自我保护Nb2O5-S/CeO2制备及其脱硝性能探索型实验设计

文章基于商用脱硝催化剂的应用现状,将“产学研用”理念融入大气污染控制工程实验,设计合成了一种具有自我保护机制的Nb₂O₅-S/CeO₂脱硝催化剂,并采用XRD、TEM、H₂-TPR、XPS、NH₃-TPD技术对催化剂进行了表征,选用insitu DRIFTs对反应机理进行了探究。实验结果表明,Nb₂O₅-S/CeO₂催化剂在较宽的温度窗口下表现出优异的催化活性。此外,当K沉积在Nb₂O₅-S/CeO₂催化剂上时,SO₄^2–将优先与K结合,从而有效阻止毒物攻击Ce-Nb活性位点。     

Na3V2(PO4)3/C正极材料制备与储钠性能综合实验教学设计

设计了“常温预还原-热处理法制备钠离子电池正极材料磷酸钒钠”综合性研究实验,探究了原料种类和热处理温度对Na₃V₂(PO₄)₃/C的物相、晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌及电化学性能的影响。研究表明,NH₄VO₃中的V⁵⁺更易被草酸常温还原,机械活化后所得前驱体为无定形结构,由该前驱体热处理制备的Na₃V₂(PO₄)₃/C结晶度更高,且电化学性能更优。通过优化合成温度,发现在700℃下合成的Na₃V₂(PO4₎₃/C具有最高的比容量、最优的倍率性能和最佳的循环性能。在实验中,学生通过材料制备、结构及形貌表征、电池制作与电化学性能分析等环节,能够达到强化理论知识、提高实验技能、激发创新性思维的目的。     

高致密性Yb3+和Gd3+双掺杂CeO2中温电解质的合成及其电性能研究

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成了Yb³⁺、Gd³⁺双掺杂CeO₂电解质材料,并添加4%CuO作为烧结助剂同时制备了Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO材料。采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α和Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO的结构和形貌。Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α和Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO在750℃电导率分别达到1.3×10^-2S·cm     

EuFeO3/Eu3Fe5O12混合相纳米颗粒制备及其可见光光催化性质研究

用溶胶-凝胶法制备出EuFeO₃纳米颗粒,通过调节蒸胶温度控制Eu₃Fe₅O₁₂相的生成,X射线衍射测试结果表明当蒸胶温度升高到140℃时,样品会出现EuFeO₃和Eu₃Fe₅O₁₂的混合相.并且随着蒸胶温度的升高,样品的磁性逐渐增强,但可见光下对有机染料罗丹明B的催化降解效率逐渐减弱.当在光催化反应中加入少量H₂O₂后,由于存在非均相芬顿反应,罗丹明B的降解效率有了进一步的提高.     

Dawson型多金属氧酸盐H6P2W16Mo2O62聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜的可见光光致变色研究

将Dawson型多金属氧酸盐H₆P₂W₁₆Mo₂O₆₂与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)形成复合溶液，以滴膜法制备了复合薄膜。该复合薄膜在可见光照射下发生光致变色现象。用红外光谱和XRD对P₂W₁₆Mo₂及P₂W₁₆Mo₂/PVP复合膜进行了表征，复合膜中仍然保留了多金属氧酸盐H₆P₂W₁₆Mo₂O₆₂的基本结构。采用紫外-可见吸收分光光度法分析了P₂W₁₆Mo₂/PVP复合膜的光致变色性能及机理。在P₂W₁₆Mo₂/PVP (50 wt%)的组分比例下，复合膜的光致变色性能最佳。同时，P₂W     

基于SOLO分类理论的“Na2O和Na2O2”结构化教学

化学学科核心素养导向下,基于SOLO分类理论进行“Na₂O和Na₂O₂”教学设计与实践,促进学生对Na₂O和Na₂O₂核心知识的理解与运用,提高学生化学学科核心素养和思维结构水平。     

