一、Combustion~(TM)的基本合成技术(论文文献综述)
王桢[1](2021)在《稀土掺杂富锂NiCoMn三元正极材料燃烧合成和包覆改性》文中认为低成本、安全的高能量密度载体——锂离子电池是当前社会的热点需求,而正极材料是其中主要限制因素。富锂材料Li(LixTM1-x)O2(TM=Ni,Co,Mn,或写作Li2Mn O3-Li TMO2)作为一种拥有超过300 m Ah g-1放电比容量和超过900Wh kg-1能量密度正极材料受到社会的广泛关注。然而尚未达到商业成熟程度,该材料存在较大的首次不可逆容量损失、电压和比能量衰减快等问题。所以,通过新工艺和改性开发出高稳定性和的新型富锂正极材料是当务之急。本文在第一性原理计算指导下,采用一种新型高效的燃烧法工艺,通过对材料表面氧空位(Vo)构建、稀土元素掺杂以及高导电性三维结构设计来制备出一种高性能的可商业化的富锂正极材料。同时研究富锂正极材料中氧空位作用机理、电压衰减机理以及电极反应过程动力学。采用新型的燃烧法成功合成出富锂三元正极材料Li1.2Ni0.133Co0.133Mn0.533O2,并通过正交实验法探究了溶液浓度、助燃剂用量、点燃温度和二次热处理时间对材料性能的影响。通过热力学计算系统研究了燃烧合成原理。其中尿素可以在富锂Ni Co Mn三元正极材料合成中原位制备出不同浓度的氧空位从而影响材料性能。结合第一性原理计算,随着Vo浓度的增加,材料的导电性和Li的电化学活性均在增加,有利于提高富锂Ni Co Mn三元正极材料的电化学性能。其中U1.5@LLMO材料的锂镍混排最低,氧空位浓度最大,锂离子扩散系数最高,为1.346×10-12cm2S-1。以1 C循环100圈后其平均放电比容量和容量保持率分别为185 m Ah g-1,94.33%。利用十三种稀土元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Tm、Yb、Lu、Y)分别对Li1.2Ni0.133Co0.133Mn0.533O2进行第一性原理掺杂计算。对掺杂位点,形成能以及掺杂作用机理进行系统研究,发现稀土元素更倾向于占据Li MO2相中的Co位。稀土元素Yb掺杂效果最理想,掺杂的材料费米能级处在较强的电子峰,导电性大大提高,也显着增强了Mn-O和Ni-O之间的杂化作用,氧周围的有效电荷增加,高电压下O2的生成减少。通过实验验证,Yb等掺杂形成能低的稀土元素能起到降低锂镍混排,扩大晶胞,增大层间距,降低材料表观活化能的作用,首次放电比容量高达342.5 m Ah g-1,比pure组提高73.4 m Ah g-1。提出一种多尺度包覆改性制备高导电性富锂Ni Co Mn三元正极材料的方法。在第一性原理计算指导下,指出富锂Ni Co Mn三元正极材料电压衰减的根本原因,材料充电到4.8 V后造成的大量氧空位,邻近的过渡金属离子会自发的向Li层迁移,且在热力学上回迁过程阻力极大,过渡金属离子将被限制在Li层层间,从而表现为电压衰减。采用COMSOL设计出一种高导电性结构以抑制电压衰减。利用快离子导体Li4Si O4和高电子导电性的石墨烯联合包覆Li1.2Ni0.133Co0.123Mn0.533Yb0.01O2材料,经过球磨后再喷雾造粒,将原来大块的导电性差且易破碎的微球重新改造成由导电性小粒子构成的大的导电致密单元。改造后的高导电性正极材料的电子、离子传输速率大大提高,表面氧反应活性降低,抵抗电解液侵蚀能力增强,电压和容量的衰减得到缓解。通过对电极材料的循环伏安曲线、恒电流间歇电位滴定曲线和非原位交流阻抗进行深入分析,发现4.6-4.8V区间是影响电池阻抗变化的主要原因,高电位下晶格氧的不断逸出造成Rct和Rsl的增大,造成过渡金属氧化还原更难,表现为电压衰减。GO-LS@RLLMO材料热稳定性和防止金属离子溶出能力均较优,在2.8-4.6 V区间下的200圈循环衰减仅0.10 V,衰减率为2.83%,电化学性能优异。通过对稀土掺杂的Li1.2Ni0.133Co0.133Mn0.533O2材料的燃烧法制备和包覆改性,制备出的多尺度结构的富锂Ni Co Mn三元正极材料具有低成本、无污染、高能量密度和低电压衰减等特性,契合当前工业使用条件,有利于商业化使用。
刘雪松[2](2020)在《含钾催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能》文中提出近年来,雾霾天气频繁发生,严重威胁人们的身体健康,柴油车尾气排放的碳烟是其形成的主要原因之一。现阶段,控制碳烟排放的最有效技术之一为DPF(diesel particulate filters)技术,该技术的核心是开发高活性的催化剂。碱金属催化剂,因其价格低廉活性优异广受关注,尤其是含钾催化剂。该论文聚焦于钾易流失的问题以及钾在催化碳烟燃烧中扮演的角色研究。利用温度驱动的方式将K限域在HWO孔道中,并且将未进入孔道的K洗掉,探究限域在孔道的K的作用。发现K能够稳定的存在于孔道内,并保持稳定的催化作用。而且,发现高温易变相的HWO在孔道K的存在下,能够抑制其相变,即孔道K在起稳定催化作用的同时还能够维持HWO相稳定。并且,用不同K的前驱体(K2SO4、KNO3)来验证,都得到相同的结论。同时进一步探究了500℃温度驱动下,维持HWO相稳定的最低硝酸钾负载量以及进入孔道的K的饱和量,发现负载4.5wt%K是维持HWO相稳定的最低量,负载6wt%K就能使HWO孔道的K达到饱和。在实际应用中,贵金属整体式催化剂一直占据主导地位,而活性优异的含K整体催化剂由于其价格低廉也值得进一步探讨。本文以Ce基氧化物(CePrO、CeZrO)作为载体,利用传统的涂覆工艺,优选了催化剂粒径、粘结剂的选取与含量、浆料pH值以及整体催化剂的脱落情况等参数,探究了最优K基整体催化剂的制备以及催化消除碳烟颗粒的性能。各个参数的最优条件如下:湿法球磨9h催化剂粒径最小,浆液pH为6.5且采用8%拟薄水铝石粘结剂时涂覆量最优。传统涂覆工艺制备的整体催化剂易脱落,为了解决这一问题,进一步探究了在碳化硅和堇青石两种整体基质上上原位生长催化剂的研究。通过在整体基质载体孔道内生长ZnO纳米棒,再进一步负载K。发现:一方面,ZnO纳米棒可以有效拦截碳烟,增大碳烟捕获量;另一方面,它可以减弱K与载体的相互作用和分散K,使K能够更加充分的发挥催化性能。无论是堇青石载体还是碳化硅载体,生长ZnO纳米棒再负载钾的整体催化剂,均显示出优异的碳烟燃烧催化性能。
陈伟强[3](2020)在《镧锰钙钛矿催化剂同时催化去除柴油机排气中的碳烟颗粒和氮氧化物的研究》文中指出柴油机由于其动力强、燃油效率高等优点,被广泛应用于车辆及各类工程机械。但柴油机会排放出较高浓度的碳烟颗粒(PM)和氮氧化物(NOx),造成严重的环境污染问题,因此,开发相应的治理技术显得尤为重要。目前,利用后处理催化技术是有效解决柴油机排气污染的主要手段之一。基于镧锰钙钛矿(La Mn O3)催化剂同时净化去除PM和NOx具有较高的效率,本研究经过A、B位掺杂修饰后进一步提升催化性能,并应用于实际柴油机微粒过滤器(DPF)台架试验中,主要内容与结论如下:(1)对于A位Sr、K掺杂的La Mn O3催化剂,K掺杂有利于提高催化剂活性,其活性优于无掺杂和Sr掺杂的催化剂。在模拟同时催化PM和NO的评价中,K掺杂量为0.3(La0.7K0.3Mn O3)的样品催化活性最佳,其催化碳烟燃烧的T10、T50、T90分别为254、336、和397℃,比非掺杂的催化剂(La Mn O3)分别降低了87、72、64℃;同时,La0.7K0.3Mn O3催化NO转化的最大转化率Xα达到46.7%,对应转化温度Tα为360℃,与La Mn O3相比,Xα大幅提升了30.5%,Tα降低了40℃。但是K掺杂的催化剂样品在受热后,其质量有一定损失,并随着掺杂量增大损失变大,直接影响催化剂的寿命。虽然Sr掺杂La1-xSrxMn O3的催化活性不如K掺杂的催化剂,但Sr掺杂在提高La Mn O3催化剂活性的同时,可以维持催化剂热稳定性。Sr掺杂最佳样品La0.7Sr0.3Mn O3催化碳烟燃烧的T10、T50、T90分别为319、392、452℃,相比La Mn O3分别降低22、16、9℃;其催化NO的最大转化率Xα为24.6%,Tα为380℃,相比La Mn O3,Xα提升了8.4%,Tα降低了20℃。(2)进一步对A位掺杂之后的催化剂B位进行Co掺杂,发现Co有利于提升Sr掺杂催化剂的活性与K掺杂催化剂的热稳定性。在Sr掺杂的样品中,其最佳样品La0.7Sr0.3Mn0.6Co0.4O3的T10、T50、T90分别为274、354、419℃,相比掺杂前的La0.7Sr0.3Mn O3分别降低45、38、33℃。在K掺杂的La0.7K0.3Mn O3基础上B位引入Co,一定程度上提升了催化剂的热稳定性,且随着Co掺杂量的提升,催化剂的热稳定性提升,但随着Co的引入,其催化活性有一定程度的降低。最佳的样品La0.7K0.3Mn0.8Co0.2O3,其T10、T50、T90分别为270、346、408℃,催化NO的最大转化率Xα为45.3%,Tα为360℃。(3)利用单缸柴油机提供实际柴油机排气的气氛,进行了台架测试评价。通过对柴油机微粒过滤器(DPF)表面催化剂涂覆过程的探究,发现在向涂覆原料中添加硝酸盐组分有利于提升催化剂产品的性能。但涂覆过程中,催化剂的用量过大反而会降低产品催化性能,这可能是由于涂覆量过大导致DPF孔道堵塞,不利于反应物与催化活性位点的接触。最佳的DPF产品制备工艺参数为:采用原液-粉末法进行催化剂的涂覆,涂层与催化剂质量比约为1:4~1:5,涂层用量为60~80 g/L。采用自制的La0.7Sr0.3Mn0.6Co0.4O3和La0.7K0.3Mn0.8Co0.2O3催化剂制备成DPF催化产品,进行了系统的台架测试,结果表明,La0.7Sr0.3Mn0.6Co0.4O3催化剂在四效催化测试中展示出较为稳定的催化性能,其总体性能与商用DPF产品性能接近,表明钙钛矿催化剂在柴油机尾气净化中具有较大的商业应用潜力。
王珊[4](2020)在《钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究》文中认为钙钛矿结构化合物(ABX3)具有丰富的物理化学性质,在超导材料、太阳能电池材料、固体氧化物燃料电池、气体传感器、汽车尾气处理催化剂、光电催化剂、铁电材料、热致变色材料、磁性材料等方面都有广阔的应用前景。材料的制备方法直接影响材料的结构,进而可以此作为材料性能的调控手段。水热法合成材料反应温度低、产物结晶性好、晶粒尺寸和形貌均匀,并可通过调变合成条件对晶体的高能晶面的生长调控。相比于其它类型钙钛矿氧化物,钙钛矿型稀土铬酸盐因Cr元素本身同时具有酸性和碱性两种化学性质及较大的CrO6八面体扭曲,使得其用水热法合成具有较大难度,需要更高的反应温及自生压力。利用温和水热法制备钙钛矿型铬酸盐单晶体是亟需突破的瓶颈。本论文提出程序脱水晶化的方法,成功实现了低温水热环境下的钙钛矿型稀土铬酸盐的水热晶体制备及其可控掺杂、高能晶面的可控生长等,同时对所得样品进行了磁性及热致变色等性质的研究。主要内容包括以下几个部分:(1)利用程序结晶的方法,成功的在低温水热条件下制备出了钙钛矿型重稀土铬酸盐RECrO3(RE=Er、Tm、Yb、Lu),并发现结构中CrO6八面体的扭曲度随A-位原子序数的增大(即原子半径的减小)而增加,该扭曲度影响了Cr3+的反铁磁排列,产生了倾斜反铁磁行为,在奈尔温度以下出现了剩磁。(2)在低温水热下实现了部分钙钛矿型稀土铬酸盐的高能晶面生长,以尿素分解得到的NH4+为晶面生长抑制剂,实现了RECrO3(RE=La、Pr、Nd)单晶体的晶面调控,并以NdCrO3为例阐明了晶面选择性生长的合成机制。(3)利用低温水热方法成功的实现了B-位Mn元素在LaCrO3中的可控掺杂。所制备的样品均为微米级立方块状单晶。Mn元素的掺杂可有效调控样品的磁性,磁熵变性质表明该系列化合物内部出现了二级相变,与其它制备方法相比低温水热法制备的该系列样品内部出现了更高的磁有序。(4)在低温水热体系下制备了微米级立方块状的B-位Al掺杂的系列LaCrO3单晶材料。该系列材料在室温到600oC范围内表现出了成分及温度依赖的热致变色行为。材料在所测试温度范围内存在可逆及不可逆热致变色区域。可逆热致变色来源于样品受热而产生的晶格膨胀,不可逆热致变色来源于样品随着温度的升高内部产生了部分+6价的铬。本论文的研究为钙钛矿结构铬酸盐单晶材料的合成、结构及应用研究提供新的材料制备技术和材料合成化学理论基础。
