Al2O3-C-N2系统反应热力学初步探讨

通过热力学计算 ,研究了高温下流动氮气床中碳热还原氧化铝反应过程 ,提出了其反应机理为气 固反应机制 ,很好地解释了在碳热还原法合成氮化铝过程中存在的现象。     

Al2O3—C—N2系统反应热力学初步探讨

通过热力学计算，研究了高温下流动氮气床中碳热还原氧化铝反应过程，提出了其反应机理为气－固反应机制，很好地解释了在碳热还原法合成氮化铝过程中存在的现象。     

球磨对碳热还原氮化法制备氮化铝粉末的作用

研究了高能球磨对氧化铝碳热还原反应制备氮化铝的作用。结果表明：氧化铝及没料经高能球磨后,碳热还原反应开始温度降低,完全反应的温度降至1250℃。与未经球磨的反应相比,反应进行程度提高。球磨产生的机械化学作用,如细化晶粒、晶格畸变和大量缺陷及表面断健作用是球磨促进碳热还原反应的主要原因。     

La2O3对MnO2碳热还原的催化

研究了稀土氧化物La2O3作为添加剂对MnO2碳热还原的作用,通过还原实验,发现La2O3对MnO2碳热还原具有催化作用,对还原后试样进行SEM分析,认为其催化作用是通过催化试样中碳的气化反应而实现的.     

碳热还原二氧化硫制备硫黄的研究进展

碳热还原二氧化硫制备硫黄是一种绿色资源化的SO₂治理技术。本文对碳热还原二氧化硫制备硫黄的研究进展进行了综述, 介绍了国内外关于碳与二氧化硫反应机理及反应动力学的研究, 讨论了C/SO₂摩尔比、反应温度、反应时间、反应气氛、碳的类型以及矿物质等因素对碳热还原二氧化硫反应的影响规律。得出了反应实现较高SO₂转化率和S产率所需要的条件。并指出微波辐照条件下, 碳还原二氧化硫的反应优势明显, 研究其反应机理和产物生成规律对于该技术的应用意义重大, 是未来发展的重要方向。     

机械力活化合成纳米晶氮化铝研究

通过氧化铝碳热还原反应,用机械力活化法合成了纳米结构的氮化铝,研究了球磨活化对氧化铝碳热还原反应的作用。发现氧化铝经球磨活化后,氮化铝在１０００℃开始生成,碳热还原反应加快,反应激活能由５２９ｋＪ／ｍｏｌ降低到４５７ｋＪ／ｍｏｌ。机械力活化合成的氮化铝晶粒尺寸为２９ｎｍ,粒平均为８μｍ,颗粒尺寸符合对数－正态分布。     

微波外场中的硫酸钙碳热还原

采用微波加热介质技术,研究了煤粉作为还原剂的硫酸钙碳热还原反应。结果显示,在碳与硫物质的量比为0.6、反应温度为1 200 ℃、反应时间为10 min条件下,硫酸钙的分解率可达98.53%。二氧化硅作为助熔剂,促进了固相反应。试验中掺入石墨粉,降低了反应温度,并进一步缩短了反应时间。微波场中硫酸钙的反应速率高于普通碳热还原反应。     

微波单模腔反应器外场中磷石膏碳热还原反应研究

采用微波单模腔反应系统,研究了以石墨既作为吸波材料,又作为还原剂的磷石膏碳热还原反应。结果显示,n(C)/n(S)为44～46,反应温度为1 100℃以上,反应时间为15 min,硫酸钙的分解率可达87%。微波场中硫酸钙的反应速率高于普通碳热还原反应。     

碳机械活化对ZnO和Fe_xO_y直接还原的影响

通过计算反应吉布斯自由能研究机械活化后的碳对氧化锌和氧化铁开始还原温度的影响,对碳热还原反应进行了热力学分析.结果表明,具有机械储能的碳不仅会使氧化铁和氧化锌开始还原的温度显著降低,还进一步改善了碳粉的还原能力,达到了节能降耗的目的.机械活化后的碳使氧化锌开始还原的温度降低了185℃,赤铁矿开始还原的温度降低了105℃,主要原因是碳在机械活化过程中产生了晶格畸变能和表面能,其中又以晶格畸变引起的位错能和无定型化能为主要储能来源.     

