超级铝热剂Al/Fe_2O_3对硝化棉热分解特性的影响

采用水热法制备了纳米Fe_2O_3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合制备了超级铝热剂Al/Fe_2O_3,利用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对复合物的物相、组成、形貌和结构进行了分析表征,采用差示扫描量热法(DSC)和热红联用技术(TG-FTIR)研究了Al/Fe_2O_3对硝化棉(NC)热分解过程的影响。结果表明,Al/Fe_2O_3-NC和NC的热分解过程遵循Avrami-Erofeev方程f(α)=1.5(1-α)[-ln(1-α)]1/3;超级铝热剂Al/Fe_2O_3可降低硝化棉的表观活化能、临界点火温度和临界爆炸温度,在促进硝化棉O-NO_2键断裂和凝聚相二次自催化反应中起到至关重要的作用。     

铁酸铋/石墨烯纳米复合材料的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

为了提高纳米复合金属氧化物对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,以Bi(NO₃)₃·5H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和GO为前驱体,采用水热法制备了铁酸铋/石墨烯(BiFeO₃/rGO)纳米复合材料;利用XRD、FT-IR、XPS、TGA、SEM和TEM等对所制备样品的结构、粒径及形貌进行了表征;采用差热分析研究了不同添加量的BiFeO₃/rGO纳米复合材料对AP热分解过程的影响,分析了BiFeO₃/rGO对AP热分解的催化机理及其对AP热分解动力学的影响。结果表明,rGO的引入有效阻止了纳米BiFeO₃颗粒的团聚,大大增加了比表面积;当BiFeO₃/rGO纳米复合材料的质量分数为4%时,AP的高温分解峰降低最多,达167℃,表观分解热增加了1631J/g,达2518J/g,表观活化能从172.07kJ/mol降低至128.35kJ/mol,表明所制备的BiFeO₃/rGO纳米复合材料能有效催化AP的热分解。     

柠檬醛在La2O3/γ-Al2O3催化剂上的等温吸附

对柠檬醛-乙酸乙酯溶液中柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上等温吸附行为进行了研究。结果表明,30 ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附动力学符合准二阶吸附动力学模型,吸附动力学方程为：1/q_t=2.350/t+0.063 3(R²=0.998 5)。（30~65） ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的等温吸附符合Langmuir方程,温度升高使柠檬醛的饱和吸附量增加,吸附热为32.19 kJ·mol^-1。     

AP/PDA/Fe2O3复合物的制备及其吸湿性和热分解性能研究

为改善AP的吸湿性和热分解性能,基于多巴胺氧化自聚合原理,采用原位包覆法将聚多巴胺(PDA)包覆于AP表面,然后利用PDA的强黏附性,使纳米Fe₂O₃均匀吸附于AP/PDA复合物表面,获得了AP/PDA/Fe₂O₃复合物;利用粒度分析仪、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析了改性前后AP粒度、形貌及表面元素组成;采用增重法和接触角测试对改性前后AP的吸湿性能进行了测试,并采用差示扫描量热法(DSC)对改性前后AP的热分解性能进行研究。结果表明,PDA能均匀沉积于AP表面,包覆效果较好,且包覆前后粒度基本没有变化;加入纳米Fe₂O₃能均匀附着在AP/PDA的表面;AP/PDA/Fe₂O₃复合物的吸湿率为0.16%,接触角达到41.8°;与AP相比,该复合物的高温分解峰温提前了48.5℃,放热量提高1倍,表观活化能由209.5kJ/mol降至128.8kJ/m...     

纳米氧化铬的制备与应用研究进展

氧化铬(Cr₂O₃)是无机盐行业主要产品之一，广泛应用于化工、冶金、机械等领域，在国民经济中具有重要的作用。大量研究表明，当Cr₂O₃的粒度达到纳米尺度时，将拥有更多独特效应(如小尺寸效应、表面效应等)，为新材料的开发应用提供了新思路。结合近年来国内外在纳米Cr₂O₃研究与应用领域的最新进展，对纳米Cr₂O₃的制备方法进行了详细综述，主要包括气相法(化学气相沉积法、微波等离子体法、激光气相沉积法)、湿化学法(沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、模板法)和固相法(固相热分解法、高能球磨法)；介绍了纳米Cr₂O₃在除颜料、耐磨防腐蚀涂层、气敏传感器等传统应用场景以外，在高效催化、新能源材料等新兴领域的应用进展。通过总结对比，提出了将湿化学法与固相法结合规模化制备高稳定纳米Cr₂O₃有效路径的建议。指出“双碳”目标战略背...     

