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仿生模板辅助水热法构建Z型g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)材料及其光催化性能

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材料科学与工程学报 2022年第3期40卷 423-429页

作者：李金叶马爱琼张电高云琴西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

以L-谷氨酸为模板,采用仿生模板辅助水热法原位制备了Z型g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合光催化材料。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品的物相组成、微观形貌和光学性质进行表征。以罗丹... 详细信息

以L-谷氨酸为模板,采用仿生模板辅助水热法原位制备了Z型g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合光催化材料。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品的物相组成、微观形貌和光学性质进行表征。以罗丹明B(RhB)染料为目标降解物,500 W氙光灯为光源,研究了g-C_(3)N_(4)加入量对Z型复合光催化材料的光催化活性影响。研究结果表明:当g-C_(3)N_(4)加入量为15 wt%时,g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合光催化材料对RhB染料的降解效率为98.82%/2 h,是m-BiVO_(4)的2.45倍,这是由于Z型结构可利于光生电子-空穴对的分离与转移;活性基团捕获实验证实,在光催化过程中主要的活性基团是·O_(2)^(-),次要的活性基团是h^(+)和·OH;g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合光催化材料对甲基橙(MO)和盐酸四环素(TC-HCl)也表现出优异的光催化降解效果,降解效率分别为78.32%/2 h、91.87%/2 h;经过4次循环试验表明g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合光催化材料具有良好的稳定性。

关键词： L-谷氨酸水热法 g-C_(3)N_(4)/m-BiVO_(4)复合材料 Z型体系光催化

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轻烧氧化镁的微观特征及其活性

硅酸盐学报 2023年第6期51卷 1572-1582页

作者：高云琴王嘉玮田晓利杨彦龙侯星西安建筑科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料国家级实验教学示范中心西安710055 濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司河南濮阳457100

活性是轻烧氧化镁的主要应用特性,它与轻烧氧化镁的微观结构密切相关。将新疆某粗晶菱镁矿粉在700~1100℃煅烧制得轻烧氧化镁,对不同温度轻烧氧化镁的晶胞参数、晶粒尺寸、结晶度、比表面积、孔径分布、比孔容、平均孔径、活性和显微结... 详细信息

活性是轻烧氧化镁的主要应用特性,它与轻烧氧化镁的微观结构密切相关。将新疆某粗晶菱镁矿粉在700~1100℃煅烧制得轻烧氧化镁,对不同温度轻烧氧化镁的晶胞参数、晶粒尺寸、结晶度、比表面积、孔径分布、比孔容、平均孔径、活性和显微结构等进行表征,利用TG结合非等温反应动力学理论研究轻烧氧化镁的微粒结构,分析该微粒结构随温度变化的机理及其对轻烧氧化镁活性的影响。结果表明:从700℃至1100℃,轻烧氧化镁晶胞参数a0缩小并趋于稳定,晶粒尺寸逐渐增大,比表面积逐渐减小,但其活性变化并不遵从这一规律,在800℃时活性最高;粗晶菱镁矿粉的热分解受相界面上的化学反应所控制,分解产物—轻烧氧化镁“假象”微粒由氧化镁微晶和贯通的气孔网络结构组成;随煅烧温度升高,氧化镁微晶的烧结影响轻烧氧化镁“假象”微粒结构,进而影响其活性;800℃轻烧试样晶粒尺寸较小,结晶度较低,比孔容较大,且由于晶格调整使其平均孔径最大,大的孔径有利于溶液进入微粒内部,促进反应进行,因此其活性最高。

关键词：粗晶菱镁矿轻烧氧化镁活性

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熔盐法制备锌铝尖晶石粉体及其反应机理

硅酸盐学报 2020年第12期48卷 1953-1959页

作者：高云琴梁杰马爱琼侯星西安建筑科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料国家级实验教学示范中心西安710055

以Al2(SO4)3·18H2O和ZnO为原料、Na2SO4为熔盐,采用熔盐法合成了锌铝尖晶石粉体,研究了熔盐用量、合成温度和保温时间对合成锌铝尖晶石的影响,分析熔盐法合成锌铝尖晶石的反应机理,及合成产物的物相组成及微观形貌,采用TG-DSC对比分析... 详细信息

