响应曲面法优化小桐子壳基活性炭制备条件的实验研究

采用水蒸气物理法制备小桐子壳基活性炭,通过响应曲面法中模型的优化设计和分析,研究了制备过程中的3个影响因子(活化温度、活化时间以及水蒸气流量)对活性炭碘吸附能力和得率的影响,并通过方差分析(ANOVA)研究了各个实验因子或交互作用对活性炭性能的影响。经过优化所获得的实验条件为:活化温度900℃,活化时间22min,水蒸气流量5.5g/min,获得的活性炭碘值为950mg/g,得率为13%,比表面积为785m2/g。     

碳酸钙/铜渣复合固硫剂热解性能分析研究

首次分析研究铜渣作为添加剂,加入到碳酸钙中形成的碳酸钙/铜渣复合固硫剂的热解性能。通过XRD、DTA、BET、SEM分析可知,铜渣的加入能够改善碳酸钙/铜渣复合固硫剂的热解性能。热解分析表明:铜渣中的铁橄榄石(Fe2SiO4)、磁铁矿(Fe3O4)、白云石(CaMg(CO3)2)在高温下热解,产生对烟气脱硫有积极作用的Fe2O3、CaO、MgO、SiO2等物质。当铜渣加入量为10%(质量分数)时,碳酸钙/铜渣复合固硫剂的开始失重温度和失重时间比单独分析纯CaCO3的开始失重温度和失重时间分别降低85.9℃和提前13.3min,有利于脱硫反应的提前进行,延长了脱硫反应时间且降低了能耗;在煅烧温度为900℃时,碳酸钙/铜渣复合固硫剂比表面积达到最大值8.799m2/g,与单独分析纯CaCO3的比表面积5.00m2/g相比,其增幅达75.98%。     

超细高能燃料无定形硼粉的自蔓延制备与表征

采用自蔓延高温合成(SHS)法,用高活性金属Mg粉还原B2O3粉,通过镁热还原反应B2O3 3Mg→2B 3MgO制备出超细高能燃料无定形硼粉,研究镁热还原工艺对还原产物的影响.采用X射线衍射仪对盐酸溶浸后的还原产物进行物相分析.结果表明:还原过程中生成的酸不溶物MgB6、BxO、Mg2SiO4、FeB49是影响硼粉纯度的主要杂质.利用费歇尔粒度测试仪(F.S.S.S)检测无定形硼粉的平均粒径和比表面积.通过优化制备工艺,在B2O3/Mg(质量分数,%)为3.0、反应体系温度为850℃的条件下,可制备出纯度高于94%、比表面平均粒径为0.5～0.7μm、比表面积达4～6m2/g的超细无定形硼粉.     

新型双效/两级开式吸收循环热力学特性分析

为提高低品位高湿度烟气余热回收效率及回收机组效率,提出一种新型双效/两级开式吸收热泵循环。通过MATLAB软件分别建立吸收过程热质传递模型和循环热力学模型,计算与优化不同运行工况下系统的操作参数与性能系数。在此基础上通过与传统闭式单双效,开式单双效吸收循环的对比,探讨新循环的优势并确定其工作温湿度区间。结果表明新循环基于湿度对口,梯级除湿原理,其吸收过程的传质不均匀性系数相比单级吸收过程可降低4.5%—15.3%,使得系统在相同发生温度下(160℃)可将除湿率由59.9%提高至75.5%,或在相同除湿率(80%)工况下,将发生温度由194.9℃降低至169.2℃。系统优化结果表明,新循环可提高中间温度段,及中间湿度段的余热利用效率,其性能系数相比传统闭式、开式单双效系统可分别提高0—32%、19%—26%。对提高开式吸收热泵在不同温湿度区间的热适应性具有较好应用潜力。     

Ti-62A合金动态软化速率异常的热力学解释及其应变补偿本构方程

使用Gleeble-3800 热模拟试验机研究了Ti-62A合金在变形温度为800~950℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热压缩变形行为。结果表明,随着变形温度的提高出现Ti-62A合金的动态软化率降低的反常现象。(α+β)双相钛合金中Mo、Cr等β稳定元素的原子活性随着温度的升高而逐渐降低和β相比例增大,Jmatpro软件的热力学计算表明(α+β)双相钛合金的这一现象与此有密切关系。而α钛合金和β钛合金出现动态软化速率降低,与加工温度升高β相比例增大的关系更密切。从800℃升高到950℃,Ti-62A合金中β相的比例由32.1%提高到84.3%,Mo、Cr活性的降幅均达到64%。这些因素使变形过程中Ti-62A合金的晶界迁移速度和动态软化速率均随变形温度升高而降低,其950℃的真应力-应变曲线多为典型的动态回复型。α相的含量随着变形温度的提高而降低,且在较高的变形温度下β相的晶粒尺寸也较为粗大。构建的基于应变补偿的Ti-62A合金Arrhenius变形抗力模型,能较好地预测合金的流变应力行为,其相关系数R达到0.990,预测值与实测值的平均相对误差为8.983%。     

