过渡金属氧化物对烟火药剂的催化作用

为了提高含高氯酸钾和硝酸钾烟火药剂的反应速率,应用混合法和结晶法将过渡金属氧化物（TMO）氧化铁添加到含高氯酸钾的烟火药剂中,将氧化铜添加到含硝酸钾的烟火药剂中。利用绝热加速量热仪（ARC）分别研究了氧化铁对含高氯酸钾烟火药剂、氧化铜对含硝酸钾烟火药剂的催化作用。结果表明,氧化铁对含高氯酸钾的烟火药剂具有催化作用,以结晶添加法催化效果最佳;此药剂的最大反应速率为8.10 min^-1,是不含催化剂药剂的4.09倍;到达最大反应速率时间为8.52 min,比不含催化剂的药剂降低了92.8%。氧化铜对含硝酸钾的烟火药剂具有催化作用,混合法添加的催化效果最佳;此药剂最大反应速率为7.38 min^-1,是不含催化剂药剂的1.30倍;到达最大反应速率时间为53.55 min,比不含催化剂的药剂降低了66.3%。     

CNTs/MXene对复合涂层导电性能的影响

导电涂料是一种具有传导电子、排除累积电荷能力的功能涂料,在航天航空、电子、石油化工等领域广泛应用。本研究将CNTs/MXene作为功能填料分散到水性丙烯酸中,制备了导电复合涂层。结果表明,涂层中的CNTs/MXene互相搭接形成了导电通路,当CNTs/MXene添加量为0.20%(质量分数)时,电导率达到了1.54×10^-2 S/cm。管状CNTs与片层状MXene结合,使CNTs更易分散搭接形成网络结构,低添加量的导电填料即可提升复合涂层的导电性能,又能大大降低导电涂料的成本,进一步促进低成本导电功能涂料的产业化。     

MxOy/USY双功能催化剂对神东煤的快速热解产物的调控

以USY分子筛为载体,采用等体积浸渍法分别制备了NiO、Fe₂O₃、Co₃O₄、MoO₃负载量均为9%的M_xO_y/USY双功能催化剂,并借助ICP、XRD、BET、TEM、NH₃-TPD、TG等分析手段对催化剂进行表征。使用自建的粉-粒流化床对神东煤进行快速催化热解实验,结果表明：①M_xO_y/USY使气体产物收率提高,液体产物收率降低,催化剂的积炭量增加,对半焦的产率基本没有影响;②M_xO_y/USY使CH₄、CO的收率均不同程度地提高,但H₂、C₂的收率皆有所降低;焦油中脂肪烃、单环芳烃、酚类化合物、含氧化合物的含量大幅增加,萘类化合物、联（多）苯的含量显著减少;③M_xO_y/USY的调控作用存在差异性。其中,Fe₂O₃/USY、Co₃O₄/USY的产物调控作用相似,但Fe₂O₃/USY的气体选择性更高,气体总收率提高23%;NiO/USY使C₃收率提高79%,CO₂收率降低91%,使焦油中脂肪烃、酚类、含氧化合物的含量分别增加1555%、739%、412%,萘类化合物的含量减少46%;MoO₃/USY使稠环芳烃的含量增加8%。     

含能复合催化剂对微烟推进剂燃烧性能的影响

为研究含能催化剂对微烟推进剂燃烧性能的影响,制备了多种含复合含能催化剂的RDX-CMDB推进剂,利用靶线法测定了推进剂在不同压力下的燃速,并对测试结果进行了线性回归.结果表明,在研究的含能催化剂中,2HDNPPb/2HDNPCu和4HDNPPb/2HDNPCu复合催化剂对推进剂有更好的催化效率和降低压力指数的能力.将含能复合催化剂与单一含能催化剂的催化作用进行比较得出,当催化剂加入量一定时,羟基吡啶铅盐、铜盐复合使用比单一的铅盐或铜盐有更好的催化效果.     

