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基本信息

項(xiàng)目名稱：
鈣鈦礦型SrFeO3-δ的水熱-焙燒法合成工藝及應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡介：
采用水熱法制備出純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrFeO3-δ，系統(tǒng)考察水熱及焙燒條件對材料結(jié)構(gòu)及性能的影響。
詳細(xì)介紹：
（1）研究方法 以SrCl2?6H2O和FeCl3?6H2O為原料以 NaOH為礦化劑，經(jīng)室溫沉淀后，在一定溫度下水熱反應(yīng)一定時間后，冷卻至室溫，洗滌、過濾、,烘干，焙燒。樣品物相結(jié)構(gòu)采用D8 Advance型X射線粉末衍射儀測定。光催化實(shí)驗(yàn)針對20mg/L的甲基橙溶液，以紫外燈為光源，每隔20min取樣，考察催化降解效果。 （2）技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方案 首先考察影響水熱產(chǎn)物組成的工藝條件；然后考察不同的水熱產(chǎn)物在不同溫度下焙燒后的晶相組成；在進(jìn)一步確定制備純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的最優(yōu)條件；然后理論分析焙燒過程中的晶相演變規(guī)律；最后考察材料的光催化性能并與結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的是通過實(shí)驗(yàn)開發(fā)出一條具備節(jié)能，環(huán)境友好，無需高溫?zé)Y(jié)就能得到良好結(jié)晶等諸多優(yōu)點(diǎn)的有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用前景的工藝路線。 基本思路是首先考察影響水熱產(chǎn)物組成的工藝條件；然后考察不同的水熱產(chǎn)物在不同溫度下焙燒后的晶相組成；在進(jìn)一步確定制備純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的最優(yōu)條件；然后理論分析焙燒過程中的晶相演變規(guī)律；最后考察材料的光催化性能并與結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本項(xiàng)目采用水熱-焙燒法合成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrFeO3-δ，具備簡單易行，節(jié)省能耗，環(huán)境友好，無需高溫?zé)Y(jié)就能得到良好結(jié)晶的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于已報(bào)道的固相反應(yīng)法，共沉淀法，溶膠-凝膠法等工藝。系統(tǒng)探究水熱反應(yīng)條件對產(chǎn)物組成的影響及焙燒過程中的晶相演變規(guī)律，并將其結(jié)構(gòu)性質(zhì)與光催化性能相關(guān)聯(lián)，在國內(nèi)外尚無文獻(xiàn)報(bào)道。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義

近年來，鈣鈦礦型SrFeO3-δ在空氣分離制氧、燃料電池電極材料、氣敏傳感器及光催化等領(lǐng)域均表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，其制備工藝的研究具有越來越重要的理論及應(yīng)用價值。而本實(shí)驗(yàn)可以開發(fā)出一條具備節(jié)能，環(huán)境友好，無需高溫?zé)Y(jié)就能得到良好結(jié)晶等諸多優(yōu)點(diǎn)的有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用前景的工藝路線。

學(xué)術(shù)論文摘要

以氯化鍶和氯化鐵為原料，采用水熱-焙燒法制備了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrFeO3-δ，系統(tǒng)考察原料配比、礦化劑用量、沉淀方式、水熱時間、水熱溫度等工藝條件對產(chǎn)物組成的影響；考察不同焙燒溫度下材料的組成并與水熱工藝條件相關(guān)聯(lián)，探究晶體熱轉(zhuǎn)化規(guī)律，結(jié)果表明水熱產(chǎn)物經(jīng)800℃焙燒后即可得到無雜相存在的鈣鈦礦型SrFeO3-δ，且此制備工藝簡單易行，節(jié)省能耗，環(huán)境友好，優(yōu)于已報(bào)道的固相反應(yīng)法，共沉淀法，溶膠-凝膠法等工藝。將鈣鈦礦型SrFeO3-δ材料用于光催化降解染料廢水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有良好的光催化活性，降解率可達(dá)90%以上。 關(guān)鍵詞 鈣鈦礦 制備 表征 光催化

獲獎情況

未曾發(fā)表。

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)所用的大多數(shù)催化劑為復(fù)合金屬氧化物，復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備工藝優(yōu)化是多相催化領(lǐng)域研究的重要課題。在眾多復(fù)合氧化物中，鈣鈦礦型復(fù)合氧化物可謂一枝獨(dú)秀，通常具有光、熱、電、磁等方面的特殊性質(zhì)，使其成為用途廣泛、性能優(yōu)越的功能材料。近年來，鈣鈦礦型SrFeO3-δ在空氣分離制氧、燃料電池電極材料、氣敏傳感器及光催化等領(lǐng)域均表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，其制備工藝的研究具有越來越重要的理論及應(yīng)用價值。鈣鈦礦型SrFeO3-δ的制備方法主要有固相反應(yīng)法，共沉淀法，溶膠-凝膠法等。固相反應(yīng)法制備粉體過程簡單，但需要在1000?C以上的溫度反應(yīng)10 h以上，往往還需要多次焙燒，能耗大，而所制備的粉體的比表面積小，性能受到限制。共沉淀法合成溫度較低，但仍需在850?C以上的溫度才能得到較為純凈的鈣鈦礦晶相，且制備過程較為復(fù)雜。溶膠-凝膠法具有產(chǎn)品純度高、粒度均勻細(xì)小、燒結(jié)溫度低、反應(yīng)過程易于控制等特點(diǎn)。但由于燒結(jié)過程中的有機(jī)物分解和最終結(jié)構(gòu)形成等方面因素，溶膠-凝膠法制備工藝需要較長的燒結(jié)時間。另一方面，凝膠化和干燥過程蒸發(fā)大量溶劑所帶來的高能耗限制了其在工業(yè)上的發(fā)展。綜上所述，鈣鈦礦型SrFeO3-δ的制備還有待于人們開發(fā)出更加先進(jìn)的工藝，使產(chǎn)物具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，并且達(dá)到節(jié)約能耗，降低成本，簡化操作，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的目的。
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