纳米Mn3O4的快速制备及其对亚甲基蓝的类芬顿催化氧化性能

采用氧化沉淀法,以Mn(NO₃)₂·H₂O为锰源、NH₃·H₂O为沉淀剂、H₂O₂为氧化剂,在温和条件下反应1 h制备了粒度均匀的纯相纳米Mn₃O₄。以亚甲基蓝溶液为模拟染料废水,考察了纳米Mn₃O对亚甲基蓝的类芬顿催化氧化效果。结果表明,当Mn₃O₄加入量为0.5 g/L时,对25 mg/L亚甲基蓝的降解率可达80.3%。     

Propanetricarboxylic acid ornamented multi-CeⅢ encapsulated phospho(Ⅲ) tungstate and its electrochemical sensing properties

A propanetricarboxylic acid ornamented multi-Ce^Ⅲ encapsulated phospho(Ⅲ)tungstate [H₂N(CH₃)₂]₄Na₄H₂[Ce₄(HP)W₄(H₂0)₁₄(H₂PTCA)₂O₁₈][(HP^Ⅲ)₂W₂₂O₇₆]·16H₂O(1,H3PTCA=1,2,3-propanetricarboxylic acid) was obtained by a facile one-step reaction of Na₂WO₄·2H₂O,H_3<...     

298.2 K四元体系MgCl2+CaCl2+AlCl3+H2O 相平衡研究

为获取粉煤灰含铝溶浸液中铝与共存钙、镁之间的作用规律,采用等温溶解平衡法开展了298.2 K时四元体系MgCl₂+CaCl₂+AlCl₃+H₂O相平衡研究,测定了平衡液相组成及平衡液相密度,同时,绘制了该四元体系的干基相图、水图、密度-组成图。研究发现:298.2 K四元体系MgCl₂+CaCl₂+AlCl₃+H₂O 稳定相图由2个共饱点、4个结晶区以及5条单变量曲线组成,有复盐溢晶石（2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O）生成,为复杂四元体系。4个结晶区分别对应3个单盐结晶区MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O、AlCl₃·6H₂O和1个复盐结晶区2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O,结晶区按照AlCl₃·6H₂O、MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O、2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O顺序依次减小,对应AlCl₃·6H₂O溶解度最小,2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O溶解度最大。      

催化石墨化对PAN基炭纤维结构的影响

研究了H₃BO₄或Fe(NO₃)₂·9H₂O水溶液浸泡处理及石墨化处理温度对PAN基炭纤维石墨化度和微观结构的影响。XRD表明, 催化石墨化效应随石墨化处理温度升高而降低。当热处理温度为2 400 ℃时, H₃BO₄处理使炭纤维石墨化度由5.9%提高到21.0%; 当热处理温度为2 800 ℃时,H₃BO₄处理仅使炭纤维石墨化度由26.1%提高到27.9%。显微Raman光谱分析表明, 催化处理促使炭纤维表层炭微晶结构的完整性和石墨化度显著提高, 但对纤维芯部无效, 炭纤维的催化石墨化效应仅限于纤维表层。     

CO2原位捕集强化水气变换制氢研究进展

氢能为实现零碳排放的能源利用提供了重要解决方案。然而,受制氢技术限制,现阶段我国主要以化石燃料为原料通过气化或重整得到CO,再通过水气变换制氢。虽然使用化石燃料制氢拥有80%的能量转换效率,但其制氢生命周期的平均CO₂排放量近14 kg/kg(CO₂/H₂),不利于实现“双碳目标”。因此,在化石燃料经水气变换制氢过程中,如何分离去除CO₂是影响H₂纯度和减少能耗的关键步骤。相比于常用的醇胺溶液法高能耗,CO₂原位捕集强化水气变换制氢利用固体吸附剂原位捕集产气中CO₂,可实现一步制取高纯度H₂且富集回收纯CO₂。因CO₂的移除量和移除速率直接决定水气变换反应的强化程度,关系到H₂的产率和纯度,其运行稳定性与生产成本相关。因此,该工艺的高效运行依赖于高活性水气变换催化剂和CO₂吸附剂。为此,针对CO₂原位捕集...     