纳米PbZrO_3对AP、RDX、HMX热分解和NG/NC双基推进剂燃烧性能的影响（英文）

通过共沉淀法制备了纳米锆酸铅(PbZrO_3),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构进行了表征;采用差示扫描量热法(DSC)研究了PbZrO_3对AP、RDX和HMX热分解的催化性能;研究了含纳米PbZrO_3的NG/NC双基推进剂(PbZrO_3-DB)的热行为和非等温分解动力学。结果表明,PbZrO_3呈现典型的钙钛矿结构;纳米PbZrO_3能显著降低AP、RDX和HMX的热分解温度和表观活化能(分别降低了21、7.4和15kJ/mol);PbZrO_3-DB推进剂的热分解为非均相反应;PbZrO_3-DB推进剂的热分解机理为相边界反应的收缩圆柱体,动力学方程为dα/dt=1016.7/β2(1-α)1/2exp(-1.696×105/RT);用纳米PbZrOdt3作为NG/NC双基推进剂β的燃烧催化剂显著提高了其燃速,并降低了压强指数(在2~14MPa下为0.37~0.39);纳米PbZrO_3的催化燃烧性能显著优于PbO。     

沉淀剂对CuCr2O4结晶动力学及呈色性能的影响

通过共沉淀法合成了CuCr₂O₄黑色颜料。研究了沉淀剂(即尿素、氨水、氢氧化钠)对相组成和颜色性能的影响。同时，计算了以氨水和氢氧化钠为沉淀剂时CuCr₂O₄的结晶动力学和结晶机制。结果表明，由于两种离子(Cu²⁺和Cr³⁺)的溶解度不同，沉淀过程的最佳pH值为7.5；由于产物中存在Cr₂O₃，尿素不适合作为沉淀剂。氨水作为沉淀剂时，CuCr₂O₄结晶的活化能为120.2 k J/mol，氢氧化钠作为沉淀剂时为141.3 k J/mol。CuCr₂O₄的结晶过程涉及成核和三维生长。较小的结晶活化能得到的CuCr₂O₄颗粒细小，分散均匀，呈色性能更优异。     

Co-Fe2O3纳米载氧体作用下CO化学链燃烧富集CO2

制备了不同量级Co掺杂Fe₂O₃载氧体Co-Fe₂O₃,利用BET和TEM对载氧体结构进行表征。通过在不同温度下Co-Fe₂O₃与气体燃料CO的还原反应,考察Co-Fe₂O₃对CO化学链燃烧特性。结果表明,同一温度条件下,掺杂量越高,还原反应转化率越高;掺杂量不变的情况下,温度升高促使还原程度加深,缩短了载氧体完全还原转化的时间。根据TGA曲线进行了化学动力学分析,发现Co_0.2Fe还原反应过程在344.7～391.0℃和414.7～472.5℃温度范围反应动力学对应扩散控制的Jander方程模型,607.6～681.5℃温度范围对应二维扩散反应模型,并分别计算出相应模型的表观活化能和频率因子。结果可为化学链燃烧技术应用提供理论指导。     

粉煤灰浓硫酸焙烧过程及其非等温动力学

粉煤灰浓硫酸焙烧法提取Al₂O₃工艺中焙烧过程十分重要,研究发现适当提升硫酸浓度、酸灰质量比和温度可增大Al转化率,而延长焙烧时间影响并不显著;在硫酸浓度80%、酸灰质量比1.5:1、温度270℃和时间60 min条件下,Al转化率可达92 %～95%。TG/DSC与XRD分析表明,焙烧过程反应主要分为3个阶段:80～206℃时形成中间产物Al(HSO₄)₃及H₂O气化;206～241℃时生成Al(HSO₄)₃及Al₂(SO₄)₃·H₂O;241～304℃时由Al₂(SO₄)₃·H₂O和Al(HSO₄)₃二者分解转化成Al₂(SO₄)₃。由Kissinger微分法与Ozawa积分法分别计算出3个阶段表观活化能后取二者平均值,分别为52.61、74.11、96.08 kJ·mol^-1,并获得频率因子、反应级数和动力学方程,所获结果可为粉煤灰硫酸焙烧法提取Al₂O₃焙烧工艺设计和过程优化提供理论参考和基础数据。     