锐钛矿相TiO_2纳米电极材料的制备及储锂性能研究

纳米结构锐钛矿相TiO_2材料具有储锂性能,可用于锂离子电池的负极材料.为探索不同的结构和形貌对储锂性能产生的影响,本文分别用溶胶凝胶法和静电纺丝法制得纯锐钛矿相的TiO_2纳米颗粒粉末(TiO_2/NPs-400)和TiO_2纳米纤维(TiO_2/NFs-400),并对所得样品的晶相结构和形貌进行了表征.然后通过充放电测试对比研究了它们的储锂性能.结果表明,无论是TiO_2/NPs-400还是TiO_2/NFs-400由于都是纯的锐钛矿相并具有较小的晶粒尺寸,在前50次循环中均表现出优秀的储锂性能.但TiO_2/NFs-400由于具有多孔狭长孔道结构的优势,它的循环性能和倍率性能优于TiO_2/NPs-400.     

H2O2与Fe2+作用的实验探究

由两道高考试题引出对Fe²⁺与H₂O₂反应的探究。结果发现,不同的亚铁盐与H₂O₂作用的结果与实验条件有关：在无外加酸碱时FeSO₄溶液与H₂O₂作用会得到碱式硫酸铁和氢氧化铁沉淀的混合物;FeCl₂溶液与H₂O₂作用会得到聚合氯化铁胶体。在酸性较强时Fe²⁺与H₂O₂作用主要生成Fe³⁺;在酸性不太强时主要得到胶体,往往得不到沉淀。亚铁盐与H₂O₂混合除了发生Fe²⁺与H₂O₂之间的氧化还原反应外,同时含铁物质会催化H₂O₂的分解,H₂O₂分解放热还会促进Fe     

Gd掺杂TiO2光催化剂制备及其可见光活性研究

利用溶胶凝胶法制备Gd掺杂TiO₂(不同配比)光催化剂,并用扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(IR)对样品进行表征,以罗丹明B为目标污染物,测试该光催化剂的光催化活性。结果表明,合成的光催化剂中Gd在TiO₂结构中以Gd₂O₃结合在TiO₂表面,样品表面具有大量羟基,有利于污染物的光催化降解。     

科研型综合化学实验UiO-66-NH2/GO的制备、表征及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

开设了UiO-66-NH₂/GO的制备、表征及其对Pb(Ⅱ)吸附性能研究的综合化学实验项目。通过各种表征技术验证UiO-66-NH₂/GO的表面形貌、结晶度、表面电荷和官能团等物理化学性质。采用静态批式实验法系统考察了不同实验条件下UiO-66-NH₂/GO的吸附性能。吸附动力学显示Pb(Ⅱ)在UiO-66-NH₂/GO上的吸附遵循准二级动力学模型,化学吸附是影响吸附速率的主要因素。在300 K时,利用Langmuir等温线拟合UiO-66-NH₂/GO对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量为139.907 mg·g^-1。实验内容主要包括材料合成、结构表征和吸附性能测试等,具有先进性、综合性、应用性和研究性,不仅能够提高学生的学习兴趣和实验操作水平,而且有利于培养学生的创新思维和科研素养。     

利用Ce-Mn/Al2O3复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验设计

针对燃煤电厂SO₂排放法规日趋严格，而传统固硫剂高温固硫性能差的问题，设计了Ce-Mn/Al₂O₃复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验。以纳米Al₂O₃为载体，采用共沉淀法制备了Ce-Mn负载型燃煤催化剂，在管式炉中进行高温固硫性能评价实验，采用热重法分析煤粉的燃烧性能，得到反应动力学参数。采用FESEM-EDS、TEM、XRD、XPS对催化剂进行表征。实验结果表明，Ce-Mn催化剂可以显著提高燃煤固硫效果，改善煤粉燃烧性能。该实验不仅能加深学生对脱硫工艺原理和应用的理解，掌握仪器使用、软件绘图和催化剂表征手段，还能增强学生对燃料清洁利用的认识，培养科研思维和创新能力。     