以Al2(SO4)3·18H2O和ZnO为原料、Na2SO4为熔盐,采用熔盐法合成了锌铝尖晶石粉体,研究了熔盐用量、合成温度和保温时间对合成锌铝尖晶石的影响,分析熔盐法合成锌铝尖晶石的反应机理,及合成产物的物相组成及微观形貌,采用TG-DSC对比分析不加熔盐和加10%(质量分数)Na2SO4熔盐2个体系的不同反应过程。结果表明:以Na2SO4为熔盐,加入量10%,焙烧温度1 000℃、保温时间3 h时可以合成高纯锌铝尖晶石粉体;熔盐法合成的锌铝尖晶石晶体大部分呈六棱柱状,少部分呈八面体结构,晶体尺寸100~200 nm;加入Na2SO4可使体系在较低的温度下生成锌铝尖晶石,在液相环境中锌铝尖石生成主要遵循"模板合成"反应机理,小部分遵循"溶解-沉淀"反应机理。

关键词：熔盐法锌铝尖晶石反应过程模板合成反应机理溶解–沉淀反应机理

原位反应烧结制备莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷研究

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人工晶体学报 2015年第8期44卷 2303-2307页

作者：段锋高云琴尹洪峰西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055

以天然高岭土以及活性氧化铝、氧化锌为原料,通过添加天然长石,以石墨为造孔剂,原位反应烧结制备了莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷。采用XRD、SEM、EDS能谱分析分别确定了试样的物相组成、显微结构与微区化学组成。采用阿基米德排水法与抗... 详细信息

以天然高岭土以及活性氧化铝、氧化锌为原料,通过添加天然长石,以石墨为造孔剂,原位反应烧结制备了莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷。采用XRD、SEM、EDS能谱分析分别确定了试样的物相组成、显微结构与微区化学组成。采用阿基米德排水法与抗压强度测定法测定了试样的孔隙率与抗压强度。结果表明：当原位合成温度为1450~1500℃范围时,试样的物相组成为莫来石与锌铝尖晶石,莫来石呈针状晶须,锌铝尖晶石晶形发育良好,材料的抗压强度增加迅速,为最合适的原位合成温度。长石的加入促进了针状莫来石的形成,促进了材料的烧结,提高了多孔陶瓷的强度。

关键词：莫来石锌铝尖晶石多孔陶瓷原位反应抗压强度

莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料的制备及其抗碱侵蚀性能研究

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耐火材料 2024年

作者：高云琴郭凯歌马爱琼牛兴荣杨光张旭东西安建筑科技大学材料科学与工程学院矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地

为了提高莫来石-刚玉质匣钵的抗碱侵蚀性能，以煤矸石、工业氧化铝和工业氧化镁为原料，采用二步煅烧法制备了莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料，研究了氧化镁加入量（质量分数分别为：1%、2%、3%、4%、5%）对试样物相组成、显微结构及... 详细信息

为了提高莫来石-刚玉质匣钵的抗碱侵蚀性能，以煤矸石、工业氧化铝和工业氧化镁为原料，采用二步煅烧法制备了莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料，研究了氧化镁加入量（质量分数分别为：1%、2%、3%、4%、5%）对试样物相组成、显微结构及物理性能的影响，探究了钠离子电池正极材料对试样的侵蚀作用机制。结果表明：1）氧化镁可促进莫来石晶体生长和试样烧结致密化，且由于莫来石晶体直接结合及微晶镁铝尖晶石颗粒增韧，所有试样均具有高的常温耐压强度，≥247.5 MPa；2）镁铝尖晶石具有优异的抵抗Na侵蚀的能力，以不同形态分布于试样中的镁铝尖晶石可形成物理屏障，阻止Na渗透，阻隔其与莫来石和刚玉反应，提高试样的抗碱侵蚀性能；3）当氧化镁加入量为4%（w）时，试样的物理性能和抗碱侵蚀性能综合最优。

关键词：莫来石-刚玉-镁铝尖晶石物相组成显微结构抗碱侵蚀性能

纳米片层状类石墨氮化碳的制备及其光催化性能

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同方期刊数据库

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硅酸盐学报 2020年第1期48卷 44-52页

作者：马爱琼张电张由子高云琴西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055 西北工业大学材料科学与工程学院西安710068

以三聚氰胺为原料,采用热缩聚合成法,结合酸、热刻蚀协同改性工艺,制备了二维纳米片层状类石墨氮化碳(g-C3N4)。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、Raman光谱对试样进行了物相组成、显微形貌与分子结构表... 详细信息

以三聚氰胺为原料,采用热缩聚合成法,结合酸、热刻蚀协同改性工艺,制备了二维纳米片层状类石墨氮化碳(g-C3N4)。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、Raman光谱对试样进行了物相组成、显微形貌与分子结构表征。采用BET法分析了试样的比表面积,采用紫外–可见漫反射光谱、Mott–Schottky曲线分析了试样的可见光吸收性能与能带结构。通过可见光降解罗丹明B染料与盐酸四环素溶液,评估了试样的可见光催化性能。结果表明:采用热刻蚀改性剥离时,当三聚氰胺与NH4Cl的摩尔比为5:4时,所制备的纳米片层状g-C3N4厚度为47 nm,比表面积为22 m^2/g,可见光催化降解性能提高显著,相比未经过改性处理的g-C3N4,其降解效率提高了3.4倍;4 h内对盐酸四环素溶液的降解率达到83.2%。

