光解还原法制备Mg-Al-LDHs复合材料并对其表面结构进行分析

《CdS基宽光谱复合材料合成及其光催化还原CO2性能研究》一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术已成为科研领域的一个热点。

其中，光催化还原CO2技术具有巨大的应用潜力，可有效减少温室气体的排放并转化为有价值的化学品。

CdS作为一种典型的宽光谱半导体材料，因其具有较高的光吸收能力和良好的光催化性能，在光催化还原CO2领域受到了广泛关注。

然而，单纯的CdS材料存在着一些缺陷，如光生载流子复合率高、光响应范围有限等。

为了解决这些问题，研究者们开始探索将CdS与其他材料复合，以提高其光催化性能。

本文旨在研究CdS基宽光谱复合材料的合成及其在光催化还原CO2方面的性能。

二、实验方法1. 材料制备本文采用溶胶-凝胶法合成CdS基宽光谱复合材料。

首先，将适量镉盐和硫源在溶液中混合，加入表面活性剂以控制颗粒形貌。

随后，通过热处理和硫化处理得到CdS基复合材料。

2. 结构表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对合成材料的晶体结构、形貌和微观结构进行表征。

3. 光催化性能测试以光催化还原CO2为探针反应，评价CdS基宽光谱复合材料的光催化性能。

在封闭的光反应器中，以合成材料为光催化剂，以CO2和H2O为反应物，光照条件下进行反应。

通过气相色谱仪分析反应产物，计算CO2的转化率和产物选择性。

三、结果与讨论1. 材料表征结果XRD结果表明，合成材料具有典型的CdS晶体结构。

SEM 和TEM图像显示，材料具有均匀的颗粒形貌和良好的分散性。

此外，通过能谱分析（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等手段，证实了材料中各元素的化学状态和价态。

2. 光催化性能分析实验结果表明，CdS基宽光谱复合材料具有优异的光催化还原CO2性能。

在可见光照射下，该材料能够有效地将CO2转化为碳氢化合物和醇类等有机物。

与纯CdS相比，复合材料的光催化性能得到显著提高。

这主要归因于复合材料具有较宽的光谱响应范围、较高的光生载流子分离效率和较强的氧化还原能力。

《三维层界面Al-Mg-Al复合板材的制备、显微组织与力学性能》三维层界面Al-Mg-Al复合板材的制备、显微组织与力学性能摘要本文致力于探讨三维层界面Al/Mg/Al复合板材的制备技术，详细解析其显微组织特征及力学性能。

通过科学实验与数据解析，对制备过程、组织结构和性能表现进行了系统的阐述和分析，旨在为同类材料的制备及性能优化提供理论支持和实验依据。

一、引言随着材料科学的发展，多层复合材料因其优异的力学性能和多样化的应用领域受到广泛关注。

铝（Al）与镁（Mg）作为常见的金属材料，其复合板材具有轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空、汽车及电子等领域有着广泛的应用前景。

