编组站自动化文献综述

2022-10-14

第一篇:编组站自动化文献综述

《水塔供水远程自动控制》文献综述

***大学信息科学与技术学院

毕业设计文献综述

课题名称: 学生姓名: 学 号: 学 院: 专业年级: 指导教师: 职 称: 完成日期:

信息科学与技术学院

二○一四年六月四日 水塔供水远程自动控制系统

文献综述

前言

我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,基于SMS的远程通信功能,实现变频器的远程开关控制,保持水压恒定以满足用水要求,从而提高了供水系统的质最。而智能控制系统的成本低,安装方便,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。

近几十年来,自动控制技术迅猛发展,在工农业生产,交通运输,国防建设和航空,航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展,自动控制技术至今己渗透到各种科学领域,成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类:一类是气体、水位、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对己成型材料的进一步加工或者对多种己成型材料的装配,主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。

正文

1水位检测

1.1 水位检测现状和发展趋势

在日常生产和生活中常遇到水位的检测问题。从20世纪80年代开始 ,一些发达国家就借助于微电子、计算机、光纤、超声波等高科技使水位自动

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计量呈现出集功能、精度和现场于一体的新水平。

近年来,随着工业的发展,计算机、微电子、传感器等高新技术的应用和研究,水位仪表的研制得到了长足的发展,以适应越来越高的应用要求。目前,水位测量技术已经广泛的运用在工业部门和日常检测部门中。例如:水位测量技术在石油、化工、气象等部门的应用。在测量条件和环境来说,有的测量系统被运用在十分复杂的条件与环境中。例如:有的是高温高压,有的是低温或真空,有的需要防腐蚀、防辐射,有的从安装上提出苛刻的限制,有的从维护上提出严格的要求等。这些都大大的提高了对测量技术的要求。所以能实现测量的无接触与智能化是水位测量计现在的主要发展方向。

在现代工业生产中,常常需要测量容器中水位的水位。在一般的生产过程中,水位测量的目的主要是通过水位测量来确定容器里的原料、半成品或产品的数量,以保证生产过程各环节物料平衡以及为进行经济核算提供可靠的依据;另外还为了在连续生产的情况下,通过水位测量,了解水位是否在规定的范围内,从而维持正常生产、保证产品的产量和质量以及保证安全生产。水位的测量在工业生产过程中的作用已经相当重要[1]。

在目前市场上,按测量水位的感应元件与被测水位是否接触,水位仪表可以分为接触型和非接触型两大类[2]。接触型水位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式水位计、电容式水位计以及磁致伸缩水位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测水位接触,即都存在着与被测水位相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被水位沾污或粘住,尤其是杆式结构装置,还需有较大的安装空间,不方便安装和检修。

非接触型水位测量主要有微波雷达水位计[3]、射线水位计以及激光水位计等。顾名思义,这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测水位不接触。因此测量部件不受被测介质影响,也不影响被测介质,因而其适用范围较为广泛,可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合[4][5],如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 1.2 水位测量的分类

水位计量仪表早期大多采用机械原理,但近年来随着电子技术的应用,逐步向机电一体化发展,并且发展了许多新的测量原理。在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术,结构有了很大的改善、功能有了很大的提高。根据

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水位位测量所涉及的水位存储容器、被测介质以及工艺过程的不同,水位计类型的选用也不同。在进行水位测量前,必须充分了解水位测量的工艺特点,以此作为水位计设计过程中的参考因素[6]。

如果按照接触方式来划分可以分为,第一种是非接触测量方式的水位仪;第二种是接触测量方式的水位仪。

2串行通信

串行通信是指通信的发送端和接收端之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次一个二进制的0、1为最小单位逐位进行传输[7]。

串行数据传输[8]的特点是:数据传输按位顺序进行,仅需一根传输线即可完成节省传输线。与并行通信相比,串行通信还有较为明显的优点[8][9]:传输距离长,可以从几米到几千米;串行通信的通信时钟频率容易提高;串行通信的抗干扰能力十分强,其信号间的相互干扰完全可以忽略。但是串行通信的传输速度比并行通信慢得多[10]。

正是串行通信的连线少、成本低,因此它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用,产品也是多种多样。 2.1 串行通信的工作模式

