钪锆陶瓷粉的制备及其热分解动力学参数

以Sc2O3、Zr(NO3)4·3H2O和NH3·H2O为原料制备出了钪锆陶瓷粉。运用差示/热重(DSC/TG)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,对钪锆陶瓷粉前驱体的热稳定性、相结构、表观状态及脱水动力学参数进行了分析。通过多重速率扫描法记录样品在不同升温速率下的DSC/TG曲线,采用kissinger法对钪锆陶瓷粉前驱体的热分解动力学进行研究。结果表明,钪锆前驱体为无明显晶形,400℃完成脱水反应生成钪锆陶瓷粉,486℃开始晶型转变为立方相,前驱体脱水反应的表观活化能E为99.62 kJ/mol,指前因子A为3.53×107,反应级数为1.2。     

铈锆氧化物固溶体前驱物热分解动力学的研究

采用固相法制备了纳米级铈锆氧化物固溶体,对铈锆氧化物固溶体前驱物热分解动力学进行了研究。利用热重、差热分析等方法推测了前驱物的热分解机制。用Kissinger法计算前驱体的热分解活化能,Ea=137.80 kJ.mol^-1。通过Coats-Redfern法,采用不同的固相动力学反应机制研究前驱体的热分解动力学,确定其机制函数为：G（a）=[-ln（1-a）]1/2,判断前驱体热分解反应为随机成核-随后生长机制。     

混合碳酸稀土热分解过程的研究

用 DTA热分析技术研究混合碳酸稀土焙烧过程中的脱水过程、分解过程 .用 Freeman-Carroll法、Piloyan法和 Kissinger法对其脱水及热分解的动力学参数进行计算 ,并对计算的结果进行比较和验证 ,得到了混合碳酸稀土脱水过程的反应活化能和反应级数分别为 80 6.9J/mol、0 .78,热分解过程的反应活化能和反应级数分别为 8.52 9k J/mol、 0 .95.用 XRD分析方法研究了不同焙烧温度对焙烧产物的影响 ,论证高温下焙烧可能产生 Ce0 .75Nd0 .2 5O1.875相     

二甲醚燃烧用催化剂BaO·MnO·6Al_2O_3的热分解动力学

采用反相微乳法制备和超临界干燥获得前驱体BaO.MnO.6Al2O3。利用TG-DTA曲线和XRD分析对前驱体的热分解过程进行研究,并用Coats-Redfern法和Kissinger法进一步研究前驱体的热分解动力学,获得六铝酸盐催化剂前驱体热分解的机制函数为:积分式G(α)=[-ln(1-α)]4,微分式为:f(α)=(1/4)(1-α)[-ln(1-α)]-3,反应为随机成核和随后生长控制,计算出的活化能Ea=187.80kJ.mol-1。     

六水草酸镝热分解过程机理及动力学研究

稀土草酸盐是目前制备稀土氧化物，尤其是制备具有可控粒度的稀土氧化物常用的前驱体，它具有沉淀物晶型好，易于过滤分解等优点.然而，目前稀土草酸盐热分解的动力学研究较少，因此，采用热重-差热分析法，研究六水草酸镝的热分解过程，通过Kissinger、Ozawa和Crane法计算六水草酸镝的分解动力学参数，通过Coats-Redfern法求出反应的机理函数.结果表明:几种方法计算的分解活化能比较接近，六水草酸镝热分解分2步进行，第1步为1级脱水反应，反应机理函数为F1，表观活化能为62.48 kJ/mol，指前因子为1.84×106；第2步也为1级分解反应，反应机理函数为F2，表观活化能为106.42 kJ/mol，指前因子为2.79×107.      

钪锆陶瓷粉体的制备及其热分析动力学

以Sc2O3,Zr(NO3)4·3H2O和NH3·H2O为初始原料,加入少量PEG400作为分散剂,采用化学共沉淀法,经反复水洗、醇洗和干燥后,制备了钪锆陶瓷粉前驱体。运用差示扫描量热/热重(DSC/TG)技术研究了前驱体在空气中脱水分解反应的动力学过程。DSC/TG分析结果表明:390 K附近的吸热峰,源于前驱体表面物理吸附水和乙醇的脱附;560 K附近的放热峰,源于前驱体表面的有机官能团被氧化剧烈放热;650 K附近较明显的放热峰,源于前驱体中氢氧化物的脱水反应;690 K附近较明显的吸热峰与前驱体晶型转变有关。用Kissinger法和Doyle-Ozawa法计算了前驱体脱水分解反应的活化能(E)分别为144.053和110.008 k J·mol-1。用Kissinger法确定了反应级数(n)和频率因子(A)分别为1.2和2.74×1011s-1,确定了前驱体脱水分解阶段的动力学方程为dα/d T=2.74×1011e-127030.456/RT(1-α)1.2。根据动力学研究的结果,采用优化的焙烧工艺制备了钪锆陶瓷粉。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析表明,合成的陶瓷粉体具有类球形形貌,衍射峰峰形尖锐,没有杂峰,具有良好的立方相结构。     