基于Box-Behnken响应曲面法优化Fenton氧化处理柿竹园多金属选矿废水

以柿竹园东波选厂选矿废水为研究对象,采用响应曲面法对Fenton氧化法处理选矿废水的工艺进行优化。以反应pH值、FeSO₄·7H₂O用量、H₂O₂用量为影响因素,COD去除率为响应值,通过Box-Behnken响应曲面法建立因素与响应值之间的数学模型,得到最佳工艺条件为:反应pH值2.98、FeSO₄·7H₂O用量446.76 mg/L、H₂O₂用量457.66 mg/L,该条件下验证得COD去除率为76.55%,与模型预测值偏差仅1.65个百分点,证明了响应曲面法用于优化Fenton氧化法处理选矿废水工艺的可行性和有效性。     

Fe-TiO2可见光催化H2O2降解水溶液中的阿特拉津

以负载Fe(Ⅲ)的金红石型TiO₂(Fe/TIO-R)为光催化剂, 以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物, 研究了Fe/TIO-R可见光催化H₂O₂降解阿特拉津的反应特性。结果表明, Fe/TIO-R能可见光催化H₂O₂降解阿特拉津, 反应60 min, 阿特拉津的降解率达96%, 明显大于金红石型TiO₂与Fe₂O₃单独作用的加和;通过对反应体系的荧光光谱分析显示, 阿特拉津的降解涉及羟基自由基(·OH)的产生与参与。     

磷酸盐基新型激光隐身智能材料的性能研究

为提升飞行器的抗激光损伤性能,本试验开展基于相变原理的智能化高能激光防护材料研发。基于Sm对1 050～1 150 nm波段红外光的吸收,利用沉淀法制备了Sm PO₄?n H₂O水磷钐石,重点研究了Sm PO₄?n H₂O及其热相变产物在1 064 nm波长的激光隐身与防护特性。结果表明,水热合成14 d制备的Sm PO₄?n H₂O具有较好的激光隐身性能,其在约1 080 nm波段的反射率为43.8%;1～7 d合成Sm PO₄?n H₂O的晶粒团聚严重,影响细小晶粒吸收截面比。Sm PO₄·0.667H₂O具有良好的脱水吸附可逆性和结构稳定性,其在250℃左右完全脱水,842℃左右转变为热障涂层用的Sm PO₄独居石;Sm PO₄独居石在1 064 nm处的反射率为70.9%,表明Sm PO₄?n H...     

O3催化氧化深度处理焦化废水生化尾水影响因素

为研究O₃催化氧化技术深度处理焦化废水生化尾水的影响因素,利用自主设计的O₃固定床反应器试验装置,通过单因素试验探究了废水COD质量浓度、反应pH、H₂O₂质量分数、催化剂填充比(催化剂质量与废水质量之比)以及反应温度对O₃催化氧化焦化废水生化尾水的影响。此外,借助数学优化和分析模型预测、对比和分析各个因素对COD和苯酚去除率的交互影响和相关性。以单因素试验为基础,结合响应面优化的Box-Behnken Design模型,深入分析了pH、催化剂填充比、H₂O₂质量分数对O₃催化氧化焦化废水生化尾水的影响强度,通过二次回归模型证明该模型的高度拟合性。单因素试验结果表明,废水COD的最佳去除率为57.72%,此时的反应条件为:COD质量浓度为120 mg/L,反应pH为6.0,O₃质量浓度为100 mg/L,O₃质量流量为1.56 mg/min,催化剂填充比为5∶1,H     

新鲜生物质催化热解气化制富氢燃料气的试验研究

采用TG/DTA/GC 技术进行了新鲜小麦秸秆和玉米秸秆以K₂CO₃，Na₂CO₃，ZnCl2和CaO为催化剂制富氢燃料气的试验研究，分析了催化剂种类及用量对新鲜生物质热解气化气体产物组成的影响.结果表明:催化剂的加入改变了新鲜生物质热解气化气体产物的组成，气体产物中H₂的含量增加； K₂CO₃，Na₂CO₃，ZnCl₂对提高H₂含量效果很明显；ZnCl₂对CH₄的生成有抑制作用，CaO对生物质热解过程中CH₄的产生有一定的促进作用；随着催化剂用量的增加H₂的含量增加，当K₂CO₃和Na₂CO₃用量为20%左右时，H₂含量可达55%左右.     

硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

氧化铝负载的钴基费托合成催化剂失活机理

Co/Al₂O₃催化剂在费托合成反应中具有良好的反应性能。采用浸渍法制备了Co/Al₂O₃催化剂,使用搅拌釜反应器在220℃,2.0 MPa,10 000 h^-1,H₂/CO=2.0(体积比)合成气条件下对催化剂的费托合成反应性能进行了评价,评价结果表明随着反应的进行,催化剂的活性逐渐降低,CH₄选择性逐渐升高。为研究Co/Al₂O₃催化剂在费托合成反应中的失活机理,采用N₂物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及程序升温加氢(TPH)对不同时间反应后的催化剂进行了表征。表征结果表明在费托合成反应过程中随着反应时间的延长,Co/Al₂O₃催化剂的孔结构没有发生显著变化,催化剂中部分CoO相被进一步还原为活性相金属Co。此外,在反应过程中活性相金属Co的晶粒尺寸逐渐发生烧结长大,催化剂表面的积碳量快速...     

CO与H2气氛下赤铁矿还原动力学及矿相转化机理研究

针对赤铁矿开展了CO和H₂气氛下的矿相转化试验,详细研究了还原过程动力学,并采用X射线衍射和扫描电镜对其相变和微观结构变化进行研究,以对比CO和H₂矿相转化效果的差异及微观结构演变规律。结果显示,在温度460～620℃范围内,矿相转化温度的提高可以明显加快反应的速率。在CO气氛下,反应模型为收缩核模型,积分形式为G(α)=1-(1-α)^1/2,其表观活化能为8.35kJ/mol,指前因子为0.21min^-1;在H₂气氛下,反应模型为收缩核模型,积分形式为G(α)=1-(1-α)^1/3,其表观活化能为20.73kJ/mol,指前因子为4.37min^-1。SEM分析结果表明,在矿相转化过程中,气体的吸附和赤铁矿的矿相转化优先发生在赤铁矿颗粒的表面和裂缝处,反应从颗粒表面和裂隙逐渐向内进行,温度应力和相变应力产生的裂纹为气体扩散提供了通道,这有利于气体及气体产物在颗粒中的内扩散,加速反应的进行。在同等试验条件下,H₂的...     

三维花状微球BiVO4的制备及活性研究

为了探究BiVO₄光催化剂性能的稳定性与及其在实际生活中的可用性,采用水热法通过NH₄VO₃和Bi(NO₃)₃·5H₂O为原料制备三维花状微球BiVO₄。对BiVO₄样品通过表征手段探究其结构性质以及形貌特征。以苯酚模拟废水作为目标污染物,通过光催化实验对目标污染物进行降解以验证BiVO₄的光催化效果,探究催化性能最好的三维花状BiVO₄的制备方法和工艺。设计对照实验,验证光照对实验的主要作用。通过淬灭实验,探究BiVO₄在光催化反应中主要的活性物质,最后设计循环实验,探究实际生活可用性。实验得出,降解速率为80.09%三维花状微球BiVO₄光催化剂且性能稳定并具有实际生活可用性。     

H2O2-咪唑类离子液体脱除煤中硫分及灰分研究

为了考察H₂O₂-咪唑类离子液体体系脱除煤中硫分和灰分的效果,选取具有相同阳离子的5种亲水性离子液体和2种疏水性离子液体(ILs),即:[BMIM][Br],[BMIM][Cl],[BMIM][BF₄],[BMIM][HSO₄],[BMIM][H₂PO₄],[BMIM][PF₆]和[BMIM][NTf₂],分别与30%H₂O₂共同作用于宁东SM煤,对反应后的离子液体进行回收再利用。用化学法测定反应前后煤样的形态硫,并用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面及孔隙度分析仪(BET)及热重分析仪(TG)等对反应前后煤样进行表征。结果表明:离子液体的加入,改善了H₂O₂的脱硫脱灰能力,其中H₂O₂-[BMIM][PF₆]体系处理后煤样的脱...     

