煅烧三氧化二铬对高氯酸铵燃烧的催化作用

本文研究了煅烧三氧化二铬(Cr_2O_3)对高氯酸铵(AP)燃烧的催化作用,发现Cr_2O_3在研究的煅烧温度范围内,煅烧温度提高,对AP的燃烧催化作用增加。对Cr_2O_3进行了X射线光电子能谱(XPS),红外光谱(IR)和X-射线衍射分析,表明煅烧Cr_2O_3表面发生了氧化,提出Cr_2O_3表面不同价态铬的共存促进了AP燃烧过程中的电子转移过程,从而提高了Cr_2O_3时AP燃烧的催化作用。     

纳米Cu-Cr复合金属氧化物的机械研磨制备及对AP的催化性能

为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2, 1∶1, 1∶0.5, 1∶0.25的CuO/Cr_2O_3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr_2O_3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的微结构、表面元素和形态;通过热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)技术研究了纳米Cu-Cr复合金属氧化物对AP热分解的催化作用,讨论了纳米CuO/Cr_2O_3含量对AP热分解的影响。结果表明,与其他纳米Cu-Cr复合金属氧化物、单一纳米CuO和纳米Cr_2O_3相比,质量分数2%的CuO/Cr_2O_3(摩尔比1∶0.25)复合金属氧化物对AP热分解具有最佳催化效果,可使AP的分解温度从441.3℃下降到351.1℃,吉布斯自由能从199.8kJ/mol降至172.1kJ/mol,同时表观分解热从941J/g升至1778J/g,这可能是由于在高能研磨力场下,纳米CuO和纳米Cr_2O_3发生晶格变化促进其对AP热分解的协同催化作用。     

B/Fe_2O_3/NC复合物的制备及其对HTPB/AP推进剂性能的影响

为改善硼粉(B)的性能和纳米氧化铁(Fe_2O_3)在固体推进剂中的分散性,用静电喷雾法制备了B/Fe_2O_3/NC复合物,采用扫描电镜(SEM)表征了复合物的表面形貌,用TG-DSC分析了复合物的热性能及其对HTPB/AP推进剂热性能的影响,并用燃速测试和密闭爆发器实验研究了该复合物对HTPB/AP推进剂燃烧性能的影响。结果表明,所制备的B/Fe_2O_3/NC复合物均以团聚体的形式存在,复合物中B的活性提高,其氧化反应温度提前;团聚硼粉对HTPB/AP推进剂燃烧性能的改善效果明显优于原料硼粉;加入Fe_2O_3后,会进一步改善含硼推进剂的燃烧性能,而且随Fe_2O_3含量的增加,在密闭爆发器中HTPB/AP推进剂达到最高压力所需的时间逐渐减小。当Fe_2O_3的质量分数为8%时,推进剂在常压空气中的燃速最大,为不添加B/Fe_2O_3/NC复合物的HTPB/AP推进剂的2.77倍。B/Fe_2O_3/NC复合物对推进剂的热分解具有一定催化作用,且随Fe_2O_3含量的增加催化作用增强。     

CrO_x/ZrO_2催化剂上甲烷催化燃烧性能

采用沉淀法制备了CrO_x/ZrO_2催化剂,考察800℃高温焙烧的CrO_x/ZrO_2催化剂对CH_4燃烧的催化性能。采用X射线衍射和拉曼光谱等技术对催化剂进行物相结构表征。结果表明,Cr物种以Cr_2O_3形式存在,随着焙烧温度升高,催化剂中ZrO_2和Cr_2O_3的晶粒明显增大。CrO_x/ZrO_2催化剂的比表面积大于相应的纯Cr_2O_3和ZrO_2。催化剂的CH_4燃烧活性随着Cr含量的增加而提高,Cr质量分数20%时活性最高,CH_4完全燃烧温度为450℃。     

燃烧合成Al-Cr_2O_3系隔热材料反应热力学

通过绘制反应标准自由能与反应温度的关系曲线、Al-O-N和Cr-O-N两体系叠加热力学参数状态图,结合X射线衍射、扫描电镜分析,对具有耐热高强隔热特点的燃烧合成材料的相的形成原因进行了分析。该燃烧合成材料的主要成分为Al_2O_3及(Cr,Al)_2O_3固溶体,并含有少量的AlN、Cr,Al_8O_3N_6,Cr_3P。     

