水合肼制氢Ni-Pt/La_2O_3催化剂研制及其反应动力学研究

综合采用共沉淀和置换法制备了一种La_2O_3负载纳米级Ni-Pt合金催化剂Ni-Pt/La_2O_3.经优化制备工艺,该催化剂在323 K可100%催化N_2H_4·H_2O分解制氢,反应速率340 h-1,其催化性能优于已报道的多数催化剂.此外,还对N_2H_4·H_2O催化分解制氢反应动力学进行了研究,得到其反应动力学方程为:r=-d[N_2H_4·H_2O]/dt=2435exp(-51.32/(RT))[N_2H_4·H_2O]~(0.3)[NaOH]~(0(0.12))[Ni]~(1.03).研究结果对于促进N_2H_4·H_2O分解制氢体系的实际应用奠定了基础.     

负载型Co-Ni-Cr-P/γ-Al2O3催化剂的制备及其制氢性能研究

目的优化Co-Ni-Cr-P合金催化剂镀液配方,探究其催化碱性Na BH4溶液制备氢气的最佳条件。方法利用化学镀的方法,在三氧化二铝(γ-Al2O3)基体表面镀覆了Co-Ni-Cr-P合金。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、化学吸附仪(BET)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP),对该催化剂的结构、微观形貌等进行了系统表征。结果 Co-Ni-Cr-P合金镀层均匀地分布在三氧化二铝载体表面,ICP测得该催化剂的相对组成为48.46%Co+19.77%Ni+21.02%Cr+10.75%P(质量分数)。化学镀Co-Ni-Cr-P的实验参数为:21.96 g/L硫酸钴,2.44 g/L硫酸镍,0.6g/L硝酸铬,20 g/L柠檬酸钠,10 g/L氟化铵,40 g/L次亚磷酸钠,p H=9,温度(90±1)℃。结论 20 m L含4%的硼氢化钠溶液在40℃时的产氢速率约为1500 m L/(g·min)。根据动力学计算可得,Co-Ni-Cr-P/γ-Al2O3合金催化剂催化碱性Na BH4溶液制备氢气的反应活化能为45.96 k J/mol。     

Pt-Rh-Pd/Al2O3三元催化剂的制备及其表征

应用共浸渍法和分层浸渍法制得了Pt-Rh-Pd/Al2O3催化剂,程序升温脱附(TPD)和X射线衍射(XRD)对催化剂的催化活性进行了表征。结果表明,共浸渍法制得的Pt-Rh-Pd/Al2O3催化剂的催化性能优于分层浸渍法制得的Pt-Rh-Pd/Al2O3催化剂。这可能与Pt-Pd-Rh/Al2O3催化剂的催化过程符合Langmuir-Hinshelwood历程有关。     

载体中ZrO2/Al2O3比对Pt/ZrO2-Al2O3催化剂性能的影响

相比汽油车而言,柴油车具有高效、低油耗的优势已得到广泛应用。本实验以ZrO₂作为改性剂,探究了ZrO₂与Al₂O₃的质量比对催化剂的影响。研究结果表明：随着ZrO₂的加入,Pt粒子先减小后增大;Pt粒子与载体的交互作用先增大后减小。活性实验数据分析表明,ZrO₂的最佳添加量为40 wt%,CO和C₃H₆完全氧化温度分别降低20 _oC 、25 _oC。贵金属在催化剂的分散度以及贵金属与载体的相互作用随着ZrO₂与Al₂O₃质量比的变化而变化。Pt粒子越小,其与载体的交互作用越强,这表明催化剂性能越强。     

新鲜和老化Pd/Al2O3密偶催化剂上催化C3H8转化催化性能

采用等体积浸渍法制备了以改性氧化铝为载体材料的Pd/Al₂O₃ 密偶催化剂, 并采用H₂程序升温还原(H₂-TPR), CO 化学吸附和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 在模拟尾气条件下对催化剂的总包反应及与C₃H₈相关的单反应活性进行了测试. 结果表明, 老化处理后活性PdO_x 数量下降, 并伴随有金属态Pd₀的产生. 老化后, 起燃温度(T₅₀)和完全转化温度(T₉₀) 分别提高了 76 oC和64 oC, 即催化剂低温活性比高温活性下降明显. 对比新鲜和老化催化剂上单反应活性, 结果表明, 老化后无水条件下有NO参与的反应的低温活性下降显著. 老化处理过程突出了NO对低温活性的抑制作用和H₂O对高温活性的促进作用.     