姜艾锋[5](2020)在《微纳结构铝基高能燃料的制备与燃烧性能》文中研究说明随着科技的发展,中国航天事业迅速崛起。作为航天领域的“动力来源”,推进剂的选择成为了重中之重,因此推进剂组分的筛选便成为了研究重点。由于火箭推进过程需要较高的能量,因此具有高放热量的金属燃烧剂便被广泛研究。铝粉由于具有耗氧量低、燃烧热高、密度大、原材料丰富、成本较低等优点,在众多金属材料中脱颖而出。目前使用的多为微米铝粉,但微米铝粉有较厚的氧化层,这使得它的燃烧速率和燃烧效率都偏低,甚至还可能带来两相流损失、尾迹热辐射和喷管污染等问题,因此需要对铝粉进行纳米化和掺杂以提高其活性;另外,新制的纳米粒子具有极高的活性,一遇空气或水便立即自燃,因此需要将其表面稳定化以保存其能量;最后为了解决纳米粒子难以和其它组分均匀混合的问题,也需对其粒径、形貌和亲水性进行改善。首先,利用球磨技术对微米铝粉进行了纳米化研究,通过改变球磨助剂的种类、球磨助剂的添加量、球磨时间以及球料比等参数确定了高活性铝纳米粒子的制备工艺,并通过稳定化处理获得了类球形的、高比表面积的和可快速燃烧的核壳结构纳米粒子。结果表明,球磨时间的长短直接影响铝粉的活性,当球磨时间为14 h,制备出的铝粉呈类球形,粒径约为30 nm,比表面积超过30m2/g。此外,球磨14 h的铝纳米粒子能够实现快速燃烧,产物在12 V的电压下即可点燃且在2 s内便可达到1000℃以上,而微米铝粉在25 V的电压下仍无燃烧迹象。另外,使用乙烯基三甲氧基硅烷(A171)对纳米铝粉进行稳定化,相应的产物的热稳定性和疏水性都大大提高。为了进一步提高铝纳米粒子的燃烧性质,通过向铝纳米粒子中掺杂氧化类物质对其进行改性,分别使用原位球磨法和传统的超声共混法制备出了高活性的Al/Fe2O3纳米铝热剂,并对两组产物的结构和性质进行了对比。结果表明,原位球磨法制备的纳米铝热剂混合的均匀程度更高,而传统的超声共混法制备的纳米铝热剂混合的均匀性较差,甚至会出现各自团聚的现象。此外,原位球磨法制备并稳定化的纳米铝热剂的接触角为113.01°,明显大于相应的传统的超声共混法制备产物的接触角(96.54°),表明原位球磨法所制备的纳米铝热剂更易于保存。通过原位球磨法制备的纳米铝热剂的最优掺杂Fe2O3量为17 wt%,产物的氧化速率更快,起始燃烧温度更低,初始燃烧时所需的电压更低(12 V),明显低于传统的超声共混法制备产物的燃烧电压(15 V),并且燃烧火焰更稳定和均匀。在添加Fe2O3的基础上,又对掺杂FeF3的纳米铝热剂进行了研究,通过原位球磨技术制备了高活性的Al/FeF3纳米铝热剂,通过改变FeF3的添加量确定了Al/FeF3纳米铝热剂的制备工艺。结果表明,掺杂17 wt%的FeF3样品最优。产物粒子呈类球形,平均直径为23.2 nm,比表面积为26.33 m2/g。另外,与未掺杂的铝纳米粒子和掺杂Fe2O3的纳米铝热剂相比,Al/FeF3纳米铝热剂的疏水性几乎没有变化,然而其初始氧化温度更低,燃烧速率更快。说明掺杂氧化类元素能够提高铝纳米粒子的燃烧性能,且所掺杂元素的氧化性越强,其提高铝纳米粒子燃烧性能的效果越明显。利用自制的溶剂挥发法技术对微纳结构粒子的构造进行了研究,最优的产物粒子呈现球形杨梅状,粒径分布均匀且平均粒径约为10μm。制备的产物不仅保留了纳米铝热剂本身在热稳定性及燃烧方面等优异性质,其疏水角也比相应的纳米铝热剂减少了54.7%(115.12°→52.20°),大幅度地增加粒子的流动性和润湿性,进而提高了其应用在推进剂组分中的可能性。
潘绮雯[6](2019)在《透明荧光纳米晶-玻璃复合材料的设计、制备与光学性能研究》文中研究表明三价稀土离子不仅具有覆盖紫外到红外的高效发射,由于其独特的光学特性,如发光性能稳定、色彩纯度高、荧光寿命范围广,使稀土掺杂的无机固态发光材料及器件具有高效节能、集成度高等诸多优点,成为现代高效发光材料的重要组成部分,在激光技术、光通讯、三维显示、化学生物传感等前沿研究领域受到广泛关注和高度重视。随着现代光功能材料的迅猛发展,开发具有复合功能的高效发光材料显得尤为重要。然而,在典型的均相体系中,稀土掺杂技术难以克服不同激活离子间的不良能量传递,极大地降低了材料的发光效率,限制其进一步推广与实际应用。因此,探索新型发光材料,实现对稀土离子间光子跃迁的精准设计与精确控制,构筑可预期的发光特性,成为了国内外研究的重要课题。基于这一背景,本文结合实际应用需要和目前存在的技术问题,创新性的提出“自下而上”的复合思路,以纳米晶为结构单元,通过操纵纳米晶的形貌与分布,调控玻璃材料中的化学成分富集与微观结构,获得独特的光功能复合材料。为了演示这一全新概念,本文从材料设计的角度出发,针对性地开展探索性尝试和系统性研究,具体内容归纳如下:一、建立透明纳米晶-玻璃复合材料的设计原则,在保持纳米晶结构完整的同时降低其散射损耗。并基于这一原则,设计、合成并选择符合要求的高质量纳米晶,为后续制备高性能透明纳米晶-玻璃复合材料提供坚实的实验基础。纳米晶的透明纳米晶-玻璃复合材料的核心组成,不仅承担复合材料的光功能,还作为异质结构控制着发光中心的富集分布,是构建精细有序-无序结构,实现多元复合结构光功能叠加的基础。为了保持纳米晶良好的光功能性,一方面要提高复合材料的透明度,降低因纳米晶掺入引起的散射损耗;另一方面要保持纳米晶的完整,避免复合过程中纳米晶的热熔蚀。本章首先在经典Mie散射的基础上,从理论上建立纳米晶-玻璃复合材料的设计原则,探讨纳米晶与玻璃间的折射率差、纳米晶尺寸及掺入量对复合材料透明度的影响。结果表明,选择允许的最大尺寸作为纳米晶最佳尺寸有利于降低热熔蚀的同时提高复合材料透明度。在此基础上,利用湿化学法合成了一系列符合上述设计原则的稀土基化合物作为纳米晶基质,通过对晶相的热稳定性、微观形貌与声子能量的全面评价,选择YOF和YPVO4作为掺入体纳米晶基质,为后续高性能透明纳米晶-玻璃复合材料的制备提供坚实的实验基础。二、利用低温共熔法制备具有超宽带发射的稀土掺杂透明纳米晶-玻璃复合材料,实现从1300-1600 nm的宽带可调谐近红外发射,基本覆盖全近红外低损耗光通信窗口。由于特殊的电子构型,稀土离子的本征锐线光谱特征大大限制了其在近红外宽带增益材料中的推广与应用,高效地拓宽稀土掺杂材料的发光带宽对开发新型光放大增益材料,实现高容量、超快速的信息传输具有积极的重要意义。稀土离子共掺是拓宽稀土发射带宽的重要途径之一,然而不同稀土离子间的无辐射能量传递大大降低了共掺体系的发光效率。为了从根本上克服共掺体系中因能量传递造成的发光损耗,本章围绕近红外超宽带增益材料,提出利用各稀土多色场的线性叠加效应,获得高效、可调谐、连续的近红外宽带发射。本章创新地利用纳米晶-玻璃复合材料中精确可控的有序-无序结构,从材料设计的角度出发,通过对发光中心、纳米晶和玻璃基质的合理选择,成功在复合材料中实现Nd3+,Tm3+和Er3+三种稀土离子单色光的线性叠加,并组成从1300-1600 nm的宽带可调谐近红外发射,基本覆盖全近红外低损耗光通信窗口。由于纳米晶对发光中心的选择性富集,不同稀土间的不良能量传递被有效抑制,复合材料的发光强度相比普通玻璃显着提高近一个数量级。三、利用溶液燃烧法制备了具有可调谐多色/白光输出的红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料,并探索其成纤能力,在单根光纤中实现了均匀明亮的白光发射。在同一材料或器件中实现高效可调谐的多色或白光输出的技术难题在于,同时集成红绿蓝三基色异质结构,并使三基色发光单元在空间上有所区分。本章围绕可调谐多色/白光发光材料,提出利用红绿蓝荧光纳米晶在透明玻璃中构建空间隔离的三基色异质结构,实现同一材料中高品质的多色或白光输出。本章创新性地引入溶液燃烧法克服复合技术中纳米晶热熔蚀与分布不均两大瓶颈问题,其低温自蔓延燃烧特性将复合温度降低至400oC,同时其湿化学环境为纳米晶提供了充分的水相分散空间,不仅可以有效降低复合材料中的散射损耗,还确保三色体系中的色彩均匀性。结果表明,复合材料不仅具有良好的透明度(80%)与量子效率(20.9%),并在200oC高温下表现出优异的抗热淬灭性。通过红绿蓝三色纳米晶掺入比例的调节,可以在一定色域内实现任意的高效发光色彩输出,具有灵活的可调谐性。本章还探索了溶液燃烧法制备复合材料的成纤能力及光纤的可调谐性,并在单根光纤中实现了均匀明亮的白光发射,这对探索新型固态白光增益器件、构筑大功率白光光纤激光及放大器具有重要研究意义。
石巧兰[7](2019)在《CePr复合氧化物在催化消除碳烟中的应用研究》文中认为当前,柴油车尾气污染物中碳烟(soot)颗粒对人们的生活环境及身体健康造成了极大的威胁,催化型颗粒过滤器(CDPF)是最有效的控制技术之一,该技术的关键问题是寻觅一种高活性的碳烟燃烧催化剂。具有优异催化碳烟燃烧性能的CeO2催化剂引起了研究者的广泛关注,适量Pr元素的掺杂有望增多CeO2表面的氧空位,进一步地负载K可提高催化剂的氧化还原性质以及NOx吸附氧化能力,从而得到较高活性的碳烟燃烧催化剂材料。首先运用反相微乳液法、微乳液法和共沉淀法三种不同的方法制备了Ce0.5Pr0.5O2复合氧化物,通过X射线衍射(XRD)、N2吸脱附测试(BET)以及红外(IR)技术对所制备的一系列催化剂进行了结构表征,结果表明三种方法制得的Ce0.5Pr0.5O2复合氧化物物相结构相同,反相微乳液法和微乳液法制得的催化剂具有更高的比表面积。采用程序升温氧化(TPO)和转化频率(TOF)测试分别对催化剂的表观和内在活性进行了评价。尽管微乳液法制备的催化剂具有较高的表观活性,但是共沉淀法制得的催化剂具有最高的内在活性。在沉淀法制备催化剂的过程中,干燥过程往往会对催化剂的组织结构造成重要的影响,因此我们选择乙醇浸泡-真空干燥和冷冻干燥两种方式对普通干燥方式进行改进,以期提高CePr复合氧化物的比表面积,进一步提高其表观活性。通过XRD、BET、IR、氢气程序升温还原(H2-TPR)和程序升温碳热还原(Soot-TPR)对所制备催化剂进行了表征。结果表明,与普通干燥法制备的样品相比,改变干燥过程后得到的样品比表面积提高了近一倍,与反相微乳液和微乳液法相当。采用TPO和TOF测试分别对催化剂的活性进行了评价,发现在同等测试条件下,乙醇浸泡-真空干燥和冷冻干燥法得到样品的催化碳烟燃烧表观活性要优于普通干燥的样品,TOF值也更高。在此基础上,进一步地负载K以提高催化剂的碳烟消除性能。通过XRD、BET、IR、H2-TPR和Soot-TPR对负载K型催化剂进行了表征,结果表明负载K以后样品的氧化还原性能得到进一步的提高;采用TPO和TOF测试对催化剂的活性进行了探究,发现不论是在氧气气氛下还是在氮氧化物气氛下,与未负载K样品相比,K的负载均使得碳烟燃烧活性大大提高,尤其是在氮氧化物气氛下,与氧气气氛相比,负载K的样品表现出更高的催化碳烟燃烧活性,将其归因于催化剂更强的吸附氧化NOx的能力。
