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Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

马龙涛 , 余小红 , 鲁灿 , 孟大维 , 王永钱 , 薛强 , 尤雷

人工晶体学报

采用改进的溶胶-凝胶法,无需研磨,制备出不同掺杂浓度的纳米Zn1-xFexO(0.00≤x≤O.03)样品.利用TG-DTA对前驱物样品的成分进行了分析,利用XRD,SEM和UV-Vis等方法对煅烧后样品的结构、形貌及光学性质进行了表征.结果显示:80℃烘干后,未掺杂样品前驱物为Zn3(C6H5O7)2,700℃煅烧后,Zn1-xFexO样品均属六方纤锌矿结构,Fe的掺杂没有引入新的杂相,晶粒均呈现为纳米球形颗粒.其具有很宽的光吸收频段和优异的紫外吸收特性,且随Fe浓度的增大光吸收边发生红移.当x=0.007时纳米Zn1-xFexO的光催化性能最好,对甲基橙溶液的降解效率高达99.71%.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 氧化锌 , 光催化 , 铁掺杂

ZnO以及Fe掺杂ZnO的光学性质和室温铁磁性研究

贺小文 , 孟大维 , 刘长珍 , 余小红 , 陈龙 , 谢静

材料工程

采用共沉淀法制备出不同掺杂浓度的Zn1-xFexO(0.00≤x≤0.10)粉末样品,研究掺杂浓度的不同对其结构、光学性质以及室温铁磁性的影响.采用X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、振动样品磁强计对样品的结构、光学性质和磁性进行测试分析.结果表明:所有Zn1-xFexO样品都具有单一六方纤锌矿结构,没有出现第二相杂质.对紫外波段吸收率高达95%,掺Fe后可见光波段的吸收率与纯ZnO相比有明显提高,掺杂使得带隙宽度Eg由纯ZnO的3.20eV减小到3.11eV.样品光致发光主要有397nm的紫外发射和450,466nm处的蓝光发射,Fe的掺入降低了ZnO的发光强度,但并不影响其发光峰位.样品显示明显的室温铁磁性,磁性随掺杂浓度升高而减弱.

关键词: ZnO , Fe掺杂 , 光学性质 , 铁磁性

S2O2-8/Al-Zn-O固体酸的制备及表征

王君霞 , 孟大维 , 严慧 , 潘会 , 于梅花 , 郝智波

功能材料

用溶胶-凝胶法制备了S2O2-8/Al-Zn-O固体酸,考察了制备条件对其催化乙酸-正丁醇合成乙酸正丁酯催化性能的影响,并借助XRD、IR、TG/DSC、SEM等多种测试技术对其结构进行了表征.实验结果表明,制备条件对S2O2-8/Al-Zn-O固体酸的催化性能有一定的影响,在最佳制备条件下,其酯化率可达98.06%.

关键词: S2O2-8/Al-Zn-O , 固体酸 , 制备 , 表征 , 催化剂

稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能

孙俊英 , 孟大维 , 刘卫平 , 汪新星 , 王革

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2008.04.022

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+, La3+掺杂纳米TiO2粉体, 并采用亚甲基蓝为目标降解物考察了稀土掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明: 适量的La3+掺杂可以提高TiO2的光催化活性, 最佳掺杂浓度为0.3 mol%;La3+掺杂后降解反应符合一级反应动力学,H2O2的加入会使其反应速率大大提高;0.25 mol% Eu3+掺杂在日光灯下较紫外灯下显示出更好的光催化活性, 这可能由于Eu3+掺杂导致了TiO2吸收光谱范围的整体红移;通过XRD图谱分析可以看出La3+、 Eu3+掺杂均可以抑制TiO2的晶型转变, 减小光催化剂的平均粒径, 掺杂后其平均粒径均约为10 nm, TEM结果与XRD大致吻合.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 纳米TiO2 , 稀土掺杂 , 光催化活性

Fe掺杂片状ZnO晶体的制备及光学性能研究

余小红 , 刘长珍 , 孟大维 , 谢静 , 王君霞

功能材料

采用均匀沉淀法在常温开放体系下制备了片状ZnO晶体前驱物,经600℃煅烧得到纯ZnO晶体;在此基础上,采用原位掺杂的方法制备了片状掺Fe的ZnO晶体。通过体视显微镜、XRD、UV-Vis吸收和PL研究了Fe掺杂对片状ZnO晶体结构和光学性能的影响。结果显示掺Fe后ZnO晶体仍具有正六边形形貌和纤锌矿结构,其在398nm处的紫外发射峰和458nm处的蓝光发射峰位置保持不变,但晶片直径减小,禁带宽度增大,发光峰强度降低。

关键词: ZnO , 铁掺杂 , 制备 , 光学性能

Ce改性S_2O_8~(2-)/Al-Zn-O固体酸的制备和催化性能

潘会 , 王君霞 , 孟大维 , 程明 , 王永钱 , 刘晓旸

材料研究学报

采用溶胶-凝胶法合成了S_2O_8~(2-)/Al-Zn-Ce-O固体酸催化剂,借助IR、XRD、TG/DSC和SEM对其结构和性能等进行了表征与分析,研究了Ce的加入对催化合成乙酸正丁酯的催化活性和重复使用稳定性的影响。结果表明,与S_2O_8~(2-)/Al-Zn-O固体酸相比,S_2O_8~(2-)/Al-Zn-Ce-O固体酸表现出更好的重复使用稳定性,其重复使用5次后,酯化率仍保持在94%以上,而S_2O_8~(2-)/Al-Zn-O固体酸重复使用4次后,酯化率降低至61%。Ce的添加提高了固体酸的抗硫流失能力和抗聚集能力,使其重复使用的稳定性提高。

关键词: 无机非金属材料 , Al基固体酸 , 改性 , 酯化反应 , 催化性能

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