聚苯砜微孔材料的制备及其力学性能

以超临界CO_2为发泡剂,采用固态升温发泡技术制备了微米级和纳米级泡孔结构的聚苯砜(PPSU)泡沫材料,通过扫描电镜对PPSU发泡样品的泡孔形貌进行了表征。在饱和压力为8~25 MPa、发泡温度为160~220℃的范围内制备的PPSU泡沫材料孔径在0.2~2μm之间,泡孔密度为10~(11)~10~(13)cell/cm3,发泡倍率为1~2.5。发泡时间固定为30 s时,泡孔孔径随着发泡温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,而且随着饱和压力的升高,孔径不断减小;泡孔密度的变化趋势则与之相反。对发泡密度都为0.6 g/cm~3,且具有不同孔径大小的发泡样品进行了力学性能测试,结果表明:随着泡孔尺寸的减小,拉伸强度和压缩强度均显著提升,孔径为206 nm的发泡样品与孔径为1 920 nm的发泡样品相比,压缩和拉伸强度分别提高了256.1%和106.1%。     

活性焦孔径分布对COD吸附及脱色能力的影响

利用美国康塔孔径分析仪对自制的6种褐煤活性焦进行孔径分析,同时测试活性焦处理煤化工废水时吸附COD和脱色的有效孔径,分析了褐煤活性焦孔径分布与COD吸附能力和脱色能力的关系。结果表明:活性焦脱色能力与孔容积密切相关,要得到较好的脱色活性焦,其孔容积应达到1cm3/g以上。活性焦吸附COD的有效孔径主要集中在-5 nm,10~15 nm孔径对活性焦脱色能力贡献最大。5~10 nm孔径的COD吸附能力和脱色能力无规律可循;10~15 nm与15~20 nm孔径的COD吸附能力和脱色能力相近,这部分孔径的比例越大,吸附COD能力越差,而脱色能力则越强;+20 nm孔径对COD吸附能力影响不明显,但脱色能力明显上升。     

含不同粒度铝粉的铝/冰燃料的燃烧特性

用微米铝粉逐级取代部分纳米铝粉制备铝/冰燃料,采用表面接触法和高速摄影技术研究了不同粒度铝粉改善铝/冰燃料燃烧特性的效果. 结果表明,随微米铝粉取代量增加,铝/冰燃料燃烧反应速率和剧烈程度均先提高后降低,微米铝粉取代量为30%(w)时,铝/冰燃料最高升温速率达6062.24℃/s,是纯纳米铝/冰燃料的3.8倍. 用微米铝粉取代部分纳米铝粉均不同程度提高铝/冰燃料的燃面传播速率,微米铝粉取代量约为20%(w)时燃烧性能最佳,燃面传播速率较纯纳米铝/冰燃料提高57.8%. 在分析实验结果的基础上,建立了铝/冰燃料的燃烧火焰模型.     

PHR系列固定床渣油加氢催化剂的研制开发与工业应用

中国石油石油化工研究院通过深入研究渣油原料的结构组成与加氢转化行为特征,成功开发出包括保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱残炭剂4大类共12个牌号的PHR系列固定床渣油加氢催化剂。在保护剂中构建了"毫米-微米-纳米"多级孔体系,其微米级孔（PHR-402、PHR-403催化剂）与纳米级孔（PHR-404催化剂）均为双峰分布,微米级孔（PHR-402、PHR-403催化剂）主要分布在1μm附近区域和30~200μm的较宽泛区域,纳米级孔（PHR-404催化剂）的集中孔径则分别约为13nm和250nm,纳米级孔中大于100nm的孔比例达到35%。脱金属剂具有双峰分布的孔结构及内高外低的活性金属含量分布,其"扩散孔"孔径达到微米级（2300nm）,大于100nm的孔比例超过20%。工业应用结果表明,PHR系列渣油加氢催化剂具有高而稳定的脱硫、脱氮、脱残炭等活性,催化剂内部孔结构的利用率高,且床层压降更低,有利于延长装置运转周期。     

