Low-temperature oxidation of CO over Pd/CeO2-TiO2 catalysts with different pretreatments

A comprehensive study of the low-temperature oxidation of CO was conducted over Pd/TiO2, Pd/CeO2, and Pd/CeO2-TiO2 pretreated by a series of calcination and reduction processes. The catalysts were characterized by N-2 adsorption, XRD, H-2 chemisorption, and diffuse-reflectance infrared Fourier transform spectroscopy. The results indicated that Pd/CeO2-TiO2 has the highest activity among these catalysts, whether in the calcined state or in the reduced state. The activity of all of the catalysts can be improved significantly by the pre-reduction, and it seems that the reduction at low temperature (LTR. 150 degrees C) is more effective than that at high temperature (HTR, 500 degrees C), especially for Pd/CeO2 and Pd/TiO2. The catalysts with various supports and pretreatments are also different in the reaction mechanisms for CO oxidation at low temperature. Over Pd/TiO2, the reaction may proceed through a surface reaction between the weakly adsorbed CO and oxygen (Langmuir-Hinshelwood). For Ce-containing catalysts, however, an alteration of reaction mechanism with temperature and the involvement of the oxygen activation at different sites were observed, and the light-off profiles of the calcined Pd/CeO2 and Pd/CeOi-TiO2 show a distortion before CO conversion achieves 100%. At low temperature, CO oxidation proceeds mainly via the reaction between the adsorbed CO on Pd-0 sites and the lattice oxygen of surface CeO2 at the Pd-Ce interface, whereas at high temperature it proceeds via the reaction between the adsorbed CO and oxygen. The high activity of Pd/CeO2-TiO2 for the low-temperature CO oxidation was probably due to the enhancements of both CO activation, caused by the facilitated reduction of Pd2+ to Pd-0, and oxygen activation, through the improvement of the surface oxygen supply and the oxygen vacancies formation. The reduction pretreatment enhances metal-support interactions and oxygen vacancy formation and hence improves the activity of CO oxidation. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Structure and impedance of ZrO2 doped with SC2O3 and CeO2

Scandia and ceria doped zirconia samples, with 10 mol% SC2O3 and different content of CeO2, were synthesized and characterized. The XRD results depict that the sintered samples have a cubic phase structure. However, Raman spectra show that besides the main cubic phase, a secondary phase is also present in the sintered samples. The addition of CeO2 can raise the content of the cubic phase, but the minor metastable tetragonal phase (t'-phase) exists even at the CeO2 content as high as 10 mol%. The near-UV Raman spectra indicate that the deformed tetragonal structure predominates at the grain boundary. The addition of CeO2 can reduce the impurity at grain boundary, and no impurity can be found by near-UV Raman spectroscopy at the grain boundary of the samples with high CeO2 content. The impedance measurements show that with the increase of CeO2 content, the impedance of grain boundary decreases and the bulk impedance increases. The low impedance of grain boundary can be attributed to the formation of a clean grain boundary upon CeO2 doping, and the increase of the bulk impedance is due to the blocking effect of the large Ce(IV) ions. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.

Absorption characteristic and nonvolatile holographic recording in LiNbO3 : Cr : Cu crystals

The absorption characteristic of lithium niobate crystals doped with chromium and copper (Cr and Cu) is investigated. We find that there are two apparent absorption bands for LiNbO3:Cr:Cu crystal doped with 0.14 wt.% Cr2O3 and 0.011 wt.% CuO; one is around 480 nm, and the other is around 660 nm. With a decrease in the doping composition of Cr and an increase in the doping composition of Cu, no apparent absorption band in the shorter wavelength range exists. The higher the doping level of Cr, the larger the absorbance around 660 nm. Although a 633 nm red light is located in the absorption band around 660 nm, the absorption at 633 nm does not help the photorefractive process; i.e., unlike other doubly doped crystals, for example, LiNbO3:Fe:Mn crystal, a nonvolatile holographic recording can be realized by a 633 nm red light as the recording light and a 390 nm UV light as the sensitizing light. For LiNbO3:Cr:Cu crystals, by changing the recording light from a 633 nm red light to a 514 nm green light, sensitizing with a 390 nm UV light and a 488 nm blue light, respectively, a nonvolatile holographic recording can be realized. Doping the appropriate Cr (for example, N-Cr = 2.795 X 10(25)m(-3) and N-Cr/N-Cu = 1) benefits the improvement of holographic recording properties. (c) 2005 Optical Society of America.