工艺条件对粘土碳热还原氮化合成β'-Sialon粉体的影响

利用失重和XRD分析研究了试样组成、合成温度、保温时间和N2分压等工艺条件对粘土碳热还原氮化合成β'-Sialon粉体的影响.结果表明加入超过化学计量10%的碳,适当提高合成温度和延长保温时间,适当减小氮气分压,都有利于β'-Sialon的形成.轻烧粘土对氮化反应影响不大;β'-Sialon形成过程的分析表明碳热还原氮化反应主要受中间产物CO和SiO的控制.     

采用氧化控制结晶-碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法

本发明公开了属于能源材料制备技术领域的一种采用氧化控制结晶一碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法。其制备方法是,先将二价铁盐与磷酸混合水溶液、氨水溶液和氧化剂反应,通过氧化控制结晶过程合成球形水合磷酸铁前驱体,洗涤、干燥、预烧脱水后,再与碳酸锂、碳源均匀混合,在惰性或还原气氛保护下,经过高温碳热还原得到磷酸铁锂。     

以水玻璃为硅源喷雾干燥制备SiC前驱体

以廉价的水玻璃和炭黑为原料,通过制备均匀混合的前驱体,利用碳热还原反应合成出超细SiC粉体。比较研究了前驱体喷雾干燥与搅拌干燥两种制备方法对体系碳热还原反应的影响,重点考察了喷雾干燥制备过程中主要工艺参数对前驱粉体密度及收率的影响。结果表明:喷雾制备的前驱体具有更高的反应活性,在1550℃下反应2h就可使SiO2转化率达到89.4%,搅拌干燥制备的前驱体转化率只有65.2%。喷雾干燥过程中,适当提高进口温度、喷雾头转速并降低料液的固体含量,可获得高收率、高产率的前驱粉体,利于整个制备工艺生产效率及产率的提高。     

氮化钒制备热力学和动力学

研究了氮气气氛下V_2O_5碳热还原氮化反应的热力学和动力学,并进行了实验验证.结果表明,反应炉内V_2O_5优先还原,在碳充足的情况下,还原的中间产物依次是V2O3,VO,V2C,VC.还原氮化通常在N2气氛下同炉进行,先还原后氮化,温度高于1267℃时,VC比VN更稳定,存在动力学和热力学矛盾.V_2O_5碳热还原反应的控速环节为球形颗粒的三维扩散,氮化反应的控速环节为一级界面反应.制备了氮含量18%、钒含量78%、碳含量小于2%的钒氮合金.     

气氛对煤矸石中矿物质高温碳热还原反应的影响

利用煤矸石制备复合耐火材料是实现煤矸石高值利用的有效途径之一.以山西平朔煤矸石为研究对象,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了1200~1500 ℃氩气(Ar)和氮气(N2)气氛下煤矸石中矿物质的碳热还原反应情况,并通过变换两种气体通入次序,研究了气氛通入次序对矿物质碳热还原反应的影响.结果显示,只通入Ar时,高温样品中的莫来石在1300 ℃时开始发生碳热反应生成碳硅石(SiC);只通入N2时,莫来石在1300 ℃时发生碳热还原氮化反应生成β-Sialon相(Si5AlON7)和刚玉相(Al2O3);当先通入Ar并停留1 h后通入N2停留2 h时,样品中生成的碳硅石在通入N2后转化为β-Sialon相,而且中间体碳硅石的生成能够明显促进莫来石向β-Sialon相的转化.当煤矸石中碳含量较低时,热处理过程中难以同时生成SiC相和Sialon相.高温下煤矸石样品中β-Sialon相的生成使样品表面的棒状颗粒增多.     

