新鲜和老化Pd/Al2O3密偶催化剂上催化C3H8转化催化性能

采用等体积浸渍法制备了以改性氧化铝为载体材料的Pd/Al₂O₃ 密偶催化剂, 并采用H₂程序升温还原(H₂-TPR), CO 化学吸附和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 在模拟尾气条件下对催化剂的总包反应及与C₃H₈相关的单反应活性进行了测试. 结果表明, 老化处理后活性PdO_x 数量下降, 并伴随有金属态Pd₀的产生. 老化后, 起燃温度(T₅₀)和完全转化温度(T₉₀) 分别提高了 76 oC和64 oC, 即催化剂低温活性比高温活性下降明显. 对比新鲜和老化催化剂上单反应活性, 结果表明, 老化后无水条件下有NO参与的反应的低温活性下降显著. 老化处理过程突出了NO对低温活性的抑制作用和H₂O对高温活性的促进作用.     

Zr1-xCoNbx (x = 0-0.2)合金吸放氢性能及抗歧化机制研究

采用真空电弧熔炼法制备了Zr_1-xCoNb_x (x = 0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,研究了Nb掺杂对合金晶体结构、吸放氢及抗歧化性能的影响。XRD结果表明：Zr_1-xCoNb_x (x = 0-0.2)合金主相为ZrCo相,含有少量ZrCo₂杂相;其氢化物为ZrCoH₃和ZrCo₂相。Nb掺杂极大地提高了合金吸氢动力学性能,ZrCo吸氢反应活化时间为7690 s,Zr_0.8CoNb_0.2缩短至380 s。ZrCo吸氢反应活化能为44.88 kJ mol^_-1 H₂,Zr_0.8CoNb_0.2降低至32.73 kJ mol^_-1 H₂,有利于吸氢反应动力学性能。DSC测量结果表明：ZrCo放氢温度为597.15 K,Zr_0.8CoNb_0.2降低至541.36 K,放氢温度降低,有利于抗歧化性能。ZrCo合金放氢反应活化能为100.55 kJ mol^_-1 H₂,Zr_0.8CoNb_0.2降低至84.58 kJ mol^_-1 H₂。合金歧化程度随着Nb掺杂量增加而降低,798 K保温10 h,ZrCo歧化83.68%,Zr_0.8CoNb_0.2仅歧化8.71%,Nb掺杂降低8f₂和8e位置氢原子数量,减小岐化反应驱动力。     

La0.4Sr0.6Co0.7Fe0.2Nb0.1O3- δ -Gd0.2Ce0.8O2- δ 应用于可逆固体氧化物电池对称电极

为制备一种高催化性的对称型固体氧化物电池电极,采用一步法合成了La_0.4Sr_0.6Co_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ-Gd_0.2Ce_0.8O_2-δ（LSCFN-GDC）。以LSCFN-GDC为电池阳极和阴极,La_0.8Sr_0.2Ga_0.83Mg_0.17O_3-δ（LSGM）为电解质,采用流延和丝网印刷工艺制备了结构为LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC的电解质支撑型固体氧化物电池。分别采用固体氧化物燃料电池（SOFC）及固体氧化物电解池（SOEC）2种模式对对称电池性能进行了测试。在850 ℃测试温度下,分别采用湿H₂（3% H₂O）、H₂（0.01% H₂S）、CH₄和C₃H₈为燃料气,电池最大功率密度分别为1.036、0.996、0.479和0.952 W/cm²,电解H₂（50% H₂O）时,1.3 V电解电压下电池电流密度为0.943 A/cm²。LSCFN-GDC具有良好的耐积碳、抗硫和氧化还原稳定性能,能够在湿H₂（0.01% H₂S）、CH₄、H₂（3% H₂O）及H₂（50% H₂O）环境中稳定运行700 h。实验结果表明,一步合成法是一种简便而优化的电极制备方法,LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC固体氧化物电池（SOC）具有广阔的应用前景。     

