氧化铁对SiO2-Al2O3-CaO-Na2O-B2O3釉系统的显微结构和釉面呈色影响

在SiO₂-Al₂O₃-CaO-Na₂O-B₂O₃多元釉系统中以氧化铁作为变量，研究不同氧化铁添加量对于硼硅酸盐系统的釉层显微结构、釉色等的影响。结果表明：氧化铁的加入使得釉层结构改变，进而形成了釉面颜色变化。在没有氧化铁加入时，硼硅酸盐釉系统形成分相，产生200 nm左右的富B球形液滴和富Si连续相，在米氏散射作用下釉面呈现乳浊白色；少量氧化铁的加入导致釉熔体分相结构改变，富B相球形液滴尺寸减小，入射光在釉层被散射，在离子着色的作用下釉面呈现棕黄色；随着氧化铁的增加，球形液滴的尺寸继续减小，铁离子浓度在釉层不断聚集增大，入射光在釉层被大量的消耗，最终使得釉面呈黑色；当氧化铁添加量过多时，大量六边形赤铁矿α-Fe₂O₃晶体从釉层析出且呈不规则取向排列，形成“金星闪耀”的釉面效果。     

釉面分相对无铅CuO-MnO2系金属光泽釉的影响

以钙系生料釉为基础,引入结晶剂CuO、MnO₂制备无铅CuO-MnO₂系金属光泽釉;结合XRD、SEM-EDS进行物相组成定性分析和显微结构表征,系统探究外加TiO₂、V₂O₅以及玻璃粉对金属光泽釉釉面分相的影响。研究表明:一定量的TiO₂、V₂O₅引入能有效促进釉面的分相,将玻璃粉部分替换基础釉中的钾长石能使得釉熔体的高温粘度降低,并进一步加剧釉面分相,促进CuMn₂O₄铜锰尖晶石在釉层表面的析出和富集;当TiO₂引入量为2%,V₂O₅引入量为1%,玻璃粉引入量为25%(同为质量分数)时,金属光泽釉釉面效果最佳。     

油滴釉制作工艺的研究

在研制氧化气氛烧制油滴黑釉器的基础上 ,探讨了影响油滴釉形成的工艺因素。通过一系列试验 ,进一步验证了油滴釉在结晶过程中主要发生了液液分相 ;釉料的化学组成是油滴晶斑形成的先决条件 ;釉层厚度、烧成制度等是决定釉面效果的重要因素 ;油滴晶斑的呈色不仅与烧成气氛有关 ,还与着色氧化物的引入有关。     

微波热解制备g-Fe2O3催化剂及其SCR脱硝性能

以FeSO₄·7H₂O[Fe(NO₃)₃·9H₂O]为铁源,采用新型微波热解法制备γ-Fe₂O₃[a-Fe₂O₃]催化剂样品,通过XRD、N₂等温吸附-脱附、压汞法等实验手段对催化剂样品晶相、微观孔结构等进行表征;考察两种催化剂样品的NH₃-SCR脱硝性能,通过归一化处理得到两种催化剂在不同温度下的本征脱硝反应速率,同时对比研究了γ-Fe₂O₃与钒系催化剂的脱硝活性;研究氨氮比、氧浓度等运行参数对γ-Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响规律,并对其抗硫抗水性能进行考察.结果表明:采用新型微波热解法可得到纯度较高的γ-Fe₂O₃催化剂,其介孔分布合理且大孔数量丰富;同时γ-Fe₂O₃催化剂表现出优于a-Fe₂O₃催化剂的脱硝性能,400℃时最大NO_x转化率达到96%,300、325、350℃下单位面积脱硝速率达到a-Fe₂O₃催化剂的3倍左右;γ-Fe₂O₃催化剂具备优良的抗硫抗水性能,其最佳氨氮比为1、最佳氧体积分数为3.5%.     

煅烧温度对磁性铁钛复合氧化物微观结构及脱硝活性的影响

利用共沉淀微波法构筑新型磁性铁钛复合氧化物催化剂,研究了煅烧温度对其物性结构及NH₃-SCR脱硝性能的影响,揭示了钛掺杂对磁性γ-Fe₂O₃晶体高温热转化及其脱硝性能的优化机制。结果表明：当煅烧温度由300℃升至500℃时,磁性铁氧化物的比表面积、孔容先增大后减小,且较高的煅烧温度促使其γ-Fe₂O₃晶体逐步转变为α-Fe₂O₃晶体,导致磁性铁氧化物表面Fe²⁺和活性氧浓度增大,促使其NH₃-SCR脱硝性能降低;掺杂钛可提高磁性铁氧化物的热稳定性,抑制了高温煅烧下γ-Fe₂O₃晶体向α-Fe₂O₃晶体的不可逆转变和其孔隙结构的坍塌,增大了高温煅烧时磁性铁氧化物催化剂的比表面积和比孔容,合适的煅烧温度为400℃;该煅烧温度下,催化剂低温活性最佳,反应温度高于220℃、空速比60000h^-1时可获得80%以上的NO_x转化效率。     