敬畏[8](2019)在《(Lu1-xScx)2O3激光陶瓷的高透明化制备与性能研究》文中研究指明随着固体激光向高能量和超短脉冲方向快速发展,其对高性能激光材料的需求愈加迫切。(Lu1-xScx)2O3材料(Lu2O3、Sc2O3和两者的固溶体材料)具有高热导率、低声子能量和宽发射带宽等优点,被认为是最具潜力的新一代高性能固体激光介质材料之一。由于(Lu1-xScx)2O3的熔点极高,生长(Lu1-xScx)2O3晶体非常困难,而采用陶瓷技术路线制备(Lu1-xScx)2O3材料具有低温合成、高均匀性、易大尺寸化和制备灵活等优势,因此,实现(Lu1-xSc.x)2O3陶瓷的高透明化制备具有重要的研究意义和价值。高烧结活性的(Lu1-xScx)2O3粉体是实现(Lu1-xScx)2O3陶瓷高透明化的基础。为了实现高效率合成高性能粉体,本文创新地采用基于“微区控制”的并行沉淀方法,发明设计了新型喷雾沉淀装置,解决了在沉淀法制备粉体中,反应过程不均匀导致的粉体不均匀性问题,并同时实现高效率合成。研究了喷雾速率对Lu2O3粉体前驱体的形成、物相转化和形貌演化规律,发现喷雾速率差别引起沉淀反应模式差异,采用40 ml/min的喷雾速率,获得平均粒径~60 nm的高分散粉体;发现了 Sc2O3粉体前驱体的“两性”特征,采用了正滴法,并创新引入“乙醇”调控,改善了前驱体的分散性,有效地控制沉淀产物的组成和性状,获得了平均粒径~100 nm的均匀高纯粉体;同时,该研究思路和方法成功拓展应用于YAG(钇铝石榴石)陶瓷粉体的高效合成中,获得了高烧结活性的YAG纳米粉体。高纯、高分散粉体的成功高效率合成,为陶瓷透明化研究奠定了基础。在(Lu1-xSc.x)2O3的透明化烧结研究中,针对(Lu1-xScx)2O3陶瓷透明化制备中的突出问题:需要引入“异质烧结助剂(如ZrO2)”提高透明度和过量“异质烧结助剂”劣化材料激光性能的矛盾,创新地采用了高效烧结助剂和组分设计调控方法促进透明化烧结。首先,采用微量共掺杂LiF和ZrO2的方法和多步烧结制度设计,实现了烧结助剂高效化,在保障Lu2O3陶瓷的高光学透明度的同时,大幅减少了 ZrO2的用量;其次,采用微掺杂新型高效烧结助剂Al2O3,实现了 Sc203陶瓷的高透明,而其透明化机制在于微掺杂Al2O3导致的“溶质拖曳效应”;最后,基于RE:(Lu1-xSCx)2O3陶瓷本身的组分设计调控烧结性能,不使用烧结助剂,通过调控稀土发光离子RE3+的浓度,利用固溶参数x和RE3+离子的掺杂浓度配比设计调控体系透明化烧结性能。采用LDA+U的第一性原理计算方法对掺杂的RE:(Lu1-xScx)2O3材料进行了计算研究,得到了材料的电子能带结构和掺杂能级的位置,并预测讨论了掺杂对材料光学性质的影响。系统研究了粉体烧结机制、x值和RE3+浓度等参数在透明化过程中对微结构、透过率等的影响效应和机制,发现x值较小时,以促进晶粒发育效应为主,x值较大时,主要效应为抑制晶粒尺寸生长;而RE3+浓度的助烧作用机制在不同的条件下具有相应不同的调控烧结效应,通过精细的调控,成功实现了无烧结助剂引入的(Lu1-xScx)2O3陶瓷的高透明化,制备得到了高品质的掺杂Tm3+、Er3+和Ho3+的(Lu1-xScx)2O3 陶瓷。为了研究所制备(Lu1-xSc.x)2O3陶瓷的光谱与激光性能,利用Judd-Ofelt理论,对Tm3+、Ho3+在陶瓷中的光谱性能进行了计算和研究,拟合出强度参数Ω2,Ω4,Ω6、发生3F4→3H6/5I7→5I8能级跃迁时最大的受激发射截面以及3F4/I7能级的辐射寿命,发现(Lu1-xScx)2O3陶瓷具有与(Lu1-Scx)2O3晶体类似的宽且连续的增益谱线特征,由于更均匀的掺杂特性和较完美的微结构特点,所制备陶瓷具有更大的发射截面和荧光寿命。在激光性能研究中,微片型的Tm:(Lu,Sc)2O3陶瓷在波长2.1μm处得到斜率效率24%的瓦级连续激光输出,同时成功实现锁模,在2.057 μm处获得63 fs的飞秒脉冲输出(目前世界最快的2μm波段固体脉冲激光输出纪录);1.4 at%Ho:(Lu,Sc)203陶瓷在采用GaSb二极管在1.929 μm处泵浦时,获得了波长2.114 μm~2.135 μm、功率187 mW、斜率效率7.6%的连续激光输出;采用980 nm二极管泵浦Er:(Lu1-.xSc.x)2O3陶瓷介质,在波长2.8 μm实现了峰值功率12.6 W准连续激光输出。另外,采用本文研究思路制备出的高透明的Nd:YAG陶瓷,获得了最高输出功率7.015W、斜率效率59.4%的高效激光输出,证明本文所取得的研究思路和成果可以为其他激光陶瓷研究提供有益的参考。
姚阳榕[9](2019)在《富勒烯在电弧中的起源与结构演进》文中进行了进一步梳理在过去的三十多年里,人们对探究富勒烯形成机理的热情从未熄灭。人们根据有限的实验现象,总结了几种可能的模型机理。但是,由于富勒烯的形成条件过于苛刻,体系又过于复杂,至今仍然没有一种机理可以解释所有的实验现象。一方面,深入理解富勒烯的形成机理对富勒烯乃至整个碳团簇的发展的重要性是不言而喻的。另一方面,就研究本身的意义而言,研究者的工作本就是对物质“研其根源,究其本质”。因此,对富勒烯的起源突破一分,也就意味着对富勒烯的理解更深一层,离真理也就更进一步。本论文的初衷旨在探究电弧中富勒烯的形成和生长机理。通过以富勒烯的结构演进作为线索,从两方面进行机理的探究:一方面,我们从富勒烯的起源出发,从宏观上研究富勒烯在电弧中究竟是以“自下而上”还是“自上而下”的机理形成的。我们通过往电弧中通入氢气的方法,捕获到了最小的碳团簇C1-C5,并且证明了这些小碳簇在电弧形成过程中是大量存在的,并且这些碳团簇和笼状富勒烯之间存在着直接的物质交换。因此,我们首次从分子水平上证明了富勒烯在电弧中是以“自下而上”的方式形成,是以碳原子或者小碳簇作为起源,不断生长,最终形成笼状结构。另一方面,我们从富勒烯的结构演进出发,从微观上研究富勒烯成笼以后是如何通过结构演进不断生长的。根据“独立五元环规则”(IPR),从一个C2n的IPR的富勒烯生长形成一个C2n+2的IPR的富勒烯,至少需要一个C2n+2的non-IPR富勒烯作为中间体,如果可以捕获到足够的non-IPR的富勒烯,就可以从分子水平上深入理解富勒烯的结构演进。我们以内嵌富勒烯Sc2C2@C2n作为研究的切入点,在过去十八年内,这个系列总共有十个结构得到表征,但是大部分是IPR结构,因此,我们坚信在碳灰中必然还存在着大量的non-IPR结构。我们通过“地毯式”地探索,仔细分析富勒烯提取液在色谱中的每一部分,又发现了十一个全新的结构,虽然这些结构的含量非常低微,最终的产物仅仅只有几十到几百微克,估算产率也仅仅只有百万分之一到千万分之一,但是我们目前已经将其中的七个通过X射线单晶衍射表征出来。在这七个内嵌富勒烯中,有六个都是non-IPR的结构,这与猜想的结果是一致的。我们通过分析这些富勒烯的拓扑结构,大胆得出结论:内嵌富勒烯和空笼富勒烯的形成机理是不同的,原因在于内嵌单元会向碳笼传递电子从而影响了碳笼的稳定性,进而影响其结构演进。同时,不同内嵌单元的内嵌富勒烯的生长路径也是完全不同的,我们通过捕获到的重要中间体,首次从分子水平上证明了Sc2C2@C2n和M3N@C2n的结构演进的生长路线是完全不同,从而首次提出了“内嵌单元决定路径”的生长机理。根据这个结论,还可以得出重要的推论:内嵌的金属是在富勒烯碳笼形成以前就和碗状碳簇形成配位,这些碗状碳簇通过不断吸收小碳簇形成闭合笼状结构,而内嵌的金属又可以在碳笼闭合以前通过碰撞或者吸收桥联原子或原子簇从而形成丰富的内嵌富勒烯。我们还通过分析捕获的新结构,首次发现了内嵌富勒烯内嵌单元的结构不仅取决于碳笼的尺寸以及金属的位置,还会受到碳笼局部结构的不同排列影响,表现出了内嵌富勒烯特殊的“局部芳香性”,对深入理解核-壳结构之间的相互作用力具有非常重要的借鉴价值。除此以外,我们还通过比较Sc2C2@C3v(8)-C82和Sc2@C3v(8)-C82有序的晶体结构,确定了在Sc2@C3v(8)-C82存在一根金属-金属单键并精确测量出了其键长,使对内嵌富勒烯中金属-金属键的认识进入了原子级别的分辨率,并对其形成有了更深入的理解。
胡铁铮[10](2019)在《基于SHS技术的half-Heusler合金和Cu2Se化合物的超快速制备及热电性能研究》文中进行了进一步梳理热电材料是一种新型的能源转换材料,可以利用材料的塞贝克效应和帕尔贴效应实现热能和电能之间的直接可逆转换。在众多热电材料中,half-Heusler(HH)合金以其稳定的化学性质、良好的力学性能和在中高温段(700–1000 K)优异的热电性能得到了广泛的关注,在热电发电方面表现出巨大的应用前景。Half-Heusler材料的制备是该体系研究工作的一大难题,传统制备方法通常为电弧熔炼或固相反应,后续还需进行超长时间的退火来获得比较纯净和均匀的产物,制备过程复杂,耗时耗能。Cu2Se化合物作为一种中温p型热电材料,以其独特的晶体结构特点在近年得到了广泛的关注和研究。目前对Cu2Se的主要制备方法,工艺通常都比较复杂,并且需要长时间在高温下进行保温或退火,非常耗时耗能,样品的成分控制比较难。另外,在实现Cu2Se致密化过程中采用的烧结技术,容易导致Cu离子在烧结过程中发生离子迁移现象。自蔓延高温合成(SHS)是利用化学反应自身放热快速制备材料的新技术,具有反应时间短,操作简单,省时节能,对设备要求低,适合批量化制备等优点。自蔓延高温合成结合原位快速加压(Quick Pressing,QP)技术是一种基于自蔓延燃烧合成来实现材料的一步合成与致密化的新技术,它将材料的制备过程与致密化过程有机的结合在了一起,利用SHS过程中释放出的热量利用起来完成自身的致密化,省去后续的烧结工艺,极大的简化材料的制备流程,节约大量能源。如果能将SHS技术和SHS-QP技术应用于half-Heusler合金和Cu2Se化合物的制备,将对half-Heusler合金和Cu2Se化合物的商业化应用具有重要意义。本研究以ZrNiSn基half-Heusler合金和Cu2Se化合物为研究对象,针对它们在材料制备过程中存在的工艺复杂、耗时耗能、易污染等缺点,发展了SHS技术制备ZrNiSn基half-Heusler合金,系统研究了其在SHS过程中的热力学、动力学过程,并结合放电等离子烧结(SPS)技术对ZrNiSn基half-Heusler合金的热电性能进行了优化。在SHS技术的基础之上,开发出了一种新型的制备技术SHS-QP技术,完成了ZrNiSn和Cu2Se块体的一步超快速制备,并系统研究了SHS-QP的最佳致密化工艺参数以及致密化机理。本研究的主要研究内容与成果如下:本研究采用SHS技术制备出了单相的ZrNiSn half-Heusler热电材料,系统的研究了ZrNiSn在SHS过程中的热力学、动力学过程和参数,揭示了SHS制备ZrNiSn过程中相转变过程和微结构演化规律。研究表明,ZrNiSn具有较高的燃烧温度(1770 K)和极快的燃烧波传播速度(50 mm/s),它的SHS过程与传统二元材料的SHS过程不同,是由Ni和Sn的SHS反应触发的一系列SHS反应和传质,主要由两个阶段组成:第一阶段是Ni和Sn的SHS反应,反应较温和,燃烧速度约为2 mm/s;第二阶段是Ni和Sn的SHS产物与Zr的SHS反应,反应剧烈放热,燃烧速度约为50 mm/s,此阶段的反应主导着整个SHS过程。ZrNiSn在SHS过程中的相转变过程如下:Ni+Sn→Ni3Sn4+Ni3Sn2Zr+Ni3Sn4→ZrNiSn+SnZr+Ni3Sn2→ZrNi2Sn+ZrNiSn Zr+Sn+ZrNi2Sn→ZrNiSn结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了ZrNiSn块体材料,并对其热电性能进行了研究。得益于SHS的超快速非平衡过程,采用SHS-SPS技术制备的ZrNiSn中存在较多缺陷,这些缺陷增强了声子散射,降低了热导率,本征未掺杂ZrNiSn的ZT值在870 K时可达0.67,与传统制备方法相当。同时,基于SHS-SPS技术对ZrNiSn的热电性能进行了优化。分别采用SHS-SPS技术制备了Sb掺杂的ZrNiSn1-xSbx以及Cu填充ZrNiSn间隙位的ZrNiCuxSn。采用SHS-SPS技术能制备得到实际组成与名义组成非常接近的ZrNiSn1-xSbx,Sb的掺杂能大幅提高ZrNiSn的载流子浓度,带来功率因子的大幅提升,1%Sb掺杂量的ZrNiSn0.99Sb0.01在870 K时取得最高ZT值0.7。采用SHS-SPS技术能制备得到Cu成功进入ZrNiSn间隙位的ZrNiCuxSn。Cu进入间隙位提供电子,提高了载流子浓度,同时产生的点缺陷大幅散射声子,降低了晶格热导率。1%Cu填充量的ZrNiCu0.01Sn在900 K时取得最大ZT值0.8,较未进行填充的ZrNiSn提升约15%,也高于1%Sb掺杂量的ZrNiSn0.99Sb0.01和10%Ni填充量的ZrNi1.1Sn。采用SHS-QP技术一步超快速制备了高度致密的ZrNiSn块体材料,并系统的研究了SHS-QP过程中压力、温度与时间的关系,得到了SHS-QP制备ZrNiSn的最佳致密化工艺参数:加压延时为0 s,压力高于50 MPa,保压时间长于5 s。同时对ZrNiSn的SHS-QP致密化机理进行了深入研究,发现塑性流动机制是ZrNiSn在SHS-QP过程中的主导致密化机制;对ZrNiSn在SHS-QP过程中的微结构转变机制进行了分析;最后对采用SHS-QP技术制备的ZrNiSn的热电性能进行了研究,得益于SHS-QP过程中超快速的升降温速率,采用SHS-QP技术制得的ZrNiSn中含有丰富的纳米结构,这些纳米结构强烈的散射声子,带来了ZrNiSn晶格热导率的大幅下降。相较于SHS-SPS制得的ZrNiSn,采用SHS-QP制备的ZrNiSn晶格热导率在室温下下降了约21%。最终采用SHS-QP制备的ZrNiSn的ZT值在900K时达到最高值0.7,与SHS-SPS制得的样品相当。本文还将SHS-QP技术扩展至燃烧温度更低,燃烧波传播速度更慢的热电材料体系Cu2Se中。成功采用SHS-QP技术实现了Cu2Se从原料到致密块体产物的一步超快速制备。探索得到了SHS-QP制备Cu2Se的最佳致密化工艺参数:加压延时为0 s,压力高于100 MPa,保压时间长于5 s。研究了其在SHS-QP过程中的致密化机理和微结构演化过程。采用SHS-QP技术制备的Cu2Se,化学组成控制精确,成分分布均匀,克服了Cu2Se作为快离子导体在SPS烧结过程中出现的离子迁移的现象。采用SHS-QP制备的Cu2Se的热电性能优异,ZT值在900 K时达到1.5,高于传统方法制备的Cu2Se的ZT值。最后,分析了ZrNiSn与Cu2Se两类具有不同燃烧温度的热电材料SHS-QP过程中的共同特征及其差异,为SHS-QP技术在更多热电材料体系中的应用奠定基础。