通过单线传输信息是串行数据通信的基础。数据通常是在两个站(点对点)之间进行传输,按照数据流的方向可分为三种传输模式[11]:单工、半双工、全双工。

2.2 串口通信的方式

串口进行通信的方式有两种[12]:同步通信方式和异步通信方式。同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行,而且准确协调,通过共享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步[13][14],效率较高;异步通信方式不要求双方同步,收发方可采用各自的时钟源,双方遵循异步的通信协议,以字符为数据传输单位,发送方传送字符的时间间隔不确定,发送效率比同步传送效率低。 2.2.1同步通信方式

同步通信的通信双方必须先建立同步[15],即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步,用一个非常精确的主时钟对全网所有结

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点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步[16],各结点的时钟之间允许有微小的误差,然后采用其他措施实现同步传输。同步通信的好处是传输效率高,传输线布置简单、经济,但同步设备复杂,要获得精准的同步时钟较困难[17]。 2.2.2.异步通信方式

异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时,所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然,接收端必须时刻做好接收的准备(如果接收端主机的电源都没有加上,那么发送端发送字符就没有意义,因为接收端根本无法接收)。发送端可以在任意时刻开始发送字符,因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位[18],以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜,但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)[19][20]。 3 短消息服务 3.1短消息服务简介

短消息服务SMS(Short Message Service) [21]是GSM系统中提供的一种短消息实体之间通过短消息服务中心进行的信息收发的方式。短消息服务中心(SMSC:Short Message Service Center)是独立于GSM网络的一个业务处理系统,主要功能是提交、存储、转发短消息,并完成与PSTN(Public Switched Telephone Network:公用电话交换网)、Internet等网络的互通[22],以实现来自其他SME(Short MessageEntity),如人工台/自动台、资讯平台等的短消息的传递需求。按实现方式的不同,短消息业务可以分为点到点短消息业务和小区广播短消息业务。

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结论

该课题的提出为解决水塔的远程控制问题,提供了一个科学的可行的试验研究方法,通过水位检测收集到的电信号,作为单片机的控制信号,用SMS短信方式进行人为控制,利用继电器的开启和关闭实现外电路水泵的上水和停止,它可以解决水塔人工启动水泵上水效率低,而且难以把握水位的问题,大大减少了由人工作业的危险性,希望通过本次的研究可以使水塔的远程自动控制变得更加简单、方便,让自动控制更深入的走进人们的生活。

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参考文献

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6

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7

第二篇:怎样写文献综述文献综述

文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文,它是科学文献的一种。

文献综述是反映当前某一领域中某分支学科或重要专题的最新进展、学术见解和建议的它往往能反映出有关问题的新动态、新趋势、新水平、新原理和新技术等等。

要求同学们学写综述,至少有以下好处:

①通过搜集文献资料过程,可进一步熟悉本专业文献的查找方法和资料的积累方法;在查找的过程中同时也扩大了知识面。

②查找文献资料、写文献综述是科研选题及进行科研的第一步,因此学习文献综述的撰写也是为今后科研活动打基础的过程。 ③通过综述的写作过程,能提高归纳、分析、综合能力,有利于独立工作能力和科研能力的提高。

④文献综述选题范围广,题目可大可小,可难可易,可根据自己的能力和兴趣自由选题。

文献综述与“读书报告”、“文献复习”、“研究进展”等有相似的地方,它们都是从某一方面的专题研究论文或报告中归纳出来的。但是,文献综述既不象“读书报告”、“文献复习”那样,单纯把一级文献客观地归纳报告,也不象“研究进展”那样只讲科学进程,其特点是“综述”,“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理,使材料更精练明确、更有逻辑层次;“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的论述。总之,文献综述是作者对某一方面问题的历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容进行评论的科学性论文。

写文献综述一般经过以下几个阶段:即选题,搜集阅读文献资料、拟定提纲(包括归纳、整理、分析)和成文。

一、选题和搜集阅读文献

撰写文献综述通常出于某种需要,如为某学术会议的专题、从事某项科研、为某方面积累文献资料等等,所以,文献综述的选题,作者一般是明确的,不象科研课题选题那么困难。文献综述选题范围广,题目可大可小,大到一个领域、一个学科,小到一种产品、一个方法、 1

一个理论,可根据自己的需要而定,初次撰写文献综述,特别是实习同学所选题目宜小些,这样查阅文献的数量相对较小,撰写时易于归纳整理,否则,题目选得过大,查阅文献花费的时间太多,影响实习,而且归纳整理困难,最后写出的综述大题小作或是文不对题。