不同尺寸反应器内H2O2热分解氧化NO特性与氧化产物分析

采用实验方法研究了不同尺寸滴管炉反应器内H₂O₂热分解氧化NO特性。对比了不同H₂O₂蒸发条件对NO氧化率的影响规律。分析了气体温度、H₂O₂溶液浓度、H₂O₂：NO摩尔比、NO初始浓度及气体流量对NO氧化率的影响。检测了氧化产物并分析了产物的生成路径。结果表明：H₂O₂的快速蒸发是其热分解氧化NO的前提。减小H₂O₂液滴尺寸或液膜厚度可加速H₂O₂蒸发与分解,提高NO氧化率,扩宽NO氧化的温度范围。保证蒸发速率可削弱H₂O₂浓度对NO氧化率的影响。当H₂O₂：NO < 10时,NO氧化率随H₂O₂：NO的增加而增加;当H₂O₂：NO>10时,NO氧化率几乎不随H₂O₂：NO变化。H₂O₂热分解对于较高浓度的NO具有更高的氧化效率。H₂O₂热分解氧化NO的主要产物为NO₂。HO₂·直接将NO氧化为NO₂,·OH则先将NO转化为HONO,然后进一步氧化为NO₂。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

油页岩低温热解过程中轻质气体的析出特性

为研究油页岩低温热解过程中轻质气体的析出特性,在热重-红外-质谱三联机上对国内有代表性的4个地区(FS、HD、MM和NM)油页岩以20℃·min^-1的升温速率进行了热解实验研究,考察了H₂、H₂O、CO、CO₂、CH₄和C_nH_m 6种轻质气体的析出速率和累积产量随温度变化的规律。实验结果表明:油页岩轻质气体析出的温度范围在180～540℃;H₂、CH₄和C_nH_m的析出速率曲线大致相似,呈高斯分布,CO和CO₂的析出速率则是先缓慢增加随后快速增加,达到最大值后又快速下降,直到析出结束,H₂O的析出速率相对比较复杂,油页岩的内水、矿物质的结晶水和热解水在3个阶段析出,析出速率都是先增大,达到最大值而后减小。     

Fe-Al2O3金属陶瓷选择性还原制备工艺研究

本文以Fe₂O₃、l₂O₃粉体为原料,在室温进行高能球磨,然后热压烧结制备（Fe,Al）₂O₃单相固溶体。对单相固溶体在H₂气氛下进行热处理,使固溶的Fe选择性还原析出为分散于Al₂O_基体中的金属颗粒。利用XRD、TEM分析还原产物,研究还原产物的物相,并观察还原后铁在氧化铝基体中的分布情况。     

模拟氢基竖炉工况条件下铝硅质耐火材料的结构与性能演变

基于H₂/CO混合气强还原服役环境,本工作模拟常压氢基竖炉服役工况,研究典型的铝硅质耐火材料经还原处理后性能变化规律及失稳机制。结果表明,在V(H₂)∶V(CO)=5∶2的条件下,热处理温度由450℃升高至950℃,混合气体对铝硅质耐火材料的还原能力逐渐增强。现有条件下,铝硅质耐火材料失稳的两个关键因素在于Fe₂O₃含量以及磷酸盐结合剂：1)当铝硅质耐火材料中Fe₂O₃含量较高时,在H₂/CO气氛下,Fe₂O₃极易被还原为单质铁。同时,这种情况会导致铝硅质耐火材料发生一定程度的体积变化和显著的力学性能下降。2)磷酸盐结合铝硅质耐火材料也面临磷酸盐挥发,导致显气孔率提高,结构稳定性降低。然而,研究还发现磷酸盐结合刚玉-莫来石砖中Fe₂O₃含量较低且伴生一定含量的TiO₂时,材料具有较好的抗H₂/CO气还原能...     