KF对微米铝粉在水蒸气中着火燃烧特性的影响

为改善微米铝粉在水蒸气中的着火特性和燃烧效率,采用自行设计的管式炉实验平台研究了KF对30 ?m铝粉在1000℃水蒸气中着火燃烧特性的影响。用高速摄影系统记录了样品着火燃烧过程,并通过X射线衍射、扫描电镜技术和化学分析方法分析了产物组分、形貌和燃烧效率。结果表明,加入KF可显著降低30 ?m铝粉的点火延迟时间,与加入5wt% (0.003 g) KF相比,加入15wt% (0.009 g) KF后,样品的点火延迟时间减少了47.58 s;微米铝粉在1000℃水蒸气中不能着火,加入KF后能着火,这是因为KF与水蒸气反应生成KOH,KOH与Al2O3反应会破坏铝粉的氧化壳,加快铝与水蒸气的反应,促进铝粉着火。随KF加入量提高,样品的燃烧效率显著上升,最高为82.24%,比未添加KF样品的燃烧效率提升了38.75%。提高KF加入量,可产生更多的KOH,对氧化壳的破坏效果更显著,进一步促进铝与水蒸气反应,提高铝粉燃烧效率。     

溶胶-凝胶法碳源对多孔炭材料孔隙结构的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为模板硅源,β-环状糊精和可溶性淀粉分别为碳前驱体,运用溶胶-凝胶法制备了多孔炭材料。利用低温N2等温吸脱附、X射线衍射、高倍扫描电子显微镜等对所得炭材料的结构进行了测试与表征,结果表明,β-环糊精为碳源的样品主要孔径分布在2~3 nm;以可溶性淀粉为碳源的样品孔径呈双峰分布,即孔径集中在3.7 nm和5~20 nm,但由于炭化温度较低,所得的炭材料仍为无定形结构。     

镁橄榄石隔热材料孔体积分形维数特征

采用压汞法研究在熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料中孔的分形结构,测定了多孔隔热材料中孔的分形维数,探讨了孔的分形维数与孔隙率、孔分布及材料强度之间的关系。结果表明:熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料的孔结构具有分形特征,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数不具有准确性,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数具有规律性。烧成温度不同的样品中孔径4.6μm的分形维数波动在2.563 0~2.766 1之间,且分形维数越大,显气孔率越小,耐压强度越小。不同熔盐含量样品孔径4.6μm的孔体积分形维数在2.534 1~2.972 2之间,且分形维数越小,显气孔率越大。当分形维数大于2.535 7时,分形维数越小,耐压强度越大。     

高活性金属铝粉研究进展

高活性金属铝粉在推进剂及火炸药领域具有非常重要的应用前景。综述了高活性纳米铝粉制备、纳米铝粉熔点理论及微/纳米铝粉氧化和点火燃烧性能,分析了微/纳米铝粉的应用现状,指出了纳米铝粉目前存在的瓶颈技术及解决措施,并对高活性金属铝粉的进一步应用提出了建议。     

离子液体聚合物CO_2吸附性能研究

为提高离子液体吸附CO_2的性能,通过自由基聚合制备了季铵盐类离子液体聚合物,采用两步种子溶胀法使该聚合物形成多孔结构,并通过扫描电子显微镜和差热-热重分析法对其形貌和热稳定性进行表征。研究了4种溶胀剂制备的多孔聚合物吸附CO_2的性能,试验结果表明:制备的多孔聚合物具有发达的微孔结构,孔径在0.4~0.8 nm内连续分布,且较集中于0.5~0.6 nm,达到38%以上;溶胀剂的种类对孔径分布及累计孔容有显著的影响,可归因于溶胀剂与聚合物的溶解度差异,采用混合溶胀剂得到的孔径分布更加均匀,而采用环乙烷溶胀剂得到的累计孔容明显减少;多孔聚合物的CO_2吸附量主要受累计孔容的影响,累计孔容相当的聚合物吸附CO_2的量也近似,在273 K、0.101 MPa条件下,约为1.1%。     

