煤矸石掺量对陶粒支撑剂性能的影响

以铝矾土和煤矸石为主要原料,通过调整二者质量比(1:1,2:3和3:7),经造粒成球、不同温度烧结制备得到陶粒支撑剂。结果表明:当煤矸石掺入量为60%(质量分数)、35 MPa闭合压力下,满足破碎率行业标准的烧结温度范围为1 250～1 450℃,在该温度区间内,随着烧结温度的升高,样品的结晶相转变为棒状莫来石相,形成一种致密的网状交联结构,进而提高了陶粒支撑剂的抗破碎能力;当烧结温度为1 450℃时,体积密度及视密度分别为1.49和2.76 g/cm~3,破碎率指标达到最低值3.0%,证实利用煤矸石替代铝矾土可以制备出用于煤层气井开采用的陶粒支撑剂。     

烧结温度对莫来石/石英质经济型陶粒支撑剂性能的影响

以阳泉长青Ⅲ级铝矾土和砂土为原料,在1420~1540℃下烧结制备了莫来石/石英质经济型陶粒支撑剂,研究了烧结温度对莫来石/石英质经济型陶粒性能的影响,并与目前市场上的支撑剂进行了详细的对比,得出这是一种性能优于天然石英砂、成本低于人造陶粒支撑剂的一种经济型陶粒支撑剂;并采用XRD和SEM等手段对陶粒支撑剂的性能和物相形貌进行了表征和分析。结果表明:在1510℃下烧结制备的陶粒支撑剂体密度为1.39 g·cm-3,视密度为2.78 g·cm-3,35 MPa下的破碎率为5.54%;在该温度下,莫来石晶相已经发育完全,且石英颗粒填充在莫来石形成的网络空间结构中,烧结致密化程度较高。     

煤矸石对焦宝石基低密度高强度陶粒支撑剂性能的影响

采用焦宝石、煤矸石为主要原料制备了低密度高强度陶粒支撑剂,研究了煤矸石加入量及烧结温度对陶粒支撑剂视密度及破碎率的影响,并利用XRD、SEM等手段对不同温度烧结的陶粒支撑剂的物相组成和微观形貌进行了分析。结果表明:煤矸石的加入促使支撑剂内部形成大量闭气孔,使得视密度和抗破碎能力均呈下降趋势。陶粒的主晶相为莫来石相和石英相,随着烧结温度的升高,材料中气孔被排除,致密化程度提高,有助于提高陶粒的抗破碎能力。在过高的烧成温度下,液相增多,会导致抗破碎能力下降。当煤矸石加入量为15 wt%,烧成温度为1410°C时,陶粒支撑剂的视密度为2.65 g/cm~3,69 MPa下的破碎率为7.9%,产品具有低密度、高强度、低成本的特点。     

煅烧煤矸石添加量对陶粒支撑剂力学性能的影响

可燃性气体的开发以及固体废弃物的再利用是响应国家低碳清洁发展、能源战略转型的重要举措。本文采用煅烧处理的煤矸石作为添加剂制备陶瓷颗粒支撑剂,通过调控支撑剂的原料配比,获得力学性能较好的材料,提升材料支撑岩层裂隙的结构强度,实现煤层气的高效开采。结果表明,煅烧煤矸石组分的适量添加可有效提高陶粒支撑剂抗破碎强度,其中42 MPa闭合压力下破碎率最低为3.66%,52 MPa闭合压力下破碎率最低为7.97%。通过观察界面腐蚀后的陶粒支撑剂微观形貌以及分析结构中的元素成分比例,发现材料中α-Fe₂O₃的均匀分布促进支撑剂中玻璃相的产生,提升了陶粒基体的结构致密性;同时α-Fe₂O₃晶粒在形核长大的过程中,由于间隙填补作用产生的微观应力对材料结构起到再次强化的效果,显著提升陶粒支撑剂的力学性能以及抗破碎能力。     