花型结晶釉的制备及显微结构表征

针对传统结晶釉产品普遍存在的烧成温度高、保温时间长、连续化生产难等问题,以钾长石、方解石、氧化锌、玻璃粉为主要原料,在1 220 ℃成功烧成K₂O-Na₂O-CaO-ZnO-SiO₂-Al₂O₃系陶胎结晶釉,重点研究了窑炉冷却制度和着色剂对釉面效果的影响。结果表明:冷却过程中,1 100 ℃“定点保温”3 h,2%(质量分数)NiO和2%(质量分数)CuO的着色剂组合可使陶胎釉面呈现直径约4.5 cm、白色花边、绿色内簇的花状粗晶;在速率为125 ℃/h的“缓速冷却”制度下,可生成内部绿色放射状晶簇、宏观尺寸约8 mm、美观自然且边界清晰的“梅花状”晶体。采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、XRD等分析对典型“梅花状”晶体的显微结构、化学组成等进行了表征,发现其内部存在着六边形柱状、针状等同晶异构硅锌矿晶体。六边形柱状晶体主要聚集在“梅花”中心,由于垂直釉面方向空间受限而长大缓慢,其尺寸普遍在2 μm左右;针状晶体主要平行于釉面并向“花瓣”放射生长。底釉非晶玻璃相中存在大量纳米级分相微球结构,呈现出豆绿乳浊效果。Fe₂O₃、CuO、MnO、NiO的两两组合可使陶胎釉面呈现窑变多色的釉面结晶效果,其中Fe₂O₃与MnO,以及NiO与CuO的着色组合效果最佳。     

配方组成对红色油滴天目釉的影响

油滴天目釉是天目釉中一个名贵的品种,因其烧成后的釉面像水面上的油滴而被称为油滴天目釉。利用氧化铁(Fe_2O_3)作为呈色剂,考察骨灰、钾钠长石、滑石比例对油滴大小、密集程度、釉面光滑度、光泽度等釉面效果的影响。实验结果表明:当配方组成中钾钠长石质量比为17.5∶22.5,滑石14%、骨灰16%、氧化铁为14%时,釉面呈现平整光滑,并析出红色油滴的天目釉效果。     

添加剂对紫砂土艺术色釉的影响及其呈色机理

采用紫砂土为铁源并引入Ca₃（PO₄）₂与Sn O₂双添加剂制备艺术釉。利用紫外可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等探究添加剂对其釉色、显微结构及艺术纹理的影响。结果表明：添加剂的引入除改变铁离子存在形式外,也有助于不规则蓝色花纹的产生。当引入Ca₃（PO₄）₂时,部分铁离子被还原,釉面呈蓝黄色且出现少量蓝色花纹;而同时引入Ca₃（PO₄）₂与Sn O₂会使得对铁离子的还原性加强,Fe²⁺与Fe³⁺的比值增加,釉面呈蓝绿色,花纹明显且明度值L*变大。釉玻璃体中存在的Fe³⁺―O―Fe²⁺是呈色因素之一,液相分离形成的结构色是辅助色,二者结合使釉面更为美观。     

稻壳白炭黑负载Fe2O3的气相芬顿反应NO预氧化

以稻壳为硅源,采用直接煅烧法制备白炭黑,以其为载体,采用共浸渍法制备Fe₂O₃/SiO₂催化剂;并采用同样方法以商用二氧化硅为载体制备Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,将二者用于催化H₂O₂预氧化NO的实验。探究不同工况（负载量、催化温度、H₂O₂汽化温度、H₂O₂流量和水汽浓度）对NO预氧化的影响,并对催化剂进行表征,分析其物理化学性质对催化性能的影响。结果表明,在负载量为50%、催化温度为140℃、H₂O₂汽化温度为120℃、H₂O₂流量为2.5mL/h时,达到最佳工况,NO氧化度能达到73%;在相同实验条件下Fe₂O₃/SiO₂催化剂的预氧化效果要比Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂高20%左右。TPR结果表明载体可以降低活性组分的还原温度,减少活性组分的团聚;催化剂的晶相结构稳定,机械强度及热稳定性良好;ESR和XPS结果显示Fe₂O₃/SiO₂催化剂的催化性能优于Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,能够更好地催化分解H₂O₂产生·OH。     

CuO-Co3O4-CeO2/CeO2-Al2O3催化剂脱除CO性能研究

以CeO₂-Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备CuO-Co₃O₄-CeO₂/CeO₂-Al₂O₃催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、氢气等温还原(H₂-TIR)、CO脱除性能评价等方法,考察预还原温度、反应温度、液相空速对CO脱除性能的影响。结果表明：催化剂在160℃下预还原可以获得37.3%的还原度,有效提高活性Cu⁺的数量,进而提高CO脱除性能;在液相丙烯中微量CO脱除反应中,反应温度升高、液相空速减小有利于提高CO脱除性能,当反应温度不低于50℃,液相空速不高于8 h^-1时,CO体积分数可脱除至0.03 mL/m³以下。在50℃、3 MPa,液相空速为8 h^-1的反应条件下,CuO-Co₃O     

二乙烯三胺五亚甲基膦酸/Fenton体系氧化脱除NO

针对当前Fenton氧化法脱除燃煤烟气中NO的过程中H₂O₂大量无效分解生成氧气的缺点,本文采用二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)/Fenton系统进行氧化脱除NO的实验研究。结果表明：该系统在NO脱除效率为95.1%的情况下,H₂O₂无效分解占比降低至15.5%。DTPMPA浓度的增加抑制了H₂O₂无效分解,其浓度较低时促进NO脱除而浓度较高时抑制NO脱除;H₂O₂及Fe²⁺浓度的增加均对NO脱除及H₂O₂无效分解有一定的促进作用,但二者浓度过高时亦均对脱除NO有一定抑制作用;降低反应温度对NO脱除影响较小,但会削弱H₂O₂无效分解;SO₂对NO的脱除及H₂O₂无效分解影响甚小。电子自旋共振技术和淬灭剂添加实验结果表明：DTPMPA的...     