海水制氢Al-Mg-Ga-Sn合金的研究

采用铸造法制备6种Al-Mg-Ga-Sn合金。研究该类合金在模拟海水(3.5%NaCl)溶液中,30℃、50℃、70℃和90℃下的产氢行为,定量分析产氢速率、产氢量、能量密度和转化率。从组织结构和电化学角度进行了定性分析。采用XRD结合SEM分析发现：Al-Mg-Ga-Sn合金主要组成相与Al/Ga比值有关,Al/Ga＝17/1合金有Alss、Mg₂Sn;Al/Ga≤14/1合金有Alss、Mg₂Sn和Ga₅Mg₂;Al-Mg-Ga-Sn合金/海水反应产物除NaCl外,30℃～70℃时产物为Alss、Mg₂Sn和Al(OH)₃;90℃时产物为Alss和AlO(OH)。室温下,Al-Mg-Ga-Sn合金在3.5%NaCl溶液中的极化电阻随Al/Ga比值增大逐渐增大;且腐蚀电流与组织结构相关。在90℃,Al/Ga=8/1时,产氢速率19.36mL/(min?g),产氢量1.156×10^₃mL/g,能量密度3.515×10^₁₀J/m^₃,转换率达97.6％。     

溶胶-凝胶法制备YAG颗粒及在电接触材料中的应用

以硝酸钇(Y(NO₃)₃6H₂O)、硝酸铝(Al(NO₃)₃9H₂O)为主要原料,六次甲基四胺作为催化剂,采用溶胶-凝胶法合成Y₃Al₅O₁₂(YAG)纳米颗粒,并以YAG颗粒为第二相增强材料,通过粉末冶金工艺制备Ag/YAG电接触复合材料;采用X-射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶红外光谱(FT-IR)、硬度计、电导率仪等方法对其进行表征。结果表明：在水浴温度为50℃的条件下成功采用sol-gel法合成YAG纳米颗粒,物相纯度高;随着催化剂六次甲基四胺加入量的增加,YAG粉末颗粒粘连在一起,并出现大孔;以YAG为第二相增强材料制备的Ag/YAG电接触复合片材电阻率较低,维氏硬度大于80。     

制备方法对低温NH3-SCR催化剂Mn-La结构与性能的影响

采用固相反应法、共沉淀法制备了Mn-La复合氧化物催化剂,考察了制备方法对催化剂脱硝性能及抗SO₂/H₂O性能的影响。并通过XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD、XPS等手段对催化剂的结构和物理化学特性进行了表征。结果表明,La掺杂降低了MnO_x的结晶度,增大了催化剂的比表面积和孔体积。Mn-O-La键合作用促进了锰在催化剂表面的分散,而高分散的锰更容易被还原,催化剂的还原温度向低温方向迁移,氧化还原能力得到提高。掺杂La之后,催化剂表面Br?nsted酸和总酸量增加,同时Mn⁴⁺和表面化学吸附氧的浓度也得到提高。因此,La掺杂有利于促进催化剂的脱硝活性。反应评价结果表明,共沉淀法制备的MnLa-CPM催化剂表现出最佳的脱硝效率,在80 ℃时脱硝效率接近100%。在H₂O和SO₂存在的条件下,MnLa-CPM催化剂的脱硝效率仍能达到80%,表现出了较好的抗硫水性能。     

储氚合金ZrCo0.8M0.2 (M = Co, Cu, Cr, Mn, Al)的性能研究

采用电弧熔炼的方法在氩气气氛中熔炼了ZrCo_0.8M_0.2 (M = Co、Cu、Cr、Mn、Al)合金。合金的主相均为ZrCo相,但Cr、Mn和Al部分替代Co后形成了第二相。Cr替代形成了Zr₂Co和ZrCr₂相,Mn替代形成了Zr₂Co和ZrMn₂相,Al替代形成Zr₃Co和Zr₆CoAl₂相。Cr和Mn的替代使合金的晶胞体积减小,而Cu和Al的替代使晶胞体积增大。Cu、Cr、Mn和Al替代后,ZrCo_0.8M_0.2合金的平台压变化不明显,但吸氢量出现了不同程度的降低。Cr和Mn元素的替代明显改善了ZrCo合金在室温下的活化性能。Cr和Mn元素的替代降低了高温下ZrCo合金发生歧化反应的速率,这主要是由于Cr和Mn元素的掺杂减少了氢原子占据不稳定位置8f₂ 和8e的数量,从而降低了歧化反应发生的驱动力。     

