供依据。

三、超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究方法3.1 透射电子显微镜:透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)可以对超细粉末进行高分辨率成像,观察粉末的形貌和晶体结构,进而研究粉末的微观结构和动力学行为。

3.2 散射光谱:散射光谱技术可用于分析超细粉末的晶体结构、粒径分布以及晶格畸变等信息,从而揭示粉末的微观动力学行为。

3.3 运动学模拟:通过建立超细粉末的物理力学模型,运用数值方法对粉末的运动规律进行模拟,从而揭示微观颗粒在再制备装置中的动力学行为。

四、超细粉末再制备装置中的微观粉末动力学行为研究进展4.1 粉末碎裂机理:通过研究超细粉末的碎裂机理,可以了解碎裂力学参数对粉末碎裂效果的影响,并优化碎裂装置的结构和操作参数。

液相法制备氧化锆超微粉末的研究进展

液相法制备氧化锆超微粉末的研究进展
水热法的最大优点是可以直接从 2 0 0 ℃左右的水 介质中得到结晶氧化物,避免了高温煅烧工艺,可有 效的防止粉末团聚。相对于其它制粉方法,水热法制 备的粉体有极好的性能:粉体晶粒发育完整,粒径很 小且分布均匀;团聚程度很轻;易得到合适的化学计 量物和晶粒形态;省去了高温煅烧和球磨,从而避免
了杂质和结构缺陷等;粉体在烧结过程中表现出很强 的活性。所以这种方法是低能耗、低污染、低投入的, 而且粉体质量好,产量也较高。
水热法是一种非常有前途的纳米粉体制备方法。 国外水热法制备 Z r O 2 粉体已实现工业生产,如日本 Chichibu Cement Co.Ltd 生产的 ZrO2 微粉[6]。但由于 水热法需要特殊的设备 - 高压釜,且该设备易被腐蚀, 所以在我国尚未实现工业化大生产。
水热反应的温度、压力、处理时间、p H 值、前驱 体及矿化剂的种类、浓度对粉末的粒径和形状有很大 的影响,同时还会影响反应速度、晶型等。

度 150 ̄220℃、压力为 3 ̄7 MPa、搅拌速率为 500 rpm)。 沉淀物为含水 Y 2 O 3- Z r O 2 ,水热状态下晶化为 Y 2 O 3 稳 定的 Z r O 2 。结果发现在 2 2 0 ℃、7 M P a 的水热条件下 处理 5 小时得到结晶完好的 1 1 . 6 n m 3 Y - P S Z ,经 8 0 0 ℃以上煅烧转化为四方相[ 7 ]。

分为三大类:固相法, 液相法和气相法。其中液相法由 于制备形式的多样性、工艺简单、可控化学组成和粒 度分布等特点而倍受人们重视。
本文就液相法合成 Z r O 2 超微粉体的研究现状作一 概述,并讨论了稳定添加剂的种类,粉体团聚的控制 方法及水溶性高分子的种类。
1 制备方法
1.1 沉淀法