二、Combustion~(TM)的基本合成技术(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Combustion~(TM)的基本合成技术(论文提纲范文)
(1)稀土掺杂富锂NiCoMn三元正极材料燃烧合成和包覆改性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 富锂正极材料的制备方法研究进展 |
1.2.1 固相法 |
1.2.2 共沉淀法 |
1.2.3 水热法 |
1.2.4 溶胶-凝胶法 |
1.3 富锂正极材料存在的主要问题 |
1.3.1 首次不可逆容量损失 |
1.3.2 电压衰减 |
1.4 富锂正极材料改性的研究进展 |
1.4.1 多尺度结构设计 |
1.4.2 表面预处理 |
1.4.3 离子掺杂 |
1.4.4 表面包覆 |
1.5 第一性原理计算在正极材料中应用进展 |
1.6 主要研究内容 |
第2章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验药品和主要实验设备 |
2.1.1 实验药品及材料 |
2.1.2 主要实验仪器设备 |
2.2 材料的基础物理化学性能表征 |
2.2.1 比表面积及激光粒度测试 |
2.2.2 粉末电导率测试 |
2.2.3 电感耦合等离子谱测试 |
2.2.4 综合热分析测试 |
2.3 材料的组织结构性能表征 |
2.3.1 X射线衍射分析 |
2.3.2 拉曼表征 |
2.3.3 X射线光电子能谱分析 |
2.3.4 核磁共振波谱测试 |
2.3.5 氧空位测试 |
2.3.6 显微电镜测试 |
2.4 材料的电化学性能表征 |
2.4.1 半电池的制作 |
2.4.2 充放电测试 |
2.4.3 循环伏安测试 |
2.4.4 电化学阻抗测试 |
2.4.5 恒电流间歇滴定测试 |
2.5 第一性原理计算参数选取 |
第3章 燃烧法制备Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_2及氧空位调控 |
3.1 引言 |
3.2 燃烧合成原理及热力学计算 |
3.3 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_2的燃烧法制备 |
3.4 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_2的合成工艺优化 |
3.4.1 二次热处理温度对材料性能影响 |
3.4.2 燃烧合成工艺优化 |
3.5 尿素用量调控Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_2材料氧空位浓度及性能表征 |
3.5.1 不同氧空位浓度材料的第一性原理计算 |
3.5.2 不同氧空位浓度材料的表征及分析 |
3.5.3 不同氧空位浓度材料的电化学性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 富锂NiCoMn三元正极材料稀土掺杂体系设计与性能优化 |
4.1 引言 |
4.2 稀土掺杂富锂NiCoMn三元正极材料的第一性原理计算 |
4.2.1 掺杂模型构造 |
4.2.2 态密度和差分电荷分析 |
4.3 稀土掺杂富锂NiCoMn三元正极材料的制备和结构研究 |
4.3.1 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2材料的制备 |
4.3.2 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2材料的结构研究 |
4.4 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2电化学性能研究 |
4.4.1 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2材料的充放电性能研究 |
4.4.2 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2材料的交流阻抗研究 |
4.4.3 Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.123)Mn_(0.533)RE_(0.01)O_2材料的活化能研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的多尺度结构设计和电化学性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 富锂NiCoMn三元正极材料的电压衰减机理研究 |
5.3 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的制备和结构研究 |
5.3.1 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的结构设计 |
5.3.2 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的结构表征 |
5.3.3 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的电化学性能研究 |
5.4 高导电性富锂NiCoMn三元正极材料的电压衰减调控 |
5.4.1 不同电压窗口电压衰减的电化学性能表征 |
5.4.2 电压衰减的动力学研究 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)含钾催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 碳烟的来源及其控制技术 |
1.2 碳烟燃烧催化剂 |
1.2.1 贵金属催化剂 |
1.2.2 单组分金属氧化物催化剂 |
1.2.3 复合金属氧化物催化剂 |
1.2.4 碱金属催化剂 |
1.2.5 整体式催化剂 |
1.3 论文研究目的与内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂与气体 |
2.2 实验仪器 |
2.3 催化剂表征方法 |
2.4 催化剂性能测试方法 |
第三章 K/HWO催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能 |
3.1 引言 |
3.2 六方WO_3(HWO)的制备 |
3.3 K_2SO_4 衍生的S-K/HWO催化剂的制备及性能 |
3.3.1 S-K/HWO催化剂的制备及分析 |
3.3.2 S-K/HWO催化剂活性及稳定性测试 |
3.4 KNO_3 衍生的N-K/HWO催化剂的制备及性能 |
3.4.1 N-K/HWO催化剂的制备 |
3.4.2 N-K/HWO催化剂活性及稳定性测试 |
3.4.3 K含量对N-K/HWO结构及性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 K/Ce基氧化物整体催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能 |
4.0 引言 |
4.1 载体的预处理 |
4.2 涂覆浆料的配制 |
4.2.1 CePrO催化剂粒径的选取 |
4.2.2 粘结剂对涂覆量的影响 |
4.2.3 浆料pH对涂覆量的影响 |
4.3 K/CePrO整体式催化剂的效果研究 |
4.3.1 脱落情况研究 |
4.3.2 活性测试 |
4.4 工业级CeZr催化剂的涂覆研究 |
4.4.1 浆料pH对涂覆量的影响 |
4.4.2 K/CeZr涂覆整体式催化剂的效果研究 |
4.5 本章小节 |
第五章 K/ZnO纳米棒整体催化剂的制备表征及催化碳烟燃烧性能 |
5.1 引言 |
5.2 K/ZnO/堇青石整体催化剂制备表征及催化碳烟燃烧性能 |
5.2.1 催化剂制备条件考察 |
5.2.2 催化剂的表征 |
5.2.3 活性测试 |
5.3 K/ZnO/碳化硅整体催化剂制备表征及催化碳烟燃烧性能 |
5.3.1 催化剂制备条件考察 |
5.3.2 催化剂的表征 |
5.3.3 活性测试 |
5.4 本章小节 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(3)镧锰钙钛矿催化剂同时催化去除柴油机排气中的碳烟颗粒和氮氧化物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 柴油机排气污染与排放标准 |
1.2 柴油机排气净化技术 |
1.2.1 NOx储存-还原(NSR) |
1.2.2 NOx选择性催化还原(SCR) |
1.2.3 柴油氧化催化剂(DOC) |
1.2.4 柴油机微粒过滤器(DPF) |
1.2.5 四效催化技术 |
1.3 柴油机排气净化催化剂研究进展 |
1.3.1 贵金属催化剂 |
1.3.2 金属氧化物催化剂 |
1.3.3 碱金属和碱土金属催化剂 |
1.3.4 复合氧化物型催化剂 |
1.3.5 钙钛矿催化剂 |
1.4 本文研究意义、目的和内容 |
1.4.1 研究意义和目的 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 实验操作 |
2.1 实验试剂与仪器 |
2.2 催化剂的制备 |
2.3 催化剂的表征与催化活性测试 |
2.3.1 扫描电镜(SEM) |
2.3.2 X射线衍射(XRD) |
2.3.3 比表面积测试(BET) |
2.3.4 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)测试 |
2.3.6 碳烟颗粒程序升温氧化(Soot-TPO) |
2.3.7 同时催化PM和NOx活性测试 |
第三章 La_(1-x)M_xMnO_3 的制备及其催化性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的制备与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 La_(1-x)Sr_xMnO_3 钙钛矿的表征 |
