控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(Ⅱ)非金属及金属改性

调控ZSM-5酸性一直是ZSM-5分子筛改性研究的重点。采用非金属、碱土金属及过渡金属等对ZSM-5分子筛进行元素掺杂改性是调控其酸性能的主要手段。可通过筛选改性元素种类、控制改性元素用量、对内外表面酸中心同时或分别改性等方法调控ZSM-5分子筛的酸性能。通常在一定范围内,磷、镁、钙元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛强酸位点减少,而弱酸位点增加;硼元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛只对弱酸位点发生作用;锌、镓元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛会导致其B酸量减少,L酸量增加;铜、银元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛由于发生氧化还原作用,其还原态Cu-ZSM-5和Ag-ZSM-5的B酸量较高,蒸汽稳定性较好,且裂解性能较高;钨元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛也会使其酸量及酸强度降低。同时探讨了不同反应体系中分子筛酸性能与催化性能间的关系,为提高ZSM-5分子筛在各反应的催化性能提供依据。     

合成气经含氧化合物中间体一步法制芳烃研究进展

相比于合成气（CO/H₂）经甲醇制芳烃的路线,合成气一步法制芳烃（STA）具有路线短、设备投资低等优势,是一条具有广阔应用前景的技术路线。本文首先简单陈述了合成气一步法制芳烃的基本过程,详细总结了合成气一步法制芳烃催化剂开发的进展。重点讨论了金属氧化物组成、双金属配比、晶型晶粒尺寸、氧化物与分子筛的配比以及分子筛的酸性、扩散性等物化性质对反应性能的影响规律。然后归纳了反应温度、反应压力、反应空速等反应工艺条件对反应性能的影响规律。接着总结了双功能催化剂上含氧中间体的形态及其形成机理,同时阐述了催化剂的失活研究以及抑制CO₂选择性的方法。最后分析了合成气一步法制芳烃存在的问题和面临的挑战,指出高性能催化剂的开发是今后的主要研究方向。     

富锂锰电池材料的制备工艺及其性能

以硫酸锰、硫酸镍、氢氧化钠等为原料,先用氢氧化物共沉淀法制备前驱体,然后再用高温固相合成法合成富锂锰基正极材料Li1.07Mn0.53Ni0.4 O2,研究不同的烧成温度和配锂量对Li1.07Mn0.53 Ni0.4O2正极材料结构和电化学性能的影响.研究表明:随着烧成温度的增加,材料的放电容量也随之升高;随着锂含量的...     

双模板剂法SAPO-34分子筛的合成及其MTO催化性能调变

以四乙基氢氧化铵（TEAOH）和二乙铵（DEA）为混合模板剂，在低投料硅铝比[n (SiO₂) ∶n (Al₂O₃)=0.2]及低模板剂用量[n (模板剂) ∶n (Al₂O₃)=1.9]下，考察了两种模板剂比例的调变对合成的SAPO-34分子筛物化性能及其催化甲醇制烯烃反应（MTO）催化性能的影响。研究发现，通过改变两种模板剂比例，可以明显调变SAPO-34分子筛晶粒尺寸、硅分布（晶粒表面和体相的硅分布）、硅原子的配位环境，从而影响其MTO催化反应的效果。在低模板剂用量制备的SAPO-34产品中，晶粒尺寸是影响其催化寿命的最主要因素，小晶粒分子筛因其扩散路径短有利于延长催化寿命。此外，硅分布也是影响催化寿命的因素之一，表面富硅的分子筛导致外表面积炭程度大于晶内积炭，积炭趋势由外向内发展，加速分子筛“假性”失活。硅分布还影响MTO反应产物分布，表面富硅分子筛外表面更易发生非择形催化，显著提高C₄～C₆等产物的选择性，不利于目标产物双烯（乙烯+丙烯）选择性的提高。     

β沸石结构及其催化性能的调控

β沸石作为一种重要的酸催化剂,结构和酸性对其催化性质有重要影响。通过两种不同的联合处理方式（酸-焙烧处理、酸-水热处理）对其结构和性质进行了调变,并对改性所得的β沸石进行了低温氮气物理吸附、X射线电子能谱（XPS）和红外（IR）的表征分析,最后以正辛烷为原料在500℃下进行了催化裂化反应性能评价。研究发现,可通过不同的处理方法调变最终改性沸石的比表面积和两种Lewis酸性（L₁₄₄₅和L₁₄₅₅）。经焙烧和酸处理后所得样品较经水热和酸联合处理所得样品具有更好的正辛烷裂化活性。前者较高的BET比表面积和Lewis酸是其催化裂化活性好的原因。通过这两种不同的改性方式,β沸石的B酸和两种L酸酸量及其织构性质得到调变,从而使最终沸石的催化性能产生差异。     

