穩(wěn)定四方晶相二氧化鋯氣凝膠的制備研究.pdf

1、二氧化鋯(ZrO2)是一種具有許多優(yōu)良物理化學(xué)性質(zhì)的過渡金屬氧化物，有單斜、四方、立方三種晶相結(jié)構(gòu)，晶相結(jié)構(gòu)對ZrO2的物理化學(xué)性質(zhì)有較大的影響，且相變時產(chǎn)生應(yīng)力可導(dǎo)致材料的破壞，其中，四方晶相ZrO2具有高的斷裂韌性、強度、硬度和耐磨性等特點，顯示出優(yōu)良的機械性能和塑性。從而四方晶相ZrO2成為某些高溫反應(yīng)的新型催化劑，同時也是重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。制備穩(wěn)定性能好的單一四方晶相ZrO2是具有重要理論意義與實際應(yīng)用價值的研究課題。

2、 本文在對近年來國內(nèi)外制備ZrO2粉體的液相合成、ZrO2的性質(zhì)及其在材料、催化和其它領(lǐng)域中的應(yīng)用作了全面調(diào)研的基礎(chǔ)上，以制備熱穩(wěn)定性好、晶相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的單一四方晶相ZrO2氣凝膠為目的，采用醇—水溶液加熱法結(jié)合超臨界流體干燥技術(shù)為主線，在本課題組前期工作的基礎(chǔ)上，考察了起始原料對ZrO2氣凝膠性能的影響；以硝酸氧鋯為起始原料，在高醇水體積比、低的加熱溫度下制備了不同醇水體積比的ZrO2氣凝膠，通過N2Adsorption/desorpt

3、ion、XRD、TEM、TG-DSC等手段表征了所得樣品。研究結(jié)果如下： 1、醇—水溶液加熱法結(jié)合超臨界流體干燥技術(shù)是制備熱穩(wěn)定性好、晶相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的單一四方晶相ZrO2氣凝膠的簡便有效方法之一。 2、起始原料對ZrO2氣凝膠的性能有明顯的影響。以硝酸氧鋯為起始原料制得的ZrO2氣凝膠不僅比表面積高，而且呈單一四方晶相結(jié)構(gòu)；以硝酸鋯和氧氯化鋯為起始原料制得的ZrO2氣凝膠比表面積低，其晶相結(jié)構(gòu)為四方晶相和單斜晶相的混合結(jié)構(gòu)

4、。 3、干燥方式對ZrO2的比表面積和孔結(jié)構(gòu)有明顯影響。超臨界流體干燥制得的ZrO2氣凝膠的比表面積遠高于普通干燥制得的ZrO2干凝膠的比表面積；超臨界流體干燥所得ZrO2氣凝膠的孔徑分布呈中孔尺寸，普通干燥制備的ZrO2是無孔材料。干燥方式對zrO2的晶相結(jié)構(gòu)沒有影響，以硝酸氧鋯為起始原料，不論是采用超臨界流體干燥還是普通干燥制得的zrO2均為四方晶相結(jié)構(gòu)。 4、高醇水體積比、低加熱溫度的條件下制備ZrO2氣凝膠，其制