ICP-OES内标法测定粉煤灰的主要成分

粉煤灰中主要成分SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃的含量常采用传统的化学分析方法，前处理方式复杂烦冗。本文阐述了使用混合熔剂分解样品、盐酸浸取、ICP-OES内标法同时测定粉煤灰中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量的实验过程。通过监视样品中内标物强度与试剂空白中内标物信号强度的差异，校正分析物信号强度，补偿基体变化造成的结果误差。相比于传统方法，具有准确、快速等优点。     

四酸分解-ICP-0ES法测定硅质砂岩中次量元素的成分

样品经四酸(盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸)一次熔矿分解，利用了强酸的氧化性熔解有机质。同时利用氢氟酸破坏氧化硅晶体结构，释放待测元素，在盐酸介质中提取，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定硅质砂岩的Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、K₂O、Na₂O。通过对硅质砂岩标准物质测定验证，其结果的准确度、精密度和加标回收均符合地质矿产对各成分定量分析的要求。本方法具有线性范围广、分析速度快、检出限低、准确度和精密度高等优点,故能在一定程度上对相关检测工作的开展带来较大的方便。     

含CO工业尾气煅烧改性磷矿石结块成因分析

含CO工业尾气煅烧中低品位磷矿石工艺实际应用时，常出现磷矿石结块和窑体结瘤问题，导致设备损坏。针对煅烧产物进行组分分析，并对可能产生的产物体系进行熔融特性和流动特性研究，判断发生熔融的临界条件，分析结块成因，为优化煅烧工艺提供依据。结果表明：磷矿石中的Fe₂O₃和Al₂O₃杂质降低了磷矿石的熔融温度，增加了流动性，造成结块。最容易发生熔融结块体系：在氧化条件下，w(CaO)/w(Fe₂O₃)为0.25且w(MgO)为5%的Fe₂O₃-CaO-MgO体系，流动温度为1 262.3℃，熔融时间为1.34 min，流动性指数为26.87；在弱还原条件下，w(SiO₂)/w(CaO)为1.8且w(Al₂O₃)15%的Al₂O₃-CaO-SiO₂体系，流动温度为1 388.3℃，熔融时间为3....     

金属氧化物对油页岩热解产物收率及组成分布的影响

通过固定床反应器,对4种金属氧化物（Al₂O₃、MgO、CaO、Fe₂O₃）对油页岩热解所得油、气产率及成分的影响进行了研究。结果显示,碱性CaO对油、水、气、焦产率分布影响较为突出,可提高页岩油与半焦产率,并降低热解气产率;而酸性较强的Al₂O₃可同时提高页岩油、热解气和热解水的产率,有利于促进挥发分的析出;比较而言,MgO和Fe₂O₃的作用相对较弱。4种金属氧化物均可提高热解气中H₂、CH₄和C₂的产率;CaO作用下CO₂含量降低,而其他金属氧化物对CO₂的产生有不同程度的促进作用;Fe₂O₃可促进H₂产生;Al₂O₃作用下CH₄含量有所增加。4种金属氧化物均可促进页岩油中芳香烃的产生,并且CaO和MgO两种碱土金属氧化物作用下,短链（C₆~C₁₂）烷烃和烯烃含量均增加,而掺混Al₂O₃时页岩油中仅短链（C₆~C₁₂）烷烃含量增加。对此机理进行推测认为,碱性CaO和MgO首先与以脂肪酸形式存在的有机质进行酸碱反应,得到脱羧活性更高的羧酸盐,后者脱羧所得中间产物具有生成烷烃或烯烃两条可能路径,同时得到碳酸盐;而在具有Lewis酸特征的Al₂O₃作用下,脱羧产物为CO₂,并同时得到饱和烃产物。     

复合生料无光釉的研制

叙述了复合生料釉的研制过程,讨论了MgO、CaO、ZnO、Al₂O₃、SiO₂等氧化物及Al₂O₃/SiO₂比、烧成制度和其他因素对无光釉的影响。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定食品添加剂磷酸和磷矿石指标

研究电感耦合等离子体原子发射光谱法测定食品添加剂磷酸中As、Fe、Pb、Cd、Cr、S含量和磷矿石中P₂O₅、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、SiO₂、K₂O、Na₂O含量。测定食品添加剂磷酸时,通过加入85%磷酸(优级纯)试剂的方法,来配制标准溶液并制作工作曲线,以此消除样品的基体干扰;测定磷矿石时,使用磷矿石国家标准物质来配制标准溶液并绘制工作曲线,以此消除样品的基体干扰。该方法准确度和精密度高,能够满足企业生产对分析检测的要求。     

