二氧化硅在真空碳热-氯化法炼铝过程中的行为

采用XRD,EDS及热力学分析等方法,对二氧化硅在真空碳热-氯化法炼铝过程中的行为进行研究.研究结果表明:碳热还原过程SiO2在较低温度下发生碳热还原反应生成SiC,在更高的温度条件下碳热还原生成低价氧化硅SiO气体;另外还有一定量的SiC与Al4C3结合生成Al4SiC4.碳热还原过程生成的低价氧化硅SiO气体进入低温区歧解得到单质硅与二氧化硅;同时还有氧化铝碳热还原生成的低价氧化铝Al2O气体进入低温区与CO发生二次氧化反应生成氧化铝与碳,低价氧化铝Al2O与低价氧化硅SiO气体在低温区发生反应的可能性较小.碳热-氯化过程冷凝产物金属铝的EDS检测分析显示,SiO2碳热还原生成的低价氧化硅SiO歧解产物没有混入最终产物中,从而不会影响金属铝的纯度,该金属铝平均纯度达97.03％.     

Ti-C-Al-Fe_2O_3反应体系的热力学及形成产物的分析

针对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合DSC及XRD分析,为研究该体系反应合成TiC,Al2O3提供了理论依据.计算结果表明:该体系在发生SHS反应时,可以生成TiC,Al2O3,Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等产物,但TiC,Al2O3的热力学稳定性要远远大于Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等相,因此,在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成TiC,Al2O3两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有TiC,Al2O3两种物质形成.     

还原性气氛下铝热还原法制备Al2O3-TiB2复合陶瓷的热力学分析

通过热力学计算,分析还原性气氛下10Al3B2O33TiO2系的反应过程、产物中可能存在的物相以及产物在CO和N2存在条件下的稳定性.计算结果表明,由于CO和N2存在,产物相组成除了TiB2和Al2O3外,可能有TiN,TiC,9Al2O3·2B2O3等存在,AlN,Al4C3,BN,Al2O3·TiO2等存在的可能性很小.高于1788K左右,产物TiB2能够稳定存在.低于此温度,TiB2可能和CO反应.在反应条件下,TiB2能够在N2气氛中稳定存在.     

甲烷氯化产物的讨论

甲烷氯化是一个自由基反应 ,将会生成CH3 Cl、CH2 Cl2 、CHCl3 、CCl4 等一系列产物。今从化学热力学的研究角度出发 ,具体讨论各种氯化产物的理论合成条件 ,为工业生产提供一些参考     

Fe--Sialon复合材料中 Fe3 Si 合成热力学分析及实验验证

对淤泥沙原料中Fe3 O4及其中间产物FeO和Fe可能参与的反应进行了热力学分析。结合绘制的不同CO分压下Fe-Si体系在C和SiO2过量下的优势区相图及Fe-O-N体系热力学参数状态图,得出体系中Fe元素最终以Fe3 Si形式存在,为淤泥沙合成O′-Sialon-SiC-Fe3 Si (即Fe-Sialon)复合材料提供了热力学理论依据。在热力学分析的基础上,以淤泥沙为主要原料,采用碳热还原氮化法制备了Fe-Sialon复合材料,并借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和显微形貌进行了表征,得出产物的主晶相为O′-Sialon,还含有少量的SiC和Fe3 Si相,晶粒呈现为纤维状、絮状或短柱状,与热力学分析结果( Fe元素最终以Fe3 Si存在)吻合。     

FeTiO3--Fe2 O3固溶体等温碳热还原

基于粉末煅烧技术合成FeTiO3和FeTiO3-Fe2 O3固溶体体系,在热力学分析的基础上,选取1150℃,以固溶体合成物为原料研究FeTiO3-Fe2 O3固溶体体系等温碳热还原过程,并采用X射线衍射仪和扫描电镜-能谱仪对还原产物进行系统分析。研究结果表明：合成产物内部成分均匀。钛铁矿的摩尔分数x越小,xFeTiO3-(1-x)Fe2O3固溶体碳热还原反应越易进行,并且反应速率最大值越大。在反应初期,假板钛矿相( FeTi2 O5-Fe2 TiO5( Fe3 Ti3 O10))作为过渡相一直存在,至金属Fe和钛铁晶石Fe2 TiO4生成后逐渐消失。     

添加剂对改性含钛高炉渣氯化过程的影响

针对高钙镁改性含钛高炉渣氯化过程物料易粘结问题,通过热力学分析及X射线衍射检测研究了添加剂防止粘结的作用机制,并考察了温度、配碳量、气体(N2+Cl2)流量和氯气分压对氯化行为的影响.结果表明:氯化过程中添加剂磷酸优先与CaO作用生成高熔点的Ca3(PO4)2以及后者与CaCl2反应生成Ca5(PO4)3Cl,避免了低熔点钙镁氯化物富集而造成的物料粘结.当反应条件为温度850~900℃、配碳过量15%、气体流量400 mL/min和氯气分压40 kPa,得到最佳的氯化结果,60 min内氯化率可达到90.8%~93.5%.     