LiNbO3：Cu：Ce非挥发全息记录掺杂组份比的优化

实验研究了掺杂组份比对LiNbO3：Cu：Ce晶体非挥发全息记录性能的影响。结果表明．在全息记录过程中，掺杂组份比通过改变晶体的紫外光吸收特性而引起全息记录性能的改变。增加LiNbO3：Cu：Ce晶体中Cu和Ce的掺杂组份比会导致晶体对紫外光吸收的增强，进而提高了全息记录灵敏度和固定衍射效率。在弱氧化处理的掺有CuO和Ce2O4的质量分数分别为0.085％和0．011％的LiNbO3：Ce：Cu晶体中．得到了最高的固定衍射效率ηf=32％和记录灵敏度S=0．022cm／J。

LiNbO3：Cr：Cu晶体吸收特性及非挥发全息存储研究

研究了LiNbO3：Cr：Cu晶体的吸收特性，发现LiNbO3：Cr：Cu（含0．14wt．％Cr2O3和0．011wt．％CuO）晶体存在两个明显的吸收峰，中心波长分别位于480nm和660nm；随着Cr的含量逐渐减小，Cu的含量逐渐增大，短波段不存在明显吸收峰，掺Cr的含量越大，中心波长在660nm处的吸收越大；633nm红光虽然位于中心波长为660nm的吸收峰内，但它无助于光折变过程．分别采用390nm紫外光和488nm蓝光作为敏化光，514nm绿光作为记录光的记录方案，实现了非挥发全息记录，掺入适

不同产地绿松石无损检测及岩相结构特征研究

概述了绿松石的使用历史和产地来源。利用质子激发X射线荧光光谱（PIXE）、X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）技术对来自伊朗、湖北郧县和西藏等地的绿松石样品进行岩石矿物学特征分析，从成分组成方面探讨绿松石的呈色机理。结果显示，不同产地、不同质地绿松石的成分组成存在较大差别，但主成分含量基本一致；绿松石的颜色主要由其中CuO和Fe2O3的含量比值变化决定，比值由大至小，实现了绿松石颜色由天蓝色到绿色的转变。

The PL "violet shift" of cerium dioxide on silicon

CeO2 thin film was fabricated by dual ion beam epitaxial technique. The phenomenon of PL violet shift at room temperature was observed, and the distance of shift was about 65 nm. After the analysis of crystal structure and valence in the compound were carried out by XRD and XPS technique, it was concluded that the PL shift was related with valence of cerium ion in the oxides. When the valence of cerium ion varied front tetravalence to trivalence, the PL peak position would move from blue region to violet region and the phenomenon of "violet shift" was observed.

高温气冷堆He载气中H_2和CO转化实验研究

研究了H＿2和CO在CuO－ZnO＿Al＿2O＿3催化床中转化成H＿2O和CO＿2的实验装置和实验结果，论证了不同床层工作温度、系统压力、杂质浓度、流量及露点温度等因素对氧化铜床工作性能的影响；测得了H＿2和CO在CuO－ZnO－Al＿2O＿3床上的转化特性曲线等变化规律，获得了转化容量、工作周期和转化效率等实验数据，确定了最佳运行参数。结果表明，使用CuO＿ZnO－Al＿2O＿3床可使净化后的H＿2和CO的体积分数都小于2×l0￣（－6），满足高温气冷堆的净化要求。为高温气冷堆中氧化铜床装置提供了可靠的设计数据。

