邓忠生
,
张哲
,
翁志农
,
张玉龙
,
王珏
,
周斌
,
沈军
,
陈玲燕
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.01.002
TiO2-SiO2复合半导体气凝胶是一种新型纳米光催化氧化剂.本文以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为原料 ,用溶胶-凝胶法经超临界干燥制备出了TiO2-SiO2复合半导体气凝胶.研究了TiO2:SiO2不同配比对溶胶- 凝胶过程的影响;用BET、XRD、SEM、TEM等测试方法对其结构进行了表征;以苯酚为探针考察了TiO2-SiO2复合半导体气凝胶的光催化氧化活性,并与普通锐钛矿型钛白粉光催化剂进行了对比.结果表明:所制备的TiO2-SiO2复合半导体气凝胶具有大比表面积(523.8m2g-1),纳米多孔结构(骨架颗粒约为30-50纳米,孔洞尺寸为几十纳米);其光催化氧化活性大大高于普通锐钛矿型二氧化钛.
关键词:
光催化
,
气凝胶
,
溶胶-凝胶
,
超临界干燥
张志鑫
,
王业红
,
王敏
,
吕建民
,
李利花
,
张哲
,
李名润
,
蒋景阳
,
王峰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60869-5
近年来,金属氧化物的晶面效应及其独特的催化性能引起研究者的广泛关注.其中,二氧化铈(CeO2)因具有储放氧性质、易于形成氧空位等特点,在诸多领域得到应用,尤其是作为催化剂,可用作活性相、载体、复合催化材料等. CeO2的晶面效应主要由于晶面上氧空位的性质引起的.目前,这方面的研究主要集中在高温条件下氧空位的动态转化过程,如水汽变换反应、有机物脱除等.但是高温下CeO2中氧空位的活泼性,增加了晶面效应的复杂性.因此,利用低温液相有机反应作为探针,研究晶面效应是一种可靠的解决方案.我们近些年的工作研究了CeO2不同晶面上的酸性及催化水解性能,在本研究中,我们提出在温和条件下, ；采用有机探针反应,研究不同晶面的氧化还原性质.亚胺类化合物作为一类重要的含氮有机中间体,在生物、农药、医药等领域中具有重要应用.传统的亚胺合成方法是将醛类化合物或酮类化合物与胺类在酸催化剂的作用下直接缩合.近年来出现了新的亚胺合成方法,例如通过胺类氧化脱氢、炔烃的氢胺化、醇胺脱氢/氧化偶联等,其中醇胺脱氢/氧化偶联的方法因具有原料廉价易得、过程清洁等优点,而成为研究热点.最近, Masazumi Tamura等研究发现CeO2能够在温和条件下高效催化醇胺氧化偶联制亚胺,通过一系列表征发现CeO2的高活性主要由于其氧空位中存在丰富的活性氧物种.然而, CeO2的晶面效应及其在此反应中的催化性能,以及不同晶面上的氧化还原性质还有待进一步的研究.本文研究了CeO2的晶面效应及其在醇胺氧化偶联制亚胺反应中的催化性能.在温和的反应条件下(60 oC), CeO2能够高效催化苯甲醇与苯胺反应制备亚胺,并且对底物具有很好的普适性,在催化一系列醇与胺氧化偶联制亚胺的反应中,对于大部分底物,醇类化合物的转化率可达89%以上,亚胺类化合物的选择性可达90%以上.通过水热合成法分别制备了棒状CeO2、立方体CeO2和八面体CeO2,并通过X射线衍射、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜确证了其结构和形貌,结果表明三种形貌的CeO2均为纯相的CeO2,其中棒状CeO2暴露(110)和(100)晶面,立方体CeO2暴露(100)晶面,八面体CeO2暴露(111)晶面.并以苯甲醇氧化反应和苯甲醇与苯胺反应为探针研究了其催化性能.结果发现：不同形貌的CeO2具有显著不同的催化活性,其中棒状CeO2表现出最优异的催化性能,立方体CeO2和八面体CeO2次之.通过Raman光谱表征了不同形貌CeO2的氧空位性质并比较了它们的氧空位浓度.结果发现：棒状CeO2的氧空位浓度相对值(A595/A462)为0.077,高于立方体CeO2和八面体CeO2.通过比较分析计算可知,在CeO2(110),(100)和(111)三种晶面中,(110)晶面因其具有最多的氧空位而表现出最高的催化活性和优异的氧化还原性质,(110)晶面上亚胺的生成速率为4.618 mmol/(g·h),分别为(100)晶面和(111)晶面上的32倍和49倍.该研究有助于提高认识CeO2基催化材料的低温氧化还原性质.