3.3.2 La_(1-x)Sr_xMnO_3 钙钛矿催化活性测试 |
3.3.3 La_(1-x)K_xMnO_3 钙钛矿的表征 |
3.3.4 La_(1-x)K_xMnO_3 钙钛矿催化活性测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 La_(0.7)M_(0.3)Mn_(1-y)Co_yO_3(M=Sr,K)的制备及其催化性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备与表征 |
4.3 结果讨论 |
4.3.1 La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(1-y)Co_yO_3 钙钛矿的表征 |
4.3.2 La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(1-y)Co_yO_3 钙钛矿催化活性测试 |
4.3.3 La_(0.7)K_(0.3)Mn_(1-y)Co_yO_3 钙钛矿的表征 |
4.3.4 La_(0.7)K_(0.3)Mn_(1-y)Co_yO_3 钙钛矿催化活性测试 |
4.4 本章小结 |
第五章 镧锰钙钛矿催化剂的台架实验 |
5.1 引言 |
5.2 材料的制备和台架实验测试方法 |
5.2.1 涂层材料的涂覆 |
5.2.2 催化剂的制备和涂覆 |
5.2.3 台架实验的测试方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 催化剂涂覆方法性能探索 |
5.3.2 涂层与催化剂负载量比例的探究 |
5.3.3 涂层用量的探究 |
5.3.4 最佳催化剂样品的性能测试 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(4)钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究(论文提纲范文)
内容提要 |
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钙钛矿结构的功能材料体系 |
1.2.1 钙钛矿材料的结构 |
1.2.2 钙钛矿基介电与铁电材料 |
1.2.3 钙钛矿型氧化物基磁性及多铁材料 |
1.2.4 钙钛矿结构相变存储材料与忆阻器 |
1.2.5 钙钛矿型新能源催化材料 |
1.2.6 钙钛矿型高温超导材料 |
1.2.7 钙钛矿的阴离子调控化学与物理 |
1.3 钙钛矿材料的制备方法 |
1.3.1 固相合成方法 |
1.3.2 水热法 |
1.3.3 钙钛矿结构氧化物表面化学与晶面可控生长 |
1.4 钙钛矿结构稀土铬酸盐简介 |
1.4.1 钙钛矿型稀土铬酸盐的结构特点 |
1.4.2 钙钛矿结构铬酸盐的物理化学性质 |
1.5 热致变色现象及热致变色材料 |
1.5.1 热致变色现象简介 |
1.5.2 热致变色材料分类 |
1.5.3 钙钛矿结构热致变色材料 |
1.5.4 不可逆热致变色材料及其应用前景 |
1.6 本论文的选题目的、意义及主要结果 |
参考文献 |
第二章 钙钛矿结构重稀土铬酸盐RECr O_3(RE=Er,Tm,Yb,Lu)的温和水热合成及磁性研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 合成方法 |
2.2.3 主要分析测试仪器与数据分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 粉末X-射线拟合及其晶体结构分析 |
2.3.2 材料的水热晶化机制 |
2.3.3 材料的形貌和元素组成 |
2.3.4 价态分析 |
2.3.5 拉曼振动模分析 |
2.3.6 紫外可见光谱和傅里叶变换红外光谱分析 |
2.3.7 变温磁化率及磁滞回线分析 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 钙钛矿结构稀土铬酸盐的晶面可控合成及其机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 主要测试仪器和相应测试条件 |
3.2.3 晶面调控方法及条件 |
3.3 结果与讨论 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 温和水热法合成B-位有序掺杂的LaCr_(1-x)Mn_x O_3(x=0.1,0.2,0.3)单晶及其磁学行为研究 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 化学试剂 |
4.2.2 主要测试仪器和相应测试条件 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 LaCr_(1-x)Mn_x O_3 的合成及影响因素 |
4.3.2 样品的化学组成及结构分析 |
4.3.3 晶体形貌分析 |
4.3.4 X射线光电子能谱分析 |
4.3.5 磁性测试及分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 La Cr_(1-x)Al_x O_3 (x=0.05, 0.08, 0.12, 0.15)的水热合成及 |
5.1 研究背景 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 化学药品与试剂 |
5.2.2 主要分析测试仪器与数据分析方法 |
5.2.3 合成方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 合成条件 |
5.3.2 结构表征及讨论 |
5.3.3 形貌及成分表征 |
5.3.4 拉曼光谱测试分析 |
5.3.5 磁性测试分析 |
5.3.6 热致变色性质测试及分析 |
5.3.7 变温紫外-可见光谱分析 |
5.3.8 热分析 |
5.3.9 元素价态分析 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
作者简介及博士在读期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)微纳结构铝基高能燃料的制备与燃烧性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 铝纳米粒子的研究进展 |
1.2.1 金属燃烧剂的研究进展 |
1.2.2 铝纳米粒子的性质及应用 |
1.2.3 铝纳米粒子的制备方法 |
1.2.4 铝纳米粒子的稳定化 |
1.3 纳米铝热剂的研究进展 |
1.3.1 纳米铝热剂的性质 |
1.3.2 纳米铝热剂的制备方法 |
1.3.3 纳米铝热剂的应用 |
1.4 氟化物在纳米铝热剂中的应用 |
1.5 论文研究的目的意义及主要内容 |
第2章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验药品与仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器和设备 |
2.2 球磨实验方法 |
2.2.1 实验设备及实验原理 |
2.2.2 球磨实验操作步骤 |
2.3 表征测试方法 |
2.3.1 结构和微观形貌的表征 |
2.3.2 表面和元素分析 |
2.3.3 性能表征 |
2.4 实验数据拟合 |
2.4.1 XRD数据拟合 |
2.4.2 TGA曲线拟合 |
第3章 球磨法制备铝纳米粒子的研究及其稳定化 |
3.1 引言 |
3.2 无助剂球磨法制备铝纳米粒子 |
3.3 添加助剂球磨制备铝纳米粒子及其表征 |
3.4 改变球磨时间球磨制备铝纳米粒子及其表征 |
3.4.1 改变球磨时间球磨制备铝纳米粒子 |
3.4.2 乙酰丙酮铝(Ⅲ)稳定化铝纳米粒子的热稳定性 |
3.4.3 乙酰丙酮铝(Ⅲ)稳定化铝纳米粒子的TGA曲线拟合 |
3.4.4 球磨法制备铝纳米粒子并稳定化的机理 |
3.4.5 乙酰丙酮铝(Ⅲ)稳定化铝纳米粒子的结构和微观形貌 |
3.4.6 乙酰丙酮铝(Ⅲ)稳定化铝纳米粒子的性能 |
3.4.7 乙烯基三甲氧基硅烷(A171)稳定化铝纳米粒子的性能 |
3.5 本章小结 |
第4章 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的制备 |
4.3 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的性能 |
4.3.1 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的结构 |
4.3.2 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的热稳定性 |
4.3.3 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的微观形貌 |
4.3.4 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的疏水性 |
4.3.5 Al/Fe_2O_3纳米铝热剂的燃烧性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 Al/FeF_3纳米铝热剂的制备及其微纳结构粒子的合成 |
5.1 引言 |
5.2 Al/FeF_3纳米铝热剂的制备及表征 |
5.2.1 含氟氧化剂的筛选 |
5.2.2 Al/FeF_3纳米铝热剂的结构 |
5.2.3 Al/FeF_3纳米铝热剂的热稳定性 |
5.2.4 Al/FeF_3纳米铝热剂动力学研究 |
5.2.5 Al/FeF_3纳米铝热剂的微观形貌及元素分布 |
5.2.6 Al/FeF_3纳米铝热剂的比表面积 |
5.2.7 Al/FeF_3纳米铝热剂的宏观性质及疏水性 |
5.2.8 Al/FeF_3纳米铝热剂的燃烧性质 |
5.3 微纳结构粒子的构造 |
5.3.1 微纳结构粒子的制备方法 |
5.3.2 微纳结构粒子的结构 |
5.3.3 微纳结构粒子的表面性质 |
5.3.4 微纳结构粒子的润湿性及热稳定性 |
5.3.5 微纳结构粒子的燃烧性能 |
5.4 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)透明荧光纳米晶-玻璃复合材料的设计、制备与光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 有序-无序结构的构建方法 |
1.2.1 原位析晶法构建有序-无序结构 |
1.2.2 微晶-玻璃复合构建有序-无序结构 |
1.3 微晶-玻璃复合材料的设计原则 |
1.3.1 微晶的设计原则 |
1.3.2 玻璃基质的组分设计 |
1.3.3 复合材料中微晶-玻璃界面光散射损耗 |
1.4 透明纳米晶-玻璃复合材料的研究进展 |
1.4.1 溶胶-凝胶法 |
1.4.2 低温共熔法 |
1.5 本论文的研究意义和主要内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要内容 |
第二章 样品的制备与表征 |
2.1 实验药品及来源 |
2.2 样品的制备方法 |
2.2.1 单分散纳米晶的制备方法 |
2.2.2 玻璃基质的制备方法 |
2.2.3 透明纳米晶-玻璃复合材料的制备方法 |
2.3 样品的表征与设备 |
2.4 本章小结 |
第三章 纳米晶的设计与可控合成 |
3.1 引言 |
3.2 透明纳米晶-玻璃复合材料的设计原则 |
3.2.1 Mie散射公式 |
3.2.2 纳米晶-玻璃复合材料中的散射模型分析 |
3.3 单分散纳米晶的制备与表征 |
3.3.1 均匀共沉淀法制备Y_2O_3 纳米晶 |
3.3.2 均匀共沉淀法制备YOF纳米晶 |