几种金属氧化物催化剂对双基药热分解性能的影响

选择几种典型的金属氧化物作为催化剂,采用差热分析(DTA)法来研究双基药的热分解性能.结果表明,添加一定量的某些金属氧化物催化剂于双基药中,可以改变其热分解反应动力学参数;Fe2O3和Pb3O4可降低双基药的热分解活化能和分解峰值温度,且Fe2O3的效果相对较好;MoO3可增加双基药的热分解活化能和分解峰值温度;将特定的金属氧化物催化剂用于发射药,可调控发射药的热分解性能和燃烧性能.     

钐掺杂对锰基催化剂的NO分解性能影响

采用共沉淀法,以乙酸锰为前体,pH为10,焙烧温度为700℃时,制备得到不同含量钐元素（Sm）掺杂锰基催化剂,研究Sm掺杂对催化剂物相、形貌、比表面积及NO催化转化能力的影响。结果表明：Sm掺杂有利于活性物质MnO₂的生成,Sm/Mn摩尔比为0.05时,锰基催化剂在100~700℃的整个温度窗口内,NO的转化率都较高,且在温度高于150℃时NO转化率超过80%。钐嵌入锰晶格形成钐锰固溶体,三价钐取代四价锰,在催化剂中形成阴离子空位,产生缺陷,表面缺陷位增多使得活性位点增加,促进了催化反应。     

助剂对催化剂CuO／Al2O3／CC活性的影响

以改性后的堇青石为惰性载体，采用浸渍法制备了一系列Cu系催化剂，活性考察表明，Cu—Mn—Ni—Ce—O／Al2O3／CC催化剂低温活性比较高，反应温度在150℃时转化率达50．46％，300℃达到100％。BET、XPS和TPR测试表明，助剂Mn、Ni和Ce的添加，增大了Cu系催化剂比表面积和平均孔径，使催化剂更易被还原，催化剂表面的元素以Cu^2＋、Mn^4＋、Mn^3＋、Ni^2＋和Ce^4＋价态的氧化态物种存在。     

SnO2-Cu2O/CNTs复合催化剂的制备及对FOX-12热分解的催化性能

以氯化铜、四氯化锡和碳纳米管为原料,采用浸渍法和液相化学沉积法相结合制得SnO2-Cu2O/CNTs复合催化剂,采用XRD、SEM、TEM、EDS等对催化剂进行表征,并用DsC研究催化剂对FOX-12热分解特性的影响.结果表明,纳米金属氧化物以5～10nm的球形颗粒形态附着在碳纳米管表面,分散较均匀.催化剂使N-脒基脲...     

钾钠复合催化剂对煤气化反应的影响

以内蒙古王家塔煤为研究对象,在加压固定床中研究钾钠复合催化剂(K₂CO₃-Na₂CO₃)对煤气化反应的影响。结果表明,钾钠复合催化剂的催化效果接近K₂CO₃,既能提升碳转化率,又能催化甲烷化反应。不同负载方法中湿式氧化法催化效果优于浸渍法和干混法。利用红外光谱和化学定量分析揭示了湿式氧化法负载钾钠复合催化剂的机理过程,通过提高煤中羧基浓度促进复合催化剂与煤的离子交换反应过程,形成更多催化活性位点。     

金属硫酸盐与氧化物助剂对SCR脱硝催化剂性能的影响

通过分步浸渍法制备了一系列以碱土金属或过渡金属为助剂,低钒含量的V-M_x(SO₄)_y-W/Ti及V-M_xO_y-W/Ti催化剂,对负载相同金属离子硫酸盐及氧化物的催化剂性质进行了对比考察。通过选择性催化还原(SCR)反应对催化剂进行活性评价,结果显示,负载某金属硫酸盐比相应氧化物助剂的催化剂活性好。负载钴离子的催化剂具有良好的低温活性,进而对负载钴离子的催化剂进行了抗硫抗水性能测试,并借助XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR、TG、BET对负载不同金属硫酸盐及氧化物助剂的催化剂进行了表征,揭示了活性好的催化剂(如负载CoSO₄的催化剂)通常具有较多的表面酸及较好的低温还原能力。     