Al2O3膜对高温环境下NiCrAlY-SiC复合镀层内部反应的阻隔及涂层耐磨性研究

为了解决以SiC颗粒为磨料的叶尖耐磨复合镀层在高温工况下SiC与涂层中Ni元素反应导致涂层耐磨性下降等问题,采用化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺方法在SiC颗粒表面制备了Al₂O₃膜以阻隔SiC与涂层中Ni元素的反应。研究了0.5～1.0μm和5.0～10.0μm这2种厚度范围的Al₂O₃膜对NiCrAlY-SiC@Al₂O₃叶尖耐磨镀层中SiC颗粒与NiCrAlY镀层在1 100℃高温环境下反应的阻隔效果,并测试了2种Al₂O₃膜厚度的NiCrAlY-SiC@Al₂O₃叶尖耐磨镀层在1 100℃高温环境下保温500 h后的耐磨性。结果显示,5.0～10.0μm厚度的Al₂O₃膜可有效阻隔SiC颗粒与NiCrAlY镀层的高温反应,使NiCrAlYSiC@Al₂...     

Na2O2考点探析

Na₂O₂是一类重要的过氧化物,也是历年高考命题的热点.现将与Na₂O₂有关的考点总结如下.一、以Na₂O₂为载体考查氧化-还原知识Na₂O₂中氧为-1价,既可以升高为0价（表现还原性）,又可以降低为-2价（表现氧化性）.故以Na₂O₂为载体考查氧化-还原知识是高考命题的重点内容.例1在下列反应中,Na₂O₂只表现出强氧化性的是（）（A）2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂O₃+O₂     

多孔尖晶石型锰钴氧化物的制备和催化性能

为获得高效催化还原对硝基苯酚的锰钴氧化物催化剂,以聚甲基丙烯酸甲酯为模板,采用硬模板法制备了具有三维有序大孔结构的尖晶石型锰钴氧化物(MnCo₂O₄)。运用X射线粉末衍射仪、全自动物理吸附仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度计等对催化剂的结构和形貌进行表征,并研究其对硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的催化性能。结果表明,多孔MnCo₂O₄催化剂具有立方晶相结构,其三维有序大孔孔径均一,比表面积达到65.7 m²/g;与体相MnCo₂O₄和其他贵金属催化剂相比,多孔MnCo₂O₄催化剂表现出更优异的催化活性,对硝基苯酚还原的反应速率常数可达6.59×10^-2s^-1。多孔MnCo₂O₄催化剂在5次重复利用后对硝基苯酚的转化率仍高达90%以上。     

Pr、Sm、Gd共掺杂CeO2基中温固体氧化物燃料电池电解质材料的制备与电化学性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了Pr、Sm、Gd共掺杂的CeO₂基Pr_xGd_xSm_0.2-2xCe_0.8O_2-δ(PGSC0、PGSC2、PGSC4、PGSC6、PGSC8、PGSC10,x=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10)电解质材料,并对其电化学性能进行了表征。XRD测试结果表明,PGSC电解质在600℃煅烧10 h后均形成立方萤石结构。拉曼光谱测试结果表明,Sm、Pr、Gd共掺杂可以有效提高氧空位浓度。PGSC10电解质在800℃时电导率约为0.1 S·cm^-1,与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9(SDC)(0.115 S·cm^-1)电解质大致相同,而在700℃以下,PGSC10电解质的电导率约为SDC的1.5倍,其活化能为0.377 eV,也明显低于SDC(0.626 eV)。因此,PGSC10是一...     