大颗粒氧化铈的草酸盐前驱体热分解研究

用XRD研究了前驱体和不同灼烧温度下产物的物相,用SEM研究了最佳灼烧条件所得产物的形貌,用TG-DSC法研究了大颗粒氧化铈的草酸盐前驱体的热分解过程.采用Freeman-Carroll法研究了大颗粒氧化铈的草酸盐前驱体的热分解动力学行为.同时用Satava法进行了反应机理推断,草酸铈的分解反应分两阶段进行,第一阶段反应的E=68.6kJ·mol-1,第二阶段反应E=377.725kJ·mol-1,反应速率常数分别是K398K=2.576×10-4,K588K=5.264×10-2.     

草酸沉淀反萃余液制备大粒度氧化钕工艺研究

以草酸为沉淀剂,P507-N235-磺化煤油-环己烷体系分离稀土过程中的氯化钕反萃余液为原料,制备了大粒度氧化钕.采用激光粒度仪结合扫描电镜对样品进行粒度、形貌分析;使用X 射线衍射对前驱体煅烧样品进行物相分析,结合差热分析研究前驱体的热分解过程.沉淀过程中草酸钕前驱体粒度的主要影响因素为反应温度、搅拌速度、沉淀剂滴加速度及陈化时间,其最佳制备条件为反应温度50℃,搅拌速度300 r/min,沉淀剂滴加速度9 mL/min,陈化时间24 h.对比实验表明,氯化钕反萃余液中残余的有机相可以有效地增大前驱体的粒度.草酸钕前驱体在煅烧温度800℃下保温2 h可完全转化为Nd2O3,氧化钕粒径达到50μm以上.     

水合稀土甲烷磺酸盐的热解研究

合成水合稀土甲烷磺酸盐Ln(CH3SO3)3·nH2O(Ln=La,Ce,Nd,Pr;n为结晶水个数),用热重法研究该系列化合物在不同气氛下的热分解产物并计算出n值,用红外光谱法表征这些化合物在空气下的热分解产物,用络合滴定法测定热分解产物中稀土元素的含量,研究不同气氛对热分解产物的影响。     

纳米晶碳化锆粉体的制备及热力学机制

以氧氯化锆、氨水、乙醇为原料,通过化学沉淀法获得含氢氧化锆沉淀的悬浊液,向悬浊液中加入可溶性蔗糖作为碳源,均匀混合后将悬浊液烘干得到前驱体粉体。将前驱体粉体压成圆柱形坯体,在流动的氩气气氛保护下进行高温固相反应来合成Zr C粉体。通过热力学计算分析了碳热反应合成Zr C的反应机制及适宜的温度和CO分压条件。计算结果表明反应式Zr O2+3C=Zr C+2CO(g)的标准生成吉布斯自由能在1900 K以上为负值;而随着CO分压的降低,反应的标准生成吉布斯自由能随之降低。通过X射线衍射(XRD)分析研究了前驱体的Zr/C摩尔比、反应温度、反应时间以及氧分压对高温反应产物物相的影响,优化了Zr C的合成条件。进一步的热力学分析表明,氧分压足够低时Zr C才能稳定存在。最终采用蔗糖作为碳源,Zr/C摩尔比设为1∶3,将前驱体包埋在活性炭中并在流动的高纯氩气保护下经1600℃反应240 min后得到的立方相Zr C粉体,粉体颗粒近球形,小于100 nm。     

晶型碳酸稀土与稀土配分

用质量分析，Ｘ射线衍射图谱，红外光谱，电镜照片及分析等分析手段，研究了从不同类型风化壳淋积型稀土矿中得到的晶型碳酸稀土与稀土配分的关系，研究结果表明，晶型碳酸稀土的质量普遍优于草酸稀土；晶型碳酸稀土实际上就是简单稀土酸盐的水合结晶体；不同配分的晶型碳酸稀土其结构和晶型较大差异。     

