基于新型化学链燃烧工艺的Cu基载氧体循环寿命

采用机械混合法制备了Cu-Ni/Al2O3载氧体,并基于新型化学链燃烧工艺对其循环性能进行测试. 结果表明,Cu-Ni/Al2O3的初期反应性能良好,但随循环次数增加氧化率迅速降低,从初期的91.0%降至循环120次时的27.7%,而还原率则衰减轻微,循环120次仍维持在86.8%. 载氧体循环性能的衰减主要是颗粒粉化和粉化后细微颗粒团聚引起的,重新造粒可使其循环性能恢复到接近初期水平.     

不同负载铁基载氧体的制备与性能研究

采用溶胶凝胶法制备了负载Al2O3、ZrO2和MgAl2O4的铁基载氧体,其中活性组分含量为70%,惰性载体含量为30%。高温煅烧后的铁基载氧体中活性组分为Fe2O3,相应的惰性载体物相分别为Al2O3、ZrO2和MgAl2O4,活性组分未与惰性负载发生固相反应。采用热重分析仪对铁基载氧体的还原反应活性和循环稳定性进行了测试。结果表明,负载Al2O3的铁基载氧体的还原反应活性最高,且在7周期循环中保持着95%以上的还原转化率和氧化转化率,是理想的载氧体材料。     

铁基凹凸棒载氧体制备及煤化学链燃烧性能研究

以Fe(NO3)3·9H2O、Fe2O3和Fe3O4为前驱体,凹凸棒(ATP)为惰性载体制备了系列Fe2O3/ATP载氧体。在流化床反应器内,以水蒸气作为气化-流化介质,900℃为还原温度,研究了载氧体与神木煤的反应活性及循环反应性能,同时考察了载氧体的抗磨损性能。实验结果表明:以Fe(NO3)3·9H2O为前驱体制备的Fe4ATP6(N)载氧体具有很高的反应活性和抗磨损能力。对其进行的10次还原/氧化循环实验表明:尾气中CO2平均含量先下降后升高,但都保持在95%以上,停留时间t95从14.8 min增加到16.1 min。SEM分析表明随着循环反应的进行载氧体表面小颗粒变成大颗粒,发生轻微烧结。     

原位还原Cu/ZnO催化剂上CO_2加氢合成甲醇反应研究

采用室温固相研磨法制备原位还原Cu/ZnO催化剂,并将其用于CO_2加氢合成甲醇反应。利用XRD、BET、TG-DTG等手段对催化剂性能进行了表征,利用高压固定床反应装置对催化剂活性进行了评价,考察了甲酸用量、焙烧温度及升温速率等条件对催化剂性能的影响。结果表明,室温固相研磨得到的前驱体在N_2中焙烧,前驱体氧化分解和还原活化一步完成,无需外加H_2还原,直接制得了原位还原Cu/ZnO催化剂。随甲酸用量、焙烧温度、升温速率增加,催化活性呈现先增加后减小趋势。Cu/Zn摩尔比为1∶1和HCOOH/(Cu+Zn)摩尔比11∶1,前驱体于N_2中焙烧温度573 K和升温速率3 K/min时,制得的原位还原Cu/ZnO催化剂在CO_2加氢合成甲醇反应中呈现最佳活性,CO_2转化率和甲醇产率分别达到了33.44%和28.17%。与空气中焙烧再外加5%H_2还原的Cu/ZnO催化剂相比,原位还原Cu/ZnO催化剂比表面积较高,Cu~0粒径较小,催化活性较高。     

原位还原Cu/ZnO催化剂上CO_2加氢合成甲醇反应研究

采用室温固相研磨法制备原位还原Cu/ZnO催化剂,并将其用于CO_2加氢合成甲醇反应。利用XRD、BET、TG-DTG等手段对催化剂性能进行了表征,利用高压固定床反应装置对催化剂活性进行了评价,考察了甲酸用量、焙烧温度及升温速率等条件对催化剂性能的影响。结果表明,室温固相研磨得到的前驱体在N_2中焙烧,前驱体氧化分解和还原活化一步完成,无需外加H_2还原,直接制得了原位还原Cu/ZnO催化剂。随甲酸用量、焙烧温度、升温速率增加,催化活性呈现先增加后减小趋势。Cu/Zn摩尔比为1∶1和HCOOH/(Cu+Zn)摩尔比11∶1,前驱体于N_2中焙烧温度573 K和升温速率3 K/min时,制得的原位还原Cu/ZnO催化剂在CO_2加氢合成甲醇反应中呈现最佳活性,CO_2转化率和甲醇产率分别达到了33.44%和28.17%。与空气中焙烧再外加5%H_2还原的Cu/ZnO催化剂相比,原位还原Cu/ZnO催化剂比表面积较高,Cu⁰粒径较小,催化活性较高。     