蛋白土与硫酸铵煅烧反应产物及过程动力学

蛋白土具有良好的应用前景,但是其自然白度较低制约了其开发应用。蛋白土硫酸铵煅烧法可去除其中的显色金属氧化物,提高蛋白土的白度,同时提取其中Al₂O₃。本文采用热重-差示扫描量热（TG-DSC）、同步热分析与红外质谱（TG-FTIR-MS）联用系统,结合X射线衍射对煅烧过程的固相及气相产物进行了表征分析,明析了其化学过程。结果表明,蛋白土中的Al₂O₃和Fe₂O₃在200~350℃时反应生成（NH₄）₃（Al,Fe）（SO₄）₃,同时逸出NH₃和H₂O;350~450℃时,进一步反应转化为NH₄（Al,Fe）（SO₄）₂,同时逸出NH₃、H₂O、SO₂和O₂;450~550℃时,NH₄（Al,Fe）（SO₄）₂分解生成（Al,Fe）₂（SO₄）₃,同时逸出NH₃、H₂O、SO₂和O₂;550~750℃时（Al,Fe）₂（SO₄）₃分解生成Al₂O₃和Fe₂O₃,同时逸出SO₂和O₂。采用Kissinger微分法与Ozawa积分法分别计算出4个阶段表观活化能后取二者平均值,分别为101.74kJ/mol、104.52kJ/mol、201.40kJ/mol、232.51kJ/mol,并获得对应4个热化学反应阶段的频率因子、反应级数和动力学方程。     

FeS还原CaSO_4的热分解动力学研究

以热重(TG)分析为手段,研究了FeS还原CaSO_4在氮气气氛中的热分解动力学。利用KAS法、Ozawa法、KAS-迭代法和Ozawa-迭代法对其进行了动力学分析,求出了该反应的动力学参数,同时利用Coast-Redfern法研究了该反应的动力学机制函数。结果表明:N_2气氛下FeS还原CaSO_4的热分解机制符合相边界反应,其动力学方程为G(α)=1-(1-α)~(1/3),表观活化能为309.28 kJ/mol,表观指前因子为2.17×10~(11)s~(-1)。     

Cr2O3/TiO2催化剂上铵盐选择性催化还原脱硝研究

因低温NH₃-SCR脱硝面临耐硫性能差、硫酸氢铵中毒等难以克服的问题,构建了采用无机铵盐选择性催化还原脱硝的方法。采用浸渍法制备了Cr₂O₃/TiO₂催化剂,选用草酸铵、硫酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵作为还原剂,对氮氧化物进行选择性催化还原反应,并测定了4种铵盐作还原剂的脱硝活性。利用XRD、XPS和原位漫反射红外光谱等表征探究了4种铵盐对催化剂物化性质的影响,并研究了4种铵盐在Cr₂O₃/TiO₂催化剂上的反应与再生过程。结果表明,4种铵盐中的NH⁺₄都可以在Cr₂O₃/TiO₂催化剂上与NO发生反应,除硫酸氢铵因HSO^-₄易与TiO₂结合为Ti(SO₄)₂而不可再生外,其它铵盐皆可再生。     

NaAlCl4/γ-Al2O3@ZSM-5核壳复盐催化剂的制备及其歧化反应性能研究

用水热合成法,以ZSM-5分子筛(Si/Al=150)为壳,对γ-Al₂O₃表面进行修饰,构筑γ-Al₂O₃@ZSM-5核壳载体;通过高温浸渍负载法,将NaAlCl₄负载在γ-Al₂O₃@ZSM-5核壳载体表面。研究NaAlCl₄负载比例、AlCl₃溶液的浸渍时间及催化剂的用量对一甲基二氯硅烷、三甲基二氯硅烷歧化制备二甲基二氯硅烷反应影响。结果表明,在反应温度200℃时,复盐负载比例为8%,AlCl₃浸渍时间3 h,催化剂用量0.6 g时,催化性能最好,二甲基二氯硅烷的产率为68.38%。     