选定题目后,则要围绕题目进行搜集与文题有关的文献。关于搜集文献的有关方法,前面的有关章节已经介绍,如看专著、年鉴法、浏览法、滚雪球法、检索法等等,在此不再重复。搜集文献要求越全越好,因而最常用的方法是用检索法。搜集好与文题有关的参考文献后,就要对这些参考文献进行阅读、归纳、整理,如何从这些文献中选出具有代表性、科学性和可靠性大的单篇研究文献十分重要,从某种意义上讲,所阅读和选择的文献的质量高低,直接影响文献综述的水平。因此在阅读文献时,要写好“读书笔记”、“读书心得”和做好“文献摘录卡片”。有自己的语言写下阅读时得到的启示、体会和想法,将文献的精髓摘录下来,不仅为撰写综述时提供有用的资料,而且对于训练自己的表达能力,阅读水平都有好处,特别是将文献整理成文献摘录卡片,对撰写综述极为有利。

二、格式与写法

文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下四部分:

即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,在根据提纲进行撰写工作。

前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。

主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式。可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较,阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创

造性的文献引用和评述。

总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解。

参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此,应认真对待。参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误。关于,要写好“读书笔记”、“读书心得”和做好“文献摘录卡片”。有自己的语言写下阅读时得到的启示、体会和想法,将文献的精髓摘录下来,不仅为撰写综述时提供有用的资料,而且对于训练自己的表达能力,阅读水平都有好处,特别是将文献整理成文献摘录卡片,对撰写综述极为有利。

三、注意事项

由于文献综述的特点,致使它的写作既不同于“读书笔记”“读书报告”,也不同于一般的科研论文。因此,在撰写文献综述时应注意以下几个问题:

⒈搜集文献应尽量全。掌握全面、大量的文献资料是写好综述的前提,否则,随便搜集一点资料就动手撰写是不可能写出好多综述的,甚至写出的文章根本不成为综述。

⒉注意引用文献的代表性、可靠性和科学性。在搜集到的文献中可能出现观点雷同,,有的文献在可靠性及科学性方面存在着差异,因此在引用文献时应注意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献。

⒊引用文献要忠实文献内容。由于文献综述有作者自己的评论分析,因此在撰写时应分清作者的观点和文献的内容,不能篡改文献的内容。

⒋参考文献不能省略。有的科研论文可以将参考文献省略,但文献综述绝对不能省略,而且应是文中引用过的,能反映主题全貌的并且是作者直接阅读过的文献资料。

总之,一篇好的文献综述,应有较完整的文献资料,有评论分析,并能准确地反映主题内容。

第三篇:博弈论文献综述参考文献

博弈论参考文献

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白金伟

第四篇:博弈论文献综述参考文献

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区域经济学 究白金伟

第五篇:文献综述-参考

文献综述

LaFeO3的制备及其应用研究现状

08092410

张三

摘 要:LaFeO3作为钙钛矿型复合氧化物,是一种具有独特物理性质和化学性质的新型材料,对LaFeO3的制备及其应用的研究具有重要意义。本文主要综述了溶胶-凝胶法、低温熔盐法、共沉淀法、柠檬酸法、固-液界面法、固相反应法和燃烧法等制备LaFeO3的方法,概述了LaFeO3在光催化、汽车尾气处理、燃烧催化和复合固体推进剂等方面的应用。

关键词:钙钛矿、LaFeO

3、光催化

1. 引 言

随着工业技术的飞速发展,环境污染问题日益突出。目前国内常用的有机物废水处理技术难以达到有效的治理。大量研究表明,光催化氧化法去除水中有机污染物具有方法简单、氧化能力极强的特点。最近10年来,半导体光催化剂在应用中得到了飞快的发展。光催化降解有毒污染物质已成为比较热门的研究课题之一。目前研究较多的是TiO

2、WO

3、ZnO等氧化物半导体材料,对钙钛矿型复合氧化物ABO3光催化活性的研究处于起步阶段[1]。

钙钛矿型氧化物是一类容易形成阳、阴离子缺陷的化合物,其丰富的氧缺陷,很容易活化吸附氧分子。根据光催化原理,当催化剂处于溶液中时,在光的照射下激发出光致电子和光致空穴,使催化剂表面吸附氧、水等转化为高活性的·OH自由基,与表面有机物分子发生氧化还原反应,使有机物降解[2]。具有典型ABO3型钙钛矿结构的具有LaFeO3此特性。