Ni对Cu-Ni/γ-Al_2O_3苯羟基化催化剂的影响

通过程序升温还原方法合成了Cu/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,使苯直接羟基化制苯酚。该反应过程中,温度和溶剂对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂的反应性能影响进行了探讨。采用H2-TPR、XRD、EDS等表征技术考察了Ni对催化剂结构和性质的影响。结果表明,Ni使催化剂前驱体还原温度增加、活性组分Cu单晶粒度降低、催化剂表面Cu原子数增加;当反应温度为70°C、以水作反应溶剂时,Cu-Ni/γ-Al2O3比Cu/γ-Al2O3催化剂有较高反应活性和选择性,苯转化率为32.4%,苯酚选择性为93.3%,苯酚收率为30.2%。     

纳米Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体的制备、表征和CO低温氧化性能

采用改进的柠檬酸溶胶-凝胶法(即前驱体先在N2气氛下高温预处理)制备了高比表面积纳米Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体。采用XRD、TEM和Raman等对催化剂进行表征,并考察了它们的低温CO氧化性能。研究结果表明,改进的柠檬酸溶胶-凝胶法可以制得晶相比较完整的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体,晶粒小于10 nm,明显小于常规方法制得的样品。随着样品焙烧温度的提高,表征氧缺位的600 cm-1左右Raman峰的位置向高波数方向迁移。采用改进方法制得的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体具有更高的CO氧化活性,其原因归结为晶粒的减小,容易形成氧缺位和表面高分散CuO的增加,从而促进了CO的氧化。     

低负载贵金属催化剂对二甲醚催化燃烧的催化活性

采用浸渍法以g-Al2O3为载体制备了多种低负载量的Pd和Pt催化剂,在微型固定床反应器装置上进行了二甲醚(DME)催化燃烧实验. 考察了不同贵金属负载量的Pd/g-Al2O3和Pt/g-Al2O3催化剂的活性,及浸渍顺序对Pd-Pt/g-Al2O3双金属负载催化剂活性的影响,并测试了贵金属负载摩尔比不同的双金属负载催化剂的活性. Pt负载量0.025%(w)的催化剂在190℃将DME完全燃烧;Pd和Pt共同负载的催化剂[Pd:Pt=2:1(mol), Pt 0.025%(w), Pd 0.027%(w), Pt先负载]性能更好,在175℃将DME完全燃烧;200 h实验后2种催化剂活性降低均小于5%.     

从镍精矿中提取镍铁合金的还原工艺

以镍含量为19.5%的镍精矿为原料,采用氧化焙烧-氢气还原-磁选分离的方法制备了镍铁合金粉. 单因素实验表明,增加还原温度和还原时间以及氧化产物平均粒度在2.25 mm左右均有利于镍铁品位的提高,而增加氢气流量不利于镍铁品位的提高. 设计L9(34)正交实验,确定了最佳工艺条件：还原温度900℃,还原时间8 h,氢气流量1.784 mL/s,氧化产物平均粒度2.25 mm. 利用此方法制备出镍品位56.8%、镍铁含量93.2%的镍铁合金粉,Ni回收率为87.0%.     

Al粉和Si粉对铬刚玉质材料显微结构的影响

以w(Al2O3)=99.48%的板状刚玉细粉和颗粒料(粒度为5～3、3～1和≤1 mm)、w(Al2O3>)=99.15%的α-Al2O3微粉、w(Cr2O3):99.62%的Cr2O3微粉为主要原料,研究了在氧化气氛下1 500℃保温3 h处理后Al粉(加入量(w)分别为3%、6%、9%、12%、15%)和Si粉(加入量(w)为3%)复合加入时对铬刚玉质材料显微结构的影响.结果表明:经过1 500℃保温3 h处理后,Al粉和Si粉的引入改变了材料的结构,使材料的边缘部位结构致密,中心部位结构疏松.在试样表层,Si氧化生成SiO2,SiO2与Al2O3反应生成莫来石,产生体积膨胀,封闭了材料表面的气孔;同时,Al粉原位反应生成了活性较大的Al2O3,并与Cr2O3反应生成铝铬固溶体,使材料烧结更致密,阻止了O2的进入,使材料内部缺氧,于是材料中心部位的Al、Si不能被氧化,Al把Cr2O3中的Cr置换出来,一部分Cr与Si生成金属间化合物Cr5Si3,另一部分则以单质Cr的形态存在于材料中.     

