TiC/Fe-Al复合陶瓷材料量子化学计算研究

用离散变分密度泛函方法研究了TiC、FeAl、Fe3Al和TiC／Fe-Al复合陶瓷材料，讨论了材料组成、结构、化学键与性能等之间的关系。在TiC／FeAl和TiC／Fe3Al复合体系中，界面上两相之间的离子和共价相互作用都较强。从TiC、FeAl和Fe3Al单相，到TiC／FeAl和TiC／Fe3Al复合体系，离子键强度逐渐减弱，而共价键强度逐渐增强。TiC／Fe3Al复合体系中轨道相互作用和共价键比TiC／FeAl的强。这与TiC／Fe-Al系列样品中，随铝含量逐渐减少，即FeAl含量逐渐减少，Fe3Al逐渐增多，抗弯强度等增加的实验结果一致。     

烧结温度对Al_2O_3-SiC复合陶瓷力学性能的影响

以Al2O3和SiC为原料,利用热压烧结法制备了Al2O3-SiC复合陶瓷.采用三点弯曲法、单边切口梁法等手段和SEM方法分别测定和分析了该复合陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、致密度和断口形貌.结果表明,Al2O3-SiC10wt%复合陶瓷的致密度随热压烧结温度的提高而逐渐提高,最高可达98.42%;抗弯强度随烧结温度的升高而呈上升趋势,在1 800℃时抗弯强度最大为623MPa;断裂韧性明显是随温度的升高加强,特别是在1 850℃烧结时达到最高值7.9MPa·m1/2.材料的断裂方式主要为沿晶断裂,随着烧结温度升高,穿晶断裂所占的比例增大.     

γ-Al_2O_3固载水滑石的原位制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,水热法原位合成γ-Al_2O_3固载镁铝水滑石,并在400℃对制备的水滑石(LDH)进行焙烧,制得γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物(LDO),利用水滑石的记忆效应进行吸附脱除Cr(Ⅵ)的实验研究.结果表明:原位水热反应制得的γ-Al_2O_3固载水滑石样品表面被片状水滑石覆盖;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附量远大于未焙烧的水滑石;且水滑石焙烧温度为400℃、Cr(Ⅵ)溶液p H为5时,Cr(Ⅵ)脱除性能最好;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物质量一定,Cr(Ⅵ)溶液初始浓度变大时,Cr(Ⅵ)的脱除率将降低.     

基于分子筛催化剂的玉米秸秆与聚丙烯催化共热解

采用双金属(Zn, Al)改性MCM-41催化玉米秸秆与聚丙烯共热解制备芳香烃,并基于旋转床反应器研究玉米秸秆与聚丙烯催化共热解的产物分布。结果表明：催化剂的添加对热解产物的分布影响显著,在质量分数为1%的Zn和3%的Al共改性MCM-41的催化作用下,芳香烃(24.31%)含量最高,含氧化合物(12.37%)含量最低。旋转床催化共热解实验中,随着反应温度(500～800℃)的增加,生物油的产率逐渐下降,生物油中烯烃和含氧化合物含量的下降使得芳香烃的含量显著增加。随着催化剂添加量(1∶0～1∶10)的增加,生物油的产率逐渐减少。热解油中芳香烃的含量显著增加,烯烃和含氧化合物的含量下降。随着转速(0～20 r/min)的增加,生物油的产率呈现先减小后增大的趋势,生物油中芳香烃、烯烃和含氧化合物含量的最值均在15 r/min时获得。     

窄分布聚醚合成用催化剂的制备及性能表征

为制备窄分布的聚醚产品,采用共沉淀法合成Mg/Al/Co复合金属氧化物,采用不同配体合成Fe/Zn双金属氰化络合物(DMC)作为催化剂,以正辛醇为起始剂、环氧乙烷为聚合单体合成聚氧乙烯醚.采用SEM和TEM表征催化剂的微观结构,采用薄层色谱法(TLC)分析聚醚产物的分子质量分布,并考察不同催化剂的催化活性以及反应温度对催化活性的影响.结果表明:Mg/Al/Co催化剂具有丰富的孔状结构,而DMC为不规则片状结构,无空隙;同等条件下以1,4-二氧六环为配体的DMC3反应速率是其他催化剂的2.4~3.8倍,具有较高的催化活性;随着反应温度的升高,催化剂的催化活性均先升高后下降,100℃时,催化剂活性最高;Mg/Al/Co催化所得聚醚产品的分子质量分布指数(EDI)可达87.5%,DMC3催化所得产物的EDI指数为86.4%,且催化剂循环使用3次以后催化所得产物的EDI指数均可达到85%以上.     

