纳米Cu/3Y-ZrO2复合材料的制备及脱硫性能研究

研究了不同制备方法得到的Cu/3Y-ZrO2纳米材料的结构和物相变化,并在模拟烟气中采用气相色谱仪对其脱除SO2的性能进行了比较研究.结果表明,以氨水为沉淀剂,采用共沉淀-超临界干燥法所得的产物晶形发育较好且团聚较少,但经真空热处理后,在铜负载量为30%以上时才出现以金属Cu形式存在的铜组分衍射峰;而以碳酸钠为沉淀剂,采用分步沉淀-真空干燥处理后的产物晶形发育较差,团聚程度也增加,在相同的热处理条件下,铜负载量为10%以上就出现了CuO的衍射峰.与分步沉淀-真空干燥法得到的产物相比,共沉淀-超临界干燥产物的脱硫率较高,稳定性也较好.     

制备方法对Cu/La2O3催化剂上醇转移脱氢性能的影响

采用沉积-沉淀法(DP)、共沉淀法(CP)和浸渍法(IMP)制备了Cu/La2O3催化剂,并用ICP-AES、BET、XRD、H2-TPR及TEM等对催化剂进行了表征,以1-辛醇转移脱氢制备1-辛醛的反应为探针反应研究了不同的制备方法对Cu/La2O3催化剂性能的影响。结果表明,与采用共沉淀法(CP)和浸渍法(IMP)制备的催化剂相比,沉积-沉淀法(DP)制备的Cu/La2O3催化剂具有更大的比表面积和更高分散度的Cu物种,使得Cu/La2O3催化剂在1-辛醇液相转移脱氢制1-辛醛的反应中具有更好的转移脱氢活性。     

Cu/Sn比率对Cu2SnSe3薄膜若干物理性质的影响

利用射频(RF)磁控溅射在玻璃基片上共溅射沉积Cu-Sn预制膜。采用固态硒化法,制备Cu/Sn化学计量比在1.87～2.22之间的Cu2SnSe3薄膜。研究了Cu/Sn比率对Cu2SnSe3薄膜的晶体结构、微结构、光学性能以及电学性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,所制备的Cu2SnSe3薄膜为立方晶体结构,具有(111)择优取向;贫铜的Cu2SnSe3薄膜光学带隙Eg随着Cu/Sn比率增大而增大;富铜的Cu2SnSe3薄膜光学带隙Eg随着Cu/Sn比率增大而不变。薄膜电阻率为1.67～4.62mΩ.cm。     

基于光催化性能的Cu-Ce/TiO_2湿性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO_2。探讨Cu-Ce负载量、Cu与Ce摩尔比和煅烧温度对Cu-Ce/TiO_2性能的影响。利用SEM,LPSA,BET和UV-Vis测试Cu-Ce/TiO_2的表面形貌、粒度分布、孔结构和光学性能。结果表明:Cu-Ce负载量3%、Cu与Ce摩尔比1∶1、煅烧温度500℃时,制备的Cu-Ce/TiO_2具有良好的光催化性能与湿性能。Cu-Ce/TiO_2呈近似球体,具有较好的均匀化和分散性,其粒径分布为1202.98~5364.48nm,其中d50为2437.57nm。Cu-Ce/TiO_2具有狭小瓶颈的"墨水瓶"型孔结构,其比表面积为105.55m2/g,孔体积为0.1200~0.1246mL/g,平均孔直径为3.44~4.02nm。Cu-Ce掺杂促使Cu-Ce/TiO_2内部形成新的能级,提高捕获e-和h+的能力,增强光子的利用效率,促使吸收边带发生红移。     

钛基LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂的制备及催化燃烧性能

为提高钙钛矿型催化剂的活性,以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备负载型钙钛矿LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、A位元素配比和B位元素掺杂对催化剂催化燃烧甲苯性能的影响,并对催化剂进行XRD和BET表征。结果表明:催化剂的最佳制备条件是活性组分负载量为12%,焙烧温度为750℃,催化剂的最佳形式为La0.8Ce0.2 Ti0.8 Mn0.2 O3/γ-Al2 O3,在该催化剂的作用下,甲苯的起燃温度T50和完全转化温度T90分别为292℃和338℃;负载型钙钛矿催化剂保持了完整的钙钛矿结构,活性组分均匀分布在载体的孔道中,虽然会导致载体的比表面积有所降低,但催化剂可以更最大程度地分散,更有利于提高催化剂的催化活性。     

La2O3/γ-Al2O3复合产物的浸渍-燃烧法制备及表征

采用浸渍-燃烧法制备了La2O3/γ-Al2O3复合产物,原料为La(NO3)3.6H2O(A.R)、一水合柠檬酸和工业级的拟薄水铝石.以六水合硝酸镧和一水合柠檬酸分别为镧源和燃烧剂,柠檬酸与六水硝酸镧的摩尔比为5∶6左右.将拟薄水铝石研磨成粉末并溶于柠檬酸和镧的配合物溶液中,搅拌至凝胶状,110℃干燥2h,再放入马弗炉中焙烧2 h得到产物.采用XRD、BET、XPS进行分析和表征,结果表明La3+的加入提高了γ-Al2O3的热稳定性,随着样品焙烧温度升高,比表面积下降,孔容、孔径变大.随着La3+的量的增加,样品的比表面积增大,孔径尺寸分布变宽.通过控制La3+加入的量以及焙烧温度,可调控多孔γ-Al2O3粉体的比表面积、孔容、孔径大小及孔径分布.     