催化消除NO_x复合氧化物催化剂的研究

氮的氧化物(NOx)是大气中的一种重要的污染物，是酸雨的主要来源，目前氮氧化物的无毒处理已经是国际环保研究中最关键的课题之一。本论文选择了两种复合氧化物：一种是钙钛石结构的含Cu的层状复合氧化物；另一种是以水滑石为前体经焙烧后得的复合氧化物为催化剂对它们的物化性质和对催化消除NOx的活性进行了系统的研究，得到了一些有意义的结果。第一部分：钙钛石型结构的含Cu层状复合氧化物钙钛石复合氧化物由于具有独特的物理化学性质，长期以来一直受到固态物理、固体化学和催化领域的科技工作者的重视。尤其近年来对它们在催化消除NOx反应中的活性的研究引起了催化工作者的极大兴趣，这是由于，一方面，钙钛石类复合氧化物对处理NOx的反应活性比较高，有希望取代贵金属催化剂；另一方面，探讨复合氧化物的固态物理、化学性质与处理NOx反应催化性能的关系，有利于揭示处理NOx反应的催化作用本质，为寻找高效实用的催化剂提供理论依据。本论文系统研究了三个系列含Cu钙钛石型复合氧化物的固态物理化学性质和对NO-CO反应的催化性能，并讨论了二者的关系。主要的工作和结论如下：1) 以La_2CuO_4为模型化合物研究了制备方法对它的性质的影响：用四种制备方法：柠檬酸络合爆炸法，聚乙二醇凝胶法，聚丙烯酰胺凝胶法，DTPA络合法合成了La_2CuO_4。比较了四种方法的特点，和制备方法对La_2Cu0_4的结构的影响，并对所得La_2CuO_4在NO-CO反应中的催化活性的影响进行了研究。结果发现聚乙二醇凝胶法和DTPA络合法有利于形成好的晶形，而聚乙二醇凝胶法和聚丙烯酰胺凝胶法对NO-CO反应有较好的活性，这是由于由不同制备方法得到的样品中的缺陷的种类和含量不I司所致。2) La_(1-x)Ba_xCuO_(3-λ)系列中Ba含量对它的性质的影响：用柠檬酸络合法合成了LaBa_2Cu_3O_(7-λ)，LaBaCu_2O_(5-λ)，La_2BaCu_3O_(7-λ) La_4BaCu_5O_(13-λ)及YBa_2Cu_3O_(7-λ)五种钙钛石结构的复合氧化物。XRD分析表明此系列样品均为层状ABO_3结构（分别为二，三，五层）。用XPS和O_2-TPD对样品中的氧种进行了研究，结果显示样品中存在着两种活性氧种：α氧种和β氧种。在O_2-TPD中低温脱附的是α氧种，它可归属于化学吸附氧与样品中的氧空位的浓度有关。β氧种的脱附温度较高，它归属于晶格氧。利用H_2-TPR和化学分析的手段对样品中的金属离子和活性氧的稳定性进行了表征。结果显示大量的氧空位和Cu~(3+)存在于样品中，并且它们的浓度受Ba离子浓度的影响。此系列样品对CO还原NO的活性研究表明：它们的活性远远高于结构类似的Ln_2CuO_4和Ln_2NiO_4等复合氧化物，在低于300 ℃时N0转化率已接近100％．分析结果表明Cu~(3+)和氧空位对活性起很重要的作用。Ba离子的作用是：一方面使含Cu的ABO_3结构稳定；另一方面使样品更容易吸附NO。3) La_4BaCu_5O_(13-λ)中Mn或C0逐步取代Cu对样品性质的影响合成了两系列分别由Mn或Co逐步取代Cu的样品，XRD分析表明它们仍旧是钙钛石结构。通过XPS，O_2-TPD和化学分析方法对样品中的活性氧种进行了表征，结果表明，当Mn逐步取代Cu离子时，晶格氧增加，而吸附氧开始变化较小，当Mn含量大于Cu含量时，吸附氧迅速减少。在Co取代样品的O_(1s)的XPS谱中，氧种变化较Mn取代的小，这表明Co离子对样品中的氧空位含量的影响较Mn离子的小。氧化还原性能的研究表明当Cu离子被Mn或Co离子部分取代后，Cu离子变得更容易被还原，这表明Cu-M(Mn或CO)之间发生了协同作用，使Cu离子更活泼。当Mn或Co部分取代Cu离子之后，样品对CO还原NO反应的催化活性明显提高，当取代含量达到一定程度时（即X ≥ 3），催化活性迅速降低，这表明Cu离子在反应中起着很重要的作用，经过分析我们认为反应机理如下：Cu~(3+)-O~=-Cu~(3+) + CO → Cu~(2+)-□-Cu~(2+)+CO_2 Cu~(2+)-□-Cu~(2+) → Cu~(3+)-□-Cu~(2+) Cu~(3+)-□-Cu~(2+) + NO~-Cu~(3+)-NO-Cu~(2+) 2Cu~(3+)-NO-Cu~(2+) → 2Cu~(3+)-O~=-Cu~(3+) + N_2 式中□是氧空位，Cu~(3+)-□ 是F心。掺杂部分Mn或Co后，催化活性的提高可以归属于Cu-M之间发生的协同作用使Cu离子更活泼，表征结果表明Cu-Co之间的协同作用较Cu-Mn之间的弱（这可能是由于Co，Cu之间化学性质相似），但掺杂Co的样品的活性较掺杂Mn的要高，同时我们在反应中发现，Co含量较高的样品中反应产物中N_2O比掺杂Mn的样品高出许多，因此我们认为Co离子对反应中反应中间产物N_2O的生成比Mn离子要活性。