关键词：类石墨氮化碳二维纳米层可见光刻蚀光催化剂

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利用煤矸石制备莫来石陶瓷

材料科学与工程学报 2022年第1期40卷 104-109页

作者：吕思雨马爱琼李辉高云琴西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

以煤矸石为原料,分别引入α-Al_(2)O_(3)、工业氧化铝、氢氧化铝调整原料配比,以干压成型法制备莫来石陶瓷,研究了铝源和煅烧温度对莫来石陶瓷性能的影响。研究表明:铝硅比对莫来石生成量及制品比热容具有重要作用;随着煅烧温度的提高,... 详细信息

以煤矸石为原料,分别引入α-Al_(2)O_(3)、工业氧化铝、氢氧化铝调整原料配比,以干压成型法制备莫来石陶瓷,研究了铝源和煅烧温度对莫来石陶瓷性能的影响。研究表明:铝硅比对莫来石生成量及制品比热容具有重要作用;随着煅烧温度的提高,试样致密化程度高,力学强度增大,比热容升高;适当延长保温时间会促进晶体发育。以氢氧化铝为铝源,铝硅比为1.85,1600℃烧结保温2 h时,试样综合性能最优,体积密度为2.03 g/cm^(3),耐压强度和抗折强度分别为47.75和6.9 MPa,热震循环3次后,抗折强度为1.96 MPa,热震循环5次后,抗折强度为0.47 MPa。

关键词：煤矸石铝硅比煅烧温度保温时间莫来石

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以煤矸石为原料制备堇青石-莫来石复合材料

非金属矿 2022年第4期45卷 5-9页

作者：杨彦龙马爱琼高云琴郭凯歌西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

以煤矸石、菱镁矿、高岭土为原料,采用原位反应烧结法制备堇青石-莫来石复合材料,研究烧结温度和保温时间对堇青石-莫来石复合材料的物相组成、显微结构、物理性能的影响。结果表明,适当提高烧结温度和延长保温时间,可促进堇青石和莫来... 详细信息

以煤矸石、菱镁矿、高岭土为原料,采用原位反应烧结法制备堇青石-莫来石复合材料,研究烧结温度和保温时间对堇青石-莫来石复合材料的物相组成、显微结构、物理性能的影响。结果表明,适当提高烧结温度和延长保温时间,可促进堇青石和莫来石晶体的合成,使试样显气孔率下降,致密度提高,耐压强度增大,但温度过高或保温时间过长不利于堇青石相的生成,使试样体积密度和耐压强度均有所降低。烧结温度为1350℃,保温时间为2 h时,试样内部堇青石晶体和莫来石晶体发育良好,显气孔率为33.61%,体积密度为1.795 g/cm^(3),耐压强度为63.12 MPa,性能最优。

关键词：煤矸石莫来石堇青石显微结构

Sol-Gel法合成锌铝尖晶石的影响因素研究

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硅酸盐通报 2016年第12期35卷 4149-4153页

作者：高云琴张由子马爱琼西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055

以Zn（NO3）2·6H2O,Al（NO3）3·9H2O为原料,柠檬酸为络合剂,采用sol-gel法制备了尖晶石型Zn Al2O4粉体。得到干凝胶后在不同温度下（600~800℃）进行热处理。探究p H值对凝胶的影响以及煅烧温度对粉体相组成和显微结构的影响。用热分... 详细信息

以Zn（NO3）2·6H2O,Al（NO3）3·9H2O为原料,柠檬酸为络合剂,采用sol-gel法制备了尖晶石型Zn Al2O4粉体。得到干凝胶后在不同温度下（600~800℃）进行热处理。探究p H值对凝胶的影响以及煅烧温度对粉体相组成和显微结构的影响。用热分析,X射线衍射分析（XRD）,扫描电镜（SEM）等手段对制备的锌铝尖晶石粉体进行了表征。结果表明：当煅烧温度为600℃时,Zn Al2O4开始生成,随着煅烧温度的提高,Zn Al2O4晶粒逐渐长大、发育完整,其他物相含量减少,粉体趋于单一尖晶石晶体结构;随着溶液p H值的增加,Zn O含量增加,Zn Al2O4含量减少,当p H值为3时,得到纯度较高的Zn Al2O4粉体。

关键词： sol-gel法 p H值煅烧温度锌铝尖晶石