Fe0 Al0/O2体系氧化处理乙二胺四乙酸水溶液的性能

研发了常温常压下由O2自发还原而产生H2O2和·OH等活性氧(ROS)的Fe0-Al 0/O2绿色高级氧化工艺,以乙二胺四乙酸(EDTA)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始pH值、铝铁的质量比、EDTA的初始浓度等因素对EDTA降解的影响.采用N,N-二乙基对苯二胺-辣根过氧化物酶(DPD-POD)法、苯甲酸捕捉法、氧气吹脱、溶液总有机碳(TOC)的变化以及EDTA的降解产物等证实了H2O2和·OH的原位产生及EDTA的氧化降解机制.结果表明:Fe0-Al 0/O2体系对EDTA的去除率随溶液初始pH的升高而降低,但在pH=3~9范围内,始终具有较好的EDTA去除率;随Al 0∶Fe0质量比增加以及EDTA初始浓度降低,EDTA的去除率增大;在初始pH=9、EDTA初始浓度为0.5mmol·L-1、铝铁的质量比为1∶1的条件下反应3h之后EDTA的去除率达到了90%以上;EDTA主要通过·OH的高级氧化去除,其中间产物为亚氨基二乙酸、甲酸和乙酸,最终被矿化降解为CO2和H2O,3h内TOC去除率达到72.5%.研究表明:Fe0-Al 0/O2体系处理EDTA水溶液,无需外加H2O2,此体系节省运行操作费用,且适用pH范围广.     

锆配合物催化1-丁烯二聚反应研究

用 Zr Cl4、Zr( CCl3CO2 ) 4、Zr( OEt) 2 Cl2 分别与 Et2 Al Cl组成 Ziegler-Natta型催化剂催化1 -丁烯二聚 .考察了不同反应条件对 1 -丁烯二聚的影响 .在相同的反应条件下 ,这三种催化剂对 1 -丁烯二聚的转化率顺序为 Zr( CCl3CO2 ) 4>Zr Cl4>Zr( OEt) 2 Cl2 .在最佳条件下 ,Zr( CCl3CO2 ) 4-Et2 Al Cl-Ph3P催化 1 -丁烯二聚的转化率为 95.1 % ,二聚物的选择性为 85.4 % .产物中有 C6 烯烃生成 ,证明锆配合物催化 1 -丁烯齐聚的金属锆碳键机理     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明：在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al2 O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.     

F,Cl原子与臭氧和甲烷反应机理和反应动力学的理论研究

用量子化学从关计算UMP2（full)方法研究F和Cl原子与甲烷分子和臭氧之间的反应机理，优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型，在Gaussian-3(G3)和G3MP2水平计算了它们的能量，研究结果表明：F原子与Cl原子一样与臭氧之间有很强的反应活性，而F原子与甲烷分子反应过程中有氢键生成，键能为3.71KJ/MOL，F原子与甲烷分子之间反应活性比与臭氧分子之间反应活性强。F原子易与甲烷分子生成含有氢键的化合物，且很快分解生成化学性质非常稳定的HF，能同F O3反应竞争，而CL原子甲烷分子反应过程中则无氢键生成现象，且在CL原子与臭氧和甲烷之间竞争反应时，CL原子与臭氧之间反应优先，同时我们还对F和CL原子与甲烷分子臭氧之间反应动力学速率常数进行了计算，我们的理论计算结果能合理地解释大气中CL原子是损耗臭氧的主要化学物质，而活性更强的F原子为什么对臭氧损耗较小的原因。     

真空铝热还原法生产金属锶──SrCO_3热分解

碱土金属碳酸盐是所有碳酸盐中最稳定的一族·在热力学分析的基础上,研究了SrCO3在各种条件下的热分解规律·实验结果表明,添加Al2O3,碳或减少系统分压均可降低SrCO3的分解温度,其中添加Al2O3的影响最大·当向SrCO3中添加碳时,除降低其分解温度外,所产生的CO还可重复利用·     

具有3维阳离子超分子框架结构的(4,4'-BipyH2)2(FeCl4)3·Cl的水热合成和晶体结构

通过水热反应合成了一种新的具有3维阳离子超分子框架结构的化合物(4,4'-BipyH2)2(FeCl4)3·Cl(1),并对该化合物进行了X-射线单品结构表征.该化合物具有孤立结构特征,在分子中含有4,4'-BipyH2,FeCl4和氯离子.它们通过氢键形成3维阳离子超分子框架结构.(FeCl4)-离子位于该超分子框架结构的空隙中.     