化学链燃烧过程Fe2O3/Al2O3载氧体表面CH4反应：ReaxFF-MD模拟

借助ReaxFF-MD方法,对化学链燃烧过程Al₂O₃负载Fe₂O₃载氧体（Fe₂O₃/Al₂O₃）表面CH₄反应过程模拟,探究Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃-CH₄体系燃烧过程的调控机制。研究发现添加Al₂O₃惰性载体改变了化学链燃烧过程中Fe₂O₃载氧体反应性和Fe₂O₃/Al₂O₃-CH₄反应体系的热力学和动力学行为。主要是促进了Fe₂O₃载氧体表面CH₄氧化,并对CH₄反应过程、中间体、产物及其反应速率和放热量等均具有显著促进和调控作用。原因在于Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃活性相中晶格氧的活化作用促进了晶格氧的迁移-扩散-释放。添加惰性载体增强了Fe₂O₃载氧体在化学链燃烧过程晶格氧释放速率和释放量,有利于CH₄氧化燃烧向合成气的高效、清洁转化,强化了化学链燃烧过程,满足当前能源高效转化和碳减排目标。     

化学链燃烧过程Fe2O3/Al2O3载氧体表面CH4反应：ReaxFF-MD模拟

借助ReaxFF-MD方法,对化学链燃烧过程Al₂O₃负载Fe₂O₃载氧体（Fe₂O₃/Al₂O₃）表面CH₄反应过程模拟,探究Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃-CH₄体系燃烧过程的调控机制。研究发现添加Al₂O₃惰性载体改变了化学链燃烧过程中Fe₂O₃载氧体反应性和Fe₂O₃/Al₂O₃-CH₄反应体系的热力学和动力学行为。主要是促进了Fe₂O₃载氧体表面CH₄氧化,并对CH₄反应过程、中间体、产物及其反应速率和放热量等均具有显著促进和调控作用。原因在于Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃活性相中晶格氧的活化作用促进了晶格氧的迁移-扩散-释放。添加惰性载体增强了Fe₂O₃载氧体在化学链燃烧过程晶格氧释放速率和释放量,有利于CH₄氧化燃烧向合成气的高效、清洁转化,强化了化学链燃烧过程,满足当前能源高效转化和碳减排目标。     

Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

不同复合烧结助剂对气压烧结Si3N4陶瓷性能的影响

以Y₂O₃/Al₂O₃、Al₂O₃/MgO和Y₂O₃/Al₂O₃/MgO等为复合烧结助剂,研究烧结助剂类别及烧结温度（1 750、1 800、1 850℃）对气压烧结Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构以及力学性能的影响。结果表明：以Y₂O₃/Al₂O₃为烧结助剂所制备样品的抗折强度、硬度和断裂韧性优于其他两种复合助剂制备试样的;Y₂O₃/Al₂O₃复合助剂有利于显微结构中高长径比β-Si₃N₄晶粒的形成。当烧结温度为1 800℃时,以Y₂O₃/Al₂...     

宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明：马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO为主,含少量TiO₂、MnO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅;两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO₂)+w(Al₂O₃)+w(Fe₂O₃)>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以...     

水泥生料中碳酸盐煅烧热力学特性及其碳排放分析

对熟料生产的料耗、组成和热耗及碳排放量进行计算；在计算碳酸盐热分解温度的同时，由热重(TG)测定石灰石中SiO₂不同含量对碳酸钙热分解温度的影响；按照2022年中国碳价、国际碳价计算熟料碳税。结果表明，每吨水泥熟料的生料投料量为1507kg，其中石灰石投料量为1288kg、黏土为198kg、铁粉为21kg，所得水泥熟料含CaO为66.05%、SiO₂为21.66%、Al₂O₃为5.56%、Fe₂O₃为3.16%、MgO为2.26%和其他为1.31%；熟料率值KH=0.90、SM=2.6、IM=1.6，单位熟料热耗量为3075kJ/kg；碳酸钙热分解初始温度为836.35℃，碳酸镁为394.80℃；当石灰石中SiO₂含量分别为0.67%、2.42%和3.84%时，碳酸钙热分解温度分别为850.7℃、843.2℃和837.6℃；每吨熟料排放CO₂的量为887.7kg；每吨熟料的碳税为44.86～54.68元，若按国际...     