络合溶胶-凝胶法制备Al_2O_3纳米晶及其表征(英文)

以异丙醇铝为原料,用聚乙二醇(PEG1000)络合溶胶-凝胶法合成了Al2O3纳米晶,并采用差热-热重分析、X射线衍射、透射电子显微镜等对络合前驱体及粉体进行表征;探讨了PEG1000及煅烧温度对纳米Al2O3相结构、粒子尺寸、形貌及分散性的影响规律.结果表明:PEG1000增强了纳米Al2O3粒子的分散性.干凝胶在600～900℃煅烧后得到γ-Al2O3相;在600℃煅烧条件下,得到γ-Al2O3粒子形貌为针状结构,长度约为50～60nm.随着煅烧温度的升高,γ-Al2O3针状粒子长度逐渐减小,在750℃煅烧后,得到γ-Al2O3粒子长度为20～30nm;在900℃煅烧条件下,γ-Al2O3粒子形貌为颗粒状,平均粒径尺寸为10nm;当干凝胶在1 000℃煅烧后得到θ-Al2O3和α-Al2O3的混合相,所得粒子平均粒径尺寸为20 nm;当干凝胶在1 200℃煅烧后,得到的Al2O3全部转化α-Al2O3相,制得的纳米Al2O3粒子尺寸均一且分散性良好.     

利用酸性CuCl2蚀刻废液制备微米级Cu2O粉体

以含CuCl2酸性蚀刻废液为原料,葡萄糖为还原剂,采用液相还原法制备分散性好的微米级Cu2O粉. 实验确定最佳制备条件为：反应温度80℃,终点pH值8~9,反应时间1 h,还原剂和铜离子摩尔比为0.8. 所制Cu2O产品纯度为99.34%,Cu回收率可达99.7%. 进一步采用XRD, SEM, LZS, TG等手段对产物进行表征,结果表明产品为高纯Cu2O,粒径为1.8~2.2 mm,空心多面体结构,且常温下抗氧化性好,有可能用于催化剂、涂料、染料等的制备.     

水溶液沉淀法制备超细球形α-Al2O3

以硫酸铝、氯化铝和尿素作为原料,在90℃条件下利用化学沉淀法制备了α-Al2O3粉末,探讨了活性剂PEG和NaCl的含量对颗粒形貌、尺寸和团聚情况的影响。利用XRD、SEM和TG/DSC对样品进行表征,结果表明:聚乙二醇(PEG)可以提高粉体的分散性,由TG曲线可知前躯体为无定形的AlOOH.0.25H2O,PEG的吸附效率为13.2%。前躯体在600℃和800℃煅烧2 h得到无形定的Al2O3和γ-Al2O3,1000℃即转变为α-Al2O3并伴随Na2SO4的特征峰,1200℃完全转变为α-Al2O3。加入一定量的NaCl能防止α-Al2O3粉末在1000℃高温煅烧时的团聚,[NaCl]=0.05 mol/L时能获得0.5μm的分散较好的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]=0.1 mol/L时能获得大量纳米尺寸的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]≥0.15 mol/L时,α-Al2O3颗粒团聚严重。     

炭黑分散法制备双重孔分布的γ-Al2O3载体

采用表面活性剂分散炭黑的方法对γ-Al2O3进行扩孔,制备出孔径较大且孔分布集中的γ-Al2O3载体。主要考察了炭黑类型、炭黑用量及炭黑分散性,如分散剂类型、用量、超声时间等对γ-Al2O3孔径分布的影响。结果表明,传统的炭黑扩孔法存在用量大的缺点,采用分散剂结合超声处理的方法可在较低炭黑用量下(<10%)取得良好的扩孔效果,制备出孔径分布集中于6 nm和10～20 nm(或20～30 nm)的γ-Al2O3载体。     