近年来,由于LaFeO3具有好的晶体结构、磁性、电导性、压电和电光性质,在固体电解液、固体燃料电池、发动机、电化学器件、传感器等领域得到应用[3]。它的研究成为材料科学新的发展方向,但在光催化降解有机物方面研究较少。

2. LaFeO3的结构

钙钛矿型(ABO3)复合氧化物是一种具有独特物理性和化学性质的新型无机非金属材料,其结构示意图如图1所示。A位一般是稀土或碱土元素离子,B位为过渡元素离子,A位和B位皆可被半径相近的其他金属离子部分取代而保持其晶体结构基本不变。其中A位位于12个氧原子组成的十四面体的中央,与12个氧原子配位,而B位离子一般占据一个八面体结构中心,位于6个氧原子组成的八面体中央,A位离子和氧离子组成一个面心立方格子。

图1 ABO3钙钛矿型复合氧化物的结构示意图

这个结构的稳定条件是:rA>0.90,rB>0.51,t为允许因子此外,在形成稳定的ABO3型氧化物时,各种离子必须满足Gold-Schmidt条件:即哥德布密特容限因子t:0.75

LaFeO3是一种典型的ABO3钙钛矿型复合氧化物,因此其结构也具有如图1所示的结构示意图。

3. LaFeO3的制备方法

3.1 溶胶-凝胶法

LaFeO3制备采用溶胶凝胶法。按LaFeO3的化学计量比准确称取La(NO3)

3、Fe(NO3)3·9HNO3溶于蒸馏水中,待两种溶液完全溶解后混合,加入适量酒石酸,于磁力加热搅拌器上加热搅拌,温度控制在80℃左右,使之形成溶胶,随后加入分散剂,加热搅拌形成凝胶,脱水完全后形成干凝胶,继续加热直至干凝胶自发燃烧完全为止。将样品移至烘箱中在150℃烘干两个小时,冷却后在玛瑙研钵中仔细研磨,即得到LaFeO3纳米材料原粉。将原粉置于KSY-8型马福炉中分别在600℃和700℃焙烧两个小时得到不同粒径的钙钛矿型LaFeO3纳米晶[1]。

研究结果表明,溶胶-凝胶法制备工艺,制得的样品具有较大的比表面积,同时样品的焙烧温度较低,缩短了制备周期,节能省时,烧结温度低,产物粒径小,分布均匀,热处理过程中不易发生颗粒团聚,得到的产物分散性好[3]。

3.2 低温熔盐法

以硝酸镧La(NO3)3·6H2O和硝酸铁Fe(NO3)3·9HNO3为原料,以硝酸锂LiNO3为反应介质利用低温熔盐法制备LaFeO3纳米粉体。具体试验过程如下:首先,按化学计量比称取La(NO3)3·6H2O和Fe(NO3)3·9HNO3分别溶于去离子水中,待两种溶液完全溶解后混合,在连续搅拌条件下逐滴滴入1M氨水溶液至pH=10.5,得到红褐色沉淀。将这种沉淀过滤,洗涤后放入烘箱,于70℃下烘干即得到进行熔盐法合成的前驱体;然后,将前驱体与LiNO3分别按1:0、1:

4、1:

8、1:12的比例混合,在玛瑙研钵里通过添加无水乙醇进行研磨使其混合均匀,放入烘箱于70℃下烘干;得到的混合物放入氧化铝

坩埚,在电阻炉中分别于400℃、450℃、500℃保温8h。最后,关闭电源使其自然冷却到室温,得到一种固态产物。将固态产物用热水溶解,过滤,洗涤,除去游离化合物(主要硝酸盐),最后经过干燥,可得LaFeO3纳米粉体[4]。

采用低温熔盐法在450℃合成结晶良好的纳米铁酸镧光催化剂,其合成温度远远低于传统的固相合成法(1000℃)。

低温熔盐法制备复合氧化物纳米粉体具有操作简单,过程易于控制,大大降低合成温度等优点,有利于无杂相的均匀粒子的生成。

3.3 共沉淀法

沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧,从而制得相应的粉体颗粒。根据沉淀方式的不同,其可分为:直接沉淀法、共沉淀法、均相沉淀法和水解沉淀法等。直接沉淀法就是使溶液中的某一种金属阳离子发生化学反应而形成沉淀物,共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子,它们以均相存在溶液中,加人沉淀剂,经沉淀反应后,可得到各种成分的均一的沉淀,它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。

