尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO_2及其CO_2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO_2材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m~2·g~(-1))并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO_2材料对于CO_2的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO_2材料的CO_2吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO_2,氮掺杂的介孔CeO_2具有更好的CO_2吸附性能和循环吸附脱附性能.     

有序介孔CeO_2基催化剂用于富H_2中CO优先氧化的研究

以介孔硅材料KIT-6为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列有序介孔CeO_2、CuCe、CoCuCe、MnCuCe和Co MnCuCe催化剂,考察了掺杂元素种类对有序介孔CeO_2基催化剂CO优先氧化性能的影响,并采用小角X射线衍射(SAXD)、广角X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂的结构及性能进行了表征。研究发现,采用纳米刻蚀法可以合成介孔结构规整的CeO_2基催化剂,掺杂CuO、Co3O4、MnO_2后,催化剂的CO优先氧化性能明显提高;具有较好还原能力或氧移动能力的催化剂有助于其性能的提高;催化剂的孔径及孔道结构的规整性是影响其性能的关键因素。     

Ce-MCM-41介孔分子筛的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,Na2Si3O7为硅源,采用水热合成方法制备了Ce-MCM-41介孔分子筛,并用 XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA方法对样品进行了表征.结果表明该分子筛具有典型的 MCM-41介孔分子筛特征.     

以软模板法从过氧化钛酸制备双晶结构的介孔TiO_2

以TiOSO_4为初始原料、H_2O_2为络合剂制备过氧化钛酸(peroxo-titanic acid,PTA)溶胶;再以PTA溶胶为前驱体、以P123为软模板剂组成水基自组装体系,可以制备一系列具有较高比表面积的锐钛矿-金红石双晶结构介孔二氧化钛(TiO_2).实验采用广角XRD、TEM和HR-TEM等测试对介孔二氧化钛晶体结构进行了表征.结果表明:不同的制备路径、P123的用量、H_2O_2的用量和焙烧温度对介孔TiO_2的双晶结构都有影响.本工作为从过氧化钛酸采用软模板法制备具有可调双晶结构的介孔TiO_2提供了新的依据.     

聚乙二醇模板对多孔氧化物复合材料的影响

以聚乙二醇(PEG)为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶法合成了铜掺杂介孔硅铝氧化物复合材料,并通过N2等温吸附-脱附法、X射线衍射、红外光谱等测试对产物进行表征,考察了PEG质量、分子量以及CuO掺杂量对复合材料孔结构的影响.结果表明:加入PEG能够明显增加复合材料的比表面积,随PEG质量增大,介孔孔容增多,孔径分布较均匀,加入24g PEG时比表面积增加一倍达到约500m2·g-1.PEG的分子量为600～2 000时样品以4 nm介孔为主,而分子量为10 000时,样品以小于2 nm的微孔为主.     

蠕虫孔道结构介孔二氧化硅的合成及形貌控制

采用溶胶凝胶法,在强酸性条件下以AEO9为模板剂,TEOS为硅源合成了规则的MUS-X型球体介孔二氧化硅.底角X衍射和扫描电镜SEM结果表明在低温下合成的介孔二氧化硅具有蠕虫孔道结构,其球形颗粒形貌均一,颗粒粒径分布集中,球形表面更加光滑.高温条件下合成的介孔二氧化硅具有孔径大,表面粗糙的特点.     

铁尾矿两步法制备多级孔ZSM-5分子筛

以铁尾矿为原料替代纯化学试剂,采用两步法制备含有介孔–微孔复合孔的多级孔ZSM-5分子筛。首先在介孔模板剂（CTAB）作用下合成介孔分子筛（MCM-41）,然后通过固相转换法将MCM-41晶化转变为多级孔ZSM-5分子筛。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和氮气吸附脱附测试（BET）等技术对样品进行表征。实验结果表明,由于体系中没有液态水相参与,成功避免了CTAB与微孔结构导向剂（TPABr）在水溶液中相互竞争,从而得到高结晶度的多级孔ZSM-5分子筛。因此,本文为铁尾矿制备多级孔ZSM-5提供了一种全新方法。      