关键词:
二氧化铈
,
晶面效应
,
氧化偶联
,
亚胺
,
缺陷位
杨颖
,
孙艳丽
,
阚侃
,
尹彦冰
,
张哲
,
江超
,
史克英
功能材料
一维SiO2纳米纤维以其独特的长径比,优异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离、催化以及传感器领域.以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶-凝胶法合成了直径均匀、连续无裂痕的SiO2纳米纤维.研究表明,合成的SiO2纳米纤维形貌良好,直径约为0.5～3μm,为无定形结构.通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺SiO2的形貌与结构,得到了SiO2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶-凝胶法静电纺丝的可行性.
关键词:
静电纺丝
,
溶胶-凝胶法
,
陈化时间
,
SiO2
,
纳米纤维
晋勇
,
孙平
,
刘巧玲
,
杨佳
,
廖力颖
,
肖明果
,
张哲
材料热处理学报
采用化学镀工艺在不锈钢表面获得了Ni-Cr-P合金镀层。研究了Ni-Cr-P非晶态合金膜随热处理温度升高,其结构以及显微硬度和耐蚀性的变化规律,并对变化的原因进行了分析。结果表明,镀态Ni-Cr-P为非晶态镀层,200℃热处理开始晶化,到400℃时Ni3P晶化比较完全,800℃时Ni3P完全分解,生成含Ni、Cr、Fe的合金膜的Cr2Ni3和FeNi2P相。其显微硬度随热处理温度升高而升高,500～600℃之间显微硬度略有下降,600～700℃又随着热处理温度的升高而略有升高,700℃后显微硬度略有下降;合金膜的耐腐性在热处理温度200～400℃间变化较小,500℃热处理后其耐腐蚀性下降厉害,600～700℃随着热处理温度的升高其耐腐蚀性又略有升高,800℃后由于Ni3P的分解其耐腐蚀性又急剧下降。
关键词:
化学镀
,
Ni-Cr-P合金镀层
,
显微硬度
,
耐蚀性
邓忠生
,
张哲
,
翁志农
,
王珏
,
周斌
,
沈军
,
陈玲燕
功能材料
SiO2-TiO2两元气凝胶是一种新型纳米光催化氧化剂.本文以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸丁酯为原料,以乙醇为溶剂,分别以HNO3、醋酸为催化剂用溶胶-凝胶法经超临界干燥制备出了SiO2-TiO2两元气凝胶.研究了不同催化剂以及SiO2:TiO2不同配比等制备因素对溶胶-凝胶过程的影响.用BET、XRD、SEM等测试方法对其结构进行了研究,结果表明:所制备的SiO2-TiO2两元气凝胺.具有大比表面积(600m2g-1),纳米多孔结构(骨架颗粒约为30～50nm,孔洞尺寸为几十nm);经乙醇超临界干燥所得的TiO2为锐钛矿型;所制备的SiO2-TiO2两元气凝胶比纯TiO2气凝胶骨架结构强度得到明显增强.
关键词:
光催化
,
气凝胶
,
溶胶-凝胶
,
超临界干燥
张晓辰
,
王敏
,
王业红
,
张超峰
,
张哲
,
王峰
,
徐杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60739-6
通过反相微乳液法制备了以Fe3O4为核,磺酸官能化的硅基材料为壳层的磁性酸性催化剂.首先制备纳米Fe3O4磁核,然后涂层包覆苯基修饰的纳米级硅层,最后进行苯基磺化修饰,制得固体酸催化剂Fe3O4@Si/Ph-SO3H.在果糖脱水制备5-羟甲基糠醛反应中,该催化剂表现出较好的催化活性,优于传统催化剂A-15,且与均相无机酸催化活性相当.当采用二甲基亚砜作溶剂,在110 oC下反应3 h,果糖转化率达到99%,5-羟甲基糠醛收率为82%.另外,该催化剂经磁法回收后可多次重复使用.