Fe2O3/CNTs纳米粒子的制备及其对高氯酸铵燃速的催化作用

采用液相沉淀法制备沉积于碳纳米管（CNTs）表面的Fe2O3复合纳米催化剂,用透射电子显微镜（TEM）和光电子能谱（XPS）对制备的Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂进行表征,研究了Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂对高氯酸铵（AP）燃烧的催化性能。结果表明,纳米级Fe2O3颗粒均匀包覆在CNTs表面,Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂能明显降低AP的分解温度,提高AP单元推进剂的燃速;Fe2O3／CNTs复合纳米催化剂对AP的催化活性明显优于纳米Fe2O3、纳米Fe2O3和CNTs的简单混合催化剂。     

碳纳米管/高氯酸铵复合粒子的制备及热分解性能

采用溶剂蒸发法制备了碳纳米管（CNTs）／AP复合粒子,并用TEM,SEM,FT—IR和XRD对其进行表征,用DTA研究了纳米复合粒子中CNTs对AP热分解的催化性能,并与纯AP以及相同含量的CNTs与AP简单混合物进行对比。结果表明,CNTs对AP的热分解有一定的催化作用,且CNTs／AP复合粒子中CNTs对AP的催化性能优于CNTs与AP的简单混合物;与纯AP样品相比,复合粒子中AP的高温分解峰温降低了113．9℃,低温分解峰几乎消失,表观分解热由309．92J／g提高到984．18J／g,而CNTs与AP简单混合样的表观分解热为709．50J／g,表明CNTs与AP的复合处理可改善AP的高温热分解性能。     

改性碳纳米管对三元乙丙橡胶导热性能和物理性能的影响

将未改性及酚醛树脂包覆改性碳纳米管填充到三元乙丙橡胶(EPDM)中,观察改性前后碳纳米管在橡胶基体中的分散情况,并研究碳纳米管/EPDM复合材料的热导率和物理性能。结果表明:经酚醛树脂包覆改性后,碳纳米管在橡胶基体中分散良好,复合材料的热导率和物理性能均有一定程度的提高;当碳纳米管与酚醛树脂用量比为1∶1时,改性碳纳米管/EPDM复合材料的热导率较高,物理性能较好。     

碳纳米管对高氯酸铵燃烧和热分解的催化作用

通过干混法、水混法和丙酮混法制备了高氯酸铵（AP）与碳纳米管（CNTs）的复合物,研究TCNTs对AP燃烧和热分解的催化作用。结果表明：随着CNTs添加量的增加,AP／CNTs复合物的燃速增大,压力指数降低,对于相同CNTs添加量的AP／CNTs复合物,CNTs对AP的催化作用依赖于不同的混合方法,按干混法、水混法和丙酮混法的次序,催化作用依次增强,AP／CNTs复合物的燃速依次增大,压力指数依次降低。     

Theoretical Simulation on the Assembly of Carbon Nanotubes Between Electrodes by AC Dielectrophoresis

The assembly of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) using the AC dielectrophoresis technique is studied theoretically. It is found that the comb electrode bears better position control of SWCNTs compared to the parallel electrode. In the assembly, when some SWCNTs bridge the electrode first, they can greatly alter the local electrical field so as to “screen off” later coming SWCNTs, which contributes to the formation of dispersed SWCNT array. The screening distance scales with the gap width of electrodes and the length of SWCNTs, which provides a way to estimate the assembled density of SWCNTs. The influence of thermal noise on SWCNTs alignment is also analyzed in the simulation. It is shown that the status of the array distribution for SWCNTs is decided by the competition between the thermal noise and the AC electric-field strength. This influence of the thermal noise can be suppressed by using higher AC voltage to assemble the SWCNTs. Changxin Chen and Yang Lu contributed equally to this work.     