SiO2基核壳结构的稀土发光材料的研究进展

SiO₂基核-壳结构的稀土发光材料因其具有优异的性能而受到关注。研究表明SiO₂基核壳结构的稀土发光材料具有强发光效率、强光稳定性、无毒性、寿命长、价格低廉等特点。这些特性使它们在光学设备、等离子显示器、荧光灯、生物医学领域成像、指纹和防伪标签等方面得到广泛的应用。本文重点阐述了SiO₂基核壳结构的稀土发光材料的制备方法,包括固相法、湿化学法、燃烧法等。从核壳结构的稀土发光材料的制备方法入手探究目前的研究进展,其中溶胶凝胶法研究最多。最后对SiO₂基核壳结构的稀土材料进行了总结与展望。     

Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2锂电池正极材料的水热-高温固相法合成及参数控制

文章采用水热-高温固相法制备了Li(Ni_0.8Co_0.15Al_0.05)O₂阴极材料,采用SEM/XRD/TG-DSC对先驱体NCA-OH及NCA阴极材料的粉体性能进行了表征。结果表明,随反应温度的提高,NCA-OH/NCA颗粒尺寸逐渐增大,先驱体一次颗粒由细小的纳米片精细结构转变为纳米针状,NCA颗粒由花瓣状转变为纳米棒状。随反应温度和保温时间的延长,先驱体NCA-OH晶相结构没有发生明显的改变,较高温度可导致NCA的(003)晶面结晶度有所降低。另外,随反应时间的延长,I₀₀₃/I₁₀₄的峰强比逐渐增大,表明NCA正极材料层状结构中Li/Ni离子混排程度逐渐减轻。     

Ho-M(M=Nd、Sm)双掺杂氧化铋基电解质材料的合成及电性能

目的:对氧化铋基材料进行掺杂改性研究,考查其电化学性能,探寻其用作固体氧化物燃料电池电解质材料的可行性。方法:使用硝酸盐燃烧法制备了Ho-Nd和Ho-Sm共掺杂的氧化铋基电解质材料,采用X射线衍射(XRD)对其进行了物相结构的分析;用交流阻抗谱测试样品在400℃到800℃的电化学性能。结果:掺杂后的产物包含四方相、立方相和棱面体结构;样品的电导率随着总掺杂量的增加先上升后下降。在所有样品中,(HoO_1.5)_0.05(NdO_1.5)_0.05(BiO_1.5)_0.9的电导率在700℃有最高的电导率,达到13.76×10^-2 S cm^-1。结论:材料制备方法简单方便,合成的产物可以成为一种有潜力的固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料。     

烧结助剂对单相β-SiAlON陶瓷性能的影响

使用廉价的Si粉作为原料通过反应烧结获得了Si₃N₄,后续高温烧结过程中,Si₃N₄与粉料中Al₂O₃发生固溶反应,制备出单相β-Si Al ON陶瓷。经过1 700℃高温烧结后,获得β-Si Al ON相和β-Si₃N₄混合相陶瓷,随着烧结温度增加至1 800℃,Al₂O₃在Si₃N₄晶格中完全固溶,形成了单一β-Si Al ON陶瓷。选用Y₂O₃和Sm₂O₃两种烧结助剂,并对比其对反应烧结β-Si Al ON陶瓷微观结构和力学性能的影响。结果显示,使用Sm₂O₃制备出长径比较Y₂O₃高的柱状晶粒,柱状晶粒相互交织桥接和连接,可以显著提高β-Si Al ON的力学性能。     

高中化学主题作业设计的实践与反思——以“认识Fe3O4”为例

分析高中化学主题作业的内涵和价值,对主题作业设计的研究现状进行梳理。以“认识Fe₃O₄”主题作业设计为例,对Fe₃O₄从多角度分析教学价值并设计习题,围绕古籍中的Fe₃O₄、生活中的Fe₃O₄、神奇的Fe₃O₄纳米粒子等子情境将习题串联整合形成主题作业,探讨Fe₃O₄主题作业设计的思路和整体结构。实践后反思：针对主题的深度挖掘是前提,围绕主题的情境串联是关键,引领主题的评价目标是灵魂。