钒掺杂二氧化钛光催化活性研究

二氧化钛凭借优异的光催化性能,越来越受到人们的广泛关注和重视。以钛酸四丁酯为原料,利用水解-水热-干燥/煅烧工艺制备得到未掺杂TiO₂光催化剂和掺钒TiO₂光催化剂,利用其对甲基橙溶液的降解率做了比较分析。结果表明,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备钒掺杂TiO₂光催化剂是可行的。制备V/TiO₂产品的最佳工艺条件：钒钛质量比为6∶100、水热温度为160 ℃、水热时间为12 h,120 ℃下干燥14 h。紫外光照射条件下,甲基橙光催化降解效率达到99.10%,降解时间小于45 min。     

石墨/钒氧化物的制备、表征及其对亚甲基蓝的吸附性能

以V₂O₅为原料,石墨粉为还原剂,采用碳热还原法制备石墨/钒氧化物复合材料。以亚甲基蓝为模拟污染物,系统评价了不同还原工艺条件下所制备样品的吸附性能,并选定在还原温度为650℃、还原时间为60 min和石墨配比为18.03%的还原条件下所制备的样品进行表征和作为目标吸附剂。采用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱、透射电镜和微孔分析对目标吸附剂的微观结构和形貌进行表征和分析。表征结果表明,样品的物相由石墨、VO₂和少量V₆O₁₃组成,且钒氧化物呈块状、条状和辐射状分散在片层石墨表面;样品颗粒尺寸从几微米到数十微米不等,BET比表面积和孔体积分别为6.84 m²/g和0.02 cm³/g,且绝大部分孔径分布在介孔和大孔区间。吸附实验结果表明,在pH值为3～8的范围内石墨/钒氧化物对亚甲基蓝均有较好的吸附性能,平衡吸附量均在200 mg/g以上;吸附过程符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。     

钒钛铁精矿钛白废酸浸出提钒实验

为了提高钒钛铁精矿中V₂O₅的综合利用率,采用正交实验法,对其进行了钛白废酸直接浸出和焙烧-浸出实验。直接浸出实验结果表明,对V₂O₅浸出率影响最大的因素是液固比,影响最小的是废酸浓度;在浸出温度为90℃,浸出时间90 min,液固比为5和废酸浓度为20%时,钒钛铁精矿中V₂O₅的浸出率较高,其值为71.05%。焙烧-浸出实验结果表明,对钒浸出率影响程度由大到小分别是焙烧温度、碳酸钾配比、碳酸钠配比和焙烧时间;在焙烧温度为1000℃,焙烧时间1 h,碳酸钠配比为5%和碳酸钾配比为10%时,V₂O₅的浸出率可达84.48%。      

Magnéli相亚氧化钛材料的制备及其可见光光催化性能

以金红石型钛白粉为原料,采用铝还原-盐酸酸洗工艺常压下制备了Magnéli相亚氧化钛材料.采用包括X射线衍射(XRD)仪等多种表征方法测定了制备样品的物相组成、形貌、化学价态及光谱吸收性能,并测试了可见光下样品降解甲基蓝的光催化活性.研究结果表明:950℃焙烧15～30 min条件下制备的Magnéli相亚氧化钛材料主要为Ti4O7和Ti5O9的混合相,采用盐酸酸洗可以有效去除样品中的Al,但含有不溶于酸的α-Al2O3.该工艺制备的Magnéli相亚氧化钛颗粒尺寸为100～200 nm,没有存在明显的团聚烧结长大现象,具有良好的可见光和近红外光吸收性能以及在可见光条件下具有较好的光催化能力.     