湿化学法制备高比表面积纳米氧化铝粉体

分别采用溶胶-凝胶法、超声-化学沉淀法、反相微乳液法合成了具有不同比表面积的纳米Al2O3粉体。采用TEM、HRTEM、SAED、XRD、比表面积分析等表征手段,分别对产物的形貌、结构、比表面积和孔容进行了表征和对比。纳米Al2O3粉体的比表面积为200～600m2/g(随合成方法和反应参数不同发生变化),均属γ-Al2O3,粒径均匀。考察了不同合成方法以及干燥方式对产物比表面积等物理性质的影响。结果表明,采用反相微乳液法结合真空冷冻干燥技术可以合成比表面积500m2/g的纳米Al2O3粉体。     

湿化学法制备高比表面积纳米氧化铝粉体

分别采用溶胶-凝胶法、超声-化学沉淀法、反相微乳液法合成了具有不同比表面积的纳米A12O3粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积分析仪等表征手段,分别对产物的形貌、比表面积和孔容进行了表征和对比。纳米A12O3粉体的比表面积为200～600m2/g(随合成方法和反应参数不同发生变化),均属γ-Al2O3,粒径均匀。考察了不同的合成方法以及干燥方式等关键参数对产物比表面积等物理性质的影响。结果表明,采用反相微乳液法结合真空冷冻干燥技术可以合成比表面积大于500m2/g的高比表面积纳米氧化铝粉体。     

Cu/Mn/La/MCM-41分子筛降解染料废水的性能研究

采用水热合成法和浸渍法合成三金属复合型催化剂Cu/Mn/La/MCM-41分子筛,利用XRD、SEM、BET、FT-IR等表征手段,研究了Cu/Mn/La/MCM-41分子筛样品的形貌和结构。采用Cu/Mn/La/MCM-41分子筛作为催化剂降解活性黑5染料废水,研究其降解活性黑5染料废水的催化性能,并得到其表观动力学方程。结果表明,与含有单金属的材料相比,Cu、Mn、La的负载有利于提高催化剂的活性,晶化温度为120℃,Cu的负载量为20%,Cu/Mn/La的摩尔比为15∶5∶2,其比表面积大、形貌更为规整,120 min活性黑5脱色率可达95.6%,Cu/Mn/La/MCM-41分子筛催化降解活性黑5染料废水的催化动力学符合伪一级动力学曲线。     

不同制备方法对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

分别采用共沉淀法、胶溶法和胶溶?共沉淀法制备了Ce0.5Zr0.5O2(12wt%)-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附?脱附、氧脉冲吸附(OSC)、程序升温还原(H2-TPR)和O2-程序升温脱附(O2-TPD)等手段进行了表征.材料经过1000℃焙烧后,XRD结果表明,三种方法制备的样品均存在CeO2-ZrO2立方萤石和γ-Al2O3两种晶型.N2吸附?脱附结果表明,胶溶?共沉淀法制备的样品,具有最大的比表面积和孔容,分别为146.2m2/g和0.5mL/g,且有最佳的孔径分布;氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR结果表明胶溶?共沉淀法制备的材料,具有最佳的储氧性能和还原能力;同时实验还比较了经1100℃焙烧对几种方法制备样品性能的影响.     

Effect of Heat Treatment on Silica Aerogels Prepared via Ambient Drying

Silica aerogels were prepared at ambient drying by using ethanol/trimethylchlorosilane （TMCS）/heptane solution as pore water exchange and surface modification of the wet gel before drying. The obtained silica aerogels exhibit a sponge-like structure with uniform pore size distribution. The effects of heat-treatment on the hydrophobicity, specific surface area and other properties were investigated. The results indicated that the hydrophobicity of silica aerogels could be maintained up to 350℃. With increasing heating temperature, hydrophobicity decreased, and became completely hydrophilic after heat-treatment at 500℃. Brunaueremmitt-teller （BET） surface area results indicated that the specific surface area of silica aerogels increased with increasing heating temperature in the range of 150-500℃. The effects of heat-treatment on the morphology and chemical bonding state of silica aerogels were investigated by scanning electron microscopy （SEM）, differential temperature analysis （DTA） and Fourier-transform infrared spectroscopy （FT-IR）.     