3.3.3 硫-碳还原法制备La_2O_2S纳米晶 |
3.3.4 水热法制备YVO_4与YPVO_4纳米晶 |
3.4 纳米晶的晶相、形貌、热稳定性与声子能量表征 |
3.4.1 氧化物Y_2O_3 纳米晶的基本性能表征 |
3.4.2 氟氧化物YOF纳米晶的基本性能表征 |
3.4.3 硫氧化物La_2O_2S纳米晶的基本性能表征 |
3.4.4 钒酸盐YVO_4和钒磷酸钇YPVO_4纳米晶的基本性能表征 |
3.4.5 纳米晶基质选择 |
3.5 本章小结 |
第四章 超宽带稀土掺杂的透明纳米晶-玻璃复合材料的设计、制备与光学性能探究 |
4.1 引言 |
4.2 样品制备与表征 |
4.2.1 实验过程 |
4.2.2 测试与表征 |
4.3 超宽带稀土掺杂的透明纳米晶-玻璃复合材料的设计 |
4.4 YOF纳米晶的光学性能 |
4.5 TeO-ZnO-Na_2O玻璃基质的基本性质 |
4.6 超宽带稀土掺杂的纳米晶-玻璃复合材料的结构变化 |
4.7 超宽带稀土掺杂的纳米晶-玻璃复合材料的光学性能探究 |
4.8 本章小结 |
第五章 全色可调谐稀土掺杂的红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料 |
5.1 引言 |
5.2 样品制备与表征 |
5.2.1 样品制备 |
5.2.2 测试与表征 |
5.3 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的设计 |
5.4 红绿蓝三基色荧光纳米晶的基本性能 |
5.5 溶液燃烧法制备透明磷酸盐玻璃基质的基本性质 |
5.6 透明红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的基本性质 |
5.7 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的结构变化 |
5.8 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的光学性能探究 |
5.9 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的全色可调谐性 |
5.10 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料的热稳定性 |
5.11 红绿蓝三基色荧光纳米晶-玻璃复合材料成纤能力初探 |
5.12 本章小结 |
第六章 结论、创新点与展望 |
6.1 结论与创新点 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕博连读期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)CePr复合氧化物在催化消除碳烟中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 碳烟的来源及其控制技术 |
1.2 碳烟燃烧催化剂研究进展 |
1.2.1 贵金属催化剂 |
1.2.2 碱金属基催化剂 |
1.2.3 过渡金属氧化物催化剂 |
1.3 Ce基氧化物催化剂研究进展 |
1.4 论文研究目的与内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂与气体 |
2.2 实验仪器 |
2.3 催化剂表征方法 |
2.4 催化剂性能测试方法 |
第三章 不同方法制备Ce_(0.5)Pr_(0.5)O_2 催化剂的表征及性能 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的制备 |
3.2.1 反相微乳液法 |
3.2.2 微乳液法 |
3.2.3 共沉淀法 |
3.3 催化剂表征结果与讨论 |
3.3.1 XRD |
3.3.2 IR |
3.3.3 BET |
3.4 催化剂活性测试结果及其讨论 |
3.4.1 O_2 气氛下紧密接触TPO活性 |
3.4.2 O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
3.4.3 NO+O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
3.4.4 内在活性-转化频率(TOF) |
3.5 本章小结 |
第四章 干燥过程对沉淀法制备Ce_(0.5)Pr_(0.5)O_2 催化剂的结构及性能影响 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备 |
4.2.1 乙醇浸泡-真空干燥法 |
4.2.2 冷冻干燥法 |
4.3 催化剂的表征结果与讨论 |
4.3.1 XRD |
4.3.2 IR |
4.3.3 BET |
4.3.4 H_2-TPR |
4.3.5 Soot-TPR |
4.4 催化剂活性测试结果及其讨论 |
4.4.1 O_2 气氛下紧密接触TPO活性 |
4.4.2 O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
4.4.3 NO+O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
4.4.4 内在活性-转化频率(TOF) |
4.5 本章小节 |
第五章 K/Ce_(0.5)Pr_(0.5)O_2 催化剂的制备、表征及性能 |
5.1 引言 |
5.2 催化剂的制备 |
5.3 催化剂表征结果与讨论 |
5.3.1 XRD |
5.3.2 IR |
5.3.3 BET |
5.3.4 H_2-TPR |
5.3.5 Soot-TPR |
5.4 催化剂活性测试结果及其讨论 |
5.4.1 O_2 气氛下紧密接触TPO活性 |
5.4.2 O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
5.4.3 NO+O_2 气氛下松散接触TPO活性 |
5.4.4 内在活性-转化频率(TOF) |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(8)(Lu1-xScx)2O3激光陶瓷的高透明化制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.2.1 固体激光简述 |
1.2.2 固体激光介质 |
1.2.3 激光晶体与陶瓷的比较 |
1.2.4 激光陶瓷的研究历程 |
1.2.5 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3激光陶瓷的研究历程 |
1.3 激光陶瓷的研制方法 |
1.3.1 粉体制备 |
1.3.2 陶瓷成型 |
1.3.3 陶瓷烧结 |
1.4 课题的提出以及研究内容 |
1.4.1 课题的提出 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3的第一性原理计算研究 |
2.1 引言 |
2.2 计算方法及参数的选择 |
2.3 RE:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3(RE=Ho,Tm,Er)计算模型的构建 |
2.4 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3的几何优化和电子能带结构的计算结果 |
2.5 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3系列化合物的部分态密度 |
2.6 稀土离子RE掺杂浓度对(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3电子能带结构的影响 |
2.7 本章小结 |
第3章 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷实验原料、表征方法与实验设备简介 |
3.1 实验原料 |
3.1.1 陶瓷粉体 |
3.1.2 其他化学试剂 |
3.2 表征方法 |
3.2.1 陶瓷浆料的粘度流变性测试 |
3.2.2 红外光谱分析 |
3.2.3 陶瓷粉体表征 |
3.2.4 XRD分析 |
3.2.5 直线透过率 |
3.2.6 吸收光谱与发射光谱 |
3.2.7 坯体和烧结体结构表征 |
3.2.8 热分析 |
3.2.9 热膨胀性能测试 |
3.2.10 热导率性能测试 |
3.3 实验设备 |
3.3.1 烧结设备 |
3.3.2 其他实验设备 |
第4章 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3粉体的高效合成 |
4.1 引言 |
4.2 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3粉体合成思路与方法设计 |
4.3 Lu_2O_3粉体的高效合成 |
4.3.1 实验方法 |
4.3.2 实验结果与讨论 |
4.4 Sc_2O_3粉体的高效合成 |
4.4.1 实验方法 |
4.4.2 反滴法实验结果与讨论 |
4.4.3 正滴法实验结果与讨论 |
4.5 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3方法拓展于YAG粉体合成研究 |
4.5.1 研究方法 |
4.5.2 实验结果与讨论 |
4.6 本章小结 |
第5章 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的高透明化制备 |
5.1 引言 |
5.2 高效烧结助剂透明化(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷研究 |
5.2.1 高效共掺LiF、ZrO_2透明化Lu_2O_3陶瓷 |
5.2.2 高效烧结助剂Al_2O_3透明化Sc_2O_3陶瓷 |
5.3 RE~(3+)掺杂浓度调控透明化(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷 |
5.3.1 实验方法 |
5.3.2 实验结果与讨论 |
5.4 x值调控透明化RE:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷 |
5.4.1 实验方法 |
5.4.2 实验结果与讨论 |
5.5 本章小结 |
第6章 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的性能研究 |
6.1 前言 |
6.2 Ho:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的性能研究 |
6.2.1 Ho:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的结构性能 |
6.2.2 Ho:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的光谱吸收性能 |
6.2.3 Ho:(Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3陶瓷的光谱发射性能 |
6.2.4 Ho:Lu_(2/3)Sc_(1/3)O_3陶瓷的连续激光性能 |
6.3 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3陶瓷的性能研究 |
6.3.1 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3的结构性能 |
6.3.2 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3陶瓷的光谱吸收性能 |
