奥氏体不锈钢离子渗N组织及性能

采用辉光离子渗N技术对奥氏体不锈钢球阀进行表面氮化处理,改变其表面结构,提高表面耐磨性.选取三组离子渗N的温度,分别为400、440、480 ℃,渗N时间设置为12 h.采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪对渗N改性层的表面形貌、截面形貌、显微硬度和耐磨性进行测试.结果表明:离子渗N技术可以大幅提高奥氏体不锈钢的硬度和耐磨性.渗N温度为400 ℃时,渗N改性层最薄,耐磨性最差,480 ℃时渗N改性层最厚、耐磨性最好.     

改性菠萝皮渣纤维素固定化菠萝蛋白酶研究

为了探究改性纤维素作为固定化酶载体的可行性,在离子液体中用L-丝氨酸对提取的菠萝皮渣纤维素进行均相改性,并将改性菠萝皮渣纤维素用于固定化菠萝蛋白酶。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪以及X射线衍射光谱仪对菠萝皮渣纤维素、改性菠萝皮渣纤维素以及固定化酶进行了表征。结果表明,菠萝皮渣纤维素被成功改性,晶体结构从纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型；菠萝蛋白酶成功地固定在改性菠萝皮渣纤维素上,且固定化酶较改性菠萝皮渣纤维素的热稳定性得到提升。对酶的固定化工艺和酶学特性进行研究,结果表明,固定化酶的优化制备工艺为菠萝皮渣纤维素与离子液体的质量比为3∶100,L-丝氨酸与菠萝皮渣纤维素的质量比为1∶1,戊二醛溶液体积分数为1%,交联时间为1.0h。与游离菠萝蛋白酶相比,固定化菠萝蛋白酶具有更好的温度稳定性和酸环境稳定性。     

铀(VI)和磷酸三丁酯配合物在离子液体中的电化学行为研究

选择磷酸三丁酯（TBP）作为配体,考察铀酰—TBP配合物在1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐（[Bmim][NTf2]）离子液体的萃取及电化学行为。发现铀（VI）经过两步单电子还原为铀（IV）,且铀（V）至铀（IV）的还原电位（-2.7 V Vs.Pt）超过此体系的电化学窗口,电沉积物为U3（PO3）4,继续热处理电沉积产物约573 K时转化为UP2O7。此研究表明离子液体可能在乏燃料金属的电化学分离中表现出乐观的前景。     

新型固体电解质Li_3PO_4-LiAlO_2的合成及其电化学性能研究

采用固相合成法制备了Li3PO4-LiAlO2固态锂离子电解质材料.研究了摩尔配比、煅烧温度对产物相组成、颗粒形貌、电性能的影响.结果表明:当P/Al化学计量比为1∶1时,煅烧后试样中存在片状的γ-LiAlO2和球状的γ-Li3PO4两相,粒径约为0.5~1μm.当P/Al化学计量比为3∶1时,煅烧后试样主要是Al掺杂的球状γ-Li3PO4固溶体.此样品1 000℃煅烧后,离子电导率为6.4×10-5S/cm,说明Al掺杂能有效提高γ-Li3PO4无机固体电解质离子电导率.1 100℃煅烧后,样品锂离子电导率降低.循环伏安曲线研究表明,Al掺杂γ-Li3PO4无机固体电解质样品在饱和LiNO3水溶液中具有较好的可逆性,其电化学窗口达到1.5V.     

离子液体[Et_3NH]Cl-0.5FeCl_3汽油深度脱硫的研究

以成本较低的盐酸三乙胺和三氯化铁为原料合成离子液体[Et3NH]Cl-0.5FeCl3,用于模拟汽油(二苯并噻吩溶于正辛烷配制而成)萃取脱硫。通过单因素实验考查了剂油比、萃取温度和萃取时间对模拟汽油脱硫率的影响。并考察其对真实FCC汽油的脱硫效果。研究结果表明,当萃取温度T=50℃,剂油比v(IL):v(oil)=0.2∶1,萃取时间t=50min时,模拟汽油脱硫率可达96.19%。经过4步萃取,使真实FCC汽油硫含量低于10ppm,符合国V标准对硫含量的要求。离子液体循环使用5次后脱硫率没有明显下降。     