Pt/Al2O3催化剂用于NO氧化的活化效应研究

柴油机氧化催化剂(DOC)能将尾气中部分NO氧化成NO_2,一定浓度的NO_2有利于柴油机颗粒捕集器(DPF)的连续再生和提高选择性催化还原催化剂(SCR)对NO_x的转化效率。针对DOC的新鲜态Pt/Al_2O_3 催化剂经过1次程序升温NO催化氧化活性明显提升的现象(活化效应),采用原位红外漫反射实验(in situ DRIFTS)、氢气程序升温还原、X射线光电子能谱(XPS)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)分析Pt/Al_2O_3催化剂相关过程的物理化学状态。分析结果表明,新鲜态Pt/Al_2O_3催化剂在300℃以下时载体上积累了大量的硝酸盐和亚硝酸盐物种,导致新鲜态催化剂活性不高;进一步的分析表明经一次程序升温后催化剂中与载体结合强的PtO_x物种的分解是引起活化效应的主要原因;经过3次程序升温反应,催化剂中Pt粒子的大小没有发生明显改变。     

纳米Al2O3/TiO2多层涂层的低温制备及其性能

采用原子层沉积技术(ALD)在200℃低温条件下将纳米Al₂O₃/TiO₂多层涂层沉积在硬质合金刀具表面。利用扫描电镜SEM、划痕测试仪和三向测力仪以及数控机床等设备,对不同形式的纳米Al₂O₃/TiO₂多层涂层刀具的涂层-基体结合力和切削性能等进行研究。结果表明,基于原子层沉积技术低温制备的纳米多层涂层刀具的涂层-基体结合强度高;涂层层数、涂层沉积顺序及涂层层厚比对纳米多层涂层刀具的切削力有不同程度的影响;纳米多层涂层刀具更适合高速切削,当切削速度大于2.33m/s时,纳米多层涂层刀具的切削力和摩擦因数呈下降趋势,表现出良好的切削性能,其中双层纳米涂层刀具的切削性能更好;在高速切削时,纳米多层涂层刀具表面摩擦因数比普通未涂层硬质合金刀具低,纳米Al₂O₃/TiO₂多层涂层能够有效改善刀具的黏结磨损,减少刀-屑粘黏现象和烫伤现象,能够改善刀具表面的耐磨损性能。     

Al3Ti和Al2O3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(Exothermic Dispersion)法原位反应生成Al2O3与Al3Ti复合增强的铝基复合材料,结果表明Al/TiO2经充分混合、挤压成坯后,在真空炉中以一定的升温速率加热至1 073     

Al2O3/Au/Al2O3层状阻氚薄膜

采用磁控溅射法在316L不锈钢基体上分别沉积单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜。采用气相渗透法在500℃,氘分压为0.06 MPa条件下测试了薄膜的阻氘性能。结果表明,3种薄膜氘渗透后,薄膜的形貌良好,无开裂、无剥落的现象,氘渗透率减低因子均比316L不锈钢基材增大一个数量级以上,阻氘效能按单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜依次递升。Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜的优异阻氘效能可归因于,延性的Au夹层使层状薄膜的力学性能得到显著提高;Al2O3层能阻止Au与基体间互扩散,使Au能充分发挥阻氘效能。本研究表明,由贵金属与陶瓷阻氚材料构成的层状薄膜是发展阻氚涂层的新途径。     

Fe/Al2O3复合材料的还原制备及其表征

金属陶瓷复合材料是由金属或合金与陶瓷相组成的非均质复合材料。由于金属和陶瓷的电导率、磁导率具有较大的差异,金属陶瓷复合材料表现出独特的电磁性能。以Al2O3和Fe2O3粉体为原料,通过高能球磨、无压烧结和选择性还原工艺,成功制备出不同组分的Fe/Al2O3复合材料,利用XRD、SEM对复合材料的物相组成及微观形貌进行分析和观察。结果表明:还原后样品的主晶相为(FexAl1-x)2O3固溶体和Fe3O4,并且出现了亚微米级粒度的Fe颗粒。利用阻抗分析仪对样品的介电性能的研究(测试频率为10MHz～1GHz)表明,材料的介电常数实部和虚部均随着频率增加而下降,并且随着原料中Fe2O3含量的增加而呈上升的趋势,这种介电常数增大的现象主要由界面极化引起。     

用Ti箔直接连接Al2O3/Cu

借助ＳＥＭ，ＥＤＸ和ＸＲＤ分析手段，对直接用Ｔｉ箔在１２７３Ｋ连接的Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ接头的连接界面微观结构进行了研究，分析了Ｔｉ箔厚度影响反应层度和连接强度的机制。     

Al2O3复合磨粒的制备及表征

为了提高Al2O3超微粉在水介质中的分散稳定性,先采用硅烷偶联剂KH570对Al2O3进行表面改性,再对Al2O3粒子锚固偶氮引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA),进而引发丙烯酰胺(AM)单体聚合而制备聚丙烯酰胺(PAM)/Al2O3复合粒子。利用XPS、FT-IR、激光粒度仪、微电泳仪、分光光度计、SEM及XRD等对Al2O3复合粒子结构及分散性能等进行表征。结果表明:在40℃下加入水溶性偶氮引发剂,可以得到在水介质中分散稳定性良好,以聚丙烯酰胺为壳,以Al2O3为核的复合磨粒。与未改性的Al2O3超微粉相比,经AM接枝聚合改性后的颗粒表面团聚现象得到改善,颗粒的D50减小;接枝改性后Al2O3的等电点IEP发生迁移,在pH值为9时颗粒表面Zeta电位绝对值达到最大。     

