真空碳热还原过程中二氧化硅的挥发行为

为了解在真空碳热还原过程中SiO2的还原特性以及还原过程中的主要影响因素,对二氧化硅的还原过程进行热力学分析,得出化学反应自由能和临界温度。在系统压力为2~200 Pa条件下,以分析纯SiO2和Fe2O3为原料,采用XRD,SEM,EDS和化学成分分析等手段,研究Fe/Si摩尔比、配碳量、反应时间、还原剂粒度和升温速率对硅的挥发率和还原反应速率的影响。实验结果表明:在100 Pa条件下,SiO2的临界反应温度为1 330~1 427 K。SiO2发生气化反应生成的SiO气体挥发至石墨冷凝系统歧化生成Si和SiO2,造成硅的损失,且有部分SiO气体和石墨反应生成SiC;增大Fe/Si摩尔比和配碳量以及减小还原剂粒度均降低了硅的挥发率,提高了SiO2还原反应速率;延长反应时间和提高升温速率增加了硅的挥发率。     

固溶La_2O_3的A矿性质及其水化性能

运用化学分析、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＤＴＡ等测试手段，研究了稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３对Ａ矿性质及其水化性能的影响。结果表明：Ｌａ２Ｏ３的掺入细化了Ａ矿晶体，并使Ａ矿晶系由三斜向单斜转变。随着Ｌａ２Ｏ３掺量增加，Ａ矿水化速度及其浆体强度（尤其是早期强度）不断降低，凝结时间不断延长     

掺杂La_2O_3的CuW电触头的组织及电性能

采用液-固掺杂工艺将La(NO3)3与WO3混合,经干燥、La(NO3)3裂解和WO3还原等工艺制备含有La2O3的稀土W粉,采用粉末冶金-熔渗法制备含有La2O3的CuW电触头;研究了保温时间对La(NO3)3裂解的影响以及La2O3对CuW电触头性能的影响. 结果表明:用液-固混料法制备的稀土W粉,La2O3分布均匀,粉末粒度较细;La(NO3)3裂解粉末的颗粒随着保温时间的延长而长大;掺杂La2O3的CuW触头耐电弧烧蚀性能有显著的提高.     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300益,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响：还原温度≤1100益时,平均活化能为202.6 kJ·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100益时,平均活化能为116.7 kJ·mol-1,为碳气化反应和FeO还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100益),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.     

铜锰复合氧化物低温催化氧化甲醛的性能研究

 采用简单的氧化还原方法,通过控制Cu和Mn物质的量之比及煅烧温度等条件合成了一系列铜锰复合氧化物。通过考察合成条件对催化剂的晶相、形貌以及催化活性的影响,从而确定最佳的工艺条件,结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等多种表征手段揭示催化剂结构和活性的关系。研究结果表明,在单一锰氧化物中,铜的掺杂促进氧物种移动,使得铜锰复合氧化物具有较低的还原温度和较强氧化还原能力,且结晶度差的无定型态同样有利于氧空穴的增加,从而有利于甲醛的催化氧化。当Cu/Mn物质的量之比为1：2、煅烧温度为300℃时制得的铜锰复合催化剂催化性能最佳,能够在90℃下完全降解甲醛。     

碳布基底上Sn-Co双金属协同电催化CO2为甲酸

通过采用电镀的方法在不同的摩尔比镀液中制备了以碳布(carbon clothes,CC)为基底的锡－钴双金属电极材料(SnxCoy/CC).采用XRD、SEM、XPS、EDS和BET等测试方法对该催化材料的组成、微观形貌和结构进行了表征,结果表明Sn-Co双金属在碳布基底上电沉积成功.并利用线性循环伏安法、计时电流法以及EIS阻抗分析评价了该电极材料对CO2还原的电催化性能.结果表明,当双金属渡液中Co掺杂的含量为40%时,在碳钎维上生长出稻穗形貌的立方状双金属微粒,且该电催化材料具有最低的电荷转移电阻和最高的电导率,XPS分析表明双金属电极的表面金属元素都以催化效果较好的氧化态SnOx、Co3O4的形式存在.在电解电压为－1.16 V(vs.RHE)时,Sn60Co40/CC电催化产甲酸的法拉第效率可达57.4%,高于单金属Sn的产甲酸的法拉第效率42.3%,表明通过掺杂Co元素和调控形貌可以有效提高单金属Sn的电催化性能.     

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％.     

