Ni掺杂对Ba0.5Sr0.5FeO3-δ混合导体透氧材料结构及性能的影响

采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸配位法制备具有钙钛矿结构的Ba0.5Sr0.5Fe1-xNixO3-δ(x=0、0.03、0.05、0.07和0.1)混合导体氧化物,考察Ni掺杂量对材料结构与性能的影响。借助于X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氧渗透性能分析,对试样的相组成、微观形貌、热膨胀行为以及氧渗透性能进行测试与表征。结果表明:少量Ni的掺杂可以提高试样的透氧性能,当Ni的掺杂量较低(x<0.07)时,试样为单一的钙钛矿相,具有较好的氧渗透性能及稳定性。当Ni掺杂量较高(x≥0.1)时,试样中出现第二相,且氧渗透性能随第二相的出现而大幅降低。     

BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)钙钛矿型混合导体透氧膜的性能

混合导体固体透氧膜与POM制氢工艺相耦合,可以较大幅度地降低制氢成本.由于透氧膜在高温、强还原性气氛下工作,仅仅具有较高的透氧能力并不能满足实际应用需求,还必须具有较高的化学稳定性.通过O2-TPD,CO2-TG及透氧实验研究了两种透氧能力最高的膜材料BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ及Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ.研究发现,由于Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿中A位的Sr2+被Ba2+取代及B位的Co4+部分被Nb5+取代,有效地提高了BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ钙钛矿材料的化学稳定性.     

焦炉煤气在透氧膜反应器中的重整机理

通过实验设计和透氧量测定研究焦炉煤气(coke-oven-gas,COG)或天然气中的甲烷在透氧膜反应器中的部分氧化重整途径,提出反应器内的"重整-透氧"机理模型.在由混合导体和催化床构成的透氧膜反应器中,催化床主要实现甲烷裂解和催化重整的功能,在膜表面处的催化金属微粒完成了还原性气体的"吸附—溢流—氧化"过程,进而强化混合导体内部的氧离子传导.     

BaBO_3系列透氧材料最优成份规律的理论研究

本文利用第一性原理的密度泛函理论计算方法,对BaBO3系列透氧材料所涉及的4种结构（立方相、六方相、BaBO2和BaBO4）进行了几何优化模拟,得到了来自第4,第5和第6周期中48个B位元素替换后的优化结构,通过这4种虚拟相之间结合能的比较,了解B位元素在稳定立方相中的作用和规律,并讨论了B位元素对晶格稳定性和立方-六方相变的影响.结合实验数据总结分析,本文发现了现有的透氧材料最优透氧性能成份的范围和规律,为今后ABO3系列的透氧材料成份的定量优化设计提供一个理论指导.     

中空纤维陶瓷透氧膜反应器

通过相转化法制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α(LSCF)非对称中空纤维致密陶瓷膜,并进一步组装成了中空纤维陶瓷膜反应器.应用LSCF膜反应器可以直接从空气中分离出纯氧,氧产率在980℃和膜管内侧(真空侧)压力为5.33kPa的操作条件下可达到48.27 L(STP)/m2.h.该膜反应器还适合于各种氧化或脱氢反应等.     

透氧膜反应器内NiO/MgO催化甲烷重整反应的途径

在透氧膜反应器内对比分析了不加催化剂和添加 1 g 9% Ni/γ -Al2O3 催化剂的甲烷重整反应实验. 结果表明, 不加催化剂时甲烷相对较惰性; 而在催化剂的作用下, 甲烷重整活性得到了较大提高, 但是催化剂易积碳. 推测甲烷重整反应路径如下: 甲烷在催化剂活性组分上发生裂解, 产生氢和碳; 生成的氢与膜表面的氧反应生成 H₂O,从而使得膜表面侧氧分压下降, 透氧量增大. 通过设计不同 Ni 含量 NiO/MgO 催化剂下的甲烷裂解和甲烷重整反应实验, 验证了以上的反应机理模型.     