二氧化锡钠盐焙烧-水浸制备锡酸钠的可行性研究

针对目前锡酸钠制备工艺普遍存在的流程长、成本高、对设备材质要求严格等问题, 以化学纯二氧化锡和碳酸钠为对象, 开展了二氧化锡与碳酸钠直接焙烧制备锡酸钠的可行性研究。研究结果表明: 在CO/CO₂气氛中, 二氧化锡与碳酸钠焙烧反应生成锡酸钠是完全可行的。当CO/CO₂体系中CO体积浓度为15%, 碳酸钠与二氧化锡(Na₂CO₃/SnO₂)摩尔比为1.5, 焙烧温度为875 ℃, 焙烧时间为15 min时, 锡浸出率达85.64%。XRD分析证实, 以锡石精矿(SnO₂的含量为76.42%)为原料, 采用上述工艺获得了满足工业一级标准的锡酸钠产品(Na₂SnO₃·3H₂O)。     

Assembly of selenoniobate-vanadoniobate double-anion heteropolyoxoniobate:synthesis,structure,and magnetic property

Recently,continuous interests and persisting efforts on heteropolyniobate have been dedicated to its preparation and exploration.In this work,a novel Se-centred heteropolyniobate,[H₂SeNb₁₂(VO)₄O₄₀][Cu(en)₂]₂{[VNb₁₂(VO)₄O₄₀][Cu(en)₂]₄}_0.5·39H₂O(en=ethanediamine),was synthesized.The compound was synthesized in aqueous solution by reacting the K₇H...     

H2S作用下锡铁精矿中锡的挥发脱除机制

采用H₂S(g)对含锡铁精矿进行还原硫化焙烧,可实现物料中锡的有效脱除。以热力学分析为基础,对含锡铁精矿中铁、锡物相的转变规律及脱锡机理进行了研究。结果表明,H₂S(g)通过自身热分解反应生成H₂(g)和S₂(g)后,S₂(g)优先与Fe₃O₄发生还原硫化反应生成Fe₇S₈,H₂(g)则与SnO₂优先发生还原反应生成Sn(l)。在焙烧系统中引入CO(g)可促进SnO₂的还原和硫化。在混合气体(60vol%CO(g)+40vol%H₂S(g))流量70 mL/min、焙烧温度1000℃、焙烧时间20 min、以及锡铁精矿粒度-74μm的条件下,含锡铁精矿中Sn脱除率可以达到95.34%。     

热分解法制备三水碳酸镁晶须及其结晶动力学研究

利用菱镁矿制备重镁水溶液,以此为前驱溶液,采用热分解法制备三水碳酸镁晶须。借助X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）探究热解时间、重镁水溶液浓度和搅拌速率对产物组成和形貌的影响,并研究结晶动力学。结果表明,在温度50 ℃、热解时间120 min、重镁水质量浓度为2.75~3.39 g/L时,热分解法制备得到平均直径为6.0 μm、平均长度为100 μm的棒状MgCO₃·3H₂O晶须。随着时间和浓度增加,MgCO₃·3H₂O晶体表面或整个棒状结构会发生溶解重新形成无定形颗粒,并逐渐形成多孔棒状4MgCO₃·Mg（OH）₂·3H₂O。搅拌速率影响MgCO₃·3H₂O晶须的产率。MgCO₃·3H₂O晶体中,[MgO₆]正八面体通过Mg-O键以共顶点的方式紧密相连,沿化学键作用力较强的[010]方向无限连接形成长链。结晶动力学线性拟合结果表明重镁水溶液浓度增大,诱导期时间缩短。      

不同镜惰比低阶煤燃烧特性及动力学分析

为解释显微组分对低阶煤燃烧特性的影响,以一系列不同镜惰比低阶煤为研究对象,利用热重-质谱-差热(TG-MS-DTA)联用技术,研究了样品在空气气氛下的燃烧特性、热量变化过程以及气体逸出行为。结果表明：煤的显微组分含量对煤燃烧达到最大反应速率时的温度影响不大,但对反应最大速率的大小有影响,富惰质组煤燃烧的反应最大速率更大。同时,煤中较多矿物使得反应达到最大速率时温度更高。燃烧过程呈现出明显的两个阶段,第一阶段(400℃之前)缓慢放热,对应脱挥发分过程,第二阶段(400℃之后)快速放热,对应固定碳燃烧过程,燃烧放热特征呈现出缓慢到快速放热的转变。不同镜惰比煤在燃烧过程中主要释放CO₂、CO、H2O等气体,但释放的相对含量不同,脱挥发分阶段,有较少的CO₂、CO气体释放,H₂O的释放相对量较多。而在固定碳燃烧阶段,CO₂大量释放,CO释放量略低,H₂O最少。其中,富惰质组煤在燃烧过程中释放相对更多的CO₂,在相同条件下,燃烧更加充分。此外,还借助Coats-Re...