工业窑炉用陶瓷基定形储能材料的研究

为改善工业窑炉中高温烟气余热回收换热器中蓄热材料的性能,本研究成功制备出了Na2SO4/SiO2 定形复合储能材料,理论分析了相变材料和陶瓷材料的选择原则,探讨了原料配比、烧结温度和时间对Na2SO4/SiO2 结构和储热性能的影响,试验结果表明,制备Na2SO4/SiO2 的工艺条件为:成型压力 70～100MPa,烧结温度950～1000℃,升温速率15℃/min,保温时间 1h.     

复合定型相变储能材料SiO2／Na2SO4的性能研究

试验采用混合成形烧结的方法制备出SiO2／Na2SO4复合定型相变储能材料。本研究探讨了复合定型相变储能材料中基体材料SiO2的制备工艺和含量、相变材料含量、矿化剂含量以及烧成制度对复合相变储能材料强度和储能效果的影响。利用DSC对复合定型相变储能材料的储能效果进行了表征,结果表明：当复合储能材料中基体材料SiO2含量为25wt％、外加矿化剂氟化钠为5wt％（相对于石英质量）、烧结温度为930℃、保温时间为0．5h、升温速率控制在2～7℃／min时,所制备的复合材料的储能效果和稳定性较好。     

SiO2陶瓷基体复合相变储能材料制备工艺的探讨

SiO2陶瓷基体的复合相变储能材料主要是由SiO2陶瓷基体和Na2SO4相变材料组成。通过实验探讨基体材料的粒度、成型压力、烧成温度对结果的影响。采用示差扫描量热仪(DSC)测定所制备的样品的融解热,采用热重分析仪(TG)表征样品的热稳定性。     

Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的研究

以Al2TiO5微细粉、SiO2-Al2O3微细粉为原料,外加6%(质量分数,下同)PVA结合剂,100 MPa压力成型,1400 ℃保温1 h烧成,制备出低热膨胀系数,抗热震性能优于SiO2-Al2O3材料的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料.对复合材料的性能测定分析,研究不同的Al2TiO5含量、烧结温度等对Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料性能的影响,获得了制备性能优良的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的最佳工艺参数.     

以Na2SO4介质制备镁橄榄石轻质材料的性能研究

以天然镁橄榄石和Na2SO4为原料,采用树脂作为结合剂,将原料压制成型,分别经900、1 000、1 100℃保温10 h烧后,再经过蒸馏水洗盐处理,经110℃24 h烘干后制备了镁橄榄石轻质材料。检测了试样的体积密度、显气孔率及常温耐压强度,并利用XRD、SEM及EDS分析了原料的相组成和试样的显微结构。结果表明:随着烧成温度的升高,镁橄榄石烧结程度良好,在材料中形成骨架结构;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1时,熔盐与镁橄榄石反应生成的MgO具有较完整的晶体形貌,晶粒尺寸大的约5μm,小的约1μm;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1.3,在1 100℃烧后,经蒸馏水洗盐处理后的试样综合性能最佳,其显气孔率为56%,体积密度为1.3 g·cm-3,耐压强度为18 MPa。     

SiO2基多孔陶瓷膜支撑体的制备

以海泡石矿物为原料,通过干压成型制备了氧化硅( SiO2)基多孔陶瓷膜支撑体,研究了烧成温度对制备试样的物相组成、微观结构、平均孔径、孔隙率、纯水渗透通量和抗弯强度的影响.结果表明,经1100 ～ 1200℃保温2h烧成制备的SiO2基多孔陶瓷支撑体试样主要由石英主晶相和少量滑石晶相组成,具有良好的结构与性能,可用于SiO2复合陶瓷膜的制备.1200℃烧成制备的试样孔隙率和平均孔径分别为31.4％和1.72 μm,其水通量和抗弯强度分别可达到20.30 m3·m-2·h-1·bar-1和61.0 MPa.     

多孔碳海绵封装Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O复合相变材料及其热性能

碳海绵具有低密度、大孔体积、高导热系数等优点,可作为相变材料的良好载体。采用脱脂棉及MgO为原料,合成了具有一定石墨化特性、孔隙率达到96.3%的碳海绵为载体,以Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O为相变介质,制备出多孔碳海绵封装的复合相变材料。结果表明：在700、800℃和900℃制得的碳海绵对相变材料的吸附量分别达到了自身质量的60、75倍和102倍。同时探讨了在不同温度下制得碳海绵封装的材料在5～60℃之间固液相变循环性能,经5 000次循环后,该相变材料的潜热仍在200 J·g–1以上,下降值均在13%以内,导热系数提升率均大于50%。该多孔碳海绵封装的复合相变材料在太阳能储能等领域具有很好的应用前景。     

无机盐/石英基复合储能材料的回收利用

采用沸水浸渍法来分离Na2SO4/Si O2复合储能材料中的无机盐与石英陶瓷基体,实现复合储能材料的回收利用。研究表明,将复合储能材料研磨成12目筛以下的粉体并在100℃的沸水中浸渍2 h,能够使得无机盐清除率为100%。将浸渍后剩余的粉末研磨过325目筛,添加占粉末重量25wt.%木炭粉(过325目筛)能够制备出综合性能较好的石英多孔陶瓷基体,其显气孔率为52.63%,抗折强度为3.01 MPa,平均孔径为13.11μm,孔径分布为7-23μm,所制备的复合储能材料的Na2SO4浸渗率达48.13%。通过研磨后沸水浸渍法有效地回收利用了复合相变储能材料,提高了无机盐/陶瓷基复合储能材料的市场化价值。     

Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al2O3系LED基板材料的工艺优化与性能研究

实验以玻璃与Al2O3为主要原料流延成型生瓷带,通过优化试样的压制工艺,800～950℃范围内烧结得到Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al2O3材料。研究结果表明,随着Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al2O3生坯压制压力变大或保压时间增加,玻璃/Al2O3材料的生坯及烧结试样的密度增加,烧成收缩率减小。850℃烧成试样结构致密,钙离子、铝离子、硅离子与氧离子在高温下聚集,并发生了物理化学反应,生成钙长石晶体,进一步促进了烧成试样的致密化。Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al2O3材料在压力20 MPa,保压时间10 min下成型生坯性能良好,烧结体物理性能优良,适合用于LED基板材料。     

在硫酸钠熔盐中合成莫来石晶须

采用Al2(SO4)3·18H2O和SiO2作为反应原料,在Na2SO4熔盐中合成了莫来石晶须,利用XRD、FESEM和SEM等手段研究了合成产物的组成和形貌,并研究了合成温度(700℃、800℃、900℃、950℃、1000℃、1100℃和1200℃)、熔盐用量(反应料与Na2SO4的质量比分别为2:1、1:1、1:2和1:4)、保温时间(2h、3h和4h)等工艺因素对合成反应的影响。结果表明:用熔盐法合成的莫来石不含其他晶相,纯度高,晶须直径在50～150nm,长度为3～8μm。研究还发现:Na2SO4熔盐的合适用量为反应料与Na2SO4的质量比是1:1,此时,混合料在900℃开始生成莫来石,950℃石英相基本消失,1000℃保温3h合成反应基本完成,超过1100℃时,合成的莫来石开始分解。因此,熔盐法合成莫来石的合理温度为1000℃保温3h。     

Fe2+/H2O2体系O2生成路径

掌握Fe²⁺/H₂O₂体系O₂的生成路径,可为避免H₂O₂无效分解,开发经济高效的Fe²⁺/H₂O₂体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe²⁺/H₂O₂体系内各种自由基对O₂生成速率的影响,进而确定O₂的生成路径。结果表明:Fe²⁺/H₂O₂体系内不会产生大量O₂^-·,O₂^-·不是生成O₂的主要反应物质;O₂^-·被全部捕获后,体系中仍产生大量O₂^-·,但此时无O₂生成,证明生成O₂的反应由·OH和HO₂·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO₂·-H₂O+O₂是体系内O₂生成的主要路径。控制Fe²⁺/H₂O₂体系定向生成·OH,抑制HO₂·的产生,是提高Fe²⁺/H₂O₂体系中H₂O₂利用率的有效手段。     

甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯的制备

采用一锅法的工艺通过甲基丙烯酸先酰氯化,再与2,2,2-三氟乙醇在催化剂4-二甲氨基吡啶的催化下酯化的方法,方便快捷地制备了甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯,并根据实验结果讨论了影响反应的主要因素。最佳反应条件是:二甲基甲酰胺(DMF)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的用量为5%~10%(质量比),甲基丙烯酸∶氯化亚砜∶2,2,2-三氟乙醇=1.1∶1∶0.9(摩尔比),反应温度为50~60℃,收率达到95%以上。     

PbCl2-ZnCl2-H2O和CaCl2-PbCl2-H2O三元体系373K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了两个三元体系PbCl₂-ZnCl₂-H₂O和CaCl₂-PbCl₂-H₂O在373 K时的相平衡,测定了平衡溶液的溶解度和密度,并根据溶解度数据和对应的平衡固相绘制了相图和密度-组成图,根据相图对单变量曲线和结晶区进行了讨论。研究发现,两个三元体系均为简单共饱和型,均无复盐和固溶体生成,有一个共饱点,两条单变量曲线,两个结晶区。平衡液相对应的固相由XRD确定,并对实验结果进行了简要的讨论。     

Li2O-Na2O-K2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统乳浊釉的研究

对Li2O-Na2O-K2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统釉进行了较全面的正交试验研究,找到了影响该系统釉乳浊及釉面质量的主次因素,获得了性能良好的乳浊釉及其较优乳浊釉配方.     

生产乙炔对电石的要求及乙炔清净

目前国内外乙炔大部分仍是由电石制得。然而由于工业电石除CaC2 外还含有很多杂质 ,所以生产乙炔不仅要求电石的纯度、粒度 ,还要求水温。一般电石的块度采用 8～ 2 5mm ,发生器温度控制在 85± 5℃ ,乙炔气体中含H2 S、H3 P、NH3 等气体会使氯乙烯合成氯化催化剂活性下降。因此 ,必须对乙炔气体进行清洁。采用次氯酸钠液体的氧化性将乙炔中的杂质氧化成酸性物质而除去。     

SC(NH2)2-H2O2-Cu2+-OH-封闭体系非线性动力学研究

利用微量量热仪测定体系热功率随时间的改变。对于SC(NH2)2-H2O2-Cu2 -OH-封闭体系,测定了不同浓度,不同温度下,体系的单峰振荡行为,得到了不同温度,不同浓度下的振荡周期,并由此计算出振荡反应的表观活化能和反应级数。并得到下列关系:1t∝c-0.3355