NO催化氧化用CeO_2/SiO_2复合氧化物研究

以正硅酸乙酯为硅源,Ce(NO_3)_3·6H_2O为铈源,通过溶胶-凝胶一步法合成CeO_2/SiO_2纳米复合氧化物。通过N2-吸脱附、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、化学吸附仪等技术对复合氧化物的物相结构、形貌、尺寸、化学价态、氧化还原特性进行分析。结果表明,通过该合成方法可获得高分散、球状、孔隙发达的CeO_2/SiO_2复合氧化物;复合氧化物粒径在40 nm~70 nm,CeO_2粒径尺寸在4 nm~6 nm之间;孔结构以中孔为主,优化了纯CeO_2和纯SiO_2的大孔结构;CeO_2与SiO_2间发生了显著的相互作用形成了化学键,有效提高了CeO_2的氧化还原特性。     

CeQ_2—Nd_2O_3系陶瓷的介电频率特性

本文主要讨论CeO_2～Nd_2O_3系陶瓷的介电频率特性,并与CeO_2陶瓷和Nd_2O_3陶瓷的介电频率特性作了比较。研究结果表明,CeO_2-Nd_2O_3系陶瓷具有良好的高频介电响应。     

Gd3+,Eu3+在介孔Y2O3中的能量传递

通过模板法与溶胶-凝胶法相结合,在温和的条件下制备了介孔Y2O3.再采用水热反应法制得Eu3+、Gd3+单掺杂及Eu3+,Gd3+双掺杂的三种介孔Y2O3组装体(介孔Y2O3∶Eu3+,介孔Y2O3∶Gd3+,介孔Y2O3∶Eu3+,Gd3+).利用广角和小角X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对介孔Y2O3进行了表征,结果表明,所制备的介孔Y2O3为立方相,具有六方孔道结构,孔径约10nm.对介孔Y2O3和组装体系进行了荧光光谱(PL)分析,发现在550℃热扩散处理后,介孔Y2O3∶Eu3+的发光存在基质对Eu3+的能量传递,Y2O3∶Eu3+,Gd3+体系中Gd3+对Eu3+也有能量传递作用.     

碳化沉淀法从中和渣浸出除杂液中分离回收锌和镁

基于碳酸锌和碳酸镁溶度积的差异,本文开展了碳化沉淀法分离回收锌、镁的研究,在理论计算的基础上,借助电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、X射线衍射仪（XRD）等表征手段,考察了碳酸盐种类及用量、温度等因素对锌、镁分离效果的影响规律,查明了中和渣浸出除杂液中锌、镁分离的调控方法。理论计算表明,以碳酸盐作为沉淀剂时,锌优先沉淀,且在镁离子沉淀之前,锌已沉淀完全。实验结果表明,相对Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃等碳酸盐,以MgCO₃为沉淀剂进行镁、锌分离的效果更佳。实验所得的较优工艺条件为反应温度90 ℃,碳酸镁过量系数1.20,反应时间90 min,加料速度2.10 g/min。在该条件下,锌沉淀率达99.99%以上,镁沉淀率低于0.10%,实现了镁、锌的有效分离。所得沉锌渣为碱式碳酸锌,纯度较高,可达到工业碱式碳酸锌合格品（HG/T 2523—93）的技术指标。该方法简单易行,锌、镁分离效果好,且锌、镁均可资源化利用。      

CeO_2/CuO catalysts using different template agent for preferential CO oxidation in H_2-rich stream

The CeO_2/CuO catalysts using different template agent(F68 L64, F127 and P123) were synthesized by the simple template and impregnation method. They were characterized by FESEM, XRD, N2 physisorption and H2-TPR techniques. It is found that the CeO_2/CuO catalysts are double pore distribution, and CeO_2 can enter into the gap of CuO supports and form the contact interface of copper and cerium. Among the asprepared catalysts, the CeO_2/CuO-F127 catalyst displays better activity at lower temperature and the CeO_2/CuO-P123 catalyst presents higher activity at higher temperature. The CeO_2/CuO-P123 catalyst has the smallest crystallite sizes of CuO and CeO_2 as well as the largest size of cubes, which may improve the interaction of copper and cerium and enhance the performance of CO oxidation.     