ZSM-5分子筛晶体形貌调控及其MTP催化性能研究

通过调控凝胶配比和添加晶体生长抑制剂分别制备得到纳米颗粒和片状颗粒ZSM-5分子筛。系统考察了硅铝比相近的纳米颗粒和片状颗粒分子筛的物化性质,并对两者在甲醇转化制丙烯(MTP)反应中的催化性能评价对比。研究发现,两种形貌ZSM-5分子筛的结晶度、铝含量及铝分布相近,两者的差别主要体现在纳米颗粒ZSM-5分子筛外表面积和环己烷探针分子饱和吸附量更高,而片状颗粒ZSM-5分子筛沿晶体b轴厚度更薄和环己烷探针扩散速率更快。MTP评价结果显示,纳米颗粒ZSM-5分子筛具有更长的催化寿命(100 h)以及更高的丙烯、丁烯选择性。     

纳米级和微米级稀土氧化物掺杂W-La2O3-Y2O3-ZrO2 阴极尖端的组织和性能

使用粉末冶金法将纳米级(70–80 nm)和微米级(500–600 nm)稀土氧化物(La₂O₃,Y₂O₃)与钨粉混合,随后通过冷等静压、中频感应烧结、旋锻、拉拔等一系列工艺制备了W-1.5La₂O₃-0.1Y₂O₃-0.1ZrO₂(质量分数,%)材料。对含有纳米和微米尺寸稀土氧化物的阴极样品使用相同的焊接电流,分别进行了0.5、1、2 h的氩弧焊。结果表明,具有纳米级稀土氧化物的样品在焊接过程中表现出更高的工作稳定性,烧损同比降低了近85.4%。此外,随着工作时间的延长,阴极尖端不同区域的稀土氧化物聚集度显著增加。结合COMSOL Multiphysics温度模拟发现,第二相的扩散活化能降低了近34%。这是因为更为细小的第二相有效地控制了钨基体组织的演变,保留了大量晶界作为通道,促进了活性物质在电子发射过程中的扩散。     

基于粗糙集理论的图像增强算法研究

粗糙集理论是处理含糊及不确定问题的数学工具。论文利用基于粗糙集的图像增强新方法,按条件属性,先将图像划分为不同的子图,然后对子图分别作对比度增强,并利用最大类间方差法确定阈值P,最终根据信噪比量化评价图像对比度增强效果。试验结果表明,文中采用的方法优于线性滤波、中值滤波方法。     

熔盐法合成红色荧光粉CaWO_4∶Eu~(3+)及其发光性能的研究

采用熔盐法在800℃条件下合成了红色荧光粉CaWO4:Eu3+。通过多种手段对样品进行了表征,并与固相法样品进行了对比。XRD结果表明所合成的荧光粉衍射峰位置和标准卡77-2233一致,为单一四方晶系的白钨矿结构;SEM结果表明荧光粉形貌规则,粒度分布均匀,分散性较好;光谱结果显示荧光粉的发射主峰位于614 nm处,激发主峰位于393 nm处,为近紫外激发,色坐标为(0.661,0.343),且色纯度与商品粉相当。由于CaWO4∶Eu3+用熔盐法合成具有工艺简单、能耗低、周期短等特点,合成样品粉体形貌好、粒度分布均匀、结晶度高,样品质量不低于固相法样品,因此,该方法值得研究者关注。     

WC复合镀层耐腐蚀性能研究

采用复合电沉积工艺制备了Ni-WC复合镀层,通过SEM、EDS和金相显微镜对其表面和断面形貌进行了观察,并借助电化学手段研究了Ni-WC复合镀层在3.5%NaCl腐蚀液中耐蚀性能。结果表明:WC微粒随着电沉积过程逐步埋入复合镀层并均匀分布,镀层与基体间结合良好,在3.5%NaCl腐蚀液中,复合镀层比纯镍镀层相比,腐蚀电位正移而腐蚀电流减少,耐腐蚀能力得到提高。