6.3.3 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3陶瓷的光谱发射性能 |
6.3.4 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3陶瓷的连续激光性能 |
6.3.5 Tm:(Lu_(2/3)Sc_(1/3))_2O_3陶瓷的脉冲激光性能 |
6.4 Er:(Lu_(1/3)Sc_(2/3))_2O_3陶瓷的性能研究 |
6.4.1 Er:(Lu_(1/3)Sc_(2/3))_2O_3的结构性能 |
6.4.2 Er:(Lu_(1/3)Sc_(2/3))_2O_3的光学性能 |
6.5 (Lu_(1-x)Sc_x)_2O_3方法制备的Nd:YAG陶瓷的性能 |
6.5.1 激光实验方法 |
6.5.2 实验结果与分析 |
6.6 本章小结 |
6.6.1 主要研究结论 |
6.6.2 研究亮点 |
第7章 全文总结与展望 |
7.1 全文主要结论 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
发表的学术论文 |
申请的国家发明专利 |
(9)富勒烯在电弧中的起源与结构演进(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 富勒烯的合成方法 |
1.2.1 激光蒸发法 |
1.2.2 电弧放电法 |
1.2.3 火焰燃烧法 |
1.2.4 高频炉石墨蒸发法 |
1.2.5 太阳能石墨蒸发法 |
1.2.6 多环芳烃裂解法 |
1.2.7 液相电弧法 |
1.2.8 辉光放电法 |
1.2.9 微波等离子体法 |
1.2.10 激光溅射法 |
1.2.11 真空闪速裂解法 |
1.2.12 高温卤化法 |
1.2.13 特殊内嵌富勒烯合成法 |
1.3 富勒烯的提取、分离以及表征方法 |
1.3.1 富勒烯的提取方法 |
1.3.2 富勒烯的分离方法 |
1.3.2.1 升华法 |
1.3.2.2 重结晶法 |
1.3.2.3 化学法 |
1.3.2.4 氧化还原法 |
1.3.2.5 色谱法 |
1.3.3 富勒烯的表征方法 |
1.3.3.1 质谱 |
1.3.3.2 光谱 |
1.3.3.3 核磁共振波谱法 |
1.3.3.4 X射线单晶衍射法 |
1.4 富勒烯的结构 |
1.4.1 欧拉几何公式 |
1.4.2 独立五元环规则和相邻五元环惩罚规则 |
1.4.3 Fowler-Manolopous富勒烯螺旋编号 |
1.4.4 Stone-Wales转变 |
1.4.5 Non-IPR富勒烯 |
1.4.5.1 通过内嵌的方法稳定non-IPR富勒烯 |
1.4.5.2 通过外接的方法稳定non-IPR富勒烯 |
1.4.6 非经典富勒烯 |
1.4.6.1 含七元环的非经典富勒烯 |
1.4.6.2 含四元环的非经典富勒烯 |
1.4.6.3 含杂原子的非经典富勒烯 |
1.5 富勒烯的形成机理 |
1.5.1 “自下而上”形成机理 |
1.5.1.1 “团队路线”和“五元环道路” |
1.5.1.2 “环融合和重构道路” |
1.5.1.3 “富勒烯道路” |
1.5.1.4 “闭合碳笼生长” |
1.5.2 “自上而下”形成机理 |
1.5.3 “先上后下”形成机理 |
1.6 富勒烯的结构演进 |
1.6.1 C_1-C_5:富勒烯起源 |
1.6.2 C_5-C_(20):弯曲的形成 |
1.6.3 C_(20)-C_(50):神秘的“百慕大三角” |
1.6.4 C_(50)-C_(70):含相邻五元环的富勒烯 |
1.6.5 C_(70)-C_(90):大富勒烯 |
1.6.6 C_(90)-C_n:巨富勒烯到碳纳米管 |
1.7 本论文的选题依据和主要内容 |
参考文献 |
第二章 最小的碳团簇C_1-C_5:富勒烯的起源 |
2.1 引言 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验方法和条件 |
2.2.3.1 电弧装置及其使用方法 |
2.2.3.1.1 电弧装置 |
2.2.3.1.2 电弧使用方法 |
2.2.3.2 碳灰的提取 |
2.2.3.3 HPLC-MS产物分析 |
2.2.3.4 HPLC产物分离 |
2.2.3.5 APCI-MS产物分析 |
2.2.3.6 UV-Vis-NIR光谱 |
2.2.3.7 核磁共振氢谱 |
2.2.3.8 X射线单晶衍射与晶体解析 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 氢气通入方式对富勒烯产物的影响 |
2.3.2 富勒烯衍生物C_1-C_6的高效液相分离 |
2.3.2.1 C_(60)(CH_2)的高效液相分离 |
2.3.2.2 C_(60)(C_2H_4)的高效液相分离 |
2.3.2.3 C_(60)(C_3H_4)的高效液相分离 |
2.3.2.4 C_(60)(C_4H_6)的高效液相分离 |
2.3.2.5 C_(60)(Cp)的高效液相分离 |
2.3.2.6 C_(60)(Cp)(CH_3)的高效液相分离 |
2.3.3 富勒烯衍生物C_1-C_6的质谱 |
2.3.4 富勒烯衍生物C_1-C_6的紫外可见光谱 |
2.3.5 富勒烯衍生物C_1-C_5的X射线单晶衍射 |
2.3.5.1 C_(60)(CH_2)的X射线单晶衍射 |
2.3.5.2 C_(60)(C_2H_4)的X射线单晶衍射 |
2.3.5.3 C_(60)(C_3H_4)的X射线单晶衍射 |
2.3.5.4 C_(60)(C_4H_6)的X射线单晶衍射 |
2.3.5.5 C_(60)(Cp)的X射线单晶衍射 |
2.3.6 C_(60)(Cp)(CH_3)的核磁氢谱 |
2.4 结果讨论 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 内嵌富勒烯Sc_2C_n(n=72-90)的合成、分离及表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 富勒烯的合成 |
3.2.4 碳灰的提取 |
3.2.5 已知结构的分离与表征 |
3.2.5.1 Sc_2C_2@C_s(10528)-C_(72)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.2 Sc_2C_2@C_(2v)(5)-C_(80)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.3 Sc_2C_2@C_(2v)(9)-C_(82)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.4 Sc_2C_2@C_(3v)(8)-C_(82)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.5 Sc_2C_2@C_s(6)-C_(82)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.6 Sc_2C_2@D_(2d)(23)-C_(84)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.7 Sc_2C_2@C_(2v)(9)-C_(86)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.8 Sc_2C_2@C_s(hept)-C_(88)的高效液相色谱分离 |
3.2.5.9 已知结构的质谱表征 |
3.2.5.10 已知结构的光谱表征 |
3.2.6 未知结构的分离与表征 |
3.2.6.1 Sc_2C_(72)(Ⅰ)的分离与表征 |
3.2.6.1.1 Sc_2C_(72)(Ⅰ)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.1.2 Sc_2C_(72)(Ⅰ)的质谱 |
3.2.6.1.3 Sc_2C_(72)(Ⅰ)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.2 Sc_2C_(72)(Ⅱ)的分离与表征 |
3.2.6.2.1 Sc_2C_(72)(Ⅱ)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.2.2 Sc_2C_(72)(Ⅱ)的质谱 |
3.2.6.2.3 Sc_2C_(72)(Ⅱ)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.3 Sc_2C_(73)的分离与表征 |
3.2.6.3.1 Sc_2C_(73)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.3.2 Sc_2C_(73)的质谱 |
3.2.6.3.3 Sc_2C_(73)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.4 Sc_2C_(74)(Ⅱ)的分离与表征 |
3.2.6.4.1 Sc_2C_(74)(Ⅱ)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.4.2 Sc_2C_(74)(Ⅱ)的质谱 |
3.2.6.4.3 Sc_2C_(74)(Ⅱ)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.5 Sc_2C_(90)(Ⅰ)的分离与表征 |
3.2.6.5.1 Sc_2C_(90)(Ⅰ)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.5.2 Sc_2C_(90)(Ⅰ)的质谱 |
3.2.6.5.3 Sc_2C_(90)(Ⅰ)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.6 Sc_2C_2@C_2(13333)-C_(74)的分离与表征 |
3.2.6.6.1 Sc_2C_2@C_2(13333)-C_(74)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.6.2 Sc_2C_2@C_2(13333)-C_(74)的质谱 |
3.2.6.6.3 Sc_2C_2@C_2(13333)-C_(74)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.6.4 Sc_2C_2@C_2(13333)-C_(74)的X射线单晶衍射 |
3.2.6.7 Sc_2C_2@T_d(2)-C_(76)的分离与表征 |
3.2.6.7.1 Sc_2C_2@T_d(2)-C_(76)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.7.2 Sc_2C_2@T_d(2)-C_(76)的质谱 |
3.2.6.7.3 Sc_2C_2@T_d(2)-C_(76)的UV-vis-NIR光谱 |
3.2.6.7.4 Sc_2C_2@T_d(2)-C_(76)的X射线单晶衍射 |
3.2.6.8 Sc_2C_2@C_1(22595)-C_(78)的分离与表征 |
3.2.6.8.1 Sc_2C_2@C_1(22595)-C_(78)的高效液相色谱分离 |
3.2.6.8.2 Sc_2C_2@C_1(22595)-C_(78)的质谱 |
3.2.6.8.3 Sc_2C_2@C_1(22595)-C_(78)的X射线单晶衍射 |
3.3 结果讨论 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)与Sc_2C_2@C_(2v)(24088)-C_(78):内嵌富勒烯的“局部芳香性” |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 富勒烯的合成 |