Cu掺杂La0.5Ba0.5CoO3-δ阴极材料动力学性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构La_0.5Ba_0.5Co_1-xCu_xO_3-δ(LBCC_-x,0≤x≤0.4)氧化物,系统地研究了Cu部分取代Co对LBCC_-x阴极材料的晶体结构、电导率和电化学性能的影响.研究结果表明：Cu掺杂La_0.5Ba_0.5CoO_3-δ增加了晶格体积和氧空位浓度,降低了电极材料的电导率.Cu部分替代Co有效改善了LBCC_-x阴极材料的电化学性能.当温度为750℃时极化阻抗为0.043Ω·cm^-2,La_0.5Ba_0.5Co_0.7Cu_0.3O_3-δ,(LBCC₃)表现出最优的氧还原反应活性.弛豫时间分布(DRT)分析表明,气体扩散是LBCC_-x阴极材料电催化...     

透氧纤维素膜的制备及其性能研究

以NMMO(N–甲基吗啉–N–氧化物)工艺为基础,在纤维素溶液中加入CaCO3并在成膜后酸洗去除,制备具有适当透气度的纤维素膜.通过控制CaCO3的粒径和添加量,探讨纤维素膜透氧性能和拉伸性能的变化.结果表明:随着CaCO3的加入,纤维素膜的透氧系数增大,拉伸强度、断裂伸长率和透明度总体呈下降趋势.CaCO3添加量一定时,CaCO3粒径越大,透氧系数越大,拉伸强度和透明度越小.     

Fe2O3修饰CaSO4/Ben载氧体化学链燃烧反应特性

分别采用间歇式流化床反应器和热重分析仪进行多次循环实验及反应性能测试,研究了Fe2O3在化学链燃烧过程中对CaSO₄/Ben(膨润土)载氧体的催化作用,并对比Fe₂O₃不同添加量(质量分数)时CaSO₄/Ben载氧体与CO的反应活化能。结果表明,添加Fe₂O₃后CaSO₄/Ben载氧体的比表面积和孔容增加,还原反应速率提高,并使系统内维持较高浓度的CO₂;添加Fe₂O₃可抑制CaSO₄生成CaO和含硫气体的反应,提高CaSO₄/Ben载氧体循环反应的稳定性;Fe₂O₃的最佳添加量为w=15.0%,该添加量下CaSO₄/Ben载氧体与CO反应的活化能由88.72 kJ/mol降低至43.08 kJ/mol,反应活性显著提高。     

ZrO2基固体电解质氧传感器的研究现状及发展趋势

近年来,由于ZrO2基固体电解质氧传感器具有高的测氧灵敏度和在高温下的化学稳定性,因而在节约能源、环境保护等方面得到了广泛的应用.该文首先介绍了ZrO2基固体电解质氧传感器的测氧原理,然后阐述了ZrO2基固体电解质氧传感器的研究现状;重点介绍了氧传感器导电理论,及在高温和低温条件下工作的氧传感器研究状况和氧传感器的应用研究,并对氧传感器未来的发展进行了分析和展望,指出为了获得高性能的氧传感器应重点发展纳米材料氧传感器.     

碳钢的ECAP组织细化

在众多提高钢铁材料强韧性的方法中,细化组织是唯一提高强度而不降低韧性的方法。目前钢铁组织细化已成为材料研究的重要方向。作为钢铁材料组织细化的一个新方法ECAP法,在近几年来受到学者广泛关注。结合作者的部分工作全面论述了碳钢的ECAP变形组织细化的研究进展,其中包括变形组织、力学性能、组织热稳定性。     

Fluorite Ce0.8Sm0.2O2-δ porous layer coating to enhance the oxygen permeation behavior of a BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ mixed conductor

Fluorite Ce_0.8Sm_0.2O_2-δ (SDC) nanopowder with a crystallite size of 15 nm was synthesized by a co-precipitation method. An SDC porous layer was coated onto a BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ (BCFN) mixed conductor to improve its oxygen transport behavior. The results show that the SDC-coated BCFN membrane exhibits a remarkably higher oxygen permeation flux (J_O2) than the uncoated BCFN in the partial oxidation of coke oven gas (COG). The maximum (J_O2) value of the SDC-coated BCFN is 18.28 mL·min-1·cm-2 under a COG/air flux of 177 mL·min-1/353 mL·min-1 at 875℃ when the thickness of the BCFN membrane is 1 mm; this (J_O2) value is 23% higher than that of the uncoated BCFN membrane. This enhancement is likely because of the higher oxygen ionic conductivity of SDC, which supplies oxygen vacancies and accelerates oxygen exchange on the membrane/coating layer/gas three-phase boundary.     