立方体形α-Fe2O3光催化剂的合成及其可见光芬顿降解抗生素

抗生素的滥用和生产废水的无序排放造成了水体中抗生素污染问题日益严重。通过溶剂热法合成了立方体形貌的α-Fe₂O₃光芬顿催化剂，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其微观结构、物相等进行了表征。以盐酸四环素(TC)为模型抗生素污染物，研究了新型催化剂对TC的吸附和光芬顿降解性能，并探究了催化剂浓度、H₂O₂加入量、LED光源波长和p H等因素对TC降解效果的影响规律。结果表明，该工作成功合成出了粒径分布均一且具有立方体形貌的α-Fe₂O₃，其对TC的吸附在30 min内即可达到平衡，吸附量可达7.06 mg/g。当TC的初始质量浓度为20 mg/L、α-Fe₂O₃催化剂的质量浓度为0.5 g/L时，采用可见光LED光源光芬顿降解30 min,TC的去除率可达80%以上。     

MnFeO3和MnFe2O4氧载体在稻草化学链气化中的应用

通过溶胶凝胶燃烧法合成了MnFeO₃和MnFe₂O₄两种锰铁复合氧载体。通过原位红外实验探究其与稻草的化学链气化过程,发现其加速了稻草热解产物的析出,并通过气化反应促进CO和CO₂的产生,提高了碳转化率。固定床实验结果表明MnFeO₃和MnFe₂O₄在与水蒸气耦合气化的条件下大幅提高了合成气中H₂和CO的产率,气化效率分别达到94.49%和92.76%。并通过XRD分析,发现MnFeO₃和MnFe₂O₄在气化过程主要还原为(Fe,Mn)O,且在氧化反应后能回到初始晶相。在固定床的10次循环实验以及SEM的结果表明,MnFeO₃在循环反应中逐渐形成的颗粒状多孔结构有利于维持稳定的气化效率,而MnFe₂O₄由于团聚和烧结作用形成了块状结构,气化效率呈缓慢下降趋势。因此,认为MnFeO₃在生物质化学链气化中具有更好的适用性。     

γ-Fe2O3空心球/Fe-N-C宽电位窗口选择性电催化还原CO2为CO的研究

Fe-N-C材料是一类重要的电催化还原CO₂为CO的催化剂,但其只能在较正的电位和较窄的电位窗口实现CO的高选择性,不能满足串联催化中CO被进一步还原的要求。因此,以高纯Fe(phen)₃Cl₂(phen=1,10-邻菲罗啉)晶体和ZIF-8为前驱体,通过热解得到新颖的Fe-N-C担载γ-Fe₂O₃空心球材料。利用SEM、HR-TEM、XRD、XPS等对催化剂进行表征,并对其电催化还原CO₂的性能进行测试。结果表明,该催化剂在-0.5～-1.1 V(相对于可逆氢电极)宽电位窗口表现出优异的CO选择性(CO的法拉第效率大于97%),且在-0.6 V连续电解2 h后电流密度和CO的法拉第效率均基本保持不变,表现出卓越的稳定性。     

钙钛矿型复合氧化物对甲烷的部分氧化及在混合太阳能氧化还原过程的应用

利用固相法合成了3种钙钛矿型复合氧化物Fe₂O₃-CaTi_xM_1-xO₃,研究了其结构、晶型和氧化还原活性。在固定床反应器中考察了该氧化物对两步法甲烷催化氧化制合成气及水分解制氢的活性及选择性。X射线衍射结果表明3种钙钛型复合氧化物均由正交晶系钙钛矿相和赤铁矿相组成。3种钙钛矿复合氧化物对甲烷的氧化活性顺序为Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Co_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Fe_0.15O₃。固定床反应结果表明,以Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃为氧载体催化剂,CH₄转化率可达96%,CO和H₂产率达71%,同时水分解反应的转化率为40%。利用Aspen Plus^®对Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃在混合太阳能氧化还原过程的效率及合成油和H₂产率进行了模拟。模拟计算结果证明基于复合氧化物的混合太阳能氧化还原过程可以有效提高CH₄利用率。