纳米碳材料催化液相选择性氧化的研究进展

纳米碳材料是广受关注的高性能材料,其作为无金属催化剂的应用近年来受到了广泛关注。综述了碳材料在不同氧化剂（O₂、H₂O₂、叔丁基过氧化氢、氧化石墨等）的作用下选择性催化氧化烃类、醇类、酮类、胺类等制备有机化学品和氧化降解有机污染物反应过程,着重阐述这些液相氧化反应体系的机理以及碳材料在其中所起的作用。     

硼酸盐作碳石墨材料抗氧化涂层的研究

采用硼酸盐涂层工艺来防护碳石墨材料被氧化是一种较经济的技术。防护效果也相当好。通过一系列的试验,对B_2O_3、Na_2O—B_2O_3、Na_2B_4O_7防护碳石墨材料被氧化的机理进行了探讨。试验结果表明,B_2O_3涂层在干燥空气中可以保证900℃、24h不氧化,700℃、100h不氧化,1000℃、2h不氧化;Na,O—B_2O_3涂层在干湿空气中都可以达到B_2O_3涂层的效果,Na_2B_4O_7在短时间高温下对碳石墨材料的氧化防护有一定的作用。     

常温下碳基活性材料催化氧化NO的研究进展

针对常温、含高浓度O₂ 的NO污染气体排放控制,典型的选择性催化还原（SCR）技术已不再适用。以碳基活性材料为催化剂的NO常温催化氧化技术得到了广泛关注,该技术在常温和高浓度O₂条件下将NO氧化为NO₂,并以硝酸或硝酸盐形式加以回收利用,因此具有环保和经济双重效益,应用前景广阔。本文简要综述了碳基活性材料常温催化氧化NO的研究进展,阐述了NO催化氧化机理,介绍了碳基活性材料的表面物化特性和反应条件（O₂浓度、NO浓度、GHSV、反应温度、水蒸气和催化剂粒径等）对催化氧化NO的影响,以及活性炭、活性炭纤维、碳纳米纤维、炭干凝胶、金属负载碳基活性材料、炭化污泥等不同碳基活性材料的催化特性,总结并展望了未来碳基活性材料低温催化氧化NO的发展方向。     

Al2O3-MgAl2O4-SiC—C质耐火浇注料中SiC氧化行为的热力学测定

通过采用Factsage软件进行热力学计算,以探讨MgAl2O4对SiC氧化所起的作用。据热力学推断,在1500％的还原气氛中．没有证据证明尖晶石会直接影响SiC的氧化。而在Al2O3-SiC—C质浇注料中,SiC含量的增加主要与材料中莫来石和碳之间的反应有关。另一方面,Al2O3-MgAl2O4-SiC—C中SiC的产生是材料中液态SiO2和C反应等共同作用的结果。因此,在Al2O3-MgAl2O4-SiC—C质浇注料中较低的SiC含量起因于耐火材料中的相转变。并且,试样在1500％热处理15次依然没有达到稳态条件,这解释了实验和热力学结论之间存在差异的原因。     

Al-Mg合金加入量对低碳Al2O3-Al-C不烧滑板材料低温性能的影响

以板状刚玉、α-Al2O3微粉、石墨、Al粉、Al-Mg合金粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,研究了铝镁合金的加入量对Al2O3-Al-C不烧滑板材料500-700℃埋碳和氧化气氛烧后抗折强度和抗氧化性能的影响.结果表明:Al-Mg合金加入量不宜超过6％;引入适量Al-Mg合金,500℃埋碳条件和氧化气氛烧后试样的常温抗折强度和抗氧化性均未改善,但600℃和700℃埋碳条件和氧化气氛烧后的常温抗折强度均提高;随温度升高,试样的常温抗折强度和抗氧化性均提高;试样常温强度和抗氧化性提高的原因在于:Al-Mg合金活性高,可保护树脂碳不被氧化,且Al-Mg合金有部分与CO反应生成MgO和Al2O3陶瓷相对材料起增强作用.     

含碳浇注料的研制

含碳耐火材料因具有抗侵蚀性好,抗热震性高等一系列优点而得到广泛应用。但由于与水的润湿性差,将碳质原料应用于浇注料时会引起浇注料加水量的增大,从而恶化材料的性能,使碳在浇注料中的应用受到限制。为此,研究了以不同形式加入的碳对浇注料性能的影响。金属Al、Si在含碳耐火材料中作为抗氧化剂能起到防止碳氧化的作用。此外,由于熔点较低,金属的添加对于降低材料的烧结温度具有积极意义。因此,研究了金属Al的加入形式对浇注料性能的影响。1原料及试验方法以棕刚玉(w(Al2O3)=95.24%)、板状刚玉(w(Al2O3)=95.12%)、SiC粉、Al2O3微粉(w…     

镍催化剂上水蒸汽-氢混合消碳的动力学研究

本文用动态热重法,对轻油转化制氢镍催化剂上H_2O-H_2混合消碳的动力学进行了研究:揭示了H_2O消碳对镍的氧化现象;得出了H_2O-H_2消碳和H_2O消碳的经验动力学方程;证实了在H_2O-H_2混合消碳中,H_2具有负反应级数.若H_2O/H_2比合适,H_2不但能防止Ni被H_2O氧化,使催化剂免受反复氧化还原的损害,而且能保证Ni在消碳中的催化活性.因而使低温区的消碳速率高于单用H_2O消碳的速率.     

