分子筛催化剂的发展与展望

分子筛又称沸石,沸石的研究始于18世纪50年代.瑞典矿物学家Cronstedt发现有一类天然硅铝酸盐矿物在灼烧时会产生泡沸现象,就称之为沸石.1883年Eichhorn首先观察到沸石的离子交换性并进行了应用.1936年,人们用酸洗过的天然粘土作为石油裂化催化剂,这是分子筛催化剂的先导.随后,又使用无定形的氧化硅-氧化铝固体,获得较高的裂化效果.20世纪50年代,美国联合碳化物公司(UCC)首次开发出合成沸石分子筛,主要用作干燥剂、净化剂、烃类分离.随后,各种类型的分子筛催化剂被合成或发现,广泛应用于石油和化工行业.分子筛催化剂是一种绿色、高效、可控性的催化剂,在国民经济发展中有着重要的战略地位.然而,很长一段时间,分子筛催化剂的合成不环保、不经济、能耗高,热稳定性和水热稳定性较差,催化效率不高,合成方法研究主要凭经验,主要用途限定于炼油和化工合成方面,且分子催化剂的回收利用研究较少,极大地制约了分子筛催化剂的发展和应用.近年来,分子筛催化剂的研究取得了长足的发展,合成方法更加经济、环保、节能,采用了数字化、信息化手段,分子筛催化剂的研究和合成更加高效,应用范围空前拓展,广泛应用于医疗、环保、电子等新型领域.本文综述了分子筛催化剂的发展历程、制备方法及应用,同时对分子筛催化剂未来发展趋势进行了展望.     

AZ31B镁合金带材热轧过程组织均匀性及性能研究

本文开展了变形温度为300、350、400 ℃和总压下率分别为15%、30%、45%、60%的AZ31B镁合金带材热轧试验,分析了不同工艺参数对轧后带材的微观组织及力学性能的影响规律。研究表明:随着轧制温度的升高,再结晶百分数增加,晶粒细化显著,组织均匀性增强;当温度达到350 ℃时,由于中间退火保温导致再结晶晶粒长大,使温度进一步升高,对再结晶程度的影响减弱,轧后带材晶粒度和延伸率均有降低;相比温度参数,提升总压下率对晶粒细化效果更为显著,轧制温度为300 ℃,压下率为60%时近表面平均晶粒尺寸由10 μm细化至3.7 μm,中心层晶粒尺寸细化至4.9 μm,组织分布较为均匀;压下率的增加有效改善了组织均匀性,使轧后带材延伸率显著增加,拉伸断口的韧窝增多,且逐渐加深。     

低渗透致密砂岩流体包裹体特征及油气充注期次——以姬塬油田延长组为例

延长组是鄂尔多斯盆地姬塬地区主要含油层系,通过系统分析该地区长6,长4+5,长3,长2油层组砂岩储层中流体包裹体成分、形态、空间分布、均一温度等特征,结合盆地埋藏史、生烃史和古地温演化,厘定了延长组油气充注成藏时间。研究表明延长组长6,长4+5,长3,长2油层组储层存在2种流体包裹体:第一种流体包裹体单个尺寸小,丰度低,普遍发育于石英和方解石等矿物晶体次生加大边内缘,均一温度在63~87℃间,平均80℃;第二种流体包裹体单个尺寸较大,丰度高,发育于石英和裂缝充填方解石晶体次生加大外缘,均一温度在115~150℃间,平均127℃。综合分析认为姬塬地区延长组在早白垩世早期(145 Ma±)发生第一次油气运移充注,但该次充注范围小,成藏效果有限,到早白垩世晚期(110 Ma±)长7烃源岩达到生烃高峰期,开始大范围排烃成藏,该时期是延长组主要成藏期。     

强磁场下冷却速率对Fe-1.1％C合金中“反常”组织的影响

研究了强磁场下冷却速率对Fe-1.1％C钢中“反常”组织形貌及性能的影响.结果表明:强磁场下“反常”组织面积分数随冷却速率的增加而减小,这是由于快速冷却时原子扩散不能充分进行所致.在相同冷却速率条件下,经强磁场处理后样品与非磁场处理样品相比,“反常”组织面积分数明显增加,样品宏观硬度值下降.     

基于多信息融合铸坯温度场测量方法及影响因素分析

连铸生产过程中,铸坯内部温度场无法实时测量,表面温度难于准确测量,而稳态传热模型不能模拟实际工艺参数频繁变化的浇注过程,本文建立了实时凝固传热模型,并对模型的影响因素进行了分析.考虑到铸坯表面随机剥离的氧化铁皮对其测温的干扰,研究建立了基于面阵的CCD测温系统,并结合数值分析方法,消除了铸坯表面氧化铁皮对测温的干扰,还原铸坯表面真实温度,使测量的铸坯表面温度波动在±10℃范围内.通过采用CCD面阵测温、射钉测厚以及数值分析方法,实现了基于多信息融合的铸坯温度场在线测量,为二冷配水动态优化和铸坯温度场闭环控制提供了基础.     

红土镍矿选择性溶出制备黄铵铁矾花球状晶体

以红土镍矿硫酸焙烧熟料溶出液为原料,(NH_4)_2CO_3为碱式调节剂,采用湿法制备黄铵铁矾。研究和分析了反应温度、反应时间和pH值对溶出液中黄铵铁矾生成率的影响,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子电微镜(SEM)和化学成分分析等手段对制备产物进行了表征。研究发现,在反应温度95℃、反应时间4 h、终点pH值是2.5的条件下,黄铵铁矾生成率大于98%,实现了铁的有效分离,得到花球状黄铵铁矾粉体。     

低品位红土镍矿焙烧-碱浸过程中硅的转化

针对目前红土镍矿碱法处理过程中存在的问题提出工艺改进,研究低品位红土镍矿焙烧活化-碱浸过程中含硅矿物的转化。考察了焙烧温度对红土镍矿活性的影响,探索了红土镍矿经焙烧后碱浸过程中温度、时间、搅拌强度、液固比以及碱初始质量浓度对硅转化的影响。结果表明,红土镍矿经650 °C焙烧2 h后,活性得到明显提高,红土镍矿经焙烧后采用初始质量浓度为60 g/L的碱溶液,在搅拌速度为400 r/min、浸出温度为140 °C、液固比为5∶1的条件下浸出120 min,硅的转化率可达89.42%。     

表面改性对铁尾矿基复合材料吸水性能的影响

以铁尾矿为原料,采用N,N-亚甲基双丙烯酰胺表面改性经交联反应制备铁尾矿基复合材料。通过研究改性过程中铁尾矿粒度、改性剂浓度、改性时间和温度等因素对制备的铁尾矿基复合材料吸水性能的影响,得到各因素影响复合材料吸水率的主次顺序为:改性温度>改性剂浓度>改性时间>矿粉粒度,最佳改性条件为:矿粉粒度95~105 μm,温度20 ℃,搅拌时间6 h,改性剂浓度0.25%。所制备的铁尾矿基复合材料的吸水率可达76.8%,保水性能随着时间增加和温度升高呈降低趋势;吸盐水率为68.6%,耐盐性能较好。     

计算材料学课程教学改革实践

计算材料学是材料学专业理论与实践有效结合的一门重要课程。基于材料类专业理论基本原理,结合教学实际,围绕优化课程教学内容、改进教学方法与教学手段、创新课程考核方式等方面进行了教学改革与实践,尝试推行研究性教学,提高学生课堂教学参与度,为计算材料学教学改革提供借鉴。     

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。