拜耳法流程中碳酸钠升高的原因分析及降低措施

由于铝土矿中钙、镁化合物在溶出过程中形成碳酸碱以及铝酸钠溶液吸收空气中CO2形成碳酸钠等原因,导致流程中碳酸钠浓度升高、溶出率低、蒸发器能耗升高等不利影响。通过抑制反苛化反应、强化结晶析盐、采用机械搅拌以及将拜耳法精液与烧结法精液合流碳分等措施,减少了流程中Nc的循环累积,蒸发母液中Nc浓度由46.59g/L降为30.57g/L。     

撞击流-活性炭吸附法制备氧化钇超细粉体

以Y( NO3)3·6H2O和碳酸氢铵为原料,在撞击流反应器中制备碳酸钇,经焙烧得到超细氧化钇粉体.考察了分散剂加入量、反应物摩尔比n( NH4HCO3)/n(Y(NO3)3)、活性碳用量、反应温度、反应时间、搅拌速度以及碳酸钇的焙烧温度和焙烧时间等因素对Y2O3粒径的影响,并用WJL激光粒度仪、TG、XRD和SEM等表征手段对产品进行表征,从而获得制备超细氧化钇的优化工艺条件为:PEG4000的质量为硝酸钇的3％,活性炭用量为0.025 mol·L-1,反应物摩尔比n( NH4HCO3):n(Y( NO3)3)为8:1,反应温度50℃,反应40 min,螺旋桨转速1000 r·min-1,800℃下焙烧1.5h,在此条件下制得球形氧化钇超细粉体,表观粒径小于0.5μm.     

Catalytic oxidation of CO on mesoporous codoped ceria catalysts:Insights into correlation of physicochemical property and catalytic activity

Codoping approach is an appealing strategy to further improve the catalytic activity of Ce-based catalysts. In the present study,Mn and/or Cu doped ceria solid solutions MnxCuyCe_(1-x-y)O_2,Cu_xCe_(1-x)O_2,Mn_xCe_(1-x)O_2 and pure CeO_2 were prepared by CTAB-assisted hydrothermal method for CO oxidation.XRD, SEM, EDS, BET, Raman, H2-TPR, XPS and in situ DRIFTS techniques were carried out to study the physicochemical properties and to correlate them to the activity. The doped samples maintain the cubic fluorite structure of CeO_2 with high crystallinity and small crystallite size, forming Ce-based solid solutions. The obtained catalysts have large mesoporous structure with average pore size of 10-14 nm. The doped transition metal enhances the oxygen vacancies and improves reducibility of the solids. The synergistic interaction of Mn and Cu codoping induces mo re oxygen vacancies, pro moting the increase of surface adsorbed oxygen and the transfer of bulk oxygen of catalyst, thereby enhancing the catalytic activity for CO oxidation. Besides, the decomposition rate of the carbonate species which is derived from in situ DRIFTS for each catalyst can provide a measure to evaluate its catalytic activity of CO oxidation.     

包覆-热分解碳酸银前驱体制备球形银粉的研究

以碳酸铵为沉淀剂、硝酸银溶液为原料, 利用化学沉淀法制备得到碳酸银前驱体, 通过并流沉淀法包覆改性碳酸银前驱体, 并经热分解得到单分散的球形银粉。通过X射线衍射分析(X-raydiffraction, XRD)、粒度分布统计(particlesize distribution, PSD)、振实密度测量和扫描电子显微检查(scanning electron microscopy, SEM) 等表征手段研究了热分解银粉的结晶度、纯度、分散性、填充性及微观形貌; 讨论了硝酸银溶液浓度和甲醇添加对碳酸银前驱体颗粒分散性和粒径的影响, 并分析了碳酸镁与碳酸银包覆比例(摩尔比) 对银粉分散性的影响。结果显示, 使用包覆-热分解方法可以制备得到单分散的球形银粉, 该方法具有设备简单、投资少、产品分散性好且粒度分布集中的优点; 当硝酸银溶液浓度为0.2~0.5 mol/L时, 可以得到粒径为0.5~2.5μm的球形银粉; 碳酸银分散性可通过添加甲醇进行调整, 甲醇含量(甲醇在硝酸银溶液中的体积分数) 应控制在5%~10%;当硝酸银溶液浓度为0.5 mol/L、甲醇体积分数为5%时, 碳酸镁与碳酸银摩尔比2:1制备得到的球形银粉分散性最佳。     