掺杂V2O5对MgNb2O6介电陶瓷工艺和性能的影响

本文采用固相反应法常压烧结制备MgNb2O6粉末,研究了添加不同质量分数的V2O5对MgNb2O6微波介电陶瓷的烧结工艺和介电性能的影响。并运用XRD、SEM和LCR对试样显微组织和性能进行了分析。结果表明:添加一定量的V2O5能够有效地降低MgNb2O6介电陶瓷的烧结温度,提高试样的致密度、频率温度系数及介电常数。当V2O5添加量为1.0wt%,且在1175℃烧结条件下获得的MgNb2O6陶瓷性能最佳,其性能参数分别为:εr=28,tanδ=0.00361,τf=54.64ppm·℃-1。     

V2O5负载量对V2O5／TiO2催化剂SCR法脱硝的影响

以TiO2载体,采用浸渍法制备了不同V2O5负载量的用于选择性催化还原NOx的V2O5／TiO2催化剂。利用BET,SEM和Ⅺ①,对不同V2O5负载量的催化剂组成、结构、形貌和性能进行了表征,考察不同V2O5负载量对催化剂制备的影响。结果表明制备的催化剂具有较多的中孔和微孔,催化剂中V2O5含量的增加,会降低催化剂的表面积;V2O5含量为2％的V2O5／TiO2催化剂样品比表面积最大,但是其活性非常低;V2O5含量为4％催化剂比表面积较大,NOx脱转化率高;V2O5的负载量小时,V2O5主要以等轴聚合的钒基型式（V3O7和V6O13）存在,这些钒基是催化剂的活性中心;当负载量超过6％,V2O5主要以结晶相存在,占据大量活性位,降低催化效果。     

V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷性能的影响

采用传统的固相反应法制备陶瓷试样,借助XRD,SEM和LCR测试仪,研究了V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷的烧结特性和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量V2O5后试样的烧结温度明显降低,相结构仍为立方焦绿石单相,且具有良好的介电性能:介电常数(εr)为135～154,介电损耗(tan δ)为0.0033～0.0007,频率温度系数(τf)为-442～-387(2MHz).     

V2O5-TeO2-P2O5-Fe2O3系无铅低熔点封接玻璃性能研究

研究确定了V2 O5-TeO2-P2O5玻璃的形成范围,系统地探讨了P2O5/TeO2比及V2 O5对玻璃热膨胀系数、特征温度和耐水稳定性的影响规律,结果表明所涉及玻璃组成的耐水性低.对P2O5/TeO2/V2O5比为17.1/20.9/62,外掺Fe2O3玻璃的研究表明,Fe2O3掺入(0mol％～16mo1％),水侵蚀后质量损失由20.05％降低到1.73％,显著提高玻璃耐水稳定性,热膨胀系数由11.5×10-6/℃降低到8.9×10-6/℃,特征温度提高,其中转变温度Tg从267℃升高到310℃,膨胀软化温度Td从284℃升高到330℃.SEM分析发现,掺入Fe2O3玻璃的表面形成明显的未被侵蚀的网状结构,玻璃表面的Hench侵蚀机理由V类转变为Ⅱ类侵蚀机理.     

Sm2O3掺杂对纳米莫来石前驱粉体微观结构和烧结性能的影响

为了改善纳米莫来石粉体烧结性能,以硫酸铝和硅酸钠为主要合成原料,添加不同含量Sm2O3,采用共沉淀工艺制备莫来石前驱粉体,经过煅烧得到莫来石纳米粉体,研究了Sm2O3掺杂量对莫来石粉体微观结构和烧结性能的影响.研究表明:当Sm2O3的加入量为4wt%时,合成温度可由传统的1300 ℃左右降低至1000 ℃,晶粒尺寸约为39 nm,比表面积达到95.265 m2/g.说明适当掺杂Sm3+对于合成纳米莫来石具有改善微观结构,促进烧结,促进莫来石晶相形成的作用.     