本文以Al/Mg/Al复合板材为研究对象，重点探讨其三维层界面的制备技术、显微组织及力学性能。

二、制备技术1. 材料选择与准备本实验选用的原材料为高纯度铝（Al）和镁（Mg）板材。

在制备前，需对原材料进行严格的表面处理和尺寸控制，以确保复合板材的质量。

2. 制备工艺采用热轧法制备Al/Mg/Al复合板材。

首先将铝、镁板材按预设比例堆叠，经过高温轧制、冷却和退火等工艺流程，最终得到三维层界面的复合板材。

三、显微组织分析1. 显微组织观察通过光学显微镜和电子显微镜对复合板材的显微组织进行观察。

结果表明，铝和镁板材在高温轧制过程中形成了紧密结合的三维层状结构，各层间界面清晰，无明显缺陷。

2. 相结构分析X射线衍射技术表明，在Al/Mg界面处形成了少量的金属间化合物，这有助于增强两金属之间的结合强度。

同时，大部分区域保持了原金属的相结构，确保了材料的优良性能。

四、力学性能研究1. 硬度测试通过对复合板材进行硬度测试发现，其硬度较单一金属有所提高，且硬度分布与显微组织相一致，呈现出明显的层状分布特点。

2. 拉伸性能测试拉伸试验结果表明，Al/Mg/Al复合板材具有较好的延伸率和抗拉强度。

这主要得益于铝和镁的优异性能以及两者之间良好的结合。

3. 疲劳性能与冲击韧性经疲劳试验和冲击试验发现，该复合板材具有较好的疲劳性能和冲击韧性，显示出其在实际应用中的优越性。

本科毕业设计（论文）开题报告题目：镁铝复合氧化物的制备与表征学生姓名：院（系）：化学化工学院专业班级：应用化学指导教师：完成时间：1.课题研究的意义随着世界大工业发展带来的能源短缺、环境污染等问题的加剧和人们环保意识的不断加强，发展环保、绿色的催化新工艺成为了一个研究的热门方向。

实验证实复合金属氧化物具有独特的结构、电磁性质和较高的氧化、还原催化活性，在新催化剂材料开发方面已得到高度重视，特别是在有机合成方面所表现出来的绿色环保性能，让世界各国的学者对其青睐有加。

层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和类水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（LDHs）。

LDHs 的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。

所以，具有较强的碱性。

不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致，但由于它一般具有很小的比表面积(约5—20 m2/g)，表观碱性较小，其较强的碱性往往在其煅烧产物LDO中表现出来。

LDO一般具有较高的比表面积(约200—300m2/g)、三种强度不同的碱中心和不同的酸中心，其结构中间中心充分暴露，使其具有比LDH更强的碱性。

将催化活性物种插入水滑石层间，以水滑石为前体，通过焙烧可制备高分散复合金属氧化物型催化剂，一般具有过渡金属含量高活性位分布均匀晶粒小比表面积大可以抑制烧结良好的稳定性等特点，从而表现出优异的催化性能，在催化剂或催化剂载体等领域得到了广泛应用。

2.国内外的研究历史及现状2.1 国内外研究历史LDHs的发展已经历了一百多年的历史，但直到二十世纪六十年代才引起物理学家和化学家的极大兴趣。

1842年，Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。

后来又相继在挪威的Sunarum地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量的天然水滑石矿。

《三维层界面Al-Mg-Al复合板材的制备、显微组织与力学性能》三维层界面Al-Mg-Al复合板材的制备、显微组织与力学性能一、引言随着现代工业技术的飞速发展，金属复合材料因其独特的物理和机械性能，在航空航天、汽车制造、电子信息等领域得到了广泛应用。

其中，Al/Mg/Al复合板材作为一种典型的金属层状复合材料，因其良好的力学性能和加工性能，成为了材料科学领域的研究热点。

本文将详细探讨三维层界面Al/Mg/Al复合板材的制备工艺、显微组织以及其力学性能。

二、制备工艺1. 材料选择与准备Al/Mg/Al复合板材的制备主要选用了纯度较高的铝（Al）和镁（Mg）金属材料。

材料经过严格的检验和预处理，以确保其纯度和表面质量。

2. 制备方法采用真空热压法进行制备。

该方法通过在真空环境中施加高温高压，使金属材料在高温高压下紧密结合，形成具有三维层界面的复合板材。

3. 制备过程（1）将预处理后的铝（Al）和镁（Mg）金属材料按照设计好的层状结构叠放；（2）将叠放好的金属材料放入真空热压炉中，进行真空处理；（3）在设定的温度和压力下进行热压处理，使金属材料紧密结合；（4）冷却至室温后取出，得到三维层界面Al/Mg/Al复合板材。