Aurivillius型钛酸铋钠的低温合成及电性能研究

以分析纯的Bi(NO₃)₃.5H₂O、Ti(C₄H₉O)₄和CH₃COONa?3H₂O为反应起始原料,通过两次水热法制备Aurivillius型钛酸铋钠(Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅,NBT),采用XRD和SEM研究两次水热条件所合成粉体的晶相组成和形貌,并测量了所得陶瓷的显微结构和电性能。研究表明,水热法所得纳米粉体由粒径～1.0μm、平均厚度<100nm的片状颗粒堆积而成,且各元素之比非常接近于NBT的化学计量比。NBT纳米粉体的合成温度低至260~270℃,是已公开报道文献中的最低温度。与传统固相烧结法所得NBT陶瓷相比较,用该水热粉体所得陶瓷具有非常相近的居里温度(≈674℃),且瓷体致密、细晶(<2μm),高温介电性能获得明显改善。     

钛合金表面TiB2涂层与纯铝的高温黏着磨损行为*

航空发动机低压气机机匣内表面 Al 基封严涂层的使用,可以通过其自身的磨耗实现保护 TC4 叶尖的目的,但同时 Al 基封严涂层中以 Al 为主的基体材料易于大量黏着转移至 TC4 叶尖表面,使叶尖长度增加,影响发动机运行稳定性。采用直流脉冲磁控溅射工艺在钛合金表面沉积 TiB₂ 涂层,以期实现抗 Al 黏着磨损目的。具有致密结构的 TiB₂涂层在钛合金表面膜基结合临界载荷(L_C4)达 85.4 N。在高温销-盘摩擦磨损试验机上评价钛合金表面 TiB₂涂层与纯铝销对摩(室温至 450 ℃) 的抗 Al 黏着磨损性能。与 TC4 基体相比较,TiB₂ 涂层可有效抑制 Al 的黏着转移。对摩铝销磨斑具有拖尾特征和剪切舌特征。 铝销向 TiB₂涂层表面的机械涂抹和铝销对 Al 黏着转移层的剪切去除作用相互竞争,共同控制 Al 的黏着转移行为。TiB₂涂层磨痕内保持低表面粗糙度可减小高温软化铝销的机械涂抹倾向。同时 TiB₂涂层与 Al 黏着转移层间优异的化学稳定性可阻碍界面反应进行,降低界面结合强度,进而促进铝销对 Al 黏着转移层的剪切去除作用。钛合金表面 TiB₂ 涂层通过抑制铝销机械涂抹并增强铝销对 Al 黏着转移层的剪切去除而获得优异的抗 Al 黏着磨损性能。     

H2O/CO2污染对煤油燃料超声速燃烧影响数值研究

在纯净空气与H₂O/ CO₂污染空气来流对比试验结果基础上,采用数值计算方法和化学动力学方法,研究了H₂O和CO₂污染组分对煤油燃料超声速燃烧的影响,获得了试验手段难以得到的燃烧室流场参数和性能数据。完成了相应的煤油燃料超声速燃烧室二维数值计算,其中匹配了进口总温、总压、马赫数、氧气摩尔分数和工作当量油气比。将数值计算结果与相应试验测量值进行了对比分析,并结合燃烧室流场数据、性能参数分析了H₂O和CO₂污染的动力学影响、以及对燃烧室性能的影响。研究表明:(1)数值计算结果与实验测量值总体上吻合,两种手段均体现了纯净空气来流时不同煤油当量油气比的燃烧室性能,并反映了一致的“污染效应”影响趋势;(2) H₂O污染、H₂O+ CO₂污染的存在降低了煤油燃料超声速燃烧室性能,体现在燃烧诱导压升、燃烧效率、流向冲量增量的下降,而且随着污染组分含量的增加,燃烧室性能下降越加显著。      

铝-镓合金的生产工艺

氢气是干净的新能源,铝和水反应制取氢的成本低廉.但是,铝和水反应制取氢的过程中,反应生成物Al2O3在铝表面形成致密的保护膜,使反应不能持续进行.镓可以破坏铝表面的保护膜,使铝和水制取氢反应得以持续进行.镓分两次和铝熔体混合,制成铝-镓合金.     