4.2.4 碳灰的提取 |
4.2.5 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)的分离与表征 |
4.2.5.1 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)的高效液相色谱分离 |
4.2.5.2 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)的质谱 |
4.2.5.3 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)的UV-vis-NIR光谱 |
4.2.5.4 Sc_2C_2@C_2(23791)-C_(78)的X射线单晶衍射 |
4.2.6 Sc_2C_2@C_(2v)(24088)-C_(78)的分离及表征 |
4.2.6.1 Sc_2C_2@C_(2v)(24088)-C_(78)的高效液相色谱分离 |
4.2.6.2 Sc_2C_2@C_(2v)(24088)-C_(78)的质谱 |
4.2.6.3 Sc_2C_2@C_(2v)(24088)-C_(78)的X射线单晶衍射 |
4.3 结果讨论 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 Sc_2@C_(3v)(8)-C_(82):内嵌富勒烯中的金属-金属键 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 富勒烯的合成 |
5.2.4 碳灰的提取 |
5.2.5 Sc_2@C_(3v)(8)-C_(82)的分离纯化 |
5.2.6 Sc_2@C_(3v)(8)-C_(82)的质谱表征 |
5.2.7 Sc_2@C_(3v)(8)-C_(82)的紫外可见-近红外光谱 |
5.2.8 Sc_2@C_(3v)(8)-C_(82)和Sc_2C_2@C_(3v)(8)-C_(82)的X射线单晶衍射表征 |
5.3 结果讨论 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)与Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84):内嵌富勒烯的结构演进 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验试剂 |
6.2.2 实验仪器 |
6.2.3 富勒烯的合成 |
6.2.4 碳灰的提取 |
6.2.5 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)的分离与表征 |
6.2.5.1 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)的高效液相色谱分离 |
6.2.5.2 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)的质谱 |
6.2.5.3 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)的UV-vis-NIR光谱 |
6.2.5.4 Sc_2C_2@C_1(39656)-C_(82)的X射线单晶衍射 |
6.2.6 Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84)的分离及表征 |
6.2.6.1 Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84)的高效液相色谱分离 |
6.2.6.2 Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84)的质谱 |
6.2.6.3 Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84)的UV-vis-NIR光谱 |
6.2.6.4 Sc_2C_2@C_1(51383)-C_(84)的X射线单晶衍射 |
6.3 结果讨论 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
总结与展望 |
附录 |
致谢 |
(10)基于SHS技术的half-Heusler合金和Cu2Se化合物的超快速制备及热电性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 前言 |
1.1 热电材料基本理论及研究现状 |
1.1.1 热电效应 |
1.1.2 热电材料的性能参数及优化原则 |
1.2 Half-Heusler热电材料 |
1.2.1 晶体结构与基本物性 |
1.2.2 Half-Heusler热电材料的研究进展 |
1.2.2.1 电弧熔炼法 |
1.2.2.2 固相反应法 |
1.2.2.3 感应熔炼法 |
1.2.2.4 悬浮熔炼法 |
1.2.2.5 微波合成法 |
1.2.2.6 机械合金化法 |
1.2.3 Half-Heusler热电材料研究目前面临的问题与挑战 |
1.3 燃烧合成技术 |
1.3.1 SHS技术 |
1.3.2 SHS-QP技术 |
1.4 Cu_2Se热电材料 |
1.4.1 晶体结构与基本物性 |
1.4.2 Cu_2Se热电材料研究进展 |
1.4.3 Cu_2Se热电材料研究目前面临的问题与挑战 |
1.5 本论文的研究目的及主要研究内容 |
第2章 实验方法与实验设备 |
2.1 实验方法 |
2.2 实验制备设备 |
2.2.1 SHS实验装置 |
2.2.2 放电等离子烧结设备 |
2.2.3 SHS-QP设备 |
2.2.4 材料加工设备 |
2.3 材料分析及表征 |
2.3.1 相组成分析 |
2.3.2 微结构表征 |
2.4 热电性能的测试设备 |
2.4.1 电导率和Seebeck系数测试 |
2.4.2 Hall系数测试 |
2.4.3 热导率测试 |
2.5 屈服强度测试 |
第3章 SHS制备三元ZrNiSn half-Heusler合金及其热电性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 SHS过程中的热力学和动力学研究 |
3.4 SHS过程中物相的形成与转变机理研究 |
3.4.1 燃烧波淬熄法研究三元ZrNiSn物相的形成与转变机理 |
3.4.2 分步反应研究三元ZrNiSn物相的形成与转变机理 |
3.5 SHS过程中微结构的形成与转变研究 |
3.6 SHS-SPS制备三元ZrNiSn的微结构与热电性能 |
3.6.1 微结构 |
3.6.2 电输运性能 |
3.6.3 热输运性能 |
3.6.4 无量纲热电优值ZT |
3.7 SHS-SPS制备大尺寸三元ZrNiSn样品的研究 |
3.7.1 大尺寸样品的制备 |
3.7.2 相组成与微结构 |
3.7.3 电输运性能 |
3.7.4 热输运性能 |
3.7.5 无量纲热电优值ZT |
3.8 本章小结 |
第4章 SHS-SPS制备四元ZrNiSn基 half-Heusler合金的热电性能优化 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 Sb掺杂的Zr Ni Sn_(1-x)Sb_x half-Heusler合金的研究 |
4.3.1 相组成和微结构 |
4.3.2 电输运性能 |
4.3.3 热输运性能 |
4.3.4 无量纲热电优值 |
4.4 Cu填充ZrNiSn间隙位half-Heusler合金的研究 |
4.4.1 相组成和微结构 |
4.4.2 电输运性能 |
4.4.3 热输运性能 |
4.4.4 无量纲热电优值ZT |
4.5 本章小结 |
第5章 SHS-QP一步超快速制备ZrNiSn块体材料及热电性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 SHS-QP一步超快速制备ZrNiSn块体材料的工艺探索 |
5.3.1 加压延迟时间对致密度的影响 |
5.3.2 加压压强对致密度的影响 |
5.3.3 保压时间对致密度的影响 |
5.4 SHS-QP一步超快速制备ZrNiSn块体材料的相组成与微结构 |
5.5 SHS-QP一步超快速制备ZrNiSn块体材料的致密化机理研究 |
5.5.1 塑性流动机制 |
5.5.2 位错蠕变机制 |
5.5.3 微结构转变过程 |
5.6 ANSYS有限元模拟SHS-QP过程中的应力场 |
5.7 SHS-QP一步超快速制备ZrNiSn块体材料的热电性能研究 |
5.7.1 电输运性能 |
5.7.2 热输运性能 |
5.7.3 无量纲热电优值ZT |
5.8 本章小结 |
第6章 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料及热电性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.3 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料的工艺探索 |
6.3.1 加压延迟时间对致密度的影响 |
6.3.2 加压压强对致密度的影响 |
6.3.3 保压时间对致密度的影响 |
6.4 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料的相组成与微结构 |
6.5 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料的致密化机理研究 |
6.5.1 塑性流动机制 |
6.5.2 微结构转变过程 |
6.6 ANSYS有限元模拟SHS-QP过程中的应力场 |
6.7 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料热电性能研究 |
6.8 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料均匀性研究 |
6.9 SHS-QP一步超快速制备Cu_2Se块体材料稳定性研究 |
6.10 本章小结 |
第7章 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间发表学术成果汇总 |
发表论文情况 |
授权专利和申请专利情况 |
参加会议情况 |
致谢 |
四、Combustion~(TM)的基本合成技术(论文参考文献)
- [1]稀土掺杂富锂NiCoMn三元正极材料燃烧合成和包覆改性[D]. 王桢. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]含钾催化剂的制备及催化碳烟燃烧性能[D]. 刘雪松. 济南大学, 2020(01)
- [3]镧锰钙钛矿催化剂同时催化去除柴油机排气中的碳烟颗粒和氮氧化物的研究[D]. 陈伟强. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究[D]. 王珊. 吉林大学, 2020(08)
- [5]微纳结构铝基高能燃料的制备与燃烧性能[D]. 姜艾锋. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]透明荧光纳米晶-玻璃复合材料的设计、制备与光学性能研究[D]. 潘绮雯. 华南理工大学, 2019(06)
- [7]CePr复合氧化物在催化消除碳烟中的应用研究[D]. 石巧兰. 济南大学, 2019(01)
- [8](Lu1-xScx)2O3激光陶瓷的高透明化制备与性能研究[D]. 敬畏. 中国工程物理研究院, 2019
- [9]富勒烯在电弧中的起源与结构演进[D]. 姚阳榕. 厦门大学, 2019(08)
- [10]基于SHS技术的half-Heusler合金和Cu2Se化合物的超快速制备及热电性能研究[D]. 胡铁铮. 武汉理工大学, 2019(07)