反应条件对合成苯氨基甲酸甲酯乙酸锌催化剂结构的影响

利用苯胺和碳酸二甲酯(DMC)为原料合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)是一条清洁合成工艺路线,乙酸锌对于该反应具有优异的催化活性.本文对乙酸锌的在催化合成MPC过程中的结构变化进行了研究.研究发现,不同条件反应后的乙酸锌会转化为不同结构的物质,在110℃反应7 h后,催化剂Zn(OAc)_2会转化成层状羟基复盐Zn5OH8OAc22H2O(LHZA);随着反应温度的升高(130℃、150℃、170℃),LHZA易分解为Zn O;当反应温度增加至190℃时,则会生成碱式碳酸锌;当反应温度为130℃时,随着反应时间的延长,Zn(OAc)_2先转化为LHZA,继而再生成Zn O,同时LHZA的层间距增大;nDMC∶nAN也会对生成的LHZA的层间距有较明显的影响,随着nDMC∶nAN的减少,LHZA的层间距随之增大.     

富氢气氛中CO选择性氧化催化剂的研究

研究了以表面修饰改性的纳米Al2O3和（Ce-Zr-O2）x复合氧化物做载体负载CuO的催化剂,以及选择性催化氧化富氢气氛中CO催化活性和选择性.结果表明,助剂Ce掺杂的纳米Al2O3负载CuO对CO的氧化活性、选择性明显优于助剂K,g,n,r掺杂的催化剂.w（Ce）为20%,催化剂对CO的氧化活性最高.与浸渍法相比,助剂以沉积沉淀法加入催化剂具有更高的活性.CeO2在载体中的掺杂对提高CO的催化氧化活性和选择性起关键作用.（Ce-Zr-O2）x复合氧化物做戴体比单纯的纳米Al2O3有利于CO催化氧化选择性的提高.Cu-Ce二元复合氧化物作载体时,催化剂活性最高,CO的完全转化温度在105C.Cu-Zr复合氧化物作载体时,催化活性较差.降低CO氧化反应温度是提高富氢气氛中CO选择性氧化的关键.     

GCr15钢表面粉末包埋渗铝工艺研究

研究了不同影响因素对GCr15高碳钢固体粉末包埋渗铝后渗铝层表面、截面及厚度的影响.通过调整渗铝温度、时间、Al粉含量、NH_4Cl含量来观察渗铝后试样表面状况,以确定最佳渗铝工艺.利用扫描电子显微镜观察了渗铝层截面的微观形貌;利用测厚仪测量渗层的厚度值.结果表明:随渗铝温度的升高、渗铝时间的延长以及Al粉含量的增加,渗铝层的厚度均呈现先增大后逐渐平缓的趋势;当催化剂NH_4Cl含量添加为2.5%时,所得渗层表面平整洁净.采用Al粉含量为25%、NH_4Cl含量为2.5%、850℃、3 h工艺渗铝后,渗铝层的厚度达到70μum以上,表面平整.     

Ni／Al2O3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究

为提高用于燃料电池的乙醇水蒸气重整制氢反应催化剂的活性,采用壳聚糖扩孔以Al2O3为载体,Ni为活性中心的催化剂。利用X射线衍射（XRD）、BET比表面测试手段对催化剂的结构进行了表征。考察了反应温度、水醇物质的量的比、液体进料空速等对反应的影响。结果表明,经600℃焙烧2h的催化剂,在水醇物质的量的比为3：1,液体进料空速（WHSV）为4．8h^-1,反应温度500℃时,产气量接近40mL／min,H2选择性达到68％。乙醇水蒸气重整制氢Ni／Al2O3催化剂的最佳反应温度为500～550℃,水醇物质的量的比一般控制在3：1～5：1范围内较好。     

连铸结晶器保护渣熔点影响因素的研究

以生产现场实际使用的连铸结晶器保护渣为研究对象,研究碱度、碱金属氧化物含量、Al2O3含量和F含量对保护渣熔点的影响。结果表明,保护渣熔点随Al2O3含量和碱度增大呈先略微降低后逐渐升高势态,随碱金属氧化物和F含量的增加呈先显著降低后趋于平缓趋势。     

铜铝氧化物的制备及其脱硫性能研究

氧化铜是中高温脱硫剂的常用组分.本文采用共沉淀法制备一系列不同比例的铜铝氧化物脱硫剂,考察铜铝比、焙烧温度、盐碱比和反应温度对于脱硫性能的影响.结果显示焙烧温度为400℃、铜铝摩尔比为0.625:1、盐碱比为1.25:1、反应温度为70℃时,脱硫效果最佳.     