关键词:
磁性粒子
,
纳米催化剂
,
果糖脱水
,
5-羟甲基糠醛
,
磺酸
陈贤华
,
谢瑞清
,
侯晶
,
汪圣飞
,
张哲
,
赵世杰
,
廖德锋
人工晶体学报
针对高功率固体激光器中使用的四类重要激光晶体(YAG、LBO、YCOB、KDP)元件,开展了晶体材料的光学加工性能研究.基于纳米压痕测试实验,研究了几种激光晶体材料在激光器实际使用晶向角度下的的表面力学特性差异,获得了载荷、弹性模量、压痕硬度等参数与压痕深度之间的变化规律;利用超景深显微镜及场发射扫描电镜观察了激光晶体表面的纳米压痕形貌,揭示了裂纹形貌随压力载荷的演变规律以及晶体材料力学各向异性现象.以熔石英材料为参照,从力学特性角度横向对比了几种激光晶体材料获得超光滑表面的光学加工难易程度.
关键词:
激光晶体
,
光学加工
,
纳米压痕
,
力学特性
张哲
,
谢峻林
,
方德
,
梅笛
,
胡华
,
何峰
硅酸盐通报
选择性催化还原技术(SCR)是当今世界上最主流的NOx脱除技术之一,而对催化剂的开发利用是该脱硝技术的研究重点.然而目前商业使用的催化剂起活温度偏高,不能很好的适应低温烟气脱硝需求.开发低温高效、性能稳定的催化剂具有重要意义.通过实验和测试分析发现,CeO2作为载体具有较高的催化活性、热稳定性和抗烧结能力,在其它载体上掺杂CeO2可以增强催化剂的储氧能力和表面酸性,促进NH3在催化剂表面的吸附和活化,从而大幅度提高催化剂的低温脱硝活性.本文重点阐述CeO2在SCR低温脱硝催化剂中应用的研究进展,并分析CeO2在低温脱硝催化剂中的作用机理及其影响因素.
关键词:
SCR
,
NOx
,
催化剂
,
CeO2
,
低温脱硝
张哲
,
何春燕
,
郭征
,
冯辉
钛工业进展
研究了不同退火制度对TA19钛合金大规格棒材组织和性能的影响.结果表明:TA19钛合金棒材组织随退火温度的升高逐渐由等轴组织转变为双态组织,经(915 ～940)℃×1 h/AC +550℃×8 h/AC双重退火处理后获得等轴组织,经(965～990)℃×1 h/AC+550℃×8 h/AC双重退火后获得双态组织.TA19钛合金棒材的较佳热处理温度为(965～990)℃×1 h/AC+550℃×8 h/AC,经该制度热处理后棒材的室温拉伸性能优良.
关键词:
TA19钛合金
,
退火制度
,
显微组织
,
力学性能
茹敏朝
,
张哲
,
曾俐
,
徐鹏
,
陈常青
硅酸盐通报
在氮化硅粉料中加入酚醛树脂(PR),采用气氛压力烧结法(GPS)制备了氮化硅陶瓷,研究了酚醛树脂热分解后残留碳对氮化硅陶瓷气孔分布、微观组织和力学性能的影响.结果表明:酚醛树脂热分解后的残留碳会降低氮化硅陶瓷的抗弯强度和断裂韧性、相对密度,气孔的尺寸增大和数量增多.其原因是残留碳作为一个组元形成了富碳液相,促进Y2SiAlO5N和Al8SiC7晶相从Y-Al-Si-O-N液相中析出,并改变了玻璃相在氮化硅晶粒间分布和促进晶粒长大,同时在晶粒间留下微观孔洞.
关键词:
氮化硅
,
残留碳
,
力学性能
,
微观组织