In_2O_3介孔微米片的水热法制备及生长机理研究

利用水热法结合热处理技术,以In(NO_3)3、蔗糖和Na_2SO_4为原料制备了In_2O_3六边形微米片。微米片为立方相多晶结构,直径达到十余个微米、厚度仅有100~150 nm,内部多孔。微米片的氮气吸脱附等温线表明材料属于介孔材料,孔径分布于25~125 nm,产物的BET比表面积只有12.8 cm3/g,可能是表面颗粒覆盖了内部孔洞造成。分析了材料的生长机理,认为SO_42-的配位作用既减缓了前驱体的生长速度,又使前驱体颗粒相互组装形成微米片,蔗糖改善了分散性。     

铝源孔容和焙烧升温过程对碳热还原法制备氮化铝粉体的影响

碳热还原氮化法是大规模制备高纯度氮化铝（AlN）粉体的主要方法,通过微反应器制备不同孔容的铝源,系统探究了前体孔容和微观形貌对AlN粉体产物的影响,并通过动力学模拟验证了筛选出的前体的活性。同时对氮化反应升温过程的影响也做了探究,最终通过对前体和焙烧升温过程的优化,得到纯度99%以上的AlN粉体,其平均粒径约为150 nm,O元素含量为0.55%。     

Effects of Aluminum Particle Size on the Detonation Pressure of TNT/Al

To better understand the influence of the aluminum particle size on the detonation pressure of TNT/Al, electrical conductivity experiment and detonation pressure experiment were performed in this study. Four types of TNT/Al were considered, in which the particle size of aluminum was 50 nm, 100 nm, 1.50 μm, and 9.79 μm, respectively. The combustion process of Al in TNT/Al was detected by electrical conductivity experiment, and the detonation pressures of TNT/Al were measured by using the manganin pressure sensors. According to the experimental results, the Chapman Jouguet (CJ) pressure of the explosive containing nano‐sized aluminum is higher than the explosive containing micron‐sized aluminum powder because of the combustion of nano‐sized aluminum in the detonation reaction zone. In addition, a smaller aluminum particle size in TNT/Al is associated with a slower detonation pressure attenuation. This study gives a clearer picture of how aluminum particle size contributes to detonation pressure on timescales from 0 to 0.82 μs.     

A new technique for preparing ceramics for catalyst support exhibiting high porosity and high heat resistance

A new technique for preparing magnesia ceramics of high porosity and high temperature resistance has been developed. Spray freeze drying of magnesium sulfate aqueous solution produced fine salt particles having open pores due to sublimation of ice crystals. The particles were calcined to porous magnesium oxide and formed a green body. Highly porous magnesia was produced by firing the green body. The porous magnesia exhibited a bimodal pore size distribution of macro-pores of micron order and meso-pores smaller than 100 nm. Porosity was 87–90%. After addition of an aluminum additive with an amount 3–5 mol%, the magnesia exhibited high heat resistance; surface area was greater than 20 m² g⁻¹ after 20 h exposure in a 1573 K oven. Thus, the porous magnesia is expected to be very suitable for combustion catalyst support used in a high temperature environment.     

Growth of Alumina/Metal Composites into Porous Ceramics by the Oxidation of Aluminum

Alumina/metal composites were grown into the pores of porous alumina, porous aluminosilicate, and porous silicon carbide substrates through the oxidation of Al–Si (5 wt%) powder compacts coated with magnesia powder (11 mg/ cm²). The thickness of the resulting composite increased with oxidation time and temperature, and was proportional to (pore size)^0.5 on using porous alumina. The composite thickness was more than 2 times larger in the silicon carbide and about 4 times larger in the aluminosilicate than in the alumina at 1523 K for 1 h. The products using these three types of substrates consisted of alumina, aluminum, and silicon, except that a silicon carbide phase occurred when using the silicon carbide substrate. Silica and mullite in the aluminosilicate substrate changed to silicon and alumina, and silica in the silicon carbide substrate changed to silicon because of the reduction by aluminum.     