连铸用Al2O3-C滑板研究现状与展望

Al2O3-C滑板具有良好的抗热震性和抗渣性能,能减少杂质引入以及防止钢水氧化,作为连铸控流功能耐火材料应用广泛,但由于含碳耐火材料容易氧化以及材料组成中氧化物和碳不易烧结等因素,因此存在抗氧化性差,高温强度低等缺点,力学性能有待进一步提高.滑板的原料、配比以及结合系统对其性能起到至关重要的作用.主要从添加剂、结合剂、碳源等方面论述铝碳滑板的研究现状,对铝碳滑板潜在的研究方向进行展望.     

Al2O3-MgAl2O4-SiC-C耐火浇注料中SiC氧化的动态评价

MgAl2O4可以加快Al2O3-MgAl2O4-SiC-C耐火浇注料中二氧化硅的氧化。采用FactStage誖软件进行了动态计算以便研究MgAl2O4对碳化硅氧化的作用。根据动态预测,在1500℃的还原气氛下,没有证据表明尖晶石会直接影响碳化硅的氧化。在Al2O3-SiC-C浇注料成分中碳化硅含量的增加与莫来石和碳的反应有关。另一方面,在Al2O3-MgAl2O4-SiC-C浇注料成分中产生的碳化硅与来自于耐火材料中的液相二氧化硅和碳的反应有关,较低的碳化硅含量是由于耐火材料的相转变所致。     

B-Si掺杂沥青基炭材料的制备及其氧化行为研究

以煤沥青甲苯可溶组分、聚碳硅烷和吡啶硼烷为原料合成了B-Si掺杂沥青,B-Si掺杂沥青经炭化处理得到了B-Si掺杂炭材料。研究结果表明,炭化温度对B-Si掺杂炭材料的物相组成、微观结构和抗氧化性能有重要影响。1200℃炭化处理得到的B-Si掺杂炭材料中含有无定形B4C和Si C微晶,在空气气氛中容易快速氧化形成B2O3和Si O2,Si O2可以进一步在B2O3中溶解形成固溶体,从而提高炭材料表面形成的氧化膜的热稳定性。与在800℃、1000℃、1400℃和1600℃炭化得到的B-Si掺杂炭材料相比,在相同氧化条件下,1200℃炭化得到的B-Si掺杂炭材料显示了较好的抗氧化性能,它在1000℃空气气氛中氧化1 h,失重率仅为5.7 wt%,比其它B-Si掺杂炭材料的失重率小很多。     

TiB2材料氧化的热力学分析

采用物质吉布斯自由能函数法,对TiB2材料的氧化进行了热力学分析.热力学计算结果表明: TiB2材料从室温到高温均可以与氧发生反应生成TiO2;当温度T＜1450 K时,氧化产物为TiO2固相和B2O3液相,在氧化行为上表现为氧化增重;当温度T＞1450 K时,由于B2O3蒸气挥发,在材料中留下孔隙,增加了TiB2材料与氧气的接触面积,TiB2材料的氧化进程加速,此时,TiB2材料的抗氧化性逐渐下降;在PB2O3=101325 Pa的条件下,TiB2材料由"钝化氧化"向"活化氧化"的转变条件为T=1450 K;在氧化性气氛下,氧化反应的产物为TiO2,而随着氧分压降低,Ti4O7、Ti3O5、Ti2O3、TiO等氧化产物均有可能出现,尤其是在氧分压很低的情况下,TiO生成的可能性增大.     

煤矸石在高温材料中的应用研究进展

围绕煤矸石在高温材料领域的应用和研究现状,概述了煤矸石的分类、化学组成及主要矿物成分高岭石的结构特征.分析了煤矸石经过氧化和非氧化气氛下的高温煅烧过程和反应机理,可以充分利用煤矸石中Al2O3、SiO2、有机碳三种主要成分合成耐火材料和陶瓷.阐述了煤矸石通过碳热还原氮化反应合成Saloon材料及其Sialon复相材料的研究成果和进展,为煤矸石的综合利用、提高产品附加值和品位提供了一个重要途径和研究方向.     