第二部分以水滑石化合物为前体的复合氧化物水滑石类化合物属于一种阴离子粘土，由带正电荷的金属氧化物／氢氧化物和层间阴离子及水分子组成。以水滑石为母体经焙烧制得的氧化物催化剂用于氧化反应的实例尚不多，且大多用于液相催化反应。最近有文献报道含Co，Cu，Ni水滑石经焙烧后对N_2O分解有很好的活性，但还没有关于此类化合物应用于NO还原和分解的文献报道。我们首次将以水滑石为母体经焙烧制得的尖晶石催化剂用于催化消除NO_x的反应中，考察和表征了变更过渡金属离子时Co-M-Al系列和Mg-M-Al系列催化剂在CO还原NO，NO吸附和NO分解反应中的活性。1) 以Mg-M-Al水滑石为前体的催化剂用共沉淀法合成了一系列Mg-M-Al水滑石（M = Cr，Fe，Mn，Co，Ni，Cu；Mg/M/A1 = 3/1/1）。XRD表征表明所有化合物均为典型的水滑石化合物。通过TG-DTA考察了焙烧对样品的结构和组成的影响。450 ℃焙烧后所有样品的XRD图中仅能发现MgO相，表明过渡金属氧化物均匀地分散在MgO-Al_2O_3中，换句话说，所得样品焙烧后是过渡金属氧化物负载在MgO-Al_2O_3载体上。H_2-TPR研究进一步证实过渡金属氧化物在载体上得到了稳定。此系列样品对C0还原N0反应活性的测定表明Mg-Al-Cu样品表现出远远高于其它样品的活性，而Mg-Al和Mg-Ni-Al在550 ℃以下对反应几乎没有活性，其它样品表现出一定的活性。2) 以Co-M-Al水滑石为前体的催化剂体系经共沉淀法合成了Co-M-Al水滑石（M = 过渡金属），经焙烧后发现样品中有尖晶石相出现。比表面研究表明，在500-700 ℃之间比表面变化较小大约在80m~2/g左右，在更高温度焙烧后比表面迅速下降。此系列样品对NO的吸附性能研究表明Co-Al，C0-Ni-Al，Co-Cr-Al，Co-Fe-Al表现出较高的吸附性能，尤其是Co-Ni-Al在100 ℃对NO表现出100％的吸附；其它样品对NO的吸附较低。用过渡金属离子中d轨道电子在吸附前后的晶体场稳定化能的变化可以很好地解释此系列样品对NO的吸附性能。对NO分解的活性测定表明Co-Ni-A1，Co-Cr-A1和Co-Al表现出了较好的活性，其中Co-Ni-Al的活性最高。其它样品在600 ℃以下几乎没有活性。分析结果表明样品对NO分解有活性的催化剂必须具备两个条件：1：对NO有较好的吸附性能；2: NO分解后产生的氧可以容易的脱附。除Co-Al外，所有样品对CO还原NO表现出很高的活性：在150 ℃即有较高的NO转化率，在180 ℃NO转化率即可达到100％。催化剂的氧化还原性能在反应中起着很重要的作用，H_2-TPR研究发现掺杂其它过渡金属后Co离子的还原温度明显降低，表明Co离子得到了活化。3) 以Co-Cu-Al水滑石为前体的样品用共沉淀法合成了一系列Co/Cu/Al含量不同的水滑石化合物，包括Co/Cu/Al分别为7/1/1，3/1/1及1/1/1和仅含Co或Cu的Co/Al = 3/1，Cu/Al = 3/1等一系列样品。XRD结果表明除Cu-Al外其它样品经焙烧后均出现了尖晶石相。Cu-Al样品经焙烧后出现了CuO相表明样品为CuO负载于Al_2O_3上。NO和CO的TPD研究表明三组份样品对NO和CO的吸附明显高于二组份样品，而且含CO量高的样品对NO和CO的吸附能力更好，表明Co起较强的作用。在三组份样品的NO-TPD脱出物中发现有N_2O和N_2，表明NO在样品表面的吸附为活化吸附。对CO还原NO反应活性的研究表明，三组份样品的活性远远高于二组份样品，且含Co量高的样品活性较高，表明在此系列样品中Co离子起决定性作用，而Cu离子起助催化作用。通过对反应中各组份含量的变化分析，我们认为反应机理如下：CO + O-Cat → CO_2 + □-Cat NO + □-Cat → NO-Cat 2(NO-Cat) → N_2O + O-Cat + □-Cat N_2O + □-Cat → N_2O-Cat N_2_O-Cat → N_2 + O-Cat 2(N_2O-Cat) → N_2 + 2(O-Cat) O-Cat是样品中的晶格氧，在Co-Al中加入其它过渡金属离子使样品中的晶格氧得到活化，因此，催化活性得到提高。用以水滑石为前体，共沉淀法和固相反应法等三种制备方法合成了一系列Co-Cu-Al催化剂，发现以水滑石为前体的样品不论是对NO，CO的吸附性能还是对NO-CO反应的催化活性都远远高于其它方法制备的样品，这可能是由于水滑石可以起到一个模版作用，使Cu, Co离子分散的更均匀，以及使催化剂表面的含氧基团丰富。

