氢氩混合气还原制备四氧化三铁微粉

Fe_3O_4是重要的铁氧体材料。传统的制备方法是在CO/CO_2混合气中,于600℃以上还原a-Fe_2O_3。此时,由于反应温度较高,制得的多晶颗粒较大。用氢气还原α-Fe_2O_3制备Fe_3O_4也有报导,但其反应进程不易控制,而且产物中会有α-Fe_2O_3或铁。制备Fe_3O_4的另一个方法是湿法,在70℃-90℃的水溶液中,在NaNO_3存在下进行反应:     

明矾石还原过程动力学研究之四—以还原明矾石为催化剂用H_2还原SO_2的动力学研究

一、前言本文系明矾石还原过程动力学研究的组成部分。主要研究以还原明矾石为催化剂,用H_2还原SO_2的反应动力学。脱水明矾石的还原过程存在着自催化反应,即反应生成的Al_2O_3及铁的化合物具有催化作用。当用半水煤气为还原剂时,其主要反应如下: K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3H_2=K_2SO_4 3Al_2O_3 3H_2O 3SO_2 (1) K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3CO=K_2SO 4 3Al_2O_3 3CO_2 3SO_2 (2)(?) (3)(?) (4)     

氯乙烯种子乳液聚合反应动力学(Ⅱ) 氧化还原引发体系中第三组分的研究

本文研究了K_2S_2O_8—NaHSO_3在水相中的氧化还原反应动力学,并以二价铜离子作为第三组分,研究了第三组分对过硫酸盐热分解动力学和K_2S_2O_8/NaHSO_3氧化还原反应动力学的影响。考察了第三组分对氯乙烯种子乳液聚合反应速度的影响,为三元氧化还原引发体系的研究和实施提供了参考。     

α-Fe_2O_3还原过程的TPR研究

本文利用TPR技术对α-Fe_2O_3还原过程进行了研究,重点考察了α-FeOOH表面包硅和离子掺杂对α-Fe_2O_3还原过程的影响。结果表明,不同条件制备的α-Fe_2_O3,其TPR图谱发生明显差异,经包硅及掺杂处理的。α-Fe_2O_3还原温度较纯试样有所升高。依据TPR图谱可确定目标相变(α-Fe_2O3→Fe_3O_4)的温度区间,并以此为依据,获得了优化的α-Fe_2O_3的还原工艺条件。     

用一氧化碳催化还原硫酸钙为硫化钙

文中研究了使用不同催化剂,以CO还原CaSO_4为CaS。Fa_2O_3、SnSO_4和V_2O_5对还原反应具有显著的催化效果。Fe_2O_3为最活性的催化剂,当9％(重量)的最适宜浓度时,在680℃,45分中CaSO_4的还原率为     

低压合成甲醇催化剂还原与钝化的热分析研究

本文研究了CuO-ZnO-Al_2O_3-V_2O_5低压合成甲醇催化剂的还原及钝化.结果表明:工业催化剂含约25%的碱式碳酸盐,它对活性与稳定性有良好作用.使用前如先经623K煅烧则将破坏此有利结构.将工业催化剂直接采用低氢浓度、高空速和低升温速率的阶梯式提温方式还原,可提高活性及选择性.用含氧浓度极低的氮气钝化,经再还原可基本恢复活性.本文还提出了还原过程的动力学方程.     

磷矿石熔融还原(Ⅱ)——磷酸盐还原动力学

对固体石墨碳、Fe-P-C饱和熔体、CO气体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应动力学进行了研究.固体石墨碳还原碱度B(CaO/SiO_2)为1.1、Al_2O_3含量约8.3%的熔融磷渣中磷酸盐的反应速度常数与温度的关系为k=1.1×10~3exp[-217360/(RT)];在一定温度下反应速度常数随渣碱度增大而增大.Fe-P-C饱和熔体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应速度常数约比固体碳大1个数量级.CO气体还原熔融磷渣中磷酸盐的反应速度取决于CO气体流量,还原反应接近热力学平衡.     

氯乙烯种子乳液聚合反应动力学(Ⅰ)——K_2S_2O_8—NaHSO_3二元氧化还原引发体系的研究

本文以K_2S_2O_8—NaHSO_3作为二元氧化还原引发体系,在氯乙烯种子乳液聚合中系统地研究了氧化剂用量,还原剂与氧化剂配比以及体系pH值对聚合反应速率的影响规律,并结合pH对K_2S_2O_8—NaHSO_3氧化还原反应的影响、过硫酸钾的热分解动力学以及亚硫酸氢钠热分解条件等的研究,对二元氧化还原引发体系影响聚合反应速率的因素作了讨论。     