高纯超细ZrO_2粉体制备技术历史与现状_高宏

高纯超细ZrO_2粉体制备技术历史与现状_高宏

第18卷 第3期1997年9月大 连 铁 道 学 院 学 报JOU RN AL OF DALIAN R AILWAY IN STITU TE Vol.18 N o.3Sep.1997收稿日期:1997-04-11.高宏,男,1951年生,副教授,博士;大连,大连铁道学院材料工程研究所,116028.高纯超细ZrO 2粉体制备技术历史与现状高 宏 苟文礼 王修慧(材料工程研究所陶瓷中心)摘 要 通过查阅大量的近几十年来国内外有关氧化锆粉体制备技术的文献资料,阐述了氧化锆粉体的应用领域和前景、各种常用制备技术、各种方法的优缺点、最理想的氧化锆粉体的性能参数指标,指出了今后有关高纯超细氧化锆粉体制备技术研究的方向.关键词:氧化锆;粒度;纯度中图分类号:T B321;T B331随着对陶瓷材料的深入理论研究和开发利用,以高强度、高韧性的ZrO 2增韧的陶瓷材料料为代表之一的精细陶瓷在工程技术中越来越得到重视[1,2].众所周知,陶瓷的脆性是限制其应用的关键症结所在,因此研究和克服其脆性就成了陶瓷材料研究者最关心的问题.目前,根据应用范围的差异,克服陶瓷脆性的途径基本有两类:一类是与韧性材料的机械复合,如金属陶瓷、纤维陶瓷等;一类是通过ZrO 2相变增韧[3].ZrO 2以其独特的力学性能和热力学性能在精细陶瓷的发展中起着重要作用,最近发展起来的相变增韧理论使ZrO 2精细陶瓷的力学性能得到很大的改善,这类陶瓷包括部分稳定ZrO 2(PSZ)、四方ZrO 2多晶(T ZP)和ZrO 2增韧的氧化铝(ZTA)等.而制备优质ZrO 2陶瓷材料十分重要的一步是制备优质的ZrO 2粉体[4].理想的ZrO 2粉体是[4]: 粒度为亚微米级或更细; 形状为等球形; 无团聚; 纯度高,化学组成均匀; 粒度分布窄.其中,纯度和粒度是标志粉体性质的决定因素.因此,研制高纯超细优质ZrO 2粉体就成了国内外精细陶瓷研究者十分关注的课题之一.1 制备历史自从1929年Ruff 和Ebert 首先制得在室温条件下存在的t-ZrO 2后[5],ZrO 2粉体的研制就开始了,但当时仅局限于纯化学的理论研究阶段.1.1 国外情况最初ZrO 2制备原料来源于天然矿石,根据使用的矿石和产品用途不同,生产工艺又分湿法(碱熔融法)和火法(电熔法)[1].这种ZrO 2应用范围大多局限于纯度和粒度要求不太高的耐高温、耐磨损、耐腐蚀等方面.从五六十年代起,随着精细陶瓷的兴起,高纯超细ZrO 2粉体的研制进入了迅速发展阶段.1956年,Clabaugh W.S.等人进行了草酸盐沉淀法制备ZrO 2粉体的研究,开创了以化学法制备ZrO 2粉体的先河;1964年,Clearfield A.提出了无机盐类水解制备ZrO 2粉体的方法;由于金属醇盐的制备成功,1965年,M agdiyashi 等人研究了金属醇盐水解沉淀法,进一步拓宽了化学法制粉的范围;同年,Garvie R.C.系统研究阐述了当时流行的各种ZrO 2粉体制备方法;1967年,M agdiyashi 等人又进一步完善了金属醇盐水解法;此后,Livag e J.,Katg G.,M itsuhashi T.等人先后于1968年,1974年研究和完善了以无机锆盐为原料的水热分解制粉法;七十年代后期,又相继出现了其它一些有机制粉的方法,使有机法在制粉中占有了重要地位.八十年代以来,许多研究者对流行的各种方法进行工艺方面的改进,发现具有特殊意义的溶胶-凝胶(S-G)法可以用来制备高纯超细ZrO 2粉体;此外还出现了工艺完全不同于传统化学方法的物理方法,如喷雾干燥制粉法、高温裂解制粉法和冷冻干燥制粉法等,但这类方法目前的应用价值不大.1.2 国内情况国内首先涉及陶瓷脆裂性探索研究是1966年硅酸盐学会会议上,由谢端宝先生提出的,但当时没有可能形成一种气氛进行更深入的陶瓷增韧研究,当然也就谈不上ZrO 2粉体的研制.直到八十年代前后,才开始本来二十年前就应该开始的这方面的研究,代表人物是上海硅酸盐研究所的严东生、郭景坤,天津大学的袁启明等[2].八十年代末和九十年代初,有关刊物发表了几十篇关于ZrO 2粉体及其复合粉体制备方法的文献,掀起了国内制粉的高潮.从工艺上讲,基本属于无机盐类沉淀和水解制粉法[5~12],而以有机醇盐作原料的有机制粉法和溶胶-凝胶法尚属刚刚起步阶段.1.3 粉体的应用虽然ZrO 2粉体研制具有四五十年的历史,但工业应用却是近十几年的事情,主要原因是早期的研究工作属于纯化学的理论探索.高纯超细ZrO 2粉体分散于陶瓷基体中而增韧的理论是近十几年来才被公认的.近二十年来。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