碳热还原反应法合成氮化铝的研究

本实验采用碳热还原反应法合成氮化铝纤维,得到与氧化铝不同形貌的氮化铝。这与以前实验结果不同。本实验认为氮化铝碳热还原反应过程可以分为气—固两步进行,即当氧化铝与氮气和活性碳充分接触时,氧化铝在活性碳的作用下被还原成铝的低价氧化物并进一步氮化;而当氧化铝被第一步反应生成的氮化铝包裹严密不能与氮气和活性碳充分接触时,反应通过固相扩散来进一步完成,在固相扩散过程中,既包括了活性碳和氮气的扩散,也包括了铝离子的扩散,反应是在氮化铝层两个界面同时进行。     

响应曲面法优化碳热还原重铬酸钠制备超细氧化铬

以含铬电镀污泥中分离提取的重铬酸钠为前驱体，采用响应曲面法优化碳热还原法制备了高纯度超细氧化铬，有效避免了传统工艺生产过程中产生大量含铬废弃物而引起环境污染等弊端，实现了铬资源综合利用与零污染物排放目标。考察了n(C)/n(Na₂Cr₂O₇)、反应时间、反应温度对RE₍Cr(Ⅵ))[Cr(Ⅵ)还原转化率]的影响，在此基础上运用响应曲面法进行优化选择，并通过热重分析仪、X射线衍射仪等分析手段对反应物及还原产物进行表征分析，探讨了碳热还原机理。实验结果表明：最佳还原条件为n(C)/n(Na₂Cr₂O₇)=4、反应时间为2 h、反应温度为550℃，此时RE₍Cr(Ⅵ))达到99.947%；各因素对RE₍Cr(Ⅵ))影响的显著性由大到小的顺序依次为n(C)/n(Na₂Cr₂O₇)、反应温度、反应时间。碳热还原机理为还原过程中Na     

攀枝花铁精矿碳还原速率

一、前言碳还原铁氧化物近来引起新的兴趣是在于直接还原过程的发展。一般而言,碳还原铁氧化物的反应方程式为 Fe_X_Y(S) CO(g)→Fe_XO_(Y-1)(S) CO_2(g) (1) CO_2(g) C(s)→2CO(g) (2) 铁氧化物通过气—固反应获得还原,总速度受制于反应式(2)(Boudouard反应)。本工作针对攀枝花铁精矿矿粉,用几种煤粉作还原剂,用热天平测量还原速     

化学链燃烧铁基载氧体还原反应积炭趋势

利用热重分析仪对采用机械混合法自行制备的铁基载体还原过程中的积炭现象进行了实验研究。根据实验获得的热重曲线对铁基载氧体的CH₄还原特性进行了分析,实验结果表明,CH₄与铁基载氧体的还原反应过程中存在较为严重的积炭影响,且气体的浓度对反应有较大的影响。通过检测载氧体氧化过程中生成的CO₂量对这种影响进行了定量分析,结果表明积炭随着循环次数的增多而略有下降。XRD和SEM分析结果显示还原反应生成的C部分与载体反应生成Fe₃C,另一部分以碳丝的形式存在于载体表面以及颗粒之间。     

工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及物相组成的影响

以锆英石细粉(≤0.045 mm)和活性炭为起始物料,N2为氮源,研究了配碳量(质量分数为10%、20%、22%和30%)、反应温度(1 3501、400、1 450和1 500℃)以及成型压力(25、501、00和150 MPa)等工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及产物相组成的影响。研究结果表明:1)配碳量不同,锆英石碳热还原氮化反应产物的相组成不同;此外,配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度。2)反应温度对反应速率和产物相成分的影响显著;配碳量(w)为22%时,随着反应温度的升高,产物相中锆英石相和m-ZrO2含量减少,ZrN含量不断增加,而Zr7N8O4先增加后减少。3)成型压力对产物相组成的影响不大,但成型压力的增加会降低反应的速率。     

碳化锆陶瓷有机前驱体的热解过程

合成了碳化锆陶瓷有机前驱体,研究了其在热解过程中化学成分和物相组成变化,探讨了从有机高分子向无机陶瓷转化的机理,对碳热还原反应进行了热力学分析。结果表明,前驱体在600℃以下完成了有机结构的断裂、裂解碎片的重排与挥发,600℃以上裂解产物不再具备有机特征;随热解温度升高,无定型碳和单斜相ZrO2逐渐生成,大于1200℃时可检测到立方相ZrC,1400℃时单斜相ZrO2基本消失;1500℃时完成碳热还原反应,在远低于热力学反应温度的条件下生成了高度结晶的纳米尺寸的立方相碳化锆陶瓷。