TiO2光电催化制氢基本原理及其影响因素

概述TiO2半导体光电催化分解水制氢基本原理，着重介绍平带电位的影响和TiO2薄膜的性能，并概括了施加外加偏置电压的方法；概述了常见的半导体修饰方法的基本原理。最后指出光电催化制氢尚待解决的一些基本问题并展望了光电催化制氢的应用前景。     

金属Ni掺杂催化AlLi/NaBH_4混合体系水解析氢(英文)

采用机械球磨法制备AlLi/NaBH4/Ni混合体系。水解测试分析表明,固态Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有良好的析氢性能。Al-10%Li-10%Ni/NaBH4(质量比为3:1)混合物在333K时的产氢值达1540mL/g,产氢效率为96%。通过XRD、SEM等分析Ni掺杂改善其水解析氢机制,金属Ni的产物Ni2B对Al合金和NaBH4的水解具有双重催化作用。Ni2B沉积在Al表面可作为微型腐蚀电池的阴极并促进铝的阳极腐蚀。另外,Ni2B/Al(OH)3对NaBH4的水解动力学具有很好的催化作用。连续水解测试结果显示:水解产物Al(OH)3/NaBO2·2H2O具有稳定的pH值,Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有很好的水解动力学。     

Transformation of monomer aluminate ions from tetrahedron to octaheron

1　INTRODUCTIONTheBayerprocessfortheproductionofaluminafrombauxiteinvolvesa perennial gibbsite (γ Al(OH ) 3) precipitationstep ,relatingtoaninherentlyslowcrystalgrowthfromsupersaturatedsodiumalu minatesolution .Accordingtoexperimentalre sults[1,2 ] ,thetetrahedral [Al(OH ) 4]- ionisthedominantspeciesincausticaluminatesolutionwhilethebasicgrowthunitofgibbsiteprecipitatingincaus ticaluminatesolutionisoctahedral [(H2 O ) 2 Al(OH ) 4]- ,thetransformationof [Al(OH) 4]- into[(H2 O) 2 Al(…     

光/电催化剂的表面调控在苯甲醇绿色氧化中的应用

综述了近年来国内外关于高效光/电催化剂在水分解制氢耦合苯甲醇绿色氧化中的相关研究进展,重点阐述了构筑不同形貌、表面缺陷工程和掺杂改性的催化剂对促进苯甲醇氧化的作用机制,并对催化剂的合成方法、光/电化学性能、反应机制进行了详细概括。在光催化领域,介绍了抑制催化剂表面光生电子和空穴的复合、调控活化活性位点等方法。在电催化领域,介绍了催化剂活性位的筛选、导电性和本征活性提升的有效策略以及将电催化与膜分离相结合的一体化技术,并构建了双功能催化剂,实现高效、低能耗产生H2的同时,能选择性地将BA氧化。最后提出了该领域未来需要面对的挑战和机遇,从不同的角度和方面综合分析,为进一步提升水分解制氢耦合绿色合成高附加值有机化学品的光/电催化剂提供理论指导。     

α-Fe2O3光电催化分解水研究进展

利用光电催化技术分解水制氢来获得清洁能源,有助于缓解当前化石能源日益萎缩及二氧化碳排放污染环境带来的压力。α-Fe_2O_3具有带隙合适、化学稳定性好、资源丰富以及经济可行性好等特点,使其在光电极材料研究中一直备受青睐。但是,由于氧化铁材料导电性差,光生电子和空穴复合率高等原因,限制了该材料在光电催化技术中的发展应用。从光阳极材料分解水制氢的原理出发,综述了近年来通过形貌控制如制备多层薄膜、纳米管(核壳结构的纳米棒)及纳米网等,引入Sn、Si、Ti、Mn、Al、Zn等元素以及部分元素的共掺杂,引入氧空位及与IrO_2、Co-Pi、Al_2O_3、石墨烯等其他材料的复合等几种途径,促进光生载流子的迁移效率,减少载流子的复合机率,进一步提高光电流密度并降低起动电压,以达到改善α-Fe_2O_3性能的研究工作。     

Molecular mechanics and dynamics simulation of hydrogen diffusion in aluminum melt