催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

以铜、锰为活性成分和微波辐射法制备的γ-Al2O3为载体,制备了CuO/MnO2/γ-Al2O3复合催化剂,考察了成分配比、浸渍时间对催化剂催化活性的影响,研究了氧气分压、催化剂投加量、反应温度和反应时间对催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液过程的影响规律。结果表明:CuO/MnO2/γ-Al2O3催化剂是催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的可选催化剂;当进水CODCr的质量浓度为10×104mg/L时,适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.5～4.7倍,催化剂的投加量以10g/L为佳;在360℃下反应10min,处理水可达到《污水综合排放标准》GB9878-1996的一级标准。     

MgO/γ-Al_2O_3烷氧基化催化剂制备及结构与性能研究

在γ Al2 O3 载体上浸渍Mg (NO3 ) 2 ·6H2 O ,然后分别经 40 0、45 0和 5 0 0℃焙烧制成MgO/γ Al2 O3 固体碱催化剂。结果表明 ,MgO在γ Al2 O3 载体表面具有单层分散性质 ,当MgO的负载量低于某一数值 (阈值 )时 ,从样品的X光粉末衍射谱图上观察不到MgO的特征衍射峰 ,负载量超过阈值时开始出现MgO的晶相 ,且MgO的XRD衍射峰强度随MgO的负载量的增加而增加 ,其单分散阈值为 0 0 80 gMgO/ 10 0m2 γ Al2 O3 。应用CO2 TPD技术测定了样品的碱性 ,结果表明 ,样品在接近阈值时其碱量大幅度增加 ,碱强度提高。样品的比表面最初随着MgO负载量的增加而下降 ,但达阈值后基本保持不变。     

Effects of mechanical properties of polymer on ceramic-polymer composite thick films fabricated by aerosol deposition

ABSTRACT: Two types of ceramic-polymer composite thick films were deposited on Cu substrates by an aerosol deposition process, and their properties were investigated to fabricate optimized ceramic-based polymer composite thick films for application onto integrated substrates with the advantage of plasticity. When polymers with different mechanical properties, such as polyimide (PI) and poly(methyl methacrylate) (PMMA), are used as starting powders together with α-Al2O3 powder, two types of composite films are formed with different characteristics - surface morphologies, deposition rates, and crystallite size of α-Al2O3. Through the results of micro-Vickers hardness testing, it was confirmed that the mechanical properties of the polymer itself are associated with the performances of the ceramic-polymer composite films. To support and explain these results, the microstructures of the two types of polymer powders were observed after planetary milling and an additional modeling test was carried out. As a result, we could conclude that the PMMA powder is distorted by the impact of the Al2O3 powder, so that the resulting Al2O3-PMMA composite film had a very small amount of PMMA and a low deposition rate. In contrast, when using PI powder, the Al2O3-PI composite film had a high deposition rate due to the cracking of PI particles. Consequently, it was revealed that the mechanical properties of polymers have a considerable effect on the properties of the resulting ceramic-polymer composite thick films.     

医用镍钛合金表面微弧氧化膜层的显微结构及耐蚀性

采用由NaAlO2和NaH2PO2组成的电解液,以微弧氧化技术在医用镍钛合金表面制备Al2O3陶瓷膜层,以减少合金表面Ni含量,并进一步提高其耐腐蚀性能,使其具有良好的生物相容性.随微弧氧化过程中处理时间的延长,试样表面的游动火花由白色逐渐向橙色转变,火花数减少但尺寸增大.所得陶瓷膜层由γ-Al2O3晶相组成,随着处理...     

球形氧化铋粉料的合成

通过加入0.05%~0.1%三聚磷酸钠表面活性剂和丙三醇助剂防止颗粒团聚和球形化，采用平稳的浆式搅拌模式在较大反应浓度下制备出粒度分布窄的球形氧化铋粉末，粒度2~5 mm. 实验发现，碳酸氧铋煅烧后，三氧化二铋的微观形貌和尺寸都无改变.     

搅拌流化床中超细氧化铁粉流态化及还原实验研究

在内径50 mm的搅拌流化床内进行了平均粒径239 nm的氧化铁粉的流态化及氢气还原实验. 结果表明,床中氧化铁颗粒以聚团鼓泡形式实现完全流化,最小流化速度为0.025 m/s,最大床层膨胀比为2.0. 在500℃下用氢气还原该氧化铁粉的反应过程为：Fe2O3?Fe3O4?Fe,Fe颗粒的粒径比Fe2O3小,有颗粒烧结现象,由Fe引起的颗粒烧结和粘结作用可能导致失流. 与普通流化床相比,搅拌能使流化时间由3 min延长至15 min,使失流时样品的金属化率由15%提高至76%.