高炉冶炼钾长石适宜的操作制度

在对高炉条件下钾长石还原的热力学分析和动力学实验的墓础上,为配合生产过程寻找适宜的操作条件,考察了添加物CaO、MgO、CaCI_2、CaF_2、Fe_2O_3、P_2O_5对钾长石还原的影响。除P_2O_5外,其余对还原均有明显的促进作用。并测定了还原过程中物料的熔点及粘度的变化,分析了高炉冶炼钾长石的生产过程,对其适宜的操作制度进行了讨论。     

还原温度对γ-Fe_2O_3磁性的影响

研究了α-FeOOH 经过 Fe_3O_4转变成γ-Fe_2O_3的过程,以便了解还原条件对γ-Fe_2O_3磁性的影响。用普通方法和我们实验室发展的特殊方法制备γ-Fe_2O_3磁粉。用后一方法制得的磁粉的矫顽力比普通方法制得的磁粉的矫顽力高许多。用电子显微镜和穆斯堡尔效应分析了矫顽力增大的原因。     

聚光反应器内光催化还原CO_2制CH_4及其动力学

为考察光强对光催化还原CO_2制甲烷反应动力学的影响,通过聚光手段实现了光强变化。在变光强条件下,考察了阳极氧化法制备的Ti O_2,Zn O,Sn O_2,Fe_2O_3和WO_3等催化剂还原CO_2制甲烷的行为,并使用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)等手段对催化剂进行了表征。结果发现,聚光带来的光强增加能够有效提高催化剂的性能和甲烷的生成速率。在几何聚光比为12.9时,其最大甲烷生成速率分别达到19.15,10.62,34.56,30.99,23.76μmol/(g-cat·h)。在此基础上,讨论了光催化还原CO_2制甲烷反应机理,引入了光强的反应级数的变化,得到了修正后的动力学方程,用光电子对生成和复合常数之比随光强的变化解释了光强反应级数变化的原因。     

氯乙烯种子乳液聚合反应动力学(Ⅲ) K_2S_2O_8—NaHSO_3—Cu~(++)三元氧化还原引发体系

K_2S_2O_8—NaHSO_3—Cu~(++)三元氧化还原引发体系应用于氯乙烯种子乳液聚合,在10升不锈钢聚合釜应用EDTA作为络合剂较系统考察了三个组分对聚合反应速率的相互影响,研究了[Cu~(++)]和[K_2S_2O_8]的量对聚合反应动力学的影响,并探讨了引发机理,研究结果已在7m~3聚合釜得到实施。     

铁基费托催化剂还原机理及动力学研究进展

费托合成技术是煤间接液化工艺过程中的关键技术,开发高活性、高产品选择性和高稳定性的催化剂是费托合成技术成功的最关键因素之一。论述了铁基费托合成催化剂的还原机理及还原动力学的研究进展,讨论了催化剂焙烧温度、还原H_2/CO比、还原压力和水分压对还原机理及还原动力学的影响规律。随催化剂焙烧温度升高,催化剂物相中超顺磁态的Fe~(3+)组分向顺磁态的α-Fe_2O_3组分转变,较高的焙烧温度导致催化剂晶格缺陷减少,晶粒尺寸增加,反应活化能和指前因子增加,催化剂的还原能力减弱。随还原气氛中CO分压的增加,催化剂的还原和碳化程度提高,催化剂表面形成更多的活性中心,催化剂活性升高。还原压力的升高促进了催化剂的还原和碳化,但过高的还原压力会抑制催化剂的还原和碳化。水分压对催化剂的还原路径没有明显影响,但水分压的增加对催化剂各还原步骤均有抑制作用,还原活化能增加。根据费托合成技术对铁基催化剂的性能要求,未来催化剂还原工艺的研究重点在于开发中温还原、合成气气氛下的低压催化剂还原工艺,以降低固定资产投资,缩短还原时间,提高催化剂的活性和稳定性,降低生产成本,提高企业竞争力。     

碱金属碳酸盐对磷矿碳热还原反应的影响研究

通过热力学和实验研究对比分析了Ca_3(PO_4)_2与无烟煤和石墨的碳热还原反应,结果证明炭结构及其活性影响反应的发生;添加K_2CO_3、Na_2CO_3研究其对磷矿碳热还原反应的影响,结果表明,在1300℃、50 min下对比无添加体系,添加1.5%(wt)K_2CO_3和Na_2CO_3体系的P_2O_5转化率分别从46.7%提升至64.22%、59.14%,反应时间延长至4 h,P2O_5转化率分别可以达到91.32%、87.24%;渣相XRD、SEM分析表明加入碱金属碳酸盐可以促进磷矿的碳热还原反应,但并不改变其反应历程,且在1300℃下,渣相均以固态烧结形式排出,符合窑法磷酸的排渣要求;动力学分析表明磷矿碳热还原反应均为一级反应,且添加K_2CO_3和Na_2CO_3体系的活化能分别为182.91和195.38 kJ×mol~(-1),比无添加体系的209.93 kJ×mol~(-1)显著降低。     