三、显微组织通过光学显微镜、电子显微镜等手段对制备得到的Al/Mg/Al 复合板材进行显微组织观察。

结果显示，该复合板材具有明显的层状结构，各金属层之间结合紧密，无明显的界面反应和孔洞缺陷。

铝层和镁层之间通过高温高压的作用形成了牢固的冶金结合。

四、力学性能通过对三维层界面Al/Mg/Al复合板材进行拉伸、弯曲等力学性能测试，得到了其力学性能参数。

测试结果表明，该复合板材具有较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率。

同时，其弯曲性能也表现出色，显示出良好的加工性能。

此外，该复合板材还具有较好的冲击韧性和耐磨性能。

五、分析与讨论在分析制备过程中，发现真空热压法可以有效地避免金属材料在高温高压下的氧化和污染，从而保证了复合板材的纯度和质量。

水-乙二醇溶剂热合成ZnAl-LDHs及其煅烧产物对染料的吸附性能黄改玲;孙迎迎;陈凤华【摘要】以尿素为沉淀剂,水-乙二醇混合溶液作溶剂,采用均匀沉淀法合成不同形貌和粒径的ZnAl-LDHs前驱体.研究其煅烧产品(LDOs)对刚果红,甲基橙,活性红吸附性能发现,其中花状的ZnAl-LDH-1的煅烧产品吸附性能最好.研究了ZnAl-LDO-1对3种染料的吸附性能和机理,其对刚果红,甲基橙和活性红的最大吸附量分别是1233,594,262 mg·L-1.%In this study,using water-ethyleneglycol mixed solution as solvent,ZnAl-LDHsprecursors with different morphologies and sizes were synthesized by homogeneousprecipitation method.Study on the adsorption capacity of its calcined product (LDOs) toCongo red,methyl orange and activated red demonstrated that the calcined product (LDO) of the flower like ZnAl-LDH-1 showed much better adsorption efficiency for anion dyes.The sorption behaviors and mechanism of ZnAl-LDO-1 for three dyes were investigated.The results also showed that the maximum absorption capacity of ZnAl-LDO-1 is 1233 mg·g-1 for CR,594 mg·g-1 for MO and 262 mg·g-1 of RR,respectively.【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】6页(P152-157)【关键词】层状双金属氢氧化物;形貌;水-乙二醇为溶剂;吸附染料【作者】黄改玲;孙迎迎;陈凤华【作者单位】郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州 450002;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州 450002;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州 450002【正文语种】中文【中图分类】O622染料应用广泛，种类繁多[1]，大多数染料及染料中间体具有毒性和致癌性[2]。

ldhs制备
制备LDHs的方法有多种，常见的有共沉淀法、成核/晶化隔离法、溶胶-凝胶法、水热合成法、离子交换法、水解法等。

以共沉淀法为例，其制备过程包括：将M2+和M3+的混合金属盐溶液和阴离子作为LDHs的合成时，为了保证生成LDHs，必须加入过度饱和的M2+和M3+。

有两种共沉淀条件，即在较低的饱和度或高的饱和度下发生共沉淀。

低饱和度的共沉淀法是按比例缓慢滴加M2+和属盐的混合溶液，同时加入层间阴离子进行反应，然后补充碱液，以保持反应所需的pH值。

此外，通过控制速度将金属离子溶液和碱性溶液同时滴加入预先装入有水的反应容器中，滴加过程保持混合溶液的pH值恒定，后将得到的含有共沉淀的悬浮液在一定温度下晶化，制得最终产物LDH。