Cr_2O_3催化剂催化氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成四氟乙烷

以SBA-15为模板剂、蔗糖为造孔剂,采用超声辅助的真空浸渍法制备了高比表面积的Cr_2O_3纳米棒催化剂(Cr_2O_3-MR),用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷(HCFC-133a)合成四氟乙烷(HFC-134a)的反应,并与Cr_2O_3纳米棒催化剂(Cr_2O_3-R)进行对比。结果表明:Cr_2O_3-MR催化剂的比表面积为55.5 m~2·g~(-1),明显高于Cr_2O_3-R的比表面积(16.4 m~2·g~(-1))。同时在反应温度为320℃时,Cr_2O_3-MR上HCFC-133a的转化率(28.0%)也高于Cr_2O_3-R催化剂(24.0%),这归因于该催化剂较大的比表面积和表面酸量。进一步根据催化剂表面酸量计算的转化频率(TOF)发现,Cr_2O_3-MR上的TOF(1.08×10~(-4)s~(-1))略高于Cr_2O_3-R(1.06×10~(-4)s~(-1)),表明催化剂活性与表面酸性密切相关,且表面强酸性可能比表面弱酸性具有更高的催化活性。     

不同气氛下高铬材料的Cr_2O_3在煤渣中熔蚀行为研究进展

从组成和气氛对熔渣的影响角度出发,结合相图分析了不同气氛条件下Cr_2O_3在煤渣中的熔蚀行为,主要包括Cr_2O_3的溶解以及化学反应形成的铬酸盐的溶解。空气气氛下,铁的Fe~(3+)存在形式使得熔渣的黏度较高,高铬材料表面形成的(Al,Cr,Fe)_2O_3亦会阻碍Cr~(3+)的扩散,从而延缓了Cr_2O_3的熔蚀;在水煤浆气化炉的还原工况条件下,Fe~(2+)的富集会显著降低尖晶石的熔融温度,增加Cr_2O_3的熔蚀;而在更低氧分压条件下,Cr_2O_3的变价熔蚀更明显。水煤浆气化炉条件下,是否形成Cr~(2+)并参与Cr_2O_3的熔蚀过程,仍有待探讨。     

Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中的溶解特性研究

利用等温饱和法研究温度和熔盐组分对Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度的影响。并利用热力学计算软件HSC对熔盐体系各组分之间可能发生的化学反应进行计算,结合X射线衍射对熔盐急冷试样做了分析,确定了Cr_2O_3的溶解机理。结果表明:700℃时,Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解饱和时间为5 h左右,继续升高温度至30℃,达到再饱和需要80 min左右;Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解度随温度的升高而增大,随NaF含量的增加而增大,其溶解机理为物理溶解。     

CaZrO_3的合成及其高温化学稳定性研究

首先以CaO粉、CaCO_3粉、Ca(OH)_2粉为钙源,以纳米级m-ZrO_2粉、微米级m-ZrO_2粉、微米级CaO部分稳定ZrO_2粉(Ca-PSZ)为锆源,采用高温固相反应法合成了CaZrO_3粉,研究CaZrO_3合成过程中试样的相组成随煅烧温度(800、900、1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500和1 600℃)与保温时间(3、4和5 h)的变化,以探讨其合成机制;然后将合成的CaZrO_3分别与CaO、MgO、Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、ZrO_2粉制成试样在1 500℃保温3 h煅烧,以研究CaZrO_3在不同反应介质中的高温化学稳定性。结果表明:在CaZrO_3合成过程中,CaZrO_3含量并非始终随煅烧温度升高或保温时间延长而增加,期间存在源于CaZrO_3中的Ca~(2+)、O~(2-)离子向m-ZrO_2或c-ZrO_2中扩散而发生的CaZrO_3分解反应。高温下,当CaZrO_3处于碱性(如CaO、MgO)环境中,其高温化学性质稳定;而当CaZrO_3处于非碱性(如Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、ZrO_2)环境中,其高温化学性质不稳定。     