电铝热还原法制备的钛铝合金真空磁悬浮精炼研究

真空磁悬浮精炼TiAl合金理论及试验研究表明:提高真空度和增大加热电流有利于降低合金中氧含量,但是Al元素挥发严重,精炼过程剧烈,不利于合金成分控制和渣夹杂物去除。加热电流60 A,真空度400 Pa(通入氩气),精炼时间30 min条件下,合金中大颗粒的渣夹杂物得到有效去除,相同工艺条件下,精炼两次后,合金中O含量降低到0.50%,N含量降低到0.55%。精炼两次后得到的TiAl合金的组织为近层片组织,由γ和α_2组织构成,主要物相由TiAl、Ti_2AlN和Ti_2Al相组成,得到了目标TiAl合金的微观组织和相组成。该工艺制备的TiAl合金为室温脆性断裂,弯曲强度为258 MPa,维氏硬度(HV)为486。     

铝热还原法制备Magnéli相亚氧化钛及其可见光光催化活性研究

采用铝热还原-盐酸酸洗工艺成功制备了Magnéli相亚氧化钛,通过X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM),UV-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) 和X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)等手段进行表征表明：在焙烧温度950℃,焙烧时间20min,Al/TiO₂=0.2时,成功制备以Ti₄O₇为主要物相的Magnéli相亚氧化钛材料,其粒径为400~600nm,样品表面形成了大量的氧空位,表现出很强的紫外和可见光吸收性能。在可见光条件下光照130min时,950℃焙烧20min,25min和35min条件下制备并酸洗后的Magnéli相亚氧化钛降解亚甲基蓝的效率分别达到37%,43%和62%。     

攀西地区钛中矿盐酸常压浸出制备钛精矿探索实验研究

为了提高钛中矿中TiO_2品位,对其进行了常压盐酸浸出试验,研究了浸出温度、浸出时间、液固比、盐酸浓度以及搅拌速度对浸出过程的质量减少率、铁浸出率、二氧化钛浸出率的影响规律。试验结果表明,盐酸浓度对浸出过程Fe和TiO_2浸出率的影响最大,随着盐酸浓度的增加,TiO_2的浸出率显著提高;水解过程可有效增加浸出渣中TiO_2品位。在盐酸浸出-水解之后,浸出渣中TiO_2品位可达47.54%。     

攀西地区钛中矿盐酸常压浸出制备钛精矿探索试验研究

为了提高钛中矿中TiO_2品位,对其进行了常压盐酸浸出试验,研究了浸出温度、浸出时间、液固比、盐酸浓度以及搅拌速度对浸出过程的质量减少率、铁浸出率、二氧化钛浸出率的影响规律。试验结果表明,盐酸浓度对浸出过程Fe和TiO_2浸出率的影响最大,随着盐酸浓度的增加,TiO_2的浸出率显著提高;水解过程可有效增加浸出渣中TiO_2品位。在盐酸浸出-水解之后,浸出渣中TiO_2品位可达47.54%。     

膨胀石墨/有机质复合相变材料的制备及性能

以膨胀石墨为支撑材料，石蜡、十六酸和硬脂酸为相变主材，采用熔融共混法制备复合相变材料，并对材料的热-电性能进行测试分析。结果表明，在3种有机质中分别添加7%、9%和11%的膨胀石墨，并在4MPa下压制成型，分别在65℃、70℃和75℃的烘箱中充热30min，有机质均未出现泄漏；相比3种纯有机质，复合相变材料的充热时间分别缩短32s、622s和231s，其放热时间分别缩短1040s、1327s和1311s。充热时复合材料的升温速率比固态下的纯有机质快，放热时复合材料全过程都比纯有机质降温速率快；经过60次热循环之后质量损失率均小于0.05%；成型后的复合材料充热时，温度场分布均比纯有机质均匀，放热时温度场分布基本一致，但成型对复合材料的温升有所抑制；复合材料的热导率分别比对应的有机质提高10.12～11.19倍、9.00～15.50倍和5.58～6.76倍；在2～8MPa时，复合材料的电阻率分别在0.092～0.150Ω·cm、0.058～0.146Ω·cm和0.020～0.041 Ω·cm之间，均小于1Ω·cm，说明制备的复合相变材料具有良好的热-电性能。