共沉淀法制备LaFeO3粉末。在这典型的制备工艺,将NaHCO3溶液加入Fe/La摩尔比为1:1的Fe(NO3)3和的La(NO3)3的混合溶液中直到pH值达到9~11,后将溶液搅拌出现沉淀。沉淀完全后,过滤、洗涤沉淀,然后在353K的环境下干燥24小时。在此之后,将样品研磨,在1073K空气中焙烧6小时。这样制得的LaFeO3与LiNO

3、NaNO

3、KNO3混合,并在皿器中研磨,直至硝酸盐、铁酸镧质量之比为12。该混合物在573K加热6小时,产品经过冷却,洗涤和干燥。得到的产物被标记为LaFeO3–Li,LaFeO3–Na和LaFeO3–K。作为对照,将LaFeO3和KNO3混合,在相同条件下制得,无需热处理,得到的产物标记为LaFeO3–K[5]。

3.4 柠檬酸法

采用柠檬酸法以不同制备条件合成LaFeO3按化学计量比取适量的硝酸镧溶液、硝酸铁溶液。充分混合,加入过量的柠檬酸溶液,再调至需要的pH范围。在成胶温度T下搅拌3h生成溶胶,然后于80℃下干燥去水成凝胶,再于120℃条件下制得干凝胶。研磨后放置马弗炉中于400℃预烧4h,后升温至700℃焙烧4h,自然冷却后研磨即得LaFeO3样品[6]。

采用柠檬酸盐法合成LaFeO3纳米晶,改进灼烧方法后,可以在更低的温度(450℃)下使原粉形成纳米晶,粒径可达14nm,用此纳米材料制成的湿敏元件有较高的灵敏度和较好的稳定性[9]。

3.5 固-液界面法

按实验设计要求的配比,准确称取Fe2O

3、(NH4)2Fe(SO4)

2、尿素、La(NO3)3·6H2O进行混合,放入高压反应釜中,加入约85℃蒸馏水80mL,迅速密闭加热,并恒定速率搅拌,快速升温。按实验要求控制压力和反应时间。反应结束后,流水冷却,倾出溶液及沉淀,抽滤,用少量乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得固体粉末[7]。

实验产物为均匀的圆球状纳米微粒,平均粒径76.0nm,反应中没有经过中间化合物,而是在固

液界面上进行的。

3.6 固相反应法

准确称取一定量的La2O3(A.R.)、FeCl3·6H2O(A.R.)及NaCl固体,量取一定量的表面活性剂NP-5(四者摩尔比依次为0.5:1:20:3),放于玛瑙研钵中混合研磨20min,再超声15min。将混合物转入瓷坩埚中,放入马弗炉中以4℃/min的升温速率升温,于设定温度(500,600,700,800℃)煅烧240min,然后使样品随炉体冷至室温,收集煅烧后样品,用蒸馏水洗涤数次,最后用无水乙醇洗涤一次,再放入烘箱中80℃烘干即得样品[8]。

以La2O3和FeCl3·6H2O为主要原料,利用盐介质固相反应法制备了LaFeO3纳米晶。用XRD、TEM分别对不同反应温度下的产品进行了物相和形貌表征,并研究了其对三乙胺、乙醇、汽油、苯和丙酮等的敏感性能。结果表明:反应温度为800℃时,产物为均相LaFeO3,粒度较均匀,平均粒径约为40nm;将样品制成烧结型气敏元件,对三乙胺有较高的灵敏度和选择性,工作温度为250℃时对25μg/g三乙胺的灵敏度仍达7.9。响应、恢复时间分别仅需6和l3S。

3.7 燃烧法

按不同摩尔比Ψ(Ψ为MLaNO3·6H2O:MFe(NO3)3·9H2O:MC18H3602,文中MLa(NO3)3·6H2O:MFeNO3·9H2O为1:1,当硬脂酸摩尔数为几,则Ψ等于几),称量硝酸镧、硝酸铁和硬脂酸在恒温油浴磁力搅拌下,先将硬脂酸溶解,然后将硝酸镧和硝酸铁溶于其中,控制反应温度,反应足够时间成均匀一相,将溶液放入300℃马弗炉中使其自发燃烧合成所需粉体。ɑ-Fe2O3的制备同LaFeO3,只是反应物是硝酸铁和硬脂酸[2]。