工业V2O5直接制备纳米颗粒溶胶凝胶

以片状工业V2O5晶体为原料，采用无机途径的溶胶－凝胶法成功地制取了V2O5溶胶和凝胶，测试了V2O5溶胶中颗粒大小，并研究了其粘度和PH值的变化。结果表明：溶胶中V2O5颗粒呈针状，其径向尺寸为50nm-60nm，当V2O5溶胶质量浓度在20g/L以上时极易形成凝胶，其粘度随放置时间增大较快，约10天以后即失去流动性，其PH值也同时发生类似的变化。     

Phase equilibrium studies in V2O5-Fe2O3 and V2O5-TiO2 systems

V₂O₅-Fe₂O₃ and V₂O₅-TiO₂ systems represent two important chemical systems with various applications, including energy, catalysts, and high-performance materials. In the present study, high-temperature phase equilibrium experiments were conducted at the temperature range of 670–1000°C in air. Electron probe X-ray micro-analyzer (EPMA) was used to analyze the microstructure and composition of the phases presented in quenched samples. Systematic experiments demonstrated that V₂O₅-containing systems should not be quenched by water-based quenching media. Phase diagrams in both systems were constructed, and the eutectic and peritectic points of the systems were confirmed and compared with previous studies. The present study improved the previous results and could be used as the base for thermodynamic modelings and further applications of the two systems.     

活性炭还原五氧化二钒制备二氧化钒

以V2O5为原料,活性炭为还原剂,采用碳热还原法制备了VO_2。探讨了还原剂用量和反应时间对各价态钒氧化物质量分数的影响,采用化学滴定法、XRD、SEM和DSC分析了产品的纯度、物相、形貌和相变温度。结果表明:在V2O5和活性炭的物质的量比为2∶1、反应时间为5 h的条件下,所得产品纯度(以VO_2质量分数计)为99.6%,VO_2转化率达到93.9%。产品为M相VO_2,其颗粒细小(粒径为110μm)且结晶性良好。     

一种低密度陶粒压裂支撑剂的制备及性能研究

本文以三级铝矾土和砂土为主要原料,在1440～1520℃高温下,制备了性能优良的低密度陶粒支撑剂,研究了烧结温度对其物相形貌、物理性能的影响.其结果表明:烧成温度在1500℃时,制备的试样主要物相为莫来石和石英,体密度为1.35 g/cm3,视密度为2.78 g/cm3,35 MPa闭合压力下的破碎率为9.47％.符合国标,适合闭合压力高于浅井油气井的应用.     

纳米V_2O_5/TiO_2-SiO_2复合材料的抗菌性能

以高比表面多孔纳米TiO2-SiO2为载体,用浸渍法制备纳米V2O5/TiO2-SiO2复合材料,考察了其抗菌性能,采用TEM、FTIR、XPS、XRD等手段对产物进行了表征。结果表明,复合材料不需紫外光照射即具有较强的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌产生透明抑菌圈,直径达11~13 mm。复合材料中V以V5+和V4+形式存在,部分V5+已进入TiO2晶格取代Ti4+,发生了氧化还原反应,产生了电子转移,形成了新键;O1s电子结合能和Ti2p结合能增大;掺杂促进TiO2-SiO2从锐钛型向金红石相转化,抑制粒径的长大,使复合材料活性提高。     

莫来石晶须前驱体原位增强海胆状莫来石材料的性能研究

为了提高粉煤灰的高附加值利用,分别以氢氧化铝和粉煤灰漂珠作为海胆状莫来石前驱体的铝源和硅源,氢氧化铝和粉煤灰为莫来石晶须前驱体增强剂的铝源和硅源,AlF3和V2 O5为晶须促进剂和烧结助剂,采用固相法原位制备了莫来石陶瓷材料.主要研究了增强剂与海胆状莫来石前驱体的配比(质量比分别为3:7、4:6、5:5、6:4、7:3...     

烧结温度对煤层气井用陶粒支撑剂的影响研究

本文以阳泉铝矾土和煤矸石为原料,长石为烧结助剂,制备了适用于煤层气水力压裂开采的陶粒支撑剂.利用SEM和XRD,表征了不同温度下烧结的陶粒支撑剂的显微结构及物相组成;研究了烧结温度对陶粒支撑剂材料的抗破碎率、密度的影响.结果表明:样品结晶相为莫来石,刚玉和方石英,并随着温度升高,莫来石相含量逐渐增多,且结晶度也越来越好,在1450℃时,二次莫来石仍未转化完成;随着烧结温度的升高,样品密度与呈先上升后下降的趋势,破碎率呈现先降低后升高的趋势.1300℃烧结下的样品性能最好,体积密度为1.40 g/cm3,35 MPa下破碎率为7.06％.