差示扫描量热法对Fe1-xO歧化反应的研究

采用差示扫描量热法研究了维氏体歧化反应发生的温度、歧化率以及助催化剂对歧化反应的影响。结果表明,随着维氏体中铁离子缺位浓度（Fe²⁺/Fe³⁺）的增大,歧化率逐渐降低。助催化剂对Fe_1-xO的歧化反应有抑制作用,研究的助催化剂中,CaO、MgO、ZrO₂和V₂O₅对Fe_1-xO的歧化抑制作用较强,这与它们能很好地溶解于铁氧化物晶粒中有关;Al₂O₃、TiO₂、K₂O、CeO₂和混合稀土氧化物对Fe_1-xO歧化反应的抑制作用较弱。多助催化剂的联合使用能够有效抑制Fe_1-xO歧化反应的发生,不同样品发生歧化反应的温度相差不大,起始温度约为260 ℃,峰顶温度约为320 ℃,终止温度约为400 ℃。     

制备高品质磷石膏的湿法磷酸新工艺的开发

采用三级磷酸逆流萃取,然后加硫酸结晶的方法制备出高品质的磷酸和磷石膏。利用单因素实验法考察了温度、液固比、反应时间以及硫酸的用量对P₂O₅和各杂质萃取率的影响;通过实验确定最佳反应温度90℃,最佳反应时间2h,最佳液固比12:1,第三级硫酸的最佳用量为1.2%;萃取率达到98%以上;产品磷酸中的杂质CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO含量分别下降到0.29%、0.11%、0.24%、0.431%;制备出白色的磷石膏,所得石膏采用水热法制备出晶形好和长径比较大的晶须;此法能运用到其他低品位的矿,适应性强,能够实现经济附加值,有广阔的推广前景。     

钙钛矿型复合氧化物对甲烷的部分氧化及在混合太阳能氧化还原过程的应用

利用固相法合成了3种钙钛矿型复合氧化物Fe₂O₃-CaTi_xM_1-xO₃,研究了其结构、晶型和氧化还原活性。在固定床反应器中考察了该氧化物对两步法甲烷催化氧化制合成气及水分解制氢的活性及选择性。X射线衍射结果表明3种钙钛型复合氧化物均由正交晶系钙钛矿相和赤铁矿相组成。3种钙钛矿复合氧化物对甲烷的氧化活性顺序为Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Co_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Fe_0.15O₃。固定床反应结果表明,以Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃为氧载体催化剂,CH₄转化率可达96%,CO和H₂产率达71%,同时水分解反应的转化率为40%。利用Aspen Plus^®对Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃在混合太阳能氧化还原过程的效率及合成油和H₂产率进行了模拟。模拟计算结果证明基于复合氧化物的混合太阳能氧化还原过程可以有效提高CH₄利用率。     

爆轰合成纳米氧化铈的提纯分析

为了提高特种炸药爆轰合成纳米氧化铈的纯度, 采用酸洗方法提纯, 设计正交实验研究了提纯温度、时间, 硝酸、蒸馏水和聚乙二醇(PEG)加入量对提纯结果的影响。利用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪分析氧化铈提纯前后的晶型及杂质含量, 以氧化铈纯度为判定标准, 确定最佳提纯参数。结果表明:提纯温度过高会导致硝酸浓度降低, 时间过长会使过多氧化铈溶解;利用透射电镜观察颗粒表面, 加入PEG可改善纳米氧化铈颗粒团聚现象。最佳提纯参数为:温度80℃, 时间24h, 硝酸量0.333mL/g, 蒸馏水量6.666mL/g, PEG量16.666mg/g, 利用此参数提纯后的纳米氧化铈纯度为99.59%。分析杂质残留的原因为爆轰高温条件使Fe₂O₃和Al₂O₃转化为α-Fe₂O₃和α-Al₂O₃, 导致0.12%Fe₂O₃和0.17% Al₂O₃杂质残留。     