Evaluation of charge storage ability of chrome doped Mn2O3 nanostructures derived by cathodic electrodeposition

A facile synthetic route has been proposed to prepare cauliflower-like nanostructures of Cr doped Mn2O3. The synthesis was carried out by constant current cathodic electrodeposition from Mn2+ nitrate solutions containing minor amounts of dichromate. It was found that the presence of Cr mediates the formation of cathodic MnO2 which then reacts with the excess Mn2+ species to form Mn2O3 nanostructures. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Differential Thermal Analysis (DTA) were used to characterize the nanostructures. The storage ability of the obtained nanostructures was investigated by cyclic voltammetry (CV) in 0.5 M Na2SO4 solution. The results indicated that the Cr doped manganese oxide material shows better performance than the non-doped one, and the charge capacity (SC) of doped manganese oxide (218 F/g) was higher than pure manganese oxide (208 F/g).     

Pd/La_2O_3-CeO_2-Al_2O_3/CC催化燃烧低浓度甲烷的试验研究

采用涂覆-浸渍法制备了Pd/La2O3-CeO2-Al2O3/CC催化剂,测定了其对低浓度甲烷催化燃烧活性。试验表明,Pd/La2O3-CeO2-Al2O3/CC催化剂具有良好的催化活性,Pd负载量大的催化剂活性越好,La2O3对催化剂稳定性有帮助,CeO2的加入可以提高催化活性,空速为10000h-1时,0.5%Pd催化剂的T10为309℃、T90为432℃。     

La_(0.8)M_(0.2)Fe_(1-x)Cu_xO_3钙钛矿型氧化物的制备及催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列钙钛矿复合氧化物La0.8M0.2Fe1-xCuxO3(M为Sr、Ba和Ce).催化性能测定结果发现,800℃焙烧所制得的La0.8Ce0.2Fe0.7Cu0.3O3具有良好的三效催化性能,在该催化剂上C3H6、CO和NO的起燃温度较低,分别为225℃、200℃和280℃,并且在温度达到325℃之前都能得到完全转化.扫描电子显微镜和X射线衍射测试分析表明,La0.8Ce0.2Fe0.7Cu0.3O3具有良好的钙钛矿型晶体结构,晶粒为纳米级,团聚不严重,这可能是其三效催化性能良好的主要因素.     

锰锆镧固溶体的制备及负载铜催化剂的性能研究

采用改进的共沉淀法制备锰锆镧复合氧化物(MnxZr1-xLayO2-σ)载体,然后采用等体积浸渍法负载活性组分Cu,制得铜基锰锆镧复合氧化物(Cuλ/MnxZr1-xLayO2-σ)催化剂.考察该催化剂催化CO、C3H6和NO转化反应的三效催化性能,并且利用XRD、TG和SEM等方法研究催化剂结构与性能的关系.实验结果表明:Mn:Zr:La摩尔比为0.9:0.1:0.06,Cu负载量为5%时,制得的Cu5%/Mn0.9Zr0.1La0.06O2-σ催化剂催化CO、NO和C3H6转化反应的活性良好;Mn、Zr和La能够形成稳定的Mn-Zr-La固溶体,可以有效提高催化剂的低温活性和热稳定性,并且不出现Cu、Mn、Zr或者La物种在载体表面富集的现象;因此,Cu5%/Mn0.9Zr0.1La0.06O2-σ催化剂具有良好的性能,在该催化剂上CO、C3H6和NO的起燃温度(T50)分别为112℃,253℃,210℃,完全转化温度(T90)分别为154℃、319℃和288℃,至500℃时转化率分别高达100%、97.5%和99.3%.     

添加剂对稻壳合成SiC的影响

以稻壳作为硅源和碳源,不同掺量的Al2O3、Nd2O3、CeO2等作为添加剂,用碳热还原法在1 500℃条件下成功合成了SiC。利用XRD分析了试样在烧成过程中的物相变化,用SEM观察了试样的显微结构。结果表明,当无添加剂时,稻壳在1 550℃下仅能形成少量SiC,掺入Al2O3、Nd2O3、CeO2,均能促进SiC的形成。其中,掺3.5%Al2O3于1 500℃下烧成试样的SiC合成率最高,达到89.12%。     

镍基催化剂对乙烷氧化脱氢制乙烯性能的研究

用均匀沉淀法制备了片状复合氧化镍NiMO(M=Li,Sr,Y,Fe,La)催化剂,并研究了其对乙烷氧化脱氢制乙烯的催化性能.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(O2-TPD)等方法对镍基催化剂进行了表征.X射线衍射和扫描电子显微镜检测结果表明:助剂的加入对催化剂的形貌影响不大,仍为片状结构;平均粒径为5~10 nm.程序升温还原和脱附表征结果表明:助剂Li,Sr并未进入NiO晶格;而助剂Y,Fe,La与Ni之间具有相互作用,因而影响催化剂的理化性质和催化活性.其中,Fe掺杂的片状氧化镍催化剂对乙烯的选择性和收率均有所改善,340℃时NiFeO催化剂上的乙烯收率可达18.2%.     

