SnF2标准生成Gibbs自由能的测定

采用LaF3单晶(掺杂)作为固体电解质,在多次抽空充氩气的操作箱内,将Pb,Sn磨细过筛,按照4∶1的比例分别将Pb,PbF2,Sn,SnF2混合并压成片·Pb PbF2为参比电极,Sn SnF2为工作电极,银丝为电极引线组成工作电池·电池的结构为:(+)Ag|Pb,PbF2|LaF3单晶(掺杂)|Sn,SnF2|Ag(-)·用高阻数字电压表准确测定了电池在293 15～353 15K范围内的电动势·以两种PbF2标准生成Gibbs自由能数据和电池电动势为基础,计算得到SnF2标准生成自由能同温度的关系·电池电动势测量的实验误差远远小于PbF2标准生成Gibbs自由能数据中所给定的误差,采用两...     

In2O3基纳米氨敏传感器材料的制备、结构及气敏特性

以InCl3·4H2O为源物质,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的In2O3及其掺杂Ti(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)的粉体,并进行了热分析、多晶粉末衍射等表征.作为一种氨敏传感器,离子掺杂明显增强了传感器对另外2种还原性气体H2和CO的选择性.其传感器的敏感机理可能是由于材料对不同气体分子的吸附和活化造成的,掺杂减少了材料表面与H2和CO发生反应的活性位,从而提高了此类材料对氨气的选择性.     

φ(CO)/φ(CO_2)作为气煤采空区低温氧化指标值的研究

为了研究一氧化碳与二氧化碳的体积分数比(φ(CO)/φ(CO_2))在义马气煤低温氧化过程中随温度的变化规律,本研究采用自行设计研发的恒温加热装置对制备好的混合粒径煤样在不同温度下进行恒温氧化,产生的气体用GC-950气相色谱仪进行分析。记录CO和CO_2在不同温度下不同时间点的体积分数,进而计算出φ(CO)/φ(CO_2)值。分析不同温度下φ(CO)/φ(CO_2)值与时间的关系得出,当氧化反应进行一段时间后,φ(CO)/φ(CO_2)值会趋于一个稳定的值,且温度越高这个时间越短。进一步分析φ(CO)/φ(CO_2)稳定值与温度的关系,拟合分析得出了φ(CO)/φ(CO_2)稳定值与温度有良好的线性关系。与CO单位体积分数值相比,在义马气煤采空区φ(CO)/φ(CO_2)值作为指标值更具优越性,对生产有很好的指导意义。     

基于半导体陶瓷技术的二氧化碳传感器研究

采用硬质酸盐方法制备出纳米BaTiO3粉末,利用半导体陶瓷技术掺杂CeO-AgNO3制造出对CO2气体敏感的功能材料.基于CaCO3和RuO2制作电极,NiCr丝加热.CO2气体传感器当加热到400~450℃时,CO2体积分数为100×10-6~2 000×10-6,传感器的特征阻值由600 kΩ变化到150 kΩ,函数关系呈良好的全对数线性,同时测定了元件的温度特性和湿度特性,提出了此种传感器工作时,为提高传感器测试准确性,应考虑环境温湿度补偿技术.     

基于Pt电极和Nafion电解质的CO传感器研究

为有效地对大气环境中的CO气体进行监控, 设计和制作了一种可在室温下工作的新型结构Nafion基CO气体传感器。该传感器由活性炭过滤帽、 Pt敏感电极、 Nafion膜、 对电极、 分隔层和储水罐等部分组成。储水罐的设计提供了Nafion膜正常工作时所需要的湿度环境。采用化学沉积法在Nafion膜上制备Pt敏感电极的工艺条件。研究结果表明, 当反应物H2PtCl6溶液浓度为5 mmol/L、还原剂NaBH4溶液浓度为30 mmol/L, NaBH4溶液的pH值为13时, 制作的Pt电极具有最好的气敏特性。对体积分数为400×10^-6的CO测试时,响应电流为107 nA, 响应时间为40 s, 恢复时间为50 s。当CO体积分数在50～400×10^-6时, 传感器的响应电流值与CO气体浓度具有很好的线性关系。     

磷钨酸衍生Sn掺杂氧化钨纳米材料的制备及气敏性能

采用简便的液相离子交换法制备了Sn掺杂磷钨酸，并通过煅烧衍生出Sn掺杂的氧化钨气敏材料.将材料制成MEMS(微机电系统)气体传感器测量了合成材料的气敏性能.测试结果表明，所得材料对硫化氢气体具有良好的选择性，检测限低至1×10^-6(体积分数),且在一定的体积浓度范围内具有良好的线性响应.XRD测试证明了Sn元素的成功掺杂，紫外可见漫反射光谱测定了Sn掺杂后带隙的变化，将其应用于讨论Sn掺杂的气敏增强机理.     

