碳热还原氮化法制备碳氮化钛粉末

以物质的量比为1∶2.5的TiO_2粉和活性炭粉为原料,于N2气氛下采用碳热还原氮化法在不同的合成温度(分别为1500℃、1600℃、1650℃、1700℃、1750℃,N2压力固定为0.1MPa)和N2压力(分别为0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa,温度1700℃)下保温3h合成了碳氮化钛粉末。研究结果表明提高合成温度和降低N2压力有利于合成碳含量高的碳氮化钛粉末;在N2压力为0.1MPa的条件下,于1700℃保温3h热处理后,可以获得平均粒径为2μm的碳氮化钛粉末。     

响应曲面法优化软锰矿还原浸出的工艺

使用亚硫酸钠作为还原剂,在酸性条件下还原浸出软锰矿。通过基于中心组合设计的响应曲面法对酸矿比、温度和亚硫酸钠用量的工艺参数进行研究与优化,获得了二阶多项式模型。研究表明:在酸矿比0.36 m L/g、温度62℃、亚硫酸钠用量为理论量的1.24倍的最佳优化条件下,锰、铁浸出率模型预测值分别为96.34%和1.26%,锰和铁的实验平均浸出率为96.61%和1.37%,两者偏差较小,优化方案可信。     

响应面法优化钡盐转化法重铬酸钠的制备工艺

应用响应面法对通过钡盐转化法制备重铬酸钠的工艺进行了优化,在单因素试验基础上,选定反应温度、反应时间和液固比为影响因子,以铬酸钡的转化率为响应值,采用Design-Expert软件设计三因素三水平的响应面分析方法,由此得到最优工艺参数为：反应温度80℃、反应时间400 min、液固比9∶1（体积质量比mL/g）。在此条件下进行试验,得到铬酸钡的转化率实际值是95%,与预测值非常接近,响应面法可有效用于钡盐转化法制备重铬酸钠工艺的优化。     

中低品位磷矿碳热还原工艺优化

以中低品位磷矿为原料,在1 250℃下,以反应时间、碳过剩系数及硅钙物质的量比为实验因子,磷矿还原率为实验指标,利用响应面法对磷矿碳热还原的工艺参数进行优化。结果表明,反应时间与碳过剩系数之间存在明显的交互作用。1 250℃下的优化工艺条件为:反应时间144 min、碳过剩系数2.28、硅钙物质的量比2.7,在此条件下,磷矿还原率可达95.22%,与模型预测值96.91%接近。采用组成不同的中低品位磷矿矿2进行验证实验,磷矿还原率为95.50%,接近预测值。响应面法优化得到的中低品位磷矿碳热还原工艺有助于热法磷酸工艺降低能耗。     

碳热还原氧化法制备氧化镁粉体研究

为提高镁质含碳耐火材料中氧化镁的利用率,对该材料中的氧化镁进行提纯。以废弃镁质含碳耐火材料为原料,设计感应加热装置模型,利用感应炉加热系统对含碳原料加热,用碳热还原氧化法将废弃镁质含碳耐火材料中的氧化物在高温还原气氛下,还原成气相并在空气中氧化形成氧化镁粉体。经化学分析、XRD、SEM等测试发现,氧化镁粉体材料中氧化镁含量大于98%(质量分数),氧化镁粉体晶粒粒径为2～3μm,尺寸均匀。通过热力学分析,采用碳热还原氧化法还原生成的SiO气相在氧化过程中受到了Mg(g)、Ca(g)钙气相氧化的抑制作用。     

微波干燥锰碳合金球的响应曲面法优化

为了研究微波干燥锰碳合金球新工艺过程,确定各因素对脱水率的影响情况,得到优化工艺参数,文中采用响应曲面法中心组合设计对工艺过程进行设计并分析了干燥温度、干燥时间、物料质量及其交互作用对相对脱水率的影响,建立了关于相对脱水率的数学模型。方差分析表明,干燥温度、干燥时间对相对脱水率有较显著影响,建立的数学模型拟合度良好,获得优化工艺参数:干燥温度90℃,干燥时间176 s,物料质量150.61 g,相对脱水率达到93.96%。实验验证表明,实际值与模型预测值相差0.71%,干燥后锰碳合金球的含水质量分数为0.26%,达到炼钢用锰碳合金球的水分指标。研究表明:模型预测结果可靠有效,应用响应曲面法优化得到微波干燥锰合金球的工艺条件合理可行,为工业化应用提供必要的工艺参数。     