离子液体中生物质基木糖制备糠醛的研究

在离子液体反应体系中,催化生物质基木糖脱水制备糠醛.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、木糖浓度、含水量、反应体系重复使用次数等因素对反应的影响.结果表明:当离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)用量为2 g、催化剂Al Cl_3·6H_2O用量为0.5 mmol、木糖质量分数为5%、反应温度为160℃、反应时间为10 min时,糠醛最高得率可达76.6%;反应体系具有良好的稳定性,重复使用5次,催化活性没有明显下降.     

HCl气体在烧结矿表面的吸附机理及特性

基于密度泛函理论,对HCl气体在烧结矿表面的吸附机理进行模拟计算,并且通过实验研究了不同反应温度、烧结矿粒度和HCl气体流量条件下烧结矿表面吸附HCl气体的特性规律.结果表明：HCl在α-Fe2 O3(001)表面的最大吸附能为-175.91 kJ·mol-1,为化学吸附. Cl原子与基底表面的Fe原子发生反应结合成Cl-Fe键.吸附后Fe-O键长变短,Fe-O键能增加,结构更紧密. Cl原子与Fe原子结合成键后,削弱Cl原子与H原子的结合.温度对烧结矿吸附氯元素量的影响较大,随着温度升高,氯元素吸附量逐渐增多;随着烧结矿粒度增大,氯元素吸附量逐渐减少;随着HCl气体流量的增加,氯元素吸附量迅速增加.     

添加剂对自蔓延陶瓷内衬钢管组织的影响

采用静态自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了添加剂对反应过程及陶瓷衬层的显微组织的影响 ,所用添加剂主要有SiO2 、NaF、Al2 O3、CrO3等 前三种主要起稀释剂的作用 ,能降低系统的反应温度 ,CrO3主要起激活剂的作用 ,提高反应温度 SiO2 、NaF对陶瓷衬层致密化有双重影响 ,一方面降低反应温度不利于排气 ,另一方面形成低熔点相延长熔体液相停留时间 ,促进致密化 ;添加Al2 O3降低反应温度 ,不利于排气 ,增加陶瓷层中气孔含量 ;添加CrO3提高反应温度 ,延长熔体高温停留时间促进排气     

Pd/Al_2O_3气相催化丙烯腈制丙腈添加CaO的研究

利用固定床连续反应装置，研究了钯催化剂对丙烯腈在常压下气相加氢制丙腈的催化性能。Pd/Al2O3催化剂对丙烯腈双键加氢选择性较高，没有检测出副产物。但催化活性随反应时间延长迅速降低。加入助剂CaO能提高催化剂的稳定性，延长催化剂寿命；CaO含量(wt)以30％时为最佳修饰量。结合XRD，SEM谱图探讨了CaO对催化剂性能的作用。并考察了反应条件对催化剂性能的影响。     

几种无机盐与离子液体催化苊的偶联反应

为合成新型功能高分子中间体,分别研究了在AlCl3,FeCl3,ZnCl2等无机盐和[Bmim]Cl／FeCl3离子液体催化作用下,苊在温和条件常温常压下的偶联反应．经GC／MS分析发现生成了3,3＇-联苊．用GC法考察了不同反应条件对3,3’-联苊产率的影响,得到了各催化剂作用的优化反应条件．结果表明,上述几种催化剂中,[Bmim]Cl／FeCl3离子液体对苊的偶联反应催化效果最好,在该催化剂作用的优化反应条件下,3,3’-联苊产率为48．71％,选择性78．56％,且[Bmim]Cl／FeCl3离子液体对环境无污染,并可循环使用．通过重结晶、层析等方法得到了功能高分子中间体3,3‘-联苊纯品,并用GC／MS,FTIR和^1H NMR等分析测试手段鉴定了其结构．     

FeCl3/PVP胶体催化H2O2氧化苯乙烯为苯甲醛

采用水热合成方法制备FeCl3/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)胶体催化剂.利用TEM和XRD对样品的结构和形貌进行表征.结果表明,不添加PVP,FeCl3水热后形成Fe8O16(OH)16Cl1.3化合物.加入一定量PVP均生成不同大小棒状胶粒的胶体.PVP的加入量1.3g,水热温度为100℃,水热时间为2h,制备的胶体的性质最为稳定,并且催化氧化苯乙烯的活性最佳.此条件下制备的催化剂在60℃,反应时间6h,催化剂用量0.8mL的条件下,FeCl3/PVP胶体催化剂表现出较好活性,苯乙烯转化率92.4%,苯甲醛选择性83.4%.