无机功能材料的结构、性能与化学键性质关系研究

本文使用复杂晶体化学键理论研究了无机功能材料的电子结构、性能与化学键参数之间的关系。具体的研究对象包括铜氧化物高温超导体、A格位和B格位掺杂ABO＿3型化合物以及镧碳团簇的结构、稳定性与振动光谱等问题。结果表明，对于Y123、Y124、Y247结构的高温超导体，发现当铜氧面的共价性小于铜氧链的共价性时，应该有超导现象产生，解释了在Y_(1-X)Pr_xBa_2Cu_3O_7中在Pr的掺杂浓度大于0.55时超导现象消失这一实验事实。而在其它系列高温超导体中没有发现此规律。据此我们预测在Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_7中，只要Pr的价态小于3．15价，则不论Pr的浓度为多少超导现象永远不会消失：若Pr的价态完全为4.0价，则超导现象会在Pr的浓度大于0.19时消失。在Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(6+y)中，铜氧面上的载流子浓度是氧含量和Ca掺杂量相互竞争的结果。由Ca掺杂产生的载流子有一部分被束缚在了氧的周围，使得可流动的载流子的数目并未增加，甚至可能减小，从而导致超导温度下降。在对Tl系和Hg系的研究中，发现对于最高的超导温度有一个最佳的载流子浓度值，载流子浓度过高或过低均对超导不利。此外我们还发现对铜氧化物超导体，氧含量的变化既影响CuO链又影响CuO_2面内Cu-O键的共价性，而掺杂的阳离子的浓度只影响CuO_2面内键的共价性。以上这些结果说明本文尚未发现与超导有关的统一规律，同时也说明产生超导的原因是复杂的，还有待于进一步研究。对于ABO＿3型化合物，结构相变化使得化学键参数产生突变。对于镧碳团簇，发现在碳的个数小于10时，碳的个数为偶数时稀土位于碳环上时最稳定，碳的个数为奇数时稀土通过两个单键与碳环相连最稳定。