一体式膜生物反应器处理城市生活污水水质及回用分析

城市缺水问题日益突出,城市生活污水作为第二水源回用极为迫切.分析了膜生物反应器处理城市污水出水水质及其回用情况.实验中试表明,膜生物反应器处理城市生活污水,系统运行稳定,出水水质优于中国建设部部标生活杂用水水质标准(CJ25.1-89),可直接用于城市绿化、冲厕、扫除及洗车.具有良好的环境、经济和社会效益.     

基于荧光猝灭原理的光纤化学传感器在线监测水中溶解氧

利用氧分子对芘丁酸的荧光具有猝灭作用的特性,构造出基于荧光猝灭原理的光纤氧化学传感器。就用于水中溶解氧在线监测的光纤光谱仪的搭建、传感探头的设计及传感膜的制作进行了探索,并对传感器的响应性能进行了考察。结果表明以三醋酸纤维素为固相支持剂、邻苯二甲酸二辛酯为增塑稳定剂、芘丁酸为分析物识别器制备的传感膜对溶解氧的响应具有良好的可逆性,稳定性,较快的响应时间和较长的使用寿命。与标准法相对照,用本仪器系统测定了不同盐度的人工海水中的溶解氧浓度,两种方法在不同浓度水平下的溶解氧测定值均无显著性差异。本法的日内和日间RSD在2.4%～6.1%之间。     

Grain refinement of Mg-Li-Al cast alloys by adding typical master alloys

Commercial Al-3Ti-1C and Al-5Ti-1B master alloys were added in order to refine the grains of Mg-Li-Al alloys.The effects of their addition levels on grain refinement of Mg-Li-Al cast alloy were investigated and the mechanism of the grain refinement was discussed.The results showed that the addition of Al-3Ti-1C master alloy reduced the grain size of LA141 cast alloy from 900μm to 400μm,while the addition of Al-5Ti-1B master alloy reduced the grain size of LA51 cast alloy from 500μm to 240μm.The grain ref...     

基于多体动力学的悬架优化对汽车侧风稳定性影响研究

依据某跑车建立了整车多体动力学模型;根据析因设计理论,以提高汽车的侧风稳定性为主要目标,以侧风响应下的侧向滑移量和横摆角速度为具体评价指标,对悬架系统进行灵敏度分析;结合优化设计方法,对悬架结构进行改进,显著地改善了汽车的侧向风稳定性。     

掺杂LaNiO3型双功能氧电极的电化学性能

双功能氧电极的开发是二次空气电池的关键问题,以开发高性能的双功能氧电极为目的,制备了 LaNi1-yMyO3(M=Co,Fe;y=0,0．2)钙钛矿氧化物作为双功能氧电极的电催化剂,以活性碳为载体,聚四氟乙烯乳液为粘接剂制备双功能氧电极．采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱,并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析．通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理．结果表明,对于LaNiO3化合物,B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能,电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成．     

基于时空转换的结构优化并行算法

笔者尝试将并行处理引入结构优化领域，基于时空转换，研究了实现并行化的５条途径，指出了大系统设计所存在的问题，提出了设计大系统并行结构优化的技术路线。     

Toward the development of Mg alloys with simultaneously improved strength and ductility by refining grain size via the deformation process

Magnesium(Mg) alloys, as the lightest metal engineering materials, have broad application prospects.However, the strength and ductility of traditional Mg alloys are still relativity low and difficult to improve simultaneously.Refining grain size via the deformation process based on the grain boundary strengthening and the transition of deformation mechanisms is one of the feasible strategies to prepare Mg alloys with high strength and high ductility.In this review, the effects of grain size on the strength and ductility of Mg alloys are summarized, and fine-grained Mg alloys with high strength and high ductility developed by various severe plastic deformation technologies and improved traditional deformation technologies are introduced.Although some achievements have been made, the effects of grain size on various Mg alloys are rarely discussed systematically and some key mechanisms are unclear or lack direct microscopic evidence.This review can be used as a reference for further development of high-performance fine-grained Mg alloys.