Efficient Removal of Hg(II) by Polymer-Supported Hydrated Metal Oxides from Aqueous Solution

Chelating PS-EDTA resins modified by metal (Fe, Al, and Zr) oxides were used as adsorbents to remove Hg(II) from aqueous solutions. The modified resins were characterized by BET, FTIR, and XPS. The amino, carboxylate, and the metal oxides on resins exhibited a synergistic effect for Hg(II) removal. It was observed that the modification of PS-EDTA resin not only increased the adsorption of Hg(II) but also accelerated the adsorption rate of Hg(II). The equilibrium data of Hg(II) were best described by the Freundlich isotherm, and the kinetics were found to follow the pseudo-second-order kinetic model. Also, thermodynamic parameters showed that Hg(II) adsorption was endothermic and spontaneous in nature. The increasing the concentration (0.1–2.0 g/L) of NaNO₃ in Hg(II) solution did not affect the adsorption of Hg(II). Moreover, the competitive adsorption indicated that the modified resins had higher selectivity towards Hg(II) over Cd(II), Pb(II), Zn(II), or Cu(II) in a binary system. All of the above results indicated that the modified resin was an efficient and reusable adsorbent for Hg(II) removal due to its simple preparation, high adsorption capacity, fast adsorption rate, ionic strength independence, high selectivity, and good reusability. These properties are of potential application in the fixed-bed continuous-flow column for Hg(II) removal from wastewaters.     

碳纳米管对硅酸盐水泥力学性能的影响研究

研究了用超声分散的碳纳米管对硅酸盐水泥物理力学性能的影响,并利用XRD和SEM等测试手段对碳纳米管改性水泥的水化产物及硬化浆体的形貌进行了分析.结果表明:碳纳米管的掺入改变了水泥净浆的标准稠度用水量和凝结时间,提高了其抗压和劈裂抗拉强度,但并未造成安定性不良.随碳纳米管掺量的增加,水泥净浆的标准稠度用水量逐渐增加,凝结时间不断缩短,标养28天的抗压和疲劳抗拉强度较未掺碳纳米管的硬化浆体分别提高了15.34％和18.44％.XRD分析表明碳纳米管的掺入不仅提高了水泥净浆的水化程度,增加了C-S-H的生成量,而且降低CH的结晶度.SEM证明碳纳米管的掺入较未掺的水泥净浆硬化浆体结构趋于优化,更致密.     

碳纳米管负载铂-二氧化钌纳米颗粒催化剂的制备及表征

以多壁碳纳米管(MWNTs)为载体,采用化学还原法制备了多壁碳纳米管负载的铂-二氧化钌纳米颗粒催化剂(Pt-RuO2/MWNTs),并利用透射电镜(TEM)、电化学法等技术对该催化剂形貌和电化学性质进行了表征。结果表明,大小约为4～5nm的金属纳米颗粒均匀地分散在碳纳米管上,同时考察了该催化剂在铁氰化钾溶液中的循环伏安行为以及对该催化剂进行了电化学阻抗分析。     

金属氧化物对聚氯乙烯热解释放HCl的影响研究

利用热重分析仪并借助电导率测定法探讨了几种金属氧化物对聚氯乙烯（PVC）热解时HCl释放过程的影响。结果表明,HCl溶液在0 ~ 5.5×10^-4 mol / L浓度范围内与电导率呈线性关系。ZnO、Fe₂O₃、CuO、MnO₂使PVC的热解起始温度降低,从而使单位质量PVC释放HCl的起始时间缩短,对PVC热解脱HCl有明显的促进作用。而TiO₂、MoO₃、V₂O₅却使PVC的热解起始温度升高,起始脱HCl时间增加,对HCl的脱出反应有较强的抑制作用。但加入金属氧化物的PVC体系释放HCl总量并没有超过纯PVC体系。     

POM/MWNTs-PEG复合材料的制备和结晶性能研究

采用原子转移自由基聚合的方法将聚乙二醇（PEG）接枝到多壁碳纳米管（MWNTs）上,然后利用平板硫化机制备出聚甲醛（POM）/MWNTs-PEG复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱和热重分析对MWNTs-PEG进行表征。通过差式扫描量热仪研究了该复合材料结晶行为的变化,用Jeziorny法和Mo法对其进行非等温结晶动力学分析。结果表明,PEG均匀接枝到MWNTs上;MWNTs-PEG的加入具有异相成核的作用,使POM结晶温度向高温区移动,结晶速率提高,半结晶时间缩短;结晶速率常数值增加,F(T)值降低;有效结晶活化能降低;MWNTs-PEG最终起到促进POM结晶的作用。