Fe1-x O基氨合成催化剂助催化剂的优选

在Al₂O₃、K₂O、CaO三个基础助催化剂基础上，针对MgO、V₂O₅、ZrO₂、WO₃四种助催化剂，分别组成单变量、双变量、三变量和四变量共17个样品的实验方案，采用简单对比法，考察各变量对催化剂性能的影响，并采用SEM-EDS、H₂-TPR、N₂-TPD、XRD、BET等进行了表征。结果表明，单变量、双变量、三变量和四变量的样品中各自具有最高活性的样品都含有V₂O₅、ZrO₂或WO₃助催化剂，且每增加一个助催化剂，出口氨浓度就提高一个百分点，达到19.06%，相对提高24%，表明催化剂活性与助催化剂的叠加及其交互作用有关，其中ZrO₂和MgO有利于催化剂中元素的均匀分布，增加催化剂的比表面积，提高催化剂的活性位数目和耐热性能；V₂O₅和WO₃降低了催化剂表观活化能、增加了α-Fe上的电子密度；ZrO₂和MgO偏碱性而V₂O₅和WO₃偏酸性，它们之间存在酸碱协同作用，所以同时加入时催化剂活性最高。     

MgO-Al2O3复合氧化物负载MnOx吸附剂的Hg脱除性能

天然矿物MgO被认为是负载MnO_x脱除燃煤烟气中Hg⁰的优良载体,然而其比表面积限制了Mn物种的利用效率,对Mn物种的用量需求较高。为提高载体在脱除烟气中Hg⁰反应过程中对Mn活性物种的利用率,采用Al₂O₃部分替换MgO,制备了MgO-Al₂O₃复合氧化物负载的MnO_x吸附剂。利用Al₂O₃较大的比表面积以及表面较高的化学吸附氧(O_ad)占比,提升了Mn对Hg⁰的吸附与氧化能力,获得了Hg⁰脱除效率更高的吸附剂。结果表明,仅负载5%的Mn物种时,在MgO载体中添加30%的Al₂O₃可使吸附剂在150℃、N₂+10%O₂气氛中提升Hg⁰脱除效率27.7%。通过H₂-TPR及X...     

铁矿粉烧结被覆型准颗粒燃烧特性及动力学分析

为研究铁矿粉烧结过程黏附粉成分对焦炭颗粒燃烧的影响规律，以粒径2～3 mm的焦粉颗粒为核颗粒，采用Al₂O₃,SiO₂, CaO, MgO, Fe₂O₃纯试剂以及人工合成CaO·Fe₂O₃ (CF)替代铁矿粉作为黏附粉，分别制备成不同成分黏附层的被覆型准颗粒(S型)，采用热重分析法开展非等温燃烧实验和燃烧特性分析，利用Coats-Redfern法求解燃烧反应最概然机理函数，建立动力学物理模型进行动力学解析。结果表明，黏附层成分显著影响准颗粒的燃烧特性，CaO, CF, Fe₂O₃具有较强的催化燃烧作用，可显著降低焦炭颗粒的着火点，降低燃烧温度，提高燃烧效率和转化速率，而MgO的催化能力较弱，催化能力由高到低依次为CaO>CF>Fe₂O₃>MgO。S型准颗粒在快速燃烧阶段的最概然机理函数为R3，建立并解析了准颗粒燃烧的球对称未反应收...     

空调用纳米有机复合相变蓄冷材料制备与热物性

针对目前空调用有机相变蓄冷材料热导率低的问题,将具有高导热性的纳米材料(MWNTs、Al₂O₃、Fe₂O₃)添加到所开发制备的二元复合有机蓄冷材料(质量比73.7:26.3的辛酸/肉豆蔻醇)中,从纳米材料的种类和浓度两方面,研究其对复合有机蓄冷材料热物性的影响。实验发现:对于MWNTs、Al₂O₃、Fe₂O₃ 3种纳米材料,当其质量分数分别小于0.3%、0.4%、0.8%时,对应纳米复合材料热导率随纳米材料浓度的增加幅度较为明显;与原二元复合有机相变蓄冷材料相比,添加0.3%的MWNTs,热导率提高26.3%;添加0.4%的Al₂O₃,热导率提高13.1%;添加0.8%的Fe₂O₃,热导率提高32.1%;当在一定纳米材料质量分数(如0.7%)下,加入纳米颗粒的复合材料导热性能效果依次为Fe₂O₃>MWNTs>Al₂O₃。不同纳米粒子的添加对原蓄冷材料的相变温度和相变潜热影响很小,相变温度变化波动最大为0.4℃,相变潜热变化波动范围最大为1.4%。