稀土化学热处理与稀土材料表面改性

综述了稀土元素在化学热处理与某些其它表面工程领域中的应用情况,结合笔者的研究工作,介绍了稀土元素在渗碳、渗硼、离子注入、电弧离子镀等方面对工艺过程和改性效果的影响。稀土元素对钢的渗碳和渗硼过程有明显的催化作用,渗速提高20%～30%;对提高渗碳层和渗硼层的品质和磨损特性、强韧性也有良好的效果。在离子注入技术中,稀土元素能使经离子束改性的材料表面硬度和耐磨性大为提高。在电弧离子镀中,对提高膜-基结合力有明显的效果。本文对稀土元素的合金化作用作了分析讨论和概括。     

稀土金属及氟化稀土中氯量的测定

本文研究了稀土金属中氯根测定的不稳定原因 ,采用正交实验方法 ,建立了既经济又稳定的测定方法。同时探索了氟化稀土中氯根的测定     

含稀土磷灰石精矿中稀土的分离研究

采用硝酸浸出—中和沉淀工艺分离含稀土磷灰石精矿中的稀土和磷。结果表明,精矿磷浸出率98.80%,稀土浸出率65.34%。硝酸浸出液经碳酸铵中和沉淀后,磷沉淀率12.07%,稀土沉淀率为93.78%。简化工艺流程后稀土浸出率为4.35%,磷浸出率为87.34%。实现了稀土和磷的分离。     

稀土冶炼分离废水中稀土及萃取剂回收的研究

采用稀土冶炼过程不同性质废水相混合的方法回收废水中的稀土和萃取剂,考察了皂化废水与草沉母液废水的摩尔混合比(Rm)对稀土回收的影响,pH、超声辅助强度及时间等对萃取剂回收的影响。结果表明,当Rm=1:1.2时稀土回收率达到最大值62%,pH=1~2时萃取剂的回收率在51%~52%,超声波辅助有助于萃取剂回收,超声频率对萃取剂回收无明显影响,当超声时间为30min时萃取剂回收率达到59%。     

稀土超导材料

简述了稀土超导材料的性能、成形工艺、研究现状和发展前景。介绍了湖南稀土超导材料与研究成果，并对其发展提出了建议。     

稀土产品的物性控制与稀土产业的发展

本文讨论了稀土材料性能与稀土产品物性间的相关关系,认为稀土产品的物性控制对于发展未来稀土产业将起重要作用,因此建议在现阶段的稀土产业的发展计划中应当体现出物性控制的攻关目标,并就当前国内稀土新产品开发中的问题和大家关注的热点作了相应的介绍     

用硫酸从废旧稀土荧光粉中浸出稀土

研究了用硫酸浸出废旧稀土荧光灯中的稀土。结果表明:用硫酸浸出,稀土浸出率较高;提高浸出温度、增大硫酸浓度和加大搅拌速度,都有利于提高稀土浸出率。在反应温度37℃、搅拌转速250 r/min,固液质量体积比1∶50条件下,用2 mol/L硫酸溶液浸出废旧稀土荧光粉8 h,稀土Y、Eu、Tb和Ce的浸出率分别达到75.3%,71.5%,66.9%和61.1%,非稀土成分Al的浸出率仅为49.1%。     

ICP-AES法测定碳酸稀土、氯化稀土中氧化铕量

采用等离子光谱法测定碳酸稀土、氯化稀土中氧化铕含量,系统考察了不同试样浓度、不同基体配分下共存元素对测定元素的影响,并进行了加料回收及精密度实验,结果稳定可靠,与ICP-MS的对照结果令人满意。测定范围0.01%~0.30%。     

某低品位复杂稀土精矿中提取稀土的研究

对某低品位复杂稀土精矿采用传统的浓硫酸低温焙烧工艺,可以较好的浸出稀土和铍,浸出率分别达到95%和90%以上,但钽、铌浸出率只能达到40%左右;采用添加活化剂后,可使钽铌的浸出率提高到80%,同时稀土和铍的浸出率也分别达到97%和99%;将水浸液采用添加草酸沉淀稀土,经过煅烧后成稀土氧化物后稀土总量达到86%,将稀土氧化物采用盐酸溶解后,通过调整pH值,除去部分杂质,采用碳铵沉淀稀土,得到碳酸稀土,非稀土杂质小于2%.