可磁回收Cu-Fe_3O_4@GE复合材料催化还原对硝基苯酚的研究

通过便捷的一步溶剂热法制备了磁性Cu-Fe_3O_4@GE复合材料,并用于催化还原对硝基苯酚(4-NP),结果表明使用很少的催化剂在较短时间内即能达到很好的还原效果。采用Langmuir-Hinshelwood等动力学模型研究了复合材料催化还原4-NP的反应动力学,证明复合材料的催化效率与NaBH_4浓度和反应温度正相关,与初始4-NP浓度和体系pH负相关,并计算出该反应的活化能仅为24.95 kJ×mol~(-1)。Cu-Fe_3O_4@GE复合材料作为性能优异的还原催化剂,通过简单的磁分离即可实现催化剂的回收再利用。     

脱水明矾石还原过程研究之三——以还原明矾石为催化剂CO还原SO_2反应动力学的研究

本文系对文献中所提出串、並联动力学模型中的催化反应——即以还原明矾石为催化剂,CO还原SO_2反应过程动力学进行研究,其结果证实了文献所提出模型的合理性。     

Fe_2O_3-Sb_2O_4复合氧化物催化剂的催化活性组分及其在丙烯氨氧化中的作用

为了阐明Fe_2O_3-Sb_2O_4复合氧化物催化剂在丙烯氨氧化中的催化性能,我们采用X线衍射、穆斯堡尔谱和XPS对有、无载体的不同锑铁比和焙烧温度的一系列催化剂进行了研究.X线衍射测定表明,这些样品中都有FeSbO_4,并且a-Fe_2O_3或Sb_2O_4的出现与Sb/Fe有关.催化剂的穆斯堡尔谱都有一对由FeSbO_4中顺磁Fe~(3+)引起的双峰;只有在Sb/Fe<1时,才有a-Fe_2O_3的典型六线谱出现.经800℃焙烧的Sb/Fe>1催化剂还都展现出由FeSb_2O_6中Fe~(2+)引起的另一对双峰.根据对富锑催化剂的XPS分析,结合能为709.3电子伏特的肩峰的出现,又进一步证明这种含Fe~(2+)的新活性组分FeSb_2O_6的存在.丙烯转化速度与Fe~(3+)/Fe~(2+)的关系表明,催化剂的催化性能不只取决于一种活性组分.以丙烯腈的生成速度与Fe~(3+)和Fe~(2+)的浓度关系可以得出结沦:FeSbO_4是基本活性组分,而在其上生成含Fe~(2+)新相则可能是使催化剂具有选择氧化作用的原因.     

低压合成甲醇催化剂的还原及钝化条件与催化性能关系的研究

本文利用活性评价装置研究了CuO/ZnO/Al_2O_3/V_2O_6低压合成甲醇催化剂的还原条件、煅烧过程及钝化过程对催化性能的影响。通过正交设计的实验结果,得出阶梯升温还原条件诸因素影响催化活性的显著性次序,以及还原条件的最佳组合,证实了低氢浓度、高空速、低升温速度对于取得高活性及高选择性有利。催化剂经过在350℃下煅烧处理后,合成甲醇的选择性下降,而总碳转化率不变。在不同温度下恒温还原后催化活性的顺序为220℃>180℃> 140℃。对于催化剂的钝化条件研究证明,还原后催化剂对氧十分敏感,只有用0.0％氧浓度的氮气钝化处理后,其活性在还原后方可基本恢复。x-射线衍射分析、热分析、TPR研究、红外光谱等手段为本研究中发现的现象提出了理论解释的依据。     

Ru-Fe/Al_2O_3氧化-还原性能探究

以Al_2O_3为载体,RuCl_3·xH_2O和FeCl_3·6H_2O为活性组分前驱体,采用吸附-沉淀法制备了Ru-Fe/Al_2O_3和Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,结合H_2-TPR和XRD表征技术,考察Fe改性Ru基催化剂的氧化-还原性能及催化活性。经氧化-还原循环处理后,催化剂Ru-Fe/Al_2O_3上马来酸二甲酯加氢活性高于Ru/Al_2O_3。XRD结果显示,经处理的Ru-Fe/Al_2O_3上未见金属Ru的特征衍射峰,而Ru/Al_2O_3上出现了金属Ru的特征衍射峰。结合H_2-TPR结果推断,Ru与Fe之间发生了相互作用,这种协同作用可以改善Ru/Al_2O_3催化剂的热稳定性。     

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.