以上信息仅供参考，如需了解更多制备方法，建议咨询专业人士获取帮助。

均匀沉淀(尿素水解)法合成CO_3^(2-)型MgAl-LDH马辉;范翠红;孙亚红;王娟;黄改玲;马淑兰;杨晓晶【期刊名称】《北京师范大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2011(47)2【摘要】采用均匀沉淀法(尿素水解法)合成了高结晶度的CO32-型MgAl-LDH,探索了温度和时间对产物的影响.研究发现,n(Mg)/n(Al)进料比为2时,较低反应温度(如100℃)下很难得到n(Mg)/n(Al)=2的LDH.这可能与Mg(OH)2溶解度较高,Mg2+难以与Al3+一同沉淀有关.为提高产物n(Mg)/n(Al),我们采用提高n(Mg)/n(Al)投料比(如3∶1,4∶1,5∶1)的方法.研究发现,反应时间较短时,可得较纯的LDH相,但产物的n(Mg)/n(Al)远低于进料比;若反应时间延长,会出现水菱镁矿(hydromagnesite)和菱镁矿(magnesite,MgCO3)的杂相.由此推断,为得到高n(Mg)/n(Al)的LDH,不能单纯增加n(Mg)/n(Al)进料比,其他条件如尿素浓度,尤其是反应温度等也需改变.【总页数】4页(P164-167)【关键词】均匀沉淀法;尿素(urea)水解法;CO2-3型LDH;合成【作者】马辉;范翠红;孙亚红;王娟;黄改玲;马淑兰;杨晓晶【作者单位】北京师范大学分析测试中心,北京100875;北京师范大学化学学院,北京100875【正文语种】中文【中图分类】TQ628【相关文献】1.负载型乙酸锌催化剂上尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯 [J], 张艳;陈英;赵新强;王延吉2.CO_3~（2-）型TOMAC自碱性溶液中萃取硫代亚砷酸 [J], 王放;赵洪兴;肖燕飞;徐志峰;3.尿素水解均匀沉淀法制Cu/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂 [J], 汪俊锋;常杰;阴秀丽;吕鹏梅4.五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡研究 [J], 桑世华;张晓;赵相颇;肖龙军5.298K时三元体系K^+/CO_3^(2-),B_4O_7^(2-)-H_2O和Li^+/CO_3^(2-),B_4O_7^(2-)-H_2O相关系 [J], 曾英;唐明林;殷辉安;王励生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

原位金属基复合材料的合成与制备摘要：金属基复合材料(MMCs), 由于融合了金属与陶瓷的特性，因此既具有优异的力学性能，又具有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列金属特性，是一种优良的结构材料。

常规的MMCs的制造方法有DIMOX TM直接氧化法、PRIMEM TM法、DX TM法和共晶自生法。

关键词:合成，制备，DIMOX TM直接氧化法，PRIMEM TM法，DX TM法，共晶自生法1.前言原位复合材料制备技术的基本思想是依靠合金设计，通过合金内部反应生成增强体。

由于原位生成的增强体表面未受污染，且避免了与基体浸润不良的问题，因而与基体的结合良好。

较之陶瓷颗粒或晶须表面处理后再与基体结合的传统工艺，在相同的增强体百分含量情况下，可得到更高的强度和弹性模量，同时能得到较好的韧性。

根据热力学基本原理，好的合金设计应使生成增强体反应的吉布斯自由能变化为绝对值较大的负值，并使有害相的生成反应吉布斯自由能变化为绝对值较小的负值，且最好为正值。

这就要求首先从理论上解决在反应合金体设计方面有益增强体相能够形成、有害相不能形成的问题。

常规的金属基复合材料的制造方法有粉末冶金法、铸造法和共喷法。

①粉末冶金法是制造颗粒增强金属基复合材料的主要方法之一，粉末冶金法制备过程如图3所示。

其中压实过程包括冷压、除气、热等静压或真空热压等过程，经压实后的毛坯复合材料通常能达到98%的理论密度。

然后再采用二次加工方法优化力学性能。

该法制成的MMCs具有颗粒均匀、成型能力好、力学性能较高的点，但制备成本高。

②铸造法又可分为复合铸造法、压铸法、压力浸渍法和真空压力浸渍法等，其中真空压力浸渍法制造的MMCs力学性能较好，且制备过程也较科学合理。

③共喷法的实验装置示意图见图 4 。

共喷或喷射沉积法是使增强体粉末与液态金属短时间接触即凝固成固体复合材料的方法，这种工艺方法可避免基体和增强体的剧烈反应，且基体的选择范围也比较大。