复合固体超强酸催化剂SO_4~（2-）/ZrO_2-Al_2O_3-WO_3的制备及表征

采用沉淀浸渍法制备复合固体超强酸催化剂SO24-/ZrO2-Al2O3-WO3,运用Hammett指示剂法、FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET等对相应的催化剂进行表征,并研究了陈化温度、焙烧温度、浸渍液浓度等制备条件以及Al2O3、WO3等不同金属氧化物的引入对SO24-/ZrO2的影响。结果表明,低温陈化的试样具有较强的酸性和催化活性,添加Al2O3可增大催化剂的比表面积和酸度值,引入WO3有利于酸性的增强。复合固体催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3的最佳制备方案是,陈化温度为-10℃、m（Al2O3）/m（ZrO2）为3.5、m（WO3）/m（ZrO2）为1、浸渍液（NH4）2SO4浓度为1.0 mol.L-1、焙烧温度为500℃。该催化剂用于乙酸正丁酯的合成,其酯化率达到98.5%。     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

Mg-Al-Fe类水滑石及其焙烧产物对酸性橙Ⅱ脱色性能的实验研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝铁摩尔比不同的碳酸根型类水滑石(HTLCs),经500℃高温煅烧制备出镁铝铁复合氧化物HTLCs-500,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征.考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对二者处理阴离子染料酸性橙Ⅱ模拟废水效果的影响.实验结果表明:镁铝铁摩尔比为3/0.9/0.1制得的H...     

锌铝混合氧化物催化降解废弃PET聚酯的研究

通过共沉淀法合成了锌铝水滑石,并煅烧得到其对应的锌铝混合氧化物。利用X射线粉末衍射对其结构进行表征,实验结果证明合成产物具有典型的水滑石层状特征,且晶体结构完善。将两者分别用于醇解废弃PET催化剂,比较可知锌铝混合氧化物的催化活性明显优于其对应前驱体,同时该反应条件下醇解反应满足一级反应条件。对醇解产物进行FT—IR,DSC表征,证明醇解产物为BHET,且纯度较高。     

改性介孔分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的影响

采用热重分析,考察了不同硅锌比和晶化温度条件下制备的分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的催化作用效果.结果表明:在Zn-MCM-41催化作用下,纤维素热解温度降低,最大失重速率和失重率增加;硅锌比、晶化温度对纤维素热解影响明显;随硅锌比的增大,纤维素的最大失重速率和失重率呈现先升后降的趋势,当硅锌比为50时达到最大值;随晶化温度的升高,纤维素的最大失重速率和失重率同样呈现先增后减的趋势,当晶化温度在110~120℃范围时为最大值.利用Ozawa动力学模型描述纤维素催化热解过程,表明Zn-MCM-41的存在改变了热解反应途径,表现出反应活化能的增加;制备Zn-MCM-41的最优条件是硅锌比50∶1,晶化温度120℃.     

基于Cu和Pt基催化剂的乙醇水蒸气重整制氢试验研究

乙醇水蒸气重整制氢的车载应用不但可在线产生富氢气体,解决氢气的储运问题,还可实现混富氢气燃烧,降低排放.为得到较优的重整制氢方案,模拟内燃机尾气温度条件,在燃料重整试验台上实现乙醇的水蒸气催化重整制氢过程.在不同催化剂Cu49Zn21Al18Zr12和Pt/CZO/Al2O3条件下,考察了反应温度、水醇摩尔比和空速对重整气中φ(H2)的影响.研究表明:当反应温度为723～973 K、空速为720 h-1、水醇摩尔比分别为6∶1和4∶1时,二者φ(H2)的平均值分别为47.78%和40.26%.催化剂Pt/CZO/Al2O3重整制氢的产量高于Cu49Zn21Al18Zr12,尤其是在823 K以上的高温区域.但是与Pt/CZO/Al2O3相比,Cu49Zn21Al18Zr12成本低廉,在873 K以上的温度区域,重整气中φ(H2)也相当高.因此,基于Cu49Zn21Al18Zr12催化剂的乙醇水蒸气重整对于车载制氢更加具有可行性.     

制备条件对CuZnAlZr催化剂物理性质的影响

由CO2加H2制二甲醚是CO2实现循环利用的一个重要途径.本文研究结果表明制备高比表面积CuZnAlZr催化剂的合理条件为：使用Cu、Zn、Al、Zr的硝酸盐的质量分数为10%的试剂,老化温度为130℃,老化时间为15 h,在此条件下得到比表面积为211.4 m2/g的催化剂颗粒.SEM、FT-IR、XRD表征表明催化剂颗粒为氧化物颗粒,颗粒细小,分布均匀,纯度高,为纳米颗粒.     

多级孔Zn-La/HZSM-5制备及在甲醇芳构化中的应用

采用NaOH溶液对ZSM-5分子筛进行碱处理,制备了多级孔径ZSM-5分子筛。采用浸渍法制备了多级孔Zn-La/HZSM-5分子筛,并采用XRD、BET、SEM和NH3-TPD等方法进行了表征,在固定床反应器中进行甲醇芳构化反应。结果表明,经过碱处理,ZSM-5分子筛的平均孔径、孔容和比表面积增大,孔径呈微孔和介孔多级孔分布。Zn和La的负载量均为0.5%时,Zn-La/ZSM-5分子筛具有较好的芳构化活性。在反应温度475℃、反应压力0.6MPa、空速(LHSV)0.8h-1条件下,芳烃(苯、甲苯和二甲苯)的收率可达32.3%。