聚乙二醇对硅藻土制备超细白炭黑的影响

以硅藻土为原料,采用沉淀法制备白炭黑,研究聚乙二醇的用量对白炭黑吸油率和比表面积的影响。结果表明,在用硅藻土制备白炭黑工艺中添加聚乙二醇,可以得到粒度分布均匀的纳米级白炭黑产品,用质量分数为4.5%的聚乙二醇改性所得产品具有最大的比表面积,其值为191.521 m2/g,聚乙二醇分子与白炭黑颗粒面发生物理吸附要多于化学吸附。     

干燥方式对SiO2/TiO2减反膜性能的影响

用溶胶-凝胶法在清洁的K9玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米SiO2/TiO2复合减反射薄膜。分别采用远红外干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥等不同的干燥方式和不同干燥时间对同一薄膜进行热处理,系统地研究了不同干燥方式、温度、时间对薄膜的粗糙度、表面形貌及透射率的影响。结果表明,薄膜的最佳干燥条件为真空干燥箱160℃,干燥10h。     

超临界干燥法制备催化剂合成单壁纳米碳管及表征

采用超临界干燥法制备了活性高、比表面大的Fe/Mo/Al₂O₃催化剂.通过超临界干燥,催化剂的比表面由294m²/g提高到401m²/g.在1000℃下用该催化剂催化裂解甲烷, 合成了大产量、高质量的单壁纳米碳管(SWNTs).利用SEM、TEM、HRTEM、TGA 和Raman等手段对所制备的SWNTs进行了表征.结果表明:超临界法制备催化剂合成的粗产品中SWNTs含量在30%以上,大大高于同一配方催化剂采用常规干燥法的产率(约2%); SWNTs的管径分布在0.8-1.0nm之间,其形态以束状为主.     

化学链制氧技术铜基氧载体的性能研究

在STA409PC热重分析仪上对Cu/Si氧载体的脱氧-吸氧性能加以研究, 并利用BET、SEM和XRD对所制备氧载体的比表面积、表面形貌和物相组成进行分析。结果表明, 在N₂氛围中, 当温度高于850℃时Cu/Si氧载体脱氧反应进入快速反应阶段; 氧载体在空气氛围中再生的快速反应温度高于400℃; 氧载体脱氧和吸氧的反应速率随颗粒直径的减小及气体流量的增大, 而增大但变化不明显, 而随反应温度的升高, 氧载体脱氧和吸氧反应速率都会急剧增大; 23次循环实验中, 氧载体脱氧-吸氧性能稳定, 经循环之后的氧载体, 颗粒表面变得光滑, 空隙率增加, 但机械强度降低。物相分析结果表明氧载体脱氧后的成分主要有Cu₂O和SiO₂, 吸氧后的成分主要有CuO和SiO₂, 氧载体的制备方法和循环性能有很好的稳定性和适应性。     

沉淀-喷雾干燥法制备纳米晶碳化硅粉体

以廉价的水玻璃和炭黑为原料, 采用沉淀-喷雾干燥法制备反应前驱体, 经碳热还原合成碳化硅. 由于原料间混合均匀, 前驱体在1500℃下加热5h后就能实现完全反应. 对产物用XRD、IR、BET及SEM等进行了表征, 并对反应过程中温度、时间的影响进行了研究. 结果表明, 前驱体在1500℃下反应5h制得的产物为平均晶粒尺寸在37nm左右的β-SiC, 比表面积为12.4m²/g. 碳热还原过程中, 适当升高温度、缩短反应时间有利于得到高质量的SiC产物.     

基底温度对直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的影响研究

采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体,只有明显的Cu晶体。随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大。     

真空烧结对纳米铜粒子性能的影响

用TEM、XRD等方法研究了蒸发法制备的纳米铜粒子真空烧结后粒子尺寸及晶相的变化。将烧结处理后的铜粒子负载于低温氧化铝上,考察了对CO氧化反应的催化活性。结果表明,随处理温度的增加,纳米铜粒子烧结程度增加,尺寸变大,催化活性下降,晶相也由Cu、CuO变为Cu2O。     

冷热枪状态下弹枪相互作用的热力耦合分析

为了研究在冷热枪状态下弹枪的相互作用,以某型自动步枪的铜被甲弹丸与枪管为研究对象,建立了其相互作用的热力耦合有限元模型,模型结合了考虑温度对摩擦因数影响的摩擦力子程序以及基于火药燃烧过程的内弹道载荷子程序,对弹丸温度变化及其在全枪管中的运动进行了数值仿真分析。结果表明:冷枪时,铜被甲弹丸表层升温在200℃左右;400℃及700℃的假设热枪状态下,刚完成挤进时铜被甲弹丸表层温度已经接近熔点,在膛内运动过程中表层铜材料剥落,枪管内膛会出现了"挂铜"现象;另外,热枪状态下弹丸在膛内的攻角变化明显大于冷枪状态下的攻角,不仅印证了热枪射击精度比冷枪射击精度差,也揭示了造成此现象的机理:由于高温下铜被甲圆柱部材料软化脱落,变形不规则,造成弹丸在膛内及出膛摆动增大。