Li_2CO_3在含碳球团还原中催化机理的研究

通过在氧化铁中添加碳粉和少量Li2CO3添加剂,考察了碱金属化合物和温度对含碳球团还原过程的影响,探讨了减金属化合物的催化机理,实验结果表明,球团还原车随着碱金属化合物添加量而增大,但增大幅度随添加剂增多、温度升高而减小在球团还原初期,Boudouard反应是还原的限制环节,添加Li2CO3可以降低反应活化能较高温度下球团还原后期,氧化铁的气相还原是反应的限制性环节,添加Li2CO3可以加快Fe／FeO界面上FeO的还原反应,实验条件范围内,温度升高和Li2CO3添加量增加,促进反应限制环节从Boudouard反应向氧化铁还原的转化     

含碳铬铁矿球团的固态还原特性

通过含碳铬铁矿粉矿成球及还原实验,研究还原温度、内配碳量、还原时间和添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响.结果表明:还原温度和内配碳量对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1200℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加,内配碳比Ic/o=1.2为铬铁矿预还原球团的较佳配比;高温(≥1 300℃)时,可实现含碳铬铁矿球团的快速还原(f≤1 h);低温时,铁优先于铬还原,总还原反应完成时间需3~4 h.添加剂强化含碳铬铁矿球团预还原的实验结果表明,不同添加剂对还原反应的影响具有较大差异;不同温度下,相同添加剂的催化能力也有一定的差异;实验所涉及的添加剂中以NaCl、Na2B4O7·10H2O和Na2CO3的催化效果较好.     

机械与热综合活化法制备超细WC-Co粉末

研究了WO3、Co3O4和石墨混合粉末经高能球磨活化后再分步进行还原和碳化反应制备超细WC-Co粉末的过程.结果表明:球磨30 h后,粉末粒径达到70～100 nm.450～700℃温度范围内球磨粉在流动H2和Ar混合气体中经2 h还原时,随着还原温度的升高,WO3还原反应顺序为WO3→WO2.9→WO2.72→WO2→W,700℃时可实现完全还原;Co3O4在450℃完全还原为Co,随着温度的进一步升高和时间的延长,Co与W反应转变为Co3W;最终还原产物由W、Co、Co3W和石墨组成;在700～1 000℃温度范围内还原粉在流动Ar中碳化时,随着碳化温度的升高,碳化反应按W(Co3W)→Co6W6C→Co3W3C→W2C→WC的顺序进行,在900℃下还原粉在2 h内可完全碳化,得到WC颗粒尺寸约为200～300 nm的WC-Co复合粉末.     

氧化石墨在H2还原过程中的结构与性能变化

对氧化石墨进行了热解和H2还原处理,通过元素分析、X射线衍射分析、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析和粉末电阻率测定,初步探讨了氧化石墨的分子组成、官能团、晶体结构和电导率随还原温度的变化规律.结果表明:对经220℃热处理的热解氧化石墨进行H2还原处理时,随着还原温度的升高,还原氧化石墨中氧元素的质量百分含量减小,晶体结构逐渐回复为石墨的晶体结构,但存在明显的晶粒细化现象;随温度的升高,还原氧化石墨的电导率增大,并在500℃时达到最大值6.67 S/cm;当还原温度超过500℃时,由于层间距增大及晶粒进一步细化,其电导率又逐渐降低;热解氧化石墨在H2中的还原过程可以分为两个阶段,第Ⅰ阶段主要发生-C====O基团和C-OH基团的还原反应,第Ⅱ阶段残余的C-OH基团被还原.     

20A碳钢在EDTA清洗液中的腐蚀行为

通过测量30℃下的稳态极化曲线和不同温度下的腐蚀速率,研究了20A碳钢在4% EDTA溶液中的腐蚀行为.实验结果表明该腐蚀过程由析氢反应和氧还原反应共同控制,并且在30～150℃的范围内温度的升高未改变腐蚀反应历程.     

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。     

微纳米氧化铁粉低温还原动力学及机理的研究

研究了<1μm氧化铁粉在500℃、380℃、260℃、150℃温度下氢还原时,还原温度和氧化铁粉粒度对还原率、还原过程和还原产物相结构的影响.结果表明,500℃和380℃下还原速度较快,分别在15和23min后即能完成还原.在260℃和150℃下还原甚为缓慢;粉末粒度的细化在还原初期可明显提高还原速度,但随着还原反应的进行,在试验条件下粒度对反应的有利影响逐渐减缓;在温度<570℃的低温下氧化铁还原过程经由Fe2O3→Fe3O4→Fe两步进行,其整个反应速率受控于Fe3O4还原为Fe的反应过程,实验中并没有发现富氏体的存在.     

氢还原法制备金属Cr

采用氢还原法制备了金属Cr。研究了氢气还原Cr_2O_3及K_2Cr_2O_7的热力学过程,分析了添加剂、氢气流量、反应时间及反应温度等因素对氢还原Cr_2O_3及K_2Cr_2O_7效果的影响,采用XRD对体系反应产物进行分析,计算体系质量损失率来衡量反应结果。结果表明,体系中水分压与氢气分压的比小于10-5时,保持反应温度为1 200℃、恒温3h,控制氢气流量为1L/min并加入1%的Cr为添加剂时,Cr_2O_3及K_2Cr_2O_7均可以被H2还原,K_2Cr_2O_7的还原效果更好。     

泡沫SiC负载钴基结构化催化剂的制备及其催化性能

以氨酚醛树脂为黏合剂,将掺Al的Co3O4粉末负载在SiC泡沫上,再经H2还原制备出SiC负载的钴基结构化催化剂.采用XRD,SEM,N2吸附-脱附和H2吸附等手段,研究了还原温度对涂层中Co晶粒的大小、相转化、微观结构以及吸附特性的影响,并以NaBH4水解放氢反应为探针反应,研究了不同条件下制备的钴基结构化催化剂的催化活性.结果表明,随着还原温度的升高,泡沫SiC表面涂层中活性组分Co的颗粒尺寸不断增大,结晶性增强.在120℃时,活性组分颗粒表面的H2化学等温吸附量随着还原温度的升高而降低,其催化活性也呈现降低趋势.当还原温度为400℃时,其催化NaBH4水解放氢的速率最大,可达48.38 mL/(g·min).     

直流脉冲辉光冷等离子体氢还原金属氧化物的特性研究

利用直流脉冲电场下产生的非平衡等离子态的氢对CuO进行了强化还原实验,考察等离子体的固有化学特性对还原过程的影响.在体系压力450Pa、温度200℃的条件下,分子态的氢不能还原CuO,而等离子态的氢可还原CuO得到金属Cu.随着还原时间的增加,等离子态的氢还原CuO得到金属Cu层厚度的变化随着试样放置方式的不同呈现不同的规律,等离子体鞘层的变化对还原速率有很重要的影响.还原层厚度随时间的变化可以分为三个阶段,前两个阶段的反应速率主要受制于到达氧化物表面氢活性粒子流的通量,活泼的等离子体氢在反应产物层向反应界面的扩散是第三阶段的速率限制性环节.