The main impurities in aluminum melt are hydrogen and Al_2O_3,which can deteriorate melt quality and materials performance.However,the diffusion process of H atoms in aluminum melt and the interactions among Al atoms,Al_2O_3 and hydrogen have been studied rarely.Molecular mechanics and dynamics simulations are employed to study the diffusion behaviors of different types of hydrogen,such as free H atoms,H atoms in H_2 and H~+ions in H_2O using COMPASS force field.Correspondingly,force field types h,h1h and h1o are used to describe different types of hydrogen which are labeled as H_h,H_(h1h) and H_(h1o).The results show that the adsorption areas are maximum for H_(h1o),followed by H_(h1h) and H_h.The diffusion ability of H_(h1o) is the strongest whereas H_h is hard to diffuse in aluminum melt because of the differences in radius and potential well depth of various types of hydrogen.Al_2O_3 cluster makes the Al atoms array disordered,creating the energy conditions for hydrogen diffusion in aluminum melt.Al_2O_3 improves the diffusion of H_h and H_(h1o),and constrains H_(h1h) which accumulates around it and forms gas porosities in aluminum.H_(h1o) is the most dispersive in aluminum melt,moreover,the distance of Al-H_(h1o) is shorter than that of Al-H_(h1h),both of which are detrimental to the removal of H_(h1o).The simulation results indicate that the gas porosities can be eliminated by the removal of Al_2O_3 inclusions,and the dispersive hydrogen can be removed by adsorption function of gas bubbles or molten fluxes.     

Al2O3超疏水薄膜的制备及其耐腐蚀性研究

目的低成本地提高金属对海水的耐腐蚀性能。方法采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备Al_2O_3薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对制备的Al_2O_3薄膜进行成分、微观结构以及润湿性能分析。利用电化学工作站对样品的耐腐蚀性能进行测量,从而对薄膜的腐蚀防护性能进行评价。结果该新型低成本Al_2O_3溶胶可在铝基底表面制备出无定形Al_2O_3薄膜,薄膜为直径不同的柱状体,且利用沸水刻蚀的办法可使薄膜上柱状体的致密度和直径均匀度不同。制备的Al_2O_3薄膜经低表面能物质改性后,对去离子水的接触角达到153.2°,具有较高的疏水性和较低的粘附性,提高了铝基底的耐海水腐蚀性,对空白基底的缓蚀率达到97.9%。结论采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备的Al_2O_3薄膜能有效提高对海水的耐腐蚀性。     

Hydrogen defects in α-Al2O3 and water weakening of sapphire and alumina ceramics between 600 and 1000°C—I. Infrared characterization of defects

Hydrogen impurities in materials influence their properties, including flow strength. α-Al₂O₃ single crystals and polycrystalline ceramics were annealed in supercritical water between 850 and 1025°C, under pressures in the range 1500–2000 MPa. A few specimens were further subjected to plastic deformation. Hydrogen penetration was examined using infrared absorption measurements of O–H bond vibrations, which revealed two kinds of hydrogen defects. In single crystals, defects are characterized by sharp O–H absorption bands assigned to interstitial protons. Hydrogen impurities of hydrothermally annealed ceramics and of all hydrothermally deformed specimens are characterized by broad O–H bands assigned to molecular water. The grain boundaries of hydrothermally annealed ceramics are severely damaged. The kinetics of hydrogen penetration is consistent with diffusion data.     

ZrOCl_2-Al体系熔体反应生成Al_3Zr_((p)),Al_2O_(3(p))/Al复合材料的反应机制

利用X射线衍射仪 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM ) ,对ZrOCl2 Al体系熔体反应生成的复合材料组织进行了分析 ,结果表明 :ZrOCl2 Al体系反应生成相为Al3 Zr和α Al2 O3 ,颗粒尺寸为 0 .2～ 5 μm ,形状以多面体为主 ;随反应起始温度升高 ,生成的颗粒体积分数增大 ,熔体温度也升高 ,但当熔体温度高于 12 0 0℃时 ,Al3 Zr出现聚集、长大。提出了ZrOCl2 Al体系的反应是气液反应和固液反应的复合过程 ,建立了ZrOCl2 /Al反应中的控制环节ZrO2 /Al反应的动力学模型及化学反应速率的关系式。