Reaction Kinetics of magnesite ore in dilute ethanoic acid

The leaching of naturally occurring magnesite in dilute ethanoic acid is achieved to optimize the reaction conditions affecting the reaction kinetics. In the current study effect of various reaction parameters (The particle size of ore, concentration of leaching agent, the reaction temperature and rate of stirring) on the dissolution of magnesium carbonate ore with aqueous solutions of acetic acid is probed. It is inferred that the rate of leaching reaction of magnesium carbonate ore in the aqueous solutions of acetic acid rises with a rise in temperature of reaction medium, acetic acid solution strength and decreases with the increase in particle size of the magnesite ore samples. The analysis of kinetic data done by the application of graphical and statistical approaches reveals that the leaching kinetics of magnesite ore in dilute solutions of acetic acid follows a surface chemically controlled mechanism. The calculated value of energy of activation for the dissolution reaction of magnesium carbonate in acetic acid is 46.39 kJ mol^–1.     

用天然碱液及水氯镁石制备硅钢氧化镁

介绍了一种采用纯碱-卤水法制备硅钢氧化镁新工艺。首先用天然碱液及水氯镁石制得的工业氯化镁反应制得碱式碳酸镁,再将碱式碳酸镁煅烧制备氧化镁。考察了影响硅钢氧化镁粒径及水化率的因素,确定了最佳工艺参数:氯化镁溶液浓度1.5mol/L,天然碱液浓度1.5～2.0mol/L,体积比(1.05～1.1)∶1,反应温度70～80℃,反应时间10min,搅拌速度200r/min,煅烧时采用低温逐步升温方式。此条件下制得的硅钢氧化镁具有纯度高、粒径小、水化率低等特点。     

AD复合脱硫剂中铝的相分析

分析试样中加入过量ＦｅＣｌ３溶液，经搅拌使试样中金属铝与Ｆｅ＾３＋离子发生化－还原反应，生成Ａｌ＾３＋进入溶液中，三氧化二铝不参与反应仍留在沉淀物中。过滤后含Ａｌ＾３＋溶液经除氟，分离钙、镁、铁等离子后，用ＣｕＳＯ４滴定法测定ＭＡｌ量，再由总铝量减去ＭＡｌ，计算可得ＡＤ复合脱硫剂中Ａｌ２Ｏ３含量。     

含碳酸盐脉石氧化铜矿的酸浸动力学

针对碳酸盐脉石对氧化铜矿酸浸动力学的影响进行探讨,研究了温度、酸度、矿石粒径、液固质量比、振荡速度等因素对含碳酸盐脉石氧化铜矿浸出的影响.结果表明,高温、高酸度、高液固质量比、小粒径和高振荡速度利于矿石的浸出,但碳酸盐脉石使得酸耗增加.考虑浸出成本确定合理的浸出条件为温度303 K、酸度35 g·L-1、矿石粒径0.074~0.125 mm、液固质量比3∶1以及振荡速度180 r·min-1,浸出180 min后铜浸出率达53.6%.对浸出前后矿石表面形貌进行分析.结果显示碳酸盐脉石与酸反应后在矿石表面形成CaSO₄·2H₂O沉淀,覆盖在颗粒表面,限制了矿石颗粒孔裂隙的发育.基于收缩未反应核模型对浸出动力学进行分析,发现碳酸盐脉石反应生成的沉淀阻碍了浸出反应,固体产物层扩散为浸出反应的控制步骤,反应的表观活化能为8.65 kJ·mol-1.