制备高纯超细氧化铝粉体新方法

以99.99% 高纯铝板为阳极原料,采用电化学方法制备氧化铝前体氢氧化铝,讨论分析了氢氧化铝的焙烧温度、保温时间对制备高纯超细氧化铝的影响,考察了不同电流密度放电对氧化铝形貌和粒度的影响。结果表明：在70 mA·cm^-2的较高电流密度下铝/空气电池放电过程可得到平均粒度为268 nm的氢氧化铝;制备的氢氧化铝经洗涤,在1400℃焙烧,保温3 h,可得到平均粒度为200 nm,形貌为近似球状的99.99% 的超细氧化铝粉体;而低电流密度所得氧化铝颗粒团聚严重。主要原因是高电流密度使放电过程中产生的氢氧化铝晶体的介稳区宽度变窄所致。     

FCC催化剂用铝溶胶的制备及性能评价

采用添加适量铝粉的酸解-胶化工艺制备铝溶胶,采用pH计、旋转流变仪、纳米粒度与zeta电位仪等对铝溶胶的理化性质进行表征,用制得的铝溶胶样品制备成催化剂进行固定床反应评价。结果表明：采用添加适量铝粉的酸解-胶化工艺制得的铝溶胶氧化铝质量分数可达20%,氯质量分数不高于15%,pH为2.3,溶胶稳定性良好,可以满足FCC催化剂的实际使用要求。     

微米铝粉在声场中的振荡燃烧特性

为了解声场中铝粉的燃烧特性,建立了甲烷平面燃烧器,利用外置喇叭产生振荡,进行了微米级铝粉的燃烧实验。研究了铝粉在不同振荡频率下的分布燃烧响应特性及粒径分别为10、20、30μm的3种铝粉颗粒的燃烧特性和产物的阻尼特性。结果表明,振荡频率不同时,铝粉燃烧对振荡压强的增益作用不同,粒径为20μm铝粉燃烧,在振荡频率200Hz和300Hz时增益作用明显。铝粉粒度越大,分布燃烧增益越大。粒径为10μm铝粉对燃烧器高频振荡阻尼最大。随着铝粉粒度增加,燃烧产物颗粒对高频压强振荡的阻尼减小。     

铝粉粒度对RDX热分解动力学的影响

采用DSC研究了10.7μm、2.6μm和40 nm铝粉对RDX热分解的影响.结果表明,微米铝粉对RDX的热分解基本没有影响;40 nm铝对RDX的一次分解和二次分解均有明显的促进作用;随着40 nm铝含量的增加,RDX的二次分解峰凸显出来并提前,峰形变得尖锐;当40 nm铝质量分数为30％时,二次分解峰掩盖一次分解峰...     

由粉煤灰合成铝硅酸盐介孔材料

以粉煤灰为初始原料,在碱性条件下合成了介孔铝硅酸盐材料.以粉煤灰与Na2CO3摩尔比为1∶0.85配料,混合物料研磨混合10min,在830℃焙烧2.5 h,使铝硅酸盐分解生成水溶性的硅酸盐(硅源)和铝酸盐(铝源),而后与表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵水溶液(含有14.7 g表面活性剂)混合.混合溶胶经105℃晶化72h,再经过滤得到的白色粉末,经550℃焙烧5h后,获得介孔铝硅酸盐材料.所获得的介孔材料的d100为2.16 nm,平均孔径为4.75 nm,孔径分布主要介于0.5～10 nm之间.     

采用液相还原法从废铜料中制备纳米铜粉

采用处理废铜料所得的硫酸铜溶液为原料,低毒害的铝粉为还原剂,使用液相还原法制备纳米铜粉。利用XRD和SEM对所制纳米铜粉进行表征。在反应温度80℃时,加入物质的量为硫酸铜10%的CTAB,获得晶粒粒径约45 nm的铜粉,其表面未有氧化。利用此法制备纳米铜粉,提高了废铜料的应用价值,实现了贵重资源的再生利用。