钙钛矿氧化物的结构与性质取决于制备方法。存在的问题是不易制备出比表面积大的氧化物。溶液燃烧合成法极易实现纳米或超细粉体的制备。在传统的水溶液燃烧法中,金属硝酸盐常用作氧化剂,而氨基乙酸、尿素、乙二醇、EDTA及柠檬酸常被用作有机配体和燃料[10]。但传统的溶液燃烧合成是水溶液体系,所以不可避免地会发生金属离子的水解,从而不易得到均匀的前驱体,最终导致产品的团聚。为了克服这个弊端,采用非水溶剂的硬脂酸溶液燃烧法制备LaFeO3。

4. 铁酸镧的应用

4.1 光催化方面的应用

钙钛矿型复合氧化物ABO3是一种具有独特物理性质和化学性质的新型材料[11-12],具有典型ABO3型钙钛矿结构的LaFeO3便具有优良的光催化能力。随着环境污染日益严重,光催化被认为是解决环境问题最具前景的方法,特别是利用太阳光降解有机污染物方面有着得天独厚的优势[13]。目前对含有机染料废水的处理方法主要有:物化处理法、生物处理法、物化生物联合法[14]。其中物化处理法中光催化氧化法是去除水中有机污染物的较好方法。例如:2,4,6-三硝基甲苯(TNT)作为军事能源,具有含能高、爆炸性强、化学性质稳定等特点,但是TNT的毒性极大。目前,TNT生产中产生的废水常用焚烧法处理,明显存在着环境污染问题;通过筛选高效菌种降解TNT的效果不稳定,生产周期长。而臭氧(O3)和过氧化氢(H2O2)等氧化法对TNT的去除效率不高,且易生成毒性更大的中间

产物,因此,不宜使用一般的氧化法处理TNT模拟废水[15]。LaFeO3光催化降解TNT生产中产生的废水法是一种先进的、快速和高效的方法。

4.2 汽车尾气处理方面的应用

钙钛矿型氧化物作为催化剂主要应用在光催化和汽车尾气方面。稀土钙钛矿型复合氧化物ABO3是一氧化碳的有效催化剂,其初始活性与寿命优于铂催化剂,具有催化燃烧和NOx还原的双重作用,因而可作为汽车尾气的净化催化剂,有望成为铂的代用品,用于汽车尾气的净化[16]。

4.3 燃烧催化方面的应用

由于钙钛矿型稀土燃烧催化剂有很好的热稳定性,对甲烷在较宽的温度范围下燃烧转化成CO2和H2O有很好的催化活性。钙钛矿型催化剂可通过A位和B位取代,派生出不同的构架,所以可通过掺杂等设计不同的结构,进一步提高其燃烧催化活性。作为钙钛矿型氧化物LaFeO3也具有相干特性。

4.4 复合固体推进剂方面的应用

固体推进剂的燃烧过程是一个复杂的传质传热过程,它的燃速主要取决于氧化剂和可燃物的接触面积以及燃烧催化剂的催化效果。具有钙钛矿型结构的复合氧化物用作固体推进剂的燃速催化剂已引起人们重视[17],但相关报道较少。铁酸镧(LaFeO3)是钙钛矿型氧化物中的一员,它的相关特性研究亟待考量。

总之, LaFeO3是钙钛矿型氧化物中的一员,由于具有稳定的晶体结构、独特的电磁、催化和气敏性等特点,其在超导材料、固体电介质、传感器、高温加热材料、信息存储、磁传感器和自旋电子器件等方面具有广泛的应用前景[18],目前已经成为国内外研究的热点。

5. 结论与展望

综上所述可知,LaFeO3由于其独特的电、光、磁等特性,具有广泛的应用前景,是目前国内外新材料领域的研究热点。LaFeO3的主要制备方法有溶胶-凝胶法、共沉淀法和固相反应法等,但这些方法基本都是先制备得到LaFeO3的前驱体,然后再经高温煅烧得到LaFeO3。而高温煅烧易导致LaFeO3颗粒的团聚和长大,并且高温煅烧会消耗更多的能源,存在制备工艺复杂、耗时长和成本高等缺点。至今尚未见报道其它快速制备纳米LaFeO3的方法。因此,研究探索利用快速、高效的微波加热技术,一步直接制备纳米LaFeO3将具有重要研究价值和意义。

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