流化床制取CO的试验

在常压流化床装置上以CO2和O2为气化剂进行热态试验．在不同的运行条件下，以镇江铸造焦和华亭长焰煤半焦为原料进行了试验，考察了煤种、氧的体积分数和反应温度对CO产率的影响．结果表明，在相同操作条件下以长焰煤半焦为原料获得的产品气中CO体积分数大于85％，明显高于以铸造焦为原料获得的产品气中CO的体积分数；操作温度是影响CO2转化率的重要因素．     

膜气吸收法分离烟气中CO2的实验

采用聚丙烯中空纤维膜接触器,分别用去离子水、单乙醇胺(MEA)及N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的CO2分离进行了试验研究.考察了气体流速、入口气体中CO2体积分数、吸收剂流速、吸收剂浓度以及吸收剂种类等因素对CO2脱除率和总传质速率的影响.实验结果显示:3种吸收剂分离CO2的效率由大到小依次为MEA、MDEA、去离子水;CO2的脱除率和传质通量随吸收剂浓度、流速的提高均增加;CO2的脱除率随气体流速和CO2在入口气体中体积分数的增大而减小,而传质速率却随之增加.系统长时间运行后发现存在膜孔润湿现象,进而影响膜的传质性能.因此,吸收剂浓度须在传质和长时间运行性能之间进行权衡.     

全氧煤粉低氧浓度燃烧动力学参数的热重实验

利用热重分析仪研究了四种煤粉在低氧惰性气氛(即O2/CO2)下的着火特性、燃尽特性.实验在O2体积分数为7.5%~20%,升温速率20℃·min-1条件下进行.通过对Arrhenius和Coats Redfern方程进行最小二乘法的二元一次线性回归,求得煤粉在不同低氧浓度下的动力学参数.结果表明:随着O2体积分数降低,着火温度基本不变,燃尽温度增大;活化能、指前因子和反应级数都随着O2体积分数降低而不同程度地减小;活化能和指前因子之间存在补偿效应,计算可得等动力学温度和反应速率常数;当O2体积分数小于12.5%,随O2体积分数减小,煤粉的反应速率常数随反应温度增大而增大的趋势越来越平缓.     

温室二氧化碳浓度测控系统

为解决设施园艺中二氧化碳( CO2) 浓度的检测与控制问题,研制了一种基于钠超离子导体( NASICON) 固体电解质传感器的温室CO2测控系统,该系统包括CO2测量节点、无线通信网络和控制终端。采用STM32 微处理器处理采集到的CO2 浓度信息,使用模糊比例-积分-微分( PID: Proportional Integration Differential) 算法控制CO2气体的释放,从而智能调节温室内CO2气体的浓度,使其达到作物所需数值。在实验室条件下,对设计的CO2传感器节点进行了标定和稳定性测试。对体积分数为400 × 10 － 6 和1 000 × 10 － 6 的CO2气体样品分别进行了＞ 8 h 的长时间浓度测量,其相对波动小于2． 5%。在国信集团现代农业基地温室对所研制的CO2浓度测控系统进行实地测试的结果显示,当设定的CO2浓度的期望值为800 × 10 － 6 时,调控后CO2体积分数的波动范围约为± 40 × 10 － 6。现场应用试验表明,该系统具有较好的实用性,且成本低廉、集成度高,具有一定的推广价值。     

ZrO_2(掺杂Y_2O_3)固体电解质水蒸气传感器

用ZrO2(掺杂摩尔分数为8%的Y2O3),按照一定的烧结制度得到的小管为固体电解质,分别以已知平衡水蒸气压的H2C2O4和H2C2O4·2H2O的混合物及Na2SO4和Na2SO4·10H2O的混合物为参比电极,同时根据物理化学原理,水溶剂中加非挥发性溶质可以得到不同的水蒸气分压,以纯水和不同浓度的KOH溶液为待测电极,构成水蒸气浓差电池,在0～35℃和8～23℃的范围内,分别对上述两类水蒸气电池做敏感性实验的研究·实验发现,如果以pH2O(Ⅰ)、pH2O(Ⅱ)分别表示待测极和参比极水蒸气压,电池电动势E同lg(pH2O(Ⅰ)/pH2O(Ⅱ))呈现较有规律的变化,即电池的电动势随温度的升高而...     

以氧化镁为原料生产铝镁合金的研究

以氧化镁为原料,以熔盐电解法制备了Al-Mg合金.实验过程中Al液为阴极,石墨为阳极,产生出CO2和CO,而不是传统镁电解生产中放出的大量有毒有害物质.研究表明,随着电解时间的延长,Mg在Al中的含量可以逐渐增大,可以达到1%~5%(质量分数),添加KCl可以使MgO在电解质中的溶解度提高30%以上.CaF2可以降低电解质的初晶温度,但同时又增加了电解质的黏度.电流效率在前45 min之内最高可达74.5%,然后随着电解时间的延长下降,甚至在2 h降到40%.     

Na_2CO_3促进复杂难选铁矿石深度还原的机理分析

以羚羊铁矿石为原料,在1 200℃下深度还原40 min,通过外配Na2CO3的方法研究了Na2CO3对羚羊铁矿石深度还原的影响,并从热力学角度探讨了Na2CO3促进深度还原的机理.结果表明,铁橄榄石(2FeO.SiO2)、铁尖晶石(FeO.Al2O3)等复杂化合物的生成是影响还原物料金属化率和铁粉品位的一个重要因素.配入的Na2CO3分解产生的Na2O可以置换铁复杂化合物中的FeO;同时和矿石中的SiO2和Al2O3反应,进而有效减少了与FeO反应的SiO2和Al2O3的量,从而提高了还原物料的金属化率及铁粉品位.     