离子液体在水、乙醇及其混合物中的电导率测定

用电导率仪测定了298.15 K条件下多种离子液体,即1-甲基-3-乙基咪唑溴([Emim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑溴([Bmim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑氯([Bmim]Cl)、1-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([Mmim][DMP])、1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二乙酯([Emim][DEP])、1-甲基-3-丁基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])以及醋酸钾(KAc)在水、乙醇及其混合溶剂中的电导率数据。结果表明,室温离子液体的电导率顺序为：[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]> [Emim][DEP]> [Bmim][DBP],该顺序与离子液体的黏度成反比。离子液体在水中的电导率的次序大致为[Emim]Br>[Bmim]Cl[Bmim]Br[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]>[Emim][DEP]> [Bmim][DBP]。离子液体在水中的电导率高于在乙醇中的电导率,且电导率随浓度的增加均先升高后降低。与醋酸钾相比,溶剂变化对离子液体电导率的影响要小得多。离子液体[Mmim][DMP]和[Emim][DEP]能显著提高乙醇水溶液中乙醇的相对挥发度,且盐析作用[Mmim][DMP]> [Emim][DEP],这与在混合溶剂中电导率的大小次序是一致的。     

2-吡咯烷酮硫酸氢盐离子液体催化油酸酯化反应的研究

制备了一种质子酸离子液体2-吡咯烷酮硫酸氢盐（[Hnhp]HSO4）,并用作催化油酸甲酯的合成.研究表明,在催化油酸酯化的过程中,该离子液体具备优良的催化活性及稳定性.在醇酸摩尔比为6∶1,反应温度为70℃,反应时间为3h,[Hnhp]HSO4用量为油酸质量的12.5%的条件下,油酸酯化率达97.54%以上,且可循环使用.     

离子液体中间体1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐的合成研究

在无溶剂条件下,以1,2-二甲基咪唑和1-溴丁烷为原料合成1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐[BuMeMeIm]Br;该反应没有使用有毒有害的有机溶剂,对环境影响小,产物纯化处理易于操作,是一个成功的绿色化学反应。研究了反应时间、反应温度、1,2-二甲基咪唑与1-溴丁烷的摩尔比及溶剂对[BuMeMeIm]Br收率的影响,产物结构通过IR和1H-NMR确证。实验结果表明在反应温度80℃,反应时间18 h,1,2-二甲基咪唑和1-溴丁烷摩尔比为1∶1.1,收率为80.3%。     

离子型固体的等压态方程和体积弹性模量与温度间的关系

Pandey利用Maxwell关系式结合相关热力学函数式推导了有关热力学关系,Shanker利用Born和Huang采用的热膨胀格林爱森理论推导了有关热力学关系,本文比较了分别由这两种不同理论模型推出的体积弹性模量和等压态方程与温度间的关系,结果表明由Pandey关系式计算出的有关离子型固体的热膨胀和体积弹性模量与实验数据符合得更好.     

无机功能晶体材料的结晶过程研究

功能晶体材料作为光、声、电等转换的重要介质,已经被广泛应用于能源、信息、航空航天等高新技术领域,是目前国际材料科学与工程学科发展的热点和前沿课题.结晶过程是制备功能材料的核心环节,结晶习性直接影响材料的光、电、磁、催化等功能特性.在无机材料的结晶过程中,晶体组成在微观上经历了从自由态离子到结晶态固体的相变过程.可以借助晶体组成离子的电负性及基团微观对称性的变化,研究结晶过程中聚集体的形成和结构演变规律.利用分子振动光谱能够从分子尺度上揭示非线性光学晶体材料在水溶液结晶过程中结晶学结构的形成过程,克服了传统原位观测手段中缺乏对非长程有序结构的确定.利用结晶生长的化学键合理论从热力学和动力学两个方面指导大块晶体的生长实践,合理调控晶体的生长表/界面热力学和动力学.将结晶生长的化学键合理论应用到大尺寸晶体提拉生长参数的设计和优化,成功搭建了大尺寸晶体智能生长系统,并成功生长了φ2″蓝宝石晶体、φ3″YAG晶体和φ4″铌酸锂晶体.