季铵化聚乙烯醇-钛酸四丁酯杂化膜对罗丹明B的吸附性能

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)与钛酸四丁酯(TBT)为原料通过溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化膜,进而考察了其对罗丹明B(RB)的吸附性能。结果表明,当吸附时间90min、pH值4、RB的初始浓度110mg/L、温度40℃、TBT的质量分数为5%,该膜对RB的吸附量最大(32.92mg/g)。利用吸附动力学和热力学模型对该膜吸附RB的过程进行模拟,结果表明:RB在该杂化膜上的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可以用拟二级动力学模型描述。ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明:该杂化膜对RB的吸附是自发的吸热过程。     

山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究

采用山竹壳为原料制得山竹壳基生物质活性炭。确定了较佳的制备条件:在尿素酸溶液∶碳=1∶1(质量比)的浸渍比下,浸渍时间15h,活化温度750℃,活化时间60min,制得的山竹壳基生物质活性炭比表面积为545.68m2/g。在亚甲基蓝溶液pH=4.5、初始浓度为25mg/L,山竹壳基生物质活性炭用量为0.06g条件下,山竹壳基生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到68.75mg/g。     

18％Ni(350KSi)马氏体时效钢晶粒长大行为及应力对它的影响

本文研究了18％Ni(350KSi)马氏体时效钢在加热过程中晶粒长大随温度的变化规律,与应力状态对奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:在780℃～1200℃温度范围内晶粒长大趋势分为三个阶段。晶粒长大临界温度为Tc_1=869℃;Tc_2=955℃。用线性回归方法计算得到该合金三个阶段的热激活能分别为62KJ/mol,42KJ/mol,296KJ/mol。电子探针分析结果认为中温区(860～950℃)晶粒长大趋势变缓慢是由于合金元素Ti、Mo在晶界偏骤所致。相同应力值下、拉应力促进晶粒长大、压应力抑止晶粒长大。     

基于季铵盐的相变温度精准调节体系

制备不同质量分数的四丁基氯化铵(TBAC)、四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基溴化磷(TBPB)单一溶液及二元复配溶液,探究季铵盐溶液体系的蓄冷特性。通过步冷曲线法和差式扫描量热仪(DSC)确定其热物性变化规律和物质均一性。结果表明,单一及二元季铵盐水溶液的相变温度及水合物生成量,均随质量分数的增大而增大,并在质量分数为35%～40%达到峰值。质量分数达到40%时,单一及二元季铵盐水溶液均可形成类纯物质体系。三种客体物质形成的质量分数为10%～35%的单一及二元复配溶液,潜热为166.5～303.2J/g,可用于0～10℃的蓄冷领域;质量分数为40%的单一及二元复配溶液,潜热为175.7～204.8 J/g,可用于2～13℃的精准温度调节,其中TBPB/TBAC混合体系的温度可调节范围较大。     

考虑摩擦效应的工业纯钛TA2热压缩变形本构方程及热加工图

目的 研究工业纯钛TA2在变形温度为800～950℃、应变速率为0.001～1 s-1、压下量为50%条件下的热压缩变形行为,构建材料高温本构方程及热加工图。方法 利用Gleeble–3500热模拟试验机进行热压缩试验,对实测流变曲线进行摩擦修正,通过线性回归拟合等方法建立本构方程,基于动态材料模型构建工业纯钛TA2热加工图,确定材料最佳热变形区域。结果 工业纯钛TA2热变形激活能Q为473.491 kJ/mol,应力指数n为3.876 6;最佳热变形参数为变形温度850～950℃、应变速率0.02～0.35 s-1。结论 工业纯钛TA2摩擦修正后的流变应力值均低于实测值,流动应力随变形温度的升高和应变速率的减小而降低。所建立的Arrhenius本构模型可较为准确地描述工业纯钛高温流变行为。工业纯钛TA2在中高温中等应变速率条件下加工性能良好,该区域材料发生了动态再结晶组织转变。