从热力学计算分析气氛对高铬耐火材料烧结的影响

纯Cr2O3和含Cr2O3高的高铬耐火材料在氧化气氛中是非常难烧结的材料,在埋碳条件下较易烧结致密。关于埋碳条件下该材料易烧结致密的原因,有观点认为是生成液态CrO产生的液相烧结,根据热力学分析,在埋碳维持的还原气氛中,在1550℃,CO还原Cr2O3的生成物是铬的碳化物而不是液态CrO,并在Cr2O3的还原气氛烧结实验中得到证实。在热力学分析和实验的基础上,进一步分析了烧成气氛对高铬耐火材料烧结的影响,提出了促进其烧结的措施。     

草酸二甲酯水解制草酸的中间控制分析

正草酸[(COOH)_2·2H_2O]是一种重要的有机化工原料,广泛应用于医药、染料中间体、稀有金属提炼,以及原子能国防工业中。传统的草酸工业生产方法有甲酸钠法、淀粉氧化硝酸法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法等。这些传统的方法存有成本高、工艺落后、污染严重等缺点。近年来,随着碳一化工的发展,由一氧化碳氧化偶联制备草酸酯进而制草酸正受到广泛的关注。草酸酯生产草酸是近几年碳一化工最成功的应用范例,煤气化制得一氧化碳,一氧化碳在催化剂的     

添加剂对MgAlON材料抗氧化性能的影响

MgAlON材料较易被氧化 ,研究了几种抗氧化剂的作用。结果表明 :B4 C和SiC的效果最好 ,它们氧化后分别生成B2 O3、SiO2 及其化合物 ,填充于材料气孔 ,起着保护作用 ,使得MgAlON材料的氧化性质由连续性变成保护性     

烧结气氛对电瓷材料机械性能的影响

通过在电瓷坯料中外加不同量Fe2 O3、TiO2 的方法 ,探讨了不同气氛烧结下材料的结构及性能变化。运用X射线衍射、扫描电镜等测试技术对材料内部晶体结构进行了分析 ,讨论了Fe2 O3、TiO2 在不同气氛中的作用机理。结果表明 ,原料纯度越高 ,烧结气氛对材料性能的影响越小 ;总体来说 ,还原气氛下材料的力学性能优异于氧化区氛烧成     

纳米碳颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料的氧化行为

以微米硅(Si)和纳米碳黑(Cp)粉体为主要原料,采用经机械化学法合成的碳化硅(SiC)和15%和25%的纳米碳颗粒与碳化硅(Cp-SiC)的复合粉体,并经无压烧结得到了Cp/SiC陶瓷基复合材料,分析了在不同温度条件下Cp/SiC烧结体的氧化行为。结果表明:当温度小于700℃时,Cp/SiC复合陶瓷在空气中的氧化受C—O2反应控制,致使其为均匀氧化;700℃时,氧化后的复合材料显气孔率最大,弯曲强度达极小值;大于700℃,氧化过程受O2的气相扩散控制,呈非均匀氧化;700~900℃之间,O2通过微裂纹的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程;900~1 100℃之间,O2通过SiC缺陷的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程,并在1 000℃时的最初的2 h内,复合材料弯曲强度增大,且达到了极大值。同时表明,纳米碳含量是影响复合材料强度及氧化行为的关键因素,添加纳米碳质量分数为15%的Cp/SiC复合陶瓷可以作为一种抗氧化性能优良的玻璃夹具材料。     

锂硫电池硫基碳正极材料及其改性研究进展

综述了锂硫电池存在的问题和碳纤维、碳纳米管、氧化石墨烯、多孔碳四种碳材料的性能以及其在锂硫电池正极中的应用,并探讨了碳材料原位掺杂非金属(C、N、O、B等)和复合各种金属化合物对材料的导电性和对多硫化物吸附性能的影响,以及对锂硫电池循环性能的影响。提出非金属掺杂多孔碳材料复合金属化物作为锂硫电池正极碳材料来降低多硫化物的穿梭效应以及反应过程中的体积膨胀,提高活性物质利用率,进而提高锂硫电池性能。     

活化条件对碳四烃氧化制顺酐VPO催化剂的影响

以V2O5和磷酸为原料,异丁醇为还原剂,合成催化剂前体VOHPO4·0.5H2O,分别在正丁烷/空气、混合碳四/空气气氛中活化得催化剂VPDB和VPDC.采用X射线衍射(XRD)、氢气-程序升温还原实验(H2-TPR)和等离子发射光谱(ICP)等对催化剂进行表征,并考察其分别在正丁烷和混合碳四氧化制顺酐反应中的催化性能.结果表明,催化剂VPDB与VPDC的主要括性相均是(VO)2P2O7相,后者晶格氧的活性较高,比表面积相对较小,两者的钒平均价态分别为4.28和4.12.在相同反应条件下分别进行正丁烷和混合碳四催化氧化反应,VPDC的催化活性均高于VPDB,前者的顺酐选择性低于后者.在相同反应温度下,混合碳四的转化率远大于正丁烷,但混合碳四氧化产物顺酐的选择性较差,故混合碳四催化氧化的适宜反应温度低于正丁烷催化氧化.     

N2O作为氧化脱氢剂的研究进展

综述了N2O作为氧化脱氢剂用于氧化还原体系的研究进展,介绍了N2O正丁烷氧化脱氢体系、丙烷氧化脱氢体系、N2O氧化苯制苯酚体系的研究结果,并重点总结了N2O氧化脱氢制苯乙烯的研究进展,讨论了N2O作为氧化脱氢剂的作用机制,认为今后应在催化剂改进、催化新材料的开发和N2O氧化脱氢反应机理等方面开展深入的研究,有效拓展N2O氧化脱氢剂的应用领域。