新型混桥配位聚合物的合成、晶体结构及表征

本论文对文献所报道的α,ω-二梭酸根的配位方式及其构象进行了概括，提出表示其配位方式的方法（暂定为琳L法）．随后报道20个新型配位聚合物的合成、晶体结构，并对部分配合物做了红外、差热热重、磁性质和元素分析等表征．配合物Zn（bpy）（CSH6O4）1和Cu（bpy）（CSH6o4）2为异质同晶结构，五配位的金属原子通过戊二酸根的桥联作用形成一条带状链，相邻链间通过4，4七联毗睫形成二维层．配合物Mll（bpy）（CSH12O4）·HZO3具有与配合物1和2类似的却由辛二酸根桥联的二维层，层间存在结晶水分子．在配合物zn（bpy）（C6HSO4）4中，4，4，一联毗睫和己二酸根桥联锌原子形成具有纳米孔洞的三维框架结构，它们两度相互穿插构筑整个晶体结构．热分析表明配合物3在82一140oC区间失去结晶水分子．配合物4在180-320℃区间内失去4，4’-联毗陡．配合物3在5-30OK区间内的磁性遵循Curie-Weiss定律Xm-l＝4.265／（T+6.3），两个异质同晶结构配合物MZ（hmt）（HZO）2（C3HZO4）2（M＝Mn（II）5，Cu（II）6）中的金属原子通过丙二酸根的桥联和鳌合作用形成二维层。继而通过六次甲基四胺桥联作用形成三维框架结构．配合物5在5一30OK区间内的磁性遵循Curie一Weiss定律Xm-1＝8.99／（T+4.5）．配合物［Mn（HZO）4（bpy）］（C4H4O4）4H207、［Mn（H2O）4（bpy）］（c4HZO4）·4H208和［Zn（H2O）4（bpy）］（C4H4O4）·4H209为异质同晶结构，属于三斜晶系，均由∞1［M（H2O）4（ bpy）2/2］2+阳离子链、结晶水分子和二狡酸根（丁二酸根或反丁烯二酸根）组成．未配位的二梭酸根和结晶水分子通过氢键作用形成带状阴离子链，阴、阳离子链间存在广泛的氢键作用．属于单斜晶系的配合物［Cu（H2O）4（bpy）］（C4H2O4）4H2O 10和｛Ni（H2O）4（bpy）〕（C4H2O4）4HZO 11，具有和配合物7－－9类似的阳离子链二〔M（H2O）4（bpy）2／2］2＋，然而结晶水分子和反丁烯二酸根在氢键作用下形成二维负电荷层．配合物Cu（imid）2（H2O）L（L＝丁二酸根12，反丁烯二酸根13）为异质同晶型化合物，双端单齿的二梭酸根桥联［Cu（工mid）；（H2O）〕2+形成的一维多聚链通过氢键作用组装成三维结构．而配合物Cu（imid）2（C6H8O4）14中五配位的cu原子通过己二酸根的桥联作用形成的一维多聚链止｛［Cu（C3C3H4］2（ C6H8O4）3／3｝．配合物Cu（imid）2（C6H9O4）2巧中双端单齿的己二酸氢根桥联Cu原子形成的带状多聚链止［Cu（C3N2H4）2(C6H9O4)4/2〕，通过氢键作用组装成两度穿插的三维框架结构．配合物12的热分析表明在25一6000c区间内先脱水形成“Cu（imid）2（C4H4O4）”中间体，继而失去咪哩，残留物为CuO．配合物13和14有相似的TG曲线，加热时失去咪哇和“已二酸醉”．配合物14和15的磁性在5300K温度范围内遵循curie－w七155定律，关系式分别为m-＝0.371／（T-4.6）和Xm-l:0.4095／（T-1.2）．在配合物N处Cu（mal）2·ZHZO 16、KZCu（mal）2·3HZO 17、RbZCu（mal）2H2O 18和C82Cu（mal）2' 4H2O19中，丙二酸根桥联铜原子分别形成二维负电荷层（16，17）、一维阴离子链和一络阴离子．在16-19在合成过程中得到的副产物为配合物［Cu（imid）4Cl］Cl 21，它由CI一和［Cu（imid为CI］＋络阳离子组成，通过氢键和芳环堆积构筑整个晶体结构，热分析表明。配合物1企19在25一500℃的温度区间内可能具有以下的热分解过程：（I）脱水，（2）脱去丙二酸醉和甲烷，（3）草酸盐分解生成碳酸盐和CO气体．酉己合物16一19的磁性在5一300K测试温度范围内遵循Curie-Wesiss定律Xm-l＝C／（T-θ） 其中的韦斯常数夕分别为4．3（5）、4．2（6）、3 ．0（6）和4．3（9）K，相应的居里常数C分别为0.434（1）、0.417（2）、0.423（2）和0.411（3）cm3·K.mol-1．