纳米La 2O 3/TiO 2复合薄膜的抗凝血性研究

 采用射频磁控溅射方法制备了TiO₂薄膜和La₂O₃掺杂的TiO₂复合薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射,紫外可见光谱等材料表征方法研究La₂O₃掺杂对TiO₂薄膜的结构及抗凝血性能的影响。结果表明：La₂O₃掺杂促使TiO₂晶粒沿金红石相(110)晶面择优生长,能细化TiO₂纳米晶粒的大小,使薄膜的光学带隙由2.85 eV提高到3.2 eV。血小板粘附实验表明La₂O₃掺杂的TiO₂复合薄膜具有优良的血液相容性能;分析了复合薄膜的抗凝血机理。     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

生物质焦焙烧还原低品位软锰矿及其动力学

采用生物质焦和活性炭粉作还原剂,在管式炉中进行了低品位软锰矿焙烧还原对比试验.分别研究了焙烧温度、焙烧时间、生物质焦用量等条件对软锰矿还原率的影响,对焙烧产物进行了X射线衍射分析.结果表明,生物质焦在焙烧时间和还原效率上优于活性炭粉;软锰矿焙烧还原依次经历Mn O2→Mn2O3→Mn3O4→Mn O过程;在焙烧温度为800℃,焙烧时间为50 min,生物质焦用量为10%时,软锰矿还原率可达98%以上,在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,表观活化能为43.896 k J·mol-1.     

超声波浸渍法制备MnOx/TiO2催化剂低温选择性催化还原NO

采用超声波浸渍法、传统浸渍法和溶胶凝胶法制备了一系列的MnOx/TiO2催化剂,采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、原位红外(in situ FT-IR)、高分辨率扫描电镜(HRTEM)程序升温还原(TPR)等技术进行表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO的反应条件下( NH3-SCR)对催化剂的低温反应...     

Pd/ZrO2-Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧性能

用共沉淀法制备不同摩尔配比的ZrO2和Al2O3混合载体，负载贵金属Pd后，对该催化剂系列进行甲烷燃烧反应的活性表征．利用XRD.BET，BJH孔分布，CO脉冲吸附Pd分散度测定法等技术考察了ZrO2和Al2O3不同配比对混合载体的结构和催化剂性能的影响．结果表明．ZrO2和Al2O3的摩尔比为1：5．8的负载Pd催化剂活性最好，载体中单斜晶相氧化锆和较大孔径分布的催化剂都有助于催化剂活性的改善．     

担载Ni催化剂中Ni担载量及金属助剂对CH4与CO2重整反应活性的影响

考察了金属Ni担载量对Ni/Al2 O3、Ni/MgO/Al2 O3催化剂用于甲烷与二氧化碳重整反应活性的影响 ,结果表明 :Ni担载量对反应活性的影响受反应温度的制约 .在低担载量时 ,催化活性随Ni担载量的增加而增加 ,到 3%时CH4及CO2 转化率分别达到 10 0 %和88% ;但对高担载量催化剂如 2 0 %Ni/MgO/Al2 O3,高温时 (>10 73K)因Ni的聚集等使反应器堵塞 ,导致活性骤降 .与Ni/Al2 O3相比 ,Ni/MgO/Al2 O3具有更好的稳定性 .助剂对催化活性及稳定性也有一定影响 .各助剂对CH4转化的影响次序为 :La >Mn >Co >Fe .助剂的加入有助于Ni催化剂稳定性的提高 .     

由碳还原KMnO4制备氧化锰/碳超级电容材料

以碳粉为还原剂，在酸性条件下与KMnO₄反应制备了粉末状氧化锰/碳复合材料，研究了碳还原剂种类（活性炭、石墨化中间相碳微球和膨胀石墨）以及镍、钴、铒离子对制备的氧化锰/碳粉末结构及电化学性能的影响。采用X-衍射技术和扫描电子显微镜（SEM）分析了氧化锰/碳的结晶结构及表面形态。结果表明，活性炭具有较强的还原能力，氧化锰/碳材料具有良好的电化学电容行为，其中以活性炭为还原剂制备的氧化锰/碳具有较高的电容量，质量比容量达117F/g，掺杂镍、钴后质量比容量达到185F/g。