碳热还原氮化法制备SiAlON陶瓷材料

碳热还原氮化工艺是近年来制备低成本高性能SiAION陶瓷材料的一种实用方法．具有产业化生产潜力。本文对碳热还原氮化法制备SiAION的进展进行了综述,归纳分析了不同条件对生成物性能的影响,对今后的研究进行了展望。     

碳热还原氮化法制备β''''-SiAlON的工艺条件研究

采用质量分数80%的粘土(广西高岭土或吉林球粘土)和20%的炭黑为原料,以白云石、CaO、TiO2为烧结助剂,经碳热还原氮化反应制备了β’-SiAlON材料。研究了烧成温度、保温时间、烧结助剂、成型压力和粘土种类等因素对制备β’-SiAlON材料的影响。结果表明,烧成温度以1450℃为宜,延长保温时间有利于β’-SiAlON相的形成;烧结助剂的催化效果以TiO2最好,白云石次之;随着成型压力的增大,合成试样中β’-SiAlON相减少;粘土原料的化学组成(m(SiO2)/m(Al2O3))对β’-SiAlON的Z值产生影响,m(SiO2)/m(Al2O3)减小时,Z值趋于增大。     

响应面方法优化低温碳热还原制备LiFePO4/C的工艺

用响应面法优化了低温碳热还原合成LiFePO4/C的工艺,用中心组合设计研究了蔗糖用量、焙烧温度、焙烧时间和低温反应温度四因素对放电比容量的影响。结果表明,放电比容量与四因素关系符合二次模型,焙烧温度和蔗糖量以及两者的交互作用对放电比容量影响较为显著,各个因素的二次方影响高度显著。由模型得出的最优操作条件为:焙烧温度718℃;焙烧时间10.88 h;蔗糖量0.866 g g 1LiFePO4;热处理温度105℃。该条件下LiFePO4/C的实际放电比容量为140.6 mA h g 1,与模型预测值142.03 mA h g 1无显著差异。     

响应曲面法优化磷石膏制备硫酸铵的工艺

为了优化磷石膏制备硫酸铵的工艺,采用磷石膏过筛和添加分散剂的方法来提高磷石膏中硫酸根的转化率.采用响应曲面法(RSM)分析了物料配比、反应温度、加料速度和分散剂用量对磷石膏中硫酸根转化率的影响,并建立了相应的预测方程,通过Matlab软件对方程求导并确定较优的工艺参数:硫酸钙与碳酸铵物质的量比为1.19,反应温度为44 ℃,加料速度为29 g/min,分散剂用量(分散剂质量占反应物总质量的质量分数)为1.3×10-3,相应的磷石膏中硫酸根转化率的预测值为96.4%.经实验证明:应用响应曲面法所得到的磷石膏转化工艺参数是可行的.     

响应曲面法优化小麦秸秆纤维素酶水解条件

利用响应曲面试验设计方法(RSM),选择底物质量分数、酶投加量、温度、pH值及水解时间为试验因子,还原糖(RS)产率为响应值,考察小麦秸秆纤维素酶水解过程中各影响因子对还原糖产率的影响,对小麦秸秆纤维素酶水解条件进行优化。结果表明,所考察的5个影响因子对还原糖产率均具有显著影响(p<0.05)。所得回归方程R² 值为 0.946 9,p<0.05,变异系数(C_V)值为4.37%,足够精度值为26.396,说明模型高度显著,可以在设计范围内对响应值进行预测。模型预测最佳水解条件为底物质量分数8.0%,酶投加量为35 FPU/g(以秸杆质量计),温度50 ℃,pH值5.4,水解时间96 h。利用最优水解条件进行验证试验,所得还原糖产率为60.73%,水解液中葡萄糖和木糖质量浓度分别为31.84和 16.74 g/L。     

响应曲面法优化衣康酸三元共聚物制备工艺

针对咸阳某企业循环冷却水水质情况,选择衣康酸(IA)、乙酸乙烯酯(VAc)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用水溶液自由基聚合法制备IA-VAc-AMPS共聚物阻垢剂.利用响应曲面Box-Behnken试验优化共聚物制备工艺,并建立多元回归模型.结果表明:单体摩尔比和反应温度影响最大,单体摩尔比和引发...     