Ce-基催化剂上CH_4低温催化燃烧的研究

Ce-基催化剂在汽车尾气净化，工业废气处理，烃类重整，烃类选择加氢等方面均有广泛的应用。近几十年来关于如何制备高活性、高稳定性的非贵金属复合氧化物催化剂一直是催化研究的重要课题之一。Ce-基催化剂主要都是通过其它金属氧化物M掺杂到CeO_2中形成Ce_(1-x)M_xO（M为掺杂物）固溶体。本文选用CeO_2作为主要研究对象，用柠檬酸法有目的的引入化学特性、离子半径不同的另一组分，用x值表示各元素间的化学计量比，优化催化剂的组成、结构，来调节所合成固溶体氧化物的物理化学性质。分别以碱土金属Ca、稀土金属La以及过渡金属Ni和Mn为掺杂物制备出含其它不同离子的Ce-基催化剂；将具有较高活性的Ni_(0.7)Ce_(0.3)O负载在ZrO_2上，以CH_4燃烧为模型反应，考察催化剂活性和氧化还原性的关系。1．Ce-Ca-La-O体系单独Ca或La分别加入到CeO_2中后催化剂的活性比单独的CeO_2的活性要高出很多，完全转化温度要下降近100℃，而且它们的H_2-TPR实验也证实了其氧化还原能力有很大的提高。将Ca和La同时引入到CeO_2的复合氧化物Ce-La-Ca-O材料，其活性比无La的Ce-Ca-O的活性没有明显的提高，而且反而要比Ce-La-O的活性低，且其HZ一TPR实验也显示出和复合氧化物Ce-Ca-O的轮廓一样。2．Ce-Ni-Mn-O体系对NiO、MnO_x、CeO_2三种金属氧化物，在优化两种金属氧化物最佳配比（组成）后，在复合氧化物中掺杂第三种金属氧化物以考察第三种金属对其甲烷燃烧活性的影响。（l）CeO_2-MnO_x体系中，在Ce_(0.8)Mn_(0.2)O掺杂NiO后，发现当Ni的摩尔量为-10％时，活性提高幅度的很大，完全燃烧的温度下降了近50℃，可在550℃将CH_4完全氧化到CO_2。（2）CeO_2-NiO体系中，Ce_(0.3)Ni_(0.7)O可在530℃将CH_4完全氧化到CO_2。向其中掺杂Mn后，复合氧化物的活性反而下降，要在550oC才能将CH4完全氧化到C02。这可能是阴离子缺陷减少所致。（3）NIO一Mnox体系中，Nio，IMn090掺杂Ce后，催化活性有大幅度提高，特别是Nio．ICeyMno90（0．3三y生0．8）中催化剂的活性更高，可在530oC体系中，其中y＝0．5时更突出。3．Ni-Ce-O／ZrOZ体系（1）Ni1-x一Cex一O体系中，独立的CeOZ相促进了NIO的还原和表面积增加。（2）少量的CeOZ的掺杂明显改善了NIO对cH4完全氧化反应的活性。继续增加Ce的量催化活性弱有增加，然后下降。在Ce的掺杂量为30％时，即Nio7Ceo3O，催化活性最佳，此时甲烷完全转化的温度为530oC。（3）催化剂Ni07Ceo3O具有很好的稳定性，900oC下焙烧，还能在540oC将CH4完全氧化到COZ。（4）催化剂Pd／Ni07Ceo30的催化活性与Pd／A12O3的活性相当。（5）催化剂Ni07Ce03O负载在不同的载体上，发现ZrOZ作载体效果最佳，其次为5102，这可能是ZrOZ、5102对NIO、CeOZ相对惰性有关；而MgO、A1203虽表面积较大，但作为载体效果却不好，可能其易与NIO、CeOZ发生反应有关。（6）Nio7Ceo3O负载在ZrOZ上，提高了表面积同时促进了Nio7Ceo3O还原性，以负载量为50％时活性最好。结构分析发现有两个新相生成，Ni4Zro和CeZO3。（7）通过对比发现Nio7Ceo3O（50％）／ZrOZ体系高活性除了ZrOZ作为载体提高表面积外，Zr02和Ce在这里还起到助催化剂的作用。4．还探讨了Pr掺杂到CeO2，以及YSZ作为载体负载过渡金属氧化物在甲烷催化燃烧反应种的作用。

稀土功能薄膜的离子束外延法制备生长研究

介绍了一种利用离子束外延（Ion-beam Epitaxy, IBE）技术制备生长高纯稀土功能薄膜的新方法. 以纯度要求不高的低成本稀土氯化物为原材料来产生大束流稀土元素离子, 通过准确控制双束合成或单束浅结注入掺杂的同位素纯低能离子的能量、束斑形状、沉积剂量与配比及生长温度, 在超高真空生长室内实现了稀土功能薄膜的高纯生长和低温优质外延. 文中除了对新方法的技术特点、实施方式和应注意的关键技术进行了阐述, 还结合CeO2, Gd2O3, GdxSi1-x等薄膜的制备研究, 讨论了离子的束流密度、剂量配比、能量和生长温度等生长参数对成膜质量的影响.