* 结果与讨论
* , ( 沉淀方式对合成产物性能的影响 实 验 表 明 沉 淀 方 式 对 产 物 性 能 有 很 大 影 响) 其 效果最好 ) 其次是正加料 + 将氨水在搅拌下慢慢加入 铈锆料液之中 2 性能较好 ) 一次性快速加料则会使产 物粒度增大 : 若采用同步加料方式 + 对加料 2 产物的 ) 粒度更大 ) 分布也更宽 ) 这可能是对加料时形成的微 小粒子易于团聚 ) 经煅烧后便形成了较大的颗粒 : 具 体情况见表 ( :
( @ 氧化铈高温稳定性和储氧能力的双重目的 ? 因此 ) :
后于 E 然后在不同温 . F 恒温烘箱中保温干燥 (小时) 度下煅烧得到不同的铈锆复合氧化物: 选择上述最佳 条件可得优化的 ! #$ #& 合成工艺: " % ( , * 分析与测试 沉淀的热重分析用 7 煅烧产 .分 析 系 统 ) 8# / 物的物相分析用日本理学 7 > E型 5 射 线 G<5# 衍射仪 + 测 试) 粒度测试用 H 珠海 #J . (型 + 5 6 72 I 欧美克 2 激光粒度分析仪 ) 比表面积用 I E比表 8# . 面积仪+ 北 京分析 仪器厂 2 测定) #$ #& 粉 末 的 ! " % 抛光性能在 K 南京仪器 . * . #-型三轴精磨抛光机 + L 机股份有限公司 2 上进行测试 ) 玻璃表面粗糙度的测 上海泰明光学有 试用 K #M !表 面 粗 糙 度 测 试 仪 + 限 公 司2 玻璃的称重在 7 北京光学仪器 ) . . + 8# ( 进行 : 厂2
( 实验部分
( , ( ! #$ #& 粉末合成工艺的优化 " % 所有的沉淀反应均在室温下进行) 所有的原料均 为化 学纯 + 除特 别注 明 外 2 沉 淀 剂 为 AB-C B* ) &D 硝 酸铈和 氯化铈 溶液 是由相应 的酸 与 碳 酸铈 B* &*) 江西省稀土研究所产品 2 反应来配制) 氯氧化锆为市 + 售产品 + 江西晶安化工厂 2 硝酸氧锆是由氯氧化锆和 ) 硝酸转化而来: 沉淀料液根据实验要求进行配制) 按设 定的方式沉淀铈锆混合料液) 所得沉淀经过过滤4 洗涤
围绕 铈 4 锆等氧 化 物 固 溶 体 的 制 备 和 性 能 表 征 有 许 提出和实践了一些合成方法 ) 如溶胶 # 凝胶 多报道 )
* @ @ / @ 法? 水热合成法 ? 高能球磨法 ? 等: 4 4
! " &* 作 为 最 好 的 抛 光 粉 从 二 十 世 纪 中 期 开 始 就 得 到 迅 速 的 发 展) 与 此 同 时) $ % &* 也 具 有 较 好 的 前人把 $ 抛 光 性 能) % &* 加 入 ! " &* 中 是 为 了 提 高 释 氧 功 能) 而我们把 ! " &* 的 高 温 稳 定 性 和 储 氧 > $ % &* 加入 ! " &* 中通过 优 化 工 艺 改 善 了 ! " &* 的 抛 光性能 ) 有关这方面的研究还未见报道 :
? C A 煅烧温度对粉末粒度及晶相类型的影响 图 !为同一沉淀产物在不同温度下煅烧所得复 可以看出 J 随着 合氧化物的粒度随温度的变化关系 L 煅 烧温度的升高 K 中位粒径 > 随之增大 L 说明煅 B 5 : 6 烧 过 程中原生沉 淀 颗 粒 之 间 会 相 互 团 聚 K 从而导致 粒度增大 L 所以 K 从产物粒度来考虑 K 我们可以选择 因为此时不但粒径较小> D 6 6 [焙 烧 K C A D 5 : 6为 6 而 且 固 溶 体 的 晶 体 也 基 本 形 成 K \R \T L 8 9B W X S 这可通过图 ?来证实 L
第 P期
郝仕油等 e $% $’ 超细粉末制备工艺的优化及其抛光性能 " # & 表 F 添加剂对产物粒度的影响
P :
, 2 Q R .F S T 6 R U . T V .1 62 W W ) 4 ) 3 . X1 TY / 1 W U V 4 * / 2 ) TX ) Z .
添加剂种类 聚乙二醇 十二烷基苯磺酸纳 无 \ [ ] J P B B + P ! B + P < B + < B \ [ ] J : B B + ! : B + ! F P + G F \ [ ] J ^ B P + ; B + < B P + : G
以铈为主的 复 合 氧 化 物 ) 特别是其超细复合氧 化物粉末 ) 有着广泛的用途 ) 尤其是利用其独特的储 氧> 释氧功能 处 理 汽 车 尾 气 引 起 了 科 学 工 作 者 的 高 为解决氧化铈的高温稳定性问题 ) 人们通过 度关注 : 向其中加入氧化锆 ) 使之形成固溶体 ) 进而达到提高
? C ? 料液组成对产物粒度的影响 从 表 ?可 以 看 出 J 硝酸体系比氯化物体系所得 产 物粒径 要 小 K 且 粒 度 分 布 较 均 匀K 比 表 面 积 大K 悬 浮性好K 经分散后可悬浮 A 这种性能对 6分 钟 以 上 K 于应用于抛光粉方面非常好 L 其原因可能是沉淀表 面 吸附的阴离子 对 沉 淀 的 表 面 性 质 有 很 大 影 响 K 进 而影响到沉淀煅烧过程中的分解与团聚性能 L 另一 方面 K 焙烧过程中包杂于沉淀中的硝酸根易分解 K 而 氯离子则易于使沉淀团聚 K 导致最后粒径较大 L
图 ! 中位Βιβλιοθήκη 径与煅烧温度的关系万方数据 C ! ^ : 6# ] / P & % # 0 / , ( 3 _ / -$ & 0 1 & & (‘ ( 4
+ # % + / ( # 0 / ( P0 & M& . # 0 * . &
此时失重量为 H 而在 ? C ! A ? B K ? ! C E [o : 6 6 [之 间 l 的 失重区则主要对应于脱去结构水> 羟基间的脱 水B 即由复合氢氧化物转变成氧化物K 失重量为 K
第* N卷 第 (期 * . . /年 *月