釉上彩用Fe-Cr系无钴黑色料的合成工艺与表征

以Fe_2O_3和Cr_2O_3为主要原料合成无钴黑色料,通过不同合成温度下的基础配方实验,确定了较好的矿化剂为Y_2O_3;研究了不同铁铬比和Y_2O_3不同添加量对色料呈色的影响;采用XRD、SEM对最佳样品进行表征。结果表明:较好的配方比为Fe_2O_3:Cr_2O_3:Y_2O_3=65:35:7.5,合成温度为1150℃、保温30 min;样品的物相组成为刚玉型固溶体(Fe_(0.6)Cr_(0.4)_2O_3和Cr_(1.3)Fe_(0.7)O_3,合成产物基本为粒状,粒度多为0.5~0.8μm,分布较为均匀。在800℃、保温30 min下彩烤效果良好,可以用于釉上彩装饰颜料。     

燃烧乙醇干燥法对氧化铝烧结性能的影响

合适的干燥方式对提高氧化铝粉体的烧结活性有着关键作用。重点研究了燃烧乙醇干燥法获得的α-Al_2O_3粉的烧结活性。通过燃烧乙醇对氧化铝粉的前驱体碳酸铝铵((NH_4Al(OH)_2CO_3)进行快速干燥,降低毛细管力在粉体干燥过程中所引起的团聚作用。将通过燃烧乙醇干燥得到的α-Al_2O_3粉压条煅烧,进行相关测试。实验结果表明:相比烘箱干燥得到的α-Al_2O_3粉,经燃烧乙醇干燥法最终获得到的α-Al_2O_3粉体具有更高的烧结活性,经1500℃煅烧,试条的吸水率为0.51%,体积密度为3.74 g/cm~3。     

新铌酸盐K6CrNb15O42

在K_2O—Cr_2O_3—Nb_2O_5三元系统中,作者发现一种六方晶系化合物K_6CrNb_(15)O_(42)。将分析纯K_2CO_3、Cr_2O_3、Nb_2O_5按分子比6:1:15混匀(随温度制度不同,K_2CO_3可略过量),在中性保护气氛下于1350℃到1060℃间加热,保温一定时间,得到晶粒细小,但很纯净的未知晶体(可用来作X射线粉晶谱、化学分析及其它测试)。延长保温时间并在更低温度出炉,则可获得较大晶粒,个别晶粒可大于2mm,从中可选出生长良好的单晶体作X射线单晶衍射。后一方法可能出现杂质K_2Nb_(16)O_(41)。     

Cr_2O_3在KOH溶液中电场强化溶出机理及溶出影响因素

通过矿物修饰电极结合紫外光谱法研究了电场作用下Cr_2O_3在KOH介质中的电化学溶出机理及其温度、KOH浓度、外加电场电压对Cr_2O_3电化学溶出的影响,推导得出其溶出过程发生的反应,包括-0.05 V处Cr_2O_3直接电化学氧化溶出反应Cr_2O_3+10OH~-→2CrO_4~(2-)+5H_2O+3e~-和1.05 V处Cr_2O_3发生间接电化学氧化溶出反应3OH-→HO_2~-+H_2O+2e~-和Cr_2O_3+3HO_2~-+OH~-→2CrO_4~(2-)+2H_2O.本研究为实际铬盐生产工艺提供理论支撑,为优化和提升铬矿电化学清洁生产工艺提供参考.     

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的工艺研究

为了制备高性能Al_2O_3纤维隔膜,以粘胶纤维为模板,以铝粉、氯化铝、酸性硅溶胶和去离子水制备的Al_2O_3质量分数为10%、15%和20%的氧化铝溶胶为浸渍液,采用浸渍法制备了氧化铝纤维,研究了浸渍液中Al_2O_3的质量分数和煅烧温度(500、900和1 300℃)对氧化铝纤维的影响。结果表明,粘胶纤维在w(Al_2O_3)=15%的Al_2O_3溶胶中浸渍,经1 300℃煅烧后的Al_2O_3纤维表面光滑,直径均匀,纤维的形态较好;随着煅烧温度的升高,Al_2O_3纤维由无定形态向晶态转变。     