Vx-Mn0.8Fe0.2O2催化剂的制备及其抗硫脱硝性能

为了更好地适应工业化脱硝需求,选用廉价的黑色金属Mn和Fe作为催化剂主要原料,通过V掺杂极大地提升了锰铁催化剂的低温脱硝性能和抗硫性能。采用共沉淀法制备了V_x-Mn_0.8Fe_0.2O₂催化剂,运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)考察了V₂O₅添加量对Mn_0.8Fe_0.2O₂催化剂的结构、形貌及其抗硫脱硝性能的影响。结果表明:V_x-Mn_0.8Fe_0.2O₂催化剂主要物相为Mn₂O₃,样品颗粒尺寸小且分散均匀。V_0.3-Mn_0.8Fe_0.2O₂催化剂具有较多的活性位点及较好的抗硫脱硝性能,在300℃时脱硝率可达90.36%,相比于Mn_0.8Fe_0.2O₂催化剂脱硝性能达到90%的温度约降低100℃;同时,在V(CO):V(NO):V(SO₂)为3:1:1的反应条件下,催化剂的脱硝率仍能保持在80%以上。     

不同Al2O3含量的Al2O3/Cu复合材料的热变形行为

为探究Al₂O₃含量对Al₂O₃/Cu复合材料热变形行为的影响,采用内氧化法制备了3种Al₂O₃含量(0.28、0.66和1.13 mass%)的Al₂O₃/Cu复合材料,通过热模拟实验对其热变形行为进行了研究。结果表明：在823、923和1223 K时,随着Al₂O₃/Cu复合材料中Al₂O₃含量的增加,复合材料的峰值应力逐渐增大;显微组织观察发现,由于1.13 Al₂O₃/Cu复合材料内动态软化积累程度最大,导致其在1023和1123 K下出现了峰值应力下降现象。经热挤压后,在热变形过程中Al₂O₃/Cu复合材料的软化效果以动态回复为主。同时,发现0.28 Al₂O₃/Cu和0.66 Al     

ZrOCl2-Al体系熔体反应生成Al3Zr(p), Al2O3(p)/Al复合材料的反应机制

利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对ZrOCl     

铝合金表面MoS2/Al2O3复合涂层制备及减摩性能研究

铝合金表面减摩涂层设计和制备是改善铝合金构件摩擦性能的关键技术之一。对于目前铝合金结构件易磨损的问题,本研究采用微弧氧化一步法在6063铝合金表面原位合成纳米MoS2,制备具有减摩作用的MoS2/Al2O3复合陶瓷涂层;讨论了硫盐浓度对涂层成分、形貌及摩擦性能的影响,分析了涂层减摩机理。结果表明：通过微弧氧化在6063铝合金表面成功制备出了含有MoS2的自润滑复合陶瓷涂层;涂层的摩擦系数随着硫盐浓度的升高呈现先下降后上升的趋势,当电解液中硫盐浓度为15g/L时涂层的摩擦系数为0.15,较常规微弧氧化涂层降低了76%。涂层中的MoS2分布在涂层的表面和内部,在与摩擦副接触与挤压的作用下形成均匀分布的MoS2润滑膜,表现出良好的减摩性能。     

Al2O3颗粒直径对1 vol%的Al2O3/Cu基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法+热压工艺制备了不同Al₂O₃颗粒直径的1 vol%Al₂O₃/Cu基复合材料,使用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察了复合材料的显微组织,利用电子拉伸试验机测试了复合材料的力学性能。基于弹/塑性理论推导出了复合材料中颗粒周边的弹性区宽度的表达式。结果表明：Al₂O₃颗粒直径对Al₂O₃/Cu基复合材料强度及基体晶粒尺寸有着较大的影响;Al₂O₃颗粒直径越大,Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度、屈服强度越小;当Al₂O₃颗粒直径为5μm时,Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为207和90 MPa,是铜试样的95.8%和95.7%。     

Au@ Al2O3 3DOM复合材料的可控制备及催化性能研究

采用胶体晶体模板方法,通过调控聚苯乙烯(PS)微球粒径和前驱体浓度制备了孔径由0.48 μm至1.65 μm连续可调的Au@Al₂O₃ 三维有序大孔(3DOM)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外－可见分光光度计(UV-Vis)等手段考察了样品的表面形貌和催化特性。发现Au@Al₂O₃3DOM复合材料具有优异的催化性能。随着孔径增大,其催化性能表现出先上升后下降的变化规律,且在孔径为1.27 μm时达到最高。结合理论分析表明,Au@Al₂O₃3DOM 复合材料的微观结构变化,导致了其有效活性面积和孔道传输效率随之改变,二者的共同作用是Au@Al₂O₃3DOM复合材料催化性能变化规律的物理本质。