基于响应曲面法的热芯缠绕芯模结构优化

热芯缠绕工艺是实现复合材料壳体高效缠绕的新工艺,内加热芯模温度均匀性是保证制品成型质量的关键。以该工艺中的缠绕芯模为研究对象,选择小孔位置为优化变量,利用Box-Behnken试验设计方法设计一个三因素三水平的试验方案,对每个方案进行Fluent数值模拟,在芯模上标定温度跟踪点,计算芯模外表面温度跟踪点的均方差作为试验响应值。将得到的响应值利用最小二乘法拟合二阶响应曲面方程,利用统计分析软件Minitab分析得到最优位置组合。最后依据最优方案再次建模进行Fluent仿真验证。结果表明,模拟值与模型预测值吻合良好,芯模外表面温度均方差仅为1.96K,温度均匀性良好。     

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。     

非水解溶胶-凝胶碳热还原氮化法制备TiN粉体研究

首先,以四氯化钛为原料,异丙醚为氧供体,二氯甲烷为溶剂,采用非水解溶胶凝胶法合成高活性的TiO2凝胶;其次以其为钛源,选用分子量为1300000的聚乙烯吡咯烷酮为碳源,采用碳热还原氮化法合成TiN粉体。X射线衍射仪、场发射扫描电镜和激光粒度仪测试结果表明,与水解法相比,采用非水解法合成的TiO2凝胶经800℃煅烧0．5h仍为活性较高的锐钛矿相,以该凝胶为钛源,经1200℃碳热还原氮化2h可合成纯度相对较高的TiN粉体,将合成温度升至1300℃还原氮化5h可合成更高纯度的TiN粉体。TiN粉体颗粒呈近似球形,发育较好,粒径在1μm以下,激光粒度测定粒径主要集中在10μm左右,d50为8μm。     

非水解溶胶—凝胶碳热还原氮化法制备TiN粉体研究

首先,以四氯化钛为原料,异丙醚为氧供体,二氯甲烷为溶剂,采用非水解溶胶-凝胶法合成高活性的TiO2凝胶;其次以其为钛源,选用分子量为1 300 000的聚乙烯吡咯烷酮为碳源,采用碳热还原氮化法合成TiN粉体。X射线衍射仪、场发射扫描电镜和激光粒度仪测试结果表明,与水解法相比,采用非水解法合成的TiO2凝胶经800℃煅烧0.5h仍为活性较高的锐钛矿相,以该凝胶为钛源,经1 200℃碳热还原氮化2h可合成纯度相对较高的TiN粉体,将合成温度升至1 300℃还原氮化5h可合成更高纯度的TiN粉体。TiN粉体颗粒呈近似球形,发育较好,粒径在1μm以下,激光粒度测定粒径主要集中在10μm左右,d50为8μm。     

响应曲面法优化锡酸钠合成工艺

以锡为原材料,温度、碱质量分数、氧化剂质量分数和氧化剂滴速为考察因素,采用Box-Behnken的中心组合试验设计和响应曲面分析法对锡酸钠合成工艺进行研究,并建立关于锡转化率的预测模型。结果表明：锡反应转化率(Y)=16.02-1.53A+1.58B-6.91C+2.64D-0.0067AB-0.021AC+0.021AD+0.085BC-0.014BD+0.047CD+0.0022A²-0.022B²+0.21C²-0.019D²,模型决定系数R²=0.7291,拟合度较为显著。锡酸钠合成最佳反应工艺参数为温度79℃、碱质量分数17%、氧化剂质量分数16%、氧化剂滴加速度4mL/min,此条件试验锡转化率达到99.17%。因素分析表明：温度和碱质量分数对锡酸钠合成锡的转化率影响较为显著。     

响应面优化碳气凝胶基阴极材料制备

以天然纤维素为原料制备了碳气凝胶基电芬顿阴极材料Fe^Ⅱ/Fe^Ⅲ LDH-CCA。运用响应曲面法系统地研究了不同水平下的纤维素含量C_cel、碳化温度T_c以及催化剂生长浓度C_cata等因素对模拟废水中罗丹明B的去除率影响。采用Box-Behnken设计对各考察因素在可行范围内进行了评价。结果表明,建立的响应面二次模型可用于最优参数的预测。最佳工艺条件为纤维素含量C_cel 5wt%,碳化温度T_c 850℃,催化剂生长浓度C_cata 25 mmol/L,对初始浓度30 mg/L的RhB去除率达到84.61%,复合碳气凝胶材料表现出良好的电芬顿性能。