Cr2O3掺杂在氧化锆增韧氧化铝陶瓷中呈色性能的研究

1600℃常压烧结制备了氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷，研究添加Cr₂O₃在ZTA陶瓷中的呈色性能是否优异。结果表明：适量的Cr₂O₃加入ZTA陶瓷中会固溶进Al₂O₃，烧结后样品均呈现出粉红色，并且随着Cr₂O₃添加量的增大，样品对可见光(400～700 nm)的反射率逐渐下降，即粉色不断加深，样品颜色的明度值不断下降，饱和度不断上升，a^*值始终大于零且数值不断增大，也说明样品的粉色不断加深。测试其力学性能发现：当Cr₂O₃添加后，小幅提高样品的力学性能，在添加量为0.7wt.%左右时，达到最大值；但添加量超过0.7wt.%时，样品的力学性能和致密度有小幅下降，原因可能是过量的Cr₂O₃加入后，导致了样品内部气孔增多。     

刚玉–Ti2O3共存物相在氧化气氛下的相变与形貌演变

刚玉-Ti₂O₃共存物相是通过调整低钛铁的冶炼工艺得到的一种冶金副产品，其中Al₂O₃和Ti₂O₃两相独立存在，可以作为耐火材料原料使用。通过热重–差热结合热力学分析得知原料中的Ti₂O₃在700℃左右开始氧化反应，Al₂O₃和TiO₂在1 263℃左右开始反应，将原料在不同温度空气气氛下保温3 h烧成，由XRD结合SEM结果可知在800℃左右Ti₂O₃完成氧化反应，在1 300℃受钛酸铝分解反应的影响，只有部分TiO₂和Al₂O₃在刚玉交界处反应生成片状Al₂Ti O₅。随着烧成温度升高至1 400℃和1 500℃，Al₂O₃和TiO₂     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

Cr对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

采用浸渍法将不同含量的Cr₂O₃负载在工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,并通过XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS、N₂-吸附脱附、拉曼光谱等手段对催化剂进行表征分析。使用固定床微型反应评价装置对不同催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明：工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上负载Cr₂O₃,对催化剂的孔结构影响较小;V-Mo-Cr/Ti催化剂与V-Mo/Ti催化剂相比具备更多的表面酸量。但由于受Cr₂O₃的影响,催化剂的还原性能较低,化学吸附氧含量较少。与V-Mo/Ti催化剂相比,V-Mo-Cr/Ti催化剂在250~430 ℃温度区间内的脱硝效率较低,N₂O生成量较多。     

TG/DSC-FTIR-MS联用技术研究一水草酸钙标准物质的热分解

应用TG/DSC-FTIR-MS联用技术研究了标准物质CaC₂O₄·H₂O的分解过程及分解机理,用热分析动力学数据处理的Ozawa和Coats-Redfern方法,从微观气体产物的生成动力学角度对CaC₂O₄·H₂O的分解机制进行了研究,获得了CO气体产物的生成动力学参数和热分解三阶段的活化能和机理函数。验证了CaC₂O₄·H₂O的经典的分解生成气体产物为H₂O,CO和CO₂的分解机制的正确性。     

羟基磷灰石负载钯催化剂用于H2和O2直接合成H2O2的动力学

H₂和O₂直接合成H₂O₂过程绿色环保,反应具有原子经济性,是最有潜力的H₂O₂合成新方法之一。采用等量浸渍法,将Pd负载于羟基磷灰石（HAp）载体上,得到了高分散的Pd/HAp纳米催化剂,Pd平均粒径2.5 nm。运用幂指数模型,研究该催化剂在H₂O₂加氢及H₂和O₂直接合成反应中的动力学,计算得到H₂O₂加氢、H₂O₂和H₂O的生成反应的表观活化能及O₂、H₂表观反应级数。结果表明低温及高O₂分压有利于H₂O₂的生成,而高H₂分压则有利于H₂O的生成。     

CaO杂质对SiO2凝胶粉与Al2O3粉反应生成莫来石的影响

为拓宽SiO₂溶胶结合浇注料的应用,以微米或纳米级Al₂O₃粉和SiO₂凝胶粉为主要原料,研究在不同温度(1 350、1 400、1 500、1 600℃)、不同气氛(氧化气氛、还原气氛)下CaO杂质对Al₂O₃和SiO₂反应生成莫来石的影响。结果表明：1)氧化气氛下,CaO的引入可以促进莫来石的生成,当温度从1 350℃升高到1 600℃时,莫来石的生成量会逐渐增多。2)还原气氛下,CaO的引入不利于莫来石的生成,温度升高,莫来石生成量反而降低。3)Al₂O₃粒度越小,越易与SiO₂凝胶粉反应生成莫来石。