二氧化硅/氧化钌超级电容器电极材料的制备

以水合三氯化钌和正硅酸乙酯为原料,以钛片为基底,采用热分解氧化法制备了二氧化硅/氧化钌复合膜电极,利用扫描电子显微镜观察电极表面形貌,利用循环伏安曲线法研究电极的电容性能·考察了原料配比,烧结温度,烧结时间等制备条件对电极电容性能的影响·结果发现,二氧化硅/氧化钌复合膜电极具有优良的电容性能,当水合三氯化钌与正硅酸乙酯的物质的量的比为5∶2,烧结温度为350℃,烧结时间为1h时单电极的比容量最高可达137mF·cm-2,比文献值提高了近3个数量级·     

NdF_3-LiF-Nd_2O_3系熔盐电导率的CVCC法研究

确定了采用交流阻抗技术使用CVCC法测定NdF3-LiF-Nd2O3系熔盐电导率的合理参数,认为CVCC公式中的Z′应选择由Nyquist图拟合所得的熔盐电阻和电极及导线电阻之和;读取高频率时的电路总阻抗的电阻部分也是个合理的选择.在此基础上,研究了NdF3-LiF-Nd2O3系熔盐电导率,获得了电导率关于温度和熔盐组成的线性回归方程,κ(S.cm-1)=-2.111+0.005323t(℃)+0.03220wLiF(%)-0.1026wNd2O3(%).对该方程进行分析认为,该系熔盐电导率随着温度和熔盐中LiF质量分数的增加而增加;而随着Nd2O3的质量分数的增加而减少.     

下底层Ti引导制备Co-Pt垂直磁记录薄膜的研究

在加热的玻璃基板上,通过磁控溅射的方法沉积金属Ti作为下底层,然后沉积不同成分的Co1-x-Ptx(x=0,15%,26%,35%)磁性薄膜.利用振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射技术(XRD)分析了薄膜的磁性能和晶体结构.结果表明Pt原子分数对Co-Pt晶格常数有重要影响,随着Pt原子分数的增加,Co晶格常数(a,c)增大,从而减小Co-Pt与下底层Ti在(00.2)晶面之间的错配度,有利于c轴取向垂直膜面排列,获得了较好的磁性能.引入Ti和SiO2共溅射制备下底层,研究发现随着SiO2体积分数的增加,Co-Pt薄膜的垂直磁性能得到改善.     

免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的性能

以碳化硅为主要原料,分别以酚醛树脂、氧化铝和氧化硼粉体作为常温和高温结合剂,研究了免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的体积密度、抗折强度和抗热震性.结果表明:当酚醛树脂的质量分数为5%时,耐火材料的体积密度和抗折强度分别为266g·cm-3和13~21MPa;在960℃烧结之后,主要物相为SiC,Al2O3,Al4B2O9;当高温结合剂的质量分数为75%时材料的体积密度最大,为255g·cm-3;当高温结合剂的质量分数为125%时,材料的抗折强度最大,为19MPa;经过5次高温热震后,高温结合剂的质量分数为75%时材料抗热震性较好,强度损失率为25%.     

激光辐照Fe78Si9B13非晶合金晶化研究

在CO2激光散光斑直径20mm的情况下,分别选择在不同功率静置的条件下辐照Fe78Si9B13非晶带实现部分晶化·用穆斯堡尔谱、X射线衍射和扫描电镜对原始非晶样品(Fe78Si9B13)和晶化后样品的微观结构进行了分析·结果表明:在CO2激光散光斑直径一定的条件下(20mm),分别选择激光功率250W和300W辐照非晶Fe78Si9B13样品20s,非晶样品可以实现约6%和9%的晶化·激光辐照非晶Fe78Si9B13合金的晶化相为αFe(Si),样品发生了织构现象,晶粒沿(200)面大量析出·激光晶化相产生在非晶带表面晶化层中·在其他条件一定的情况下,样品的晶化量随着激光功率的增加而增加·     

真空条件下钢液去铜的试验

根据真空冶金原理,通过热力学分析,采用正交设计实验方法,研究了真空度、脱铜剂种类与用量、温度以及处理时间等对钢液去铜的影响·试验结果表明:真空条件下,加入脱铜剂尿素或氧化镁,钢液中的铜可以明显去除,能满足大部分钢种所要求的标准(w(Cu)<0 2%);比较两种不同的脱铜剂的脱铜效果发现,在相同条件下,尿素的脱铜效果明显好于氧化镁;随着脱铜剂用量增加、脱铜时间延长以及温度的提高,去铜率明显增加;当脱铜剂尿素用量为0 7%,脱铜处理时间40min,能够满足洁净钢质量的要求·在实验室研究的基础上,对工业化试验提出了初步的设想·