纳米花瓣状Co_3O_4/NiO的制备及其光催化性能研究

以氯化钴、氯化镍和六次亚甲基四胺为原料,通过水热反应合成Co_3O_4/NiO前驱体材料,经过煅烧得到Co_3O_4/NiO样品。研究不同煅烧温度对样品形貌的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测样品的结构和形貌,结果表明:在400℃煅烧后,得到纳米花瓣状结构Co_3O_4/NiO,花瓣厚度为50nm,表面有多孔结构。对比纳米花瓣状Co_3O_4/NiO、Co_3O_4、NiO和无催化剂条件下对吡啰红B(PB)的紫外光降解效率,纳米花瓣状Co_3O_4/NiO表现了最好的光催化活性,在180 min后对PB的降解率达95%。     

氧化铝水合物中的Na2O及煅烧过程的行为

Na_2O是非冶金级Al_2O_3的重要技术指标。应用D/Max-3BX射线衍射,IR-440红外光谱法研究了赋存于氧化铝水合物中的Na_2O在煅烧过程中的行为。β-Na_2O·Al_2O_3随温度升高而分解,最终是。α-Al_2O_3与Na_2O·11Al_2O_3共存。氧化铝水合物中的Na_2O含量增加,煅烧产品的α-Al_2O_3含量减少,比表面积降低。研究结果对生产及应用Al_2O_3的行业均有益。     

氧化铝水合物中的Na2O及煅烧过程的行为

Na_2O是非冶金级Al_2O_3的重要技术指标。本文应用D/Max-3BX-射线衍射仪,IR-440红外光谱仪研究了存在于氧化铝水合物中的Na_2O在煅烧过程中的行为,β-Na_2O·Al_2O_3随温度升高而分解,最终是α-Al_2O_3与Na_2O·11Al_2O_3共存。氧化铝水合物中的Na_2O含量增加,煅烧产品的α-Al_2O_3含量减少、比表面积降低。研究结果对生产及应用Al_2O_3的行业均有益。     

沉淀法制备纳米氧化铬粉体的研究

以Cr(NO_3)_3·9H_2O和NH3·H_2O为原料,采用直接沉淀法制备了纳米Cr_2O_3粉体。通过差热分析、X射线衍射、透射电镜、比表面积分析研究了粉体的制备过程和合成粉体的性能。所得纳米Cr_2O_3分散性良好,粒度分布均匀,平均粒径20~30nm,粒子形状为球形。     

矿物质对不同还原程度煤显微组分半焦燃烧特性影响

在热重分析仪上考察了内在矿物质和三种无机组分(CaO、Fe_2O_3和Al_2O_3)对不同还原程度煤显微组分半焦燃烧反应性的影响。结果表明,弱还原性煤显微组分半焦的燃烧反应性高于还原性煤显微组分半焦;内在矿物质降低了镜质组半焦的起燃温度,但对惰质组半焦燃烧有明显抑制作用;三种外加矿物质对还原性煤显微组分半焦燃烧均有抑制作用,抑制顺序为Al_2O_3CaOFe_2O_3,而CaO对弱还原性煤显微组分半焦燃烧有一定催化作用,并且Al_2O_3和Fe_2O_3对弱还原性煤显微组分半焦燃烧抑制作用也低于对还原性煤显微组分半焦燃烧的抑制作用。     

AZS煅烧过程研究

研究了含ZrO_2约18％的ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2系耐火材料从生坯煅烧至1600℃所发生的结晶相变化和AZS煅烧过程中锆石的分解温度。利用X-射线衍射、光学显微镜和透射电子显微镜等方法分析了在不同温度下煅烧后急冷的试样,并用生坯直接在高温X-射线衍射仪上检验,对各种测试结果进行分析对比表明,用高温X-射线衍射分析方法与将试样煅烧、急冷后作X-射线衍射分析的结果是一致的。1400～1520℃(特别是1450～1500℃)是AZS煅烧过程中物相变化最激烈的温度范围。要获得矿相组成为斜锆石、刚玉、莫来石的AZS耐火材料,烧成温度必须大于1520℃,要使结构致密,烧成温度必须大于1600℃。