! O P Q " R "6 S % "T S % U O R
VW X Y * N ) AW Y ( ; " Z % [ S % \* . . /
#$ # & 超细粉末制备工艺的优化及其抛光性能 ! " %
) * 应桃开 ( 周雪珍 * 李良超 ( 郝仕油 ( ) ) )
E E C ! E : C : E A C G E ! C G : G C E : G C D : G C D 6 C 6 6 6 C ; ! A C E A E C E E! ? C H E! A C ! E! A C ! E
图 A为 以 = m= nA m: 6的 混 合 硝 酸 盐 作 料 R S W X 液K 用 UgAhg? 反加 料 B 得 到复 合氢氧 T 作沉淀 剂 > 化物沉淀 > 前驱物B K H 6 [烘 干 后 进 行 的 热 重 分 析 结 果L 由 图 A 可 知 其 失 重 可 分 为 两 个 阶 段 K在 ? ? ! C E [之 前 的 失 重 区 对 应 于 结 晶 水 和 部 分 羟 基 水 的 脱去 K 其失重率为 ; 原始重量为 H 而 C D i > : C ; ! K l
表 ? 料液组成对产物粒度的影响 " # $ % &? ’ ( ) % * & ( + &, )M/ N & 4% / O * / 4+ , M, 3 / 0 / , ( , (. , 4 * + 0 P . # / (3 / Q &
料液组成 B VW R S T> UTA X W Y ? A VW R S TW Y X W Y ? A VW > B R S TW Y X UTA ? A B VW > B R S T> UTA X UTA ? A 7 5 8 9 ! 6 6 Z A ? 6 Z ; E 6 Z ! H 6 Z ! G 7 5 8 9 : 6 6 Z D ? ! Z ! H 6 Z D E 6 Z A D 7 5 8 9 ; 6 ! Z ? A ! Z A ? 6 Z ; ? 6 Z G 6
! D


第? :卷
表 ! 沉淀方式对产物性能的影响 " # $ % &! ’ ( ) % * & ( + &, ). & + / / 0 # 0 / , (1 # 2 3, (. , 4 * + 0 . , & . 0 / & 3
加料方式 一次性加料 对加料 正加料 反加料 7 5 8 9 ! 6 6 C ! D ! C E 6 6 C G D 6 C ? G 7 5 8 9 : 6 ! C ? A ! A C E 6 C ; E 6 C D ? 7 5 8 9 ; 6 ! C E E ! H C G ! C ? : 6 C H D 悬浮性能 7 9< = F! F6 C : F? I: 比表面积 7 > 7 B 9? @ 9A ; C G H E D 6 C ? ? : E ! 6 C : : E ! : C ! : ?
中反加料 + 将铈锆料液在搅拌下慢慢加入氨水之中 2
’ 收稿日期 3 * . . * = ( . = ( 万方数据 基金项目 3 国家自然科学基金项目 + * . ( J . . * 2 作者简介 3 郝仕油 + 男) 江西九江人 ) 硕士 ) 研究方向为稀土复合氧化物材料 : ( ] 1 / = 2 )
表 A 沉淀吸附水失重与温度之间的关系 " # $ % &A ^ & % # 0 / , ( 3 _ / -$ & 0 1 & & (% , 3 31 & / P _ 0 , ) # 4 3 , . 0 / j &1 # 0 & .# ( 40 & M& . # 0 * . &
相关文档
最新文档