气体吸附法表征多孔材料的比表面积及孔结构

气体吸附法是测量多孔材料比表面积和孔结构的常用方法。本文介绍了气体吸附法的原理及实验过程,研究了氮气和氩气对同一材料比表面积测定结果的影响,结果表明当样品的比表面积大于1m2/g时,结果较一致;但当比表面积小于1m2/g时,采用氩气所得结果较为可靠。另外,分别用氩气和氮气对不同孔径的多孔材料进行了测定,结果表明气体吸附法测量孔径的适用范围为纳米级;通过和压汞法进行比较,发现在测大孔样品时,虽然孔径无法测定,但比表面积值是可信的。最后利用吸附脱附等温线对四种典型样品的孔结构进行了分析。     

层析硅胶吸附性能探讨

本文对国内外两种柱层层析硅胶进行了吸附-脱附等温线测试,结果表明这两种硅胶的性能差异明显。SiO_2-In(中国产)样品比表面积小,其孔径分布宽,最可几孔径为9.0nm,孔容为0.9 mL/g;而SiO_2-Out(美国产)的比表面积大,孔径分布窄,最可几孔径为2.5 nm,孔容为0.4 mL/g。     

催化剂对油页岩半焦孔隙结构的影响

文章通过实验研究了不同种类催化剂(CoCl_2·6H_2O、Fe_2O_3、Fe_3O_4)在热解过程中对油页岩半焦孔隙形成的影响。实验采用比表面与孔隙分析仪ASAP2460,进行等温氮吸附及脱附实验,采用BET方程进行线性回归分析,采用BJH方法进行孔隙容积分析。与未添加催化剂的试样进行对比分析,结果表明加入不同催化剂的油页岩半焦样品的吸附等温线均属于Ⅱ型等温线;添加了CoCl_2·6H_2O、Fe_3O_4的试样,其BET比表面积增大,添加了Fe_2O_3的试样BET比表面积降低;添加了催化剂的试样,其总孔隙容积都增加;根据孔隙容积分布曲线,添加了CoCl_2·6H_2O的试样微孔比例降低,添加了Fe盐催化剂的试样微孔比例升高。     

纳米多孔玻璃的制备与孔径影响因素的研究

采用Na2O-B2O3-SiO2系统制备了基体玻璃,经分相和酸浸析等处理,制得了纳米多孔玻璃.采用扫描电镜(SEM)、氮吸附静态容量法(BET),测得了多孔玻璃的表面微观结构、氮吸附等温线、比表面积和孔分布曲线.探讨了组分掺杂、酸溶工艺、分相时间和温度对多孔玻璃孔径的影响,研究结果显示在SiO2含量及Na2O/BzO3保持不变的条件下,组分掺杂是调整多孔玻璃孔径方便而有效的途径.     

聚乙二醇模板对多孔氧化物复合材料的影响

以聚乙二醇(PEG)为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶法合成了铜掺杂介孔硅铝氧化物复合材料,并通过N2等温吸附-脱附法、X射线衍射、红外光谱等测试对产物进行表征,考察了PEG质量、分子量以及CuO掺杂量对复合材料孔结构的影响.结果表明:加入PEG能够明显增加复合材料的比表面积,随PEG质量增大,介孔孔容增多,孔径分布较均匀,加入24g PEG时比表面积增加一倍达到约500m2·g-1.PEG的分子量为600～2 000时样品以4 nm介孔为主,而分子量为10 000时,样品以小于2 nm的微孔为主.     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15为添加剂,利用酸碱两步法制备SBA-15/SiO₂气凝胶硅-硅复合材料.研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率.结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.      

孔结构对热电池用氧化镁吸附性能的影响

采用沉淀法制备用于热电池电解质流动抑制剂的氧化镁粉末, 通过调节氨水与镁盐的比例得到不同孔结构的粉末,采用XRD、SEM、TEM、FT-IR和N₂吸附-脱附等方法分析粉末的形貌和孔结构,研究孔结构对电解质漏液率和热电池性能的影响.结果表明:沉淀剂比例能显著改变孔结构,当n(NH₃·H₂O):n(Mg2+)=1.5: 1时,形成大量的介孔,比孔容提高到0.179 cm3/g,比表面积达到30.91 m2/g,氧化镁含量（质量分数）为35 %的电解质粘合板中漏液率仅为6 mg/cm2.适合吸附LiCl-KCl共晶盐的氧化镁孔径应在2~200 nm之间.电解质漏液率高导致热电池平均工作时间变短,氧化镁孔径过小会增加热电池平均激活时间.      

具有强酸性锆掺杂有序介孔硅材料的合成

通过三嵌段的共聚物做模板制备了一系列具有不同锆含量、强酸性的介孔硅材料,获得的样品通过x射线衍射分析、透射电镜分析、氮气吸附脱附、紫外可见光谱、热重分析等技术进行了表征.研究结果发现,当样品中硅和锆的物质的量比大于4时,锆物种能被完全引入到有序介孔硅结构的骨架中;然而,当样品中硅和锆的物质的量比小于4时,会出现一个由无定形硫化氧化锆组成的分离相.另外,透射电镜照片揭示了这些材料有着有序的介孔结构,氮气吸附-脱附等温线给出了属于介孔材料的IV型吸附-脱附等温线及较窄的介孔分布,异丙苯和1,3,5-三异丙基苯的裂化反应出示了它们有着非常好的催化活性,尤其适合涉及大分子的催化裂化反应.     

AZO热压靶材的制备及性能表征研究

以化学组成ZnO:Al<,2>O<,3>=98:2%的混合粉体为原料,采用热压烧结制备AZO靶材.研究了热压工艺条件对靶材致密化的影响.结果表明,热压温度与压力上升,靶材致密度增大;在AZO靶材的致密化过程中存在"反致密化"现象,这是由于连通气孔的合并与生长及闭合气孔率的升高引起的.在实验条件范围内,在热压工艺条件压力18 MPa、温度1150℃、保温保压时间90 min下.制备了AZO靶材.通过SEM观察热压靶材的断面形貌,阿基米德法测量靶材密度,水银压汞仪测量靶材的平均孔径及孔径分布,XRD测定靶材相结构,四探针测定电阻率等方法对AZO靶材的性能进行了分析表征,结果表明:结构为六方纤锌矿,密度为5.39 g·cm-<'-3>,靶材连通气孔率为0.05%,闭合气孔率为3.4%,电阻率为5.3×10<,-4>Ω·cm.采用射频溅射制备AZO薄膜,对靶材的使用性能及AZO薄膜性能进行了分析,表明靶材使用寿命大于150 W·h,薄膜在可见波段的平均透过率达到85.5%,电阻率达到3.1 x 10<,4>Ω·cm,满足薄膜太阳能对透明导电薄膜性能的要求.     

水热晶化制备多孔二氧化钛

以工业偏钛酸为原料,利用水热晶化制备多孔二氧化钛光催化剂,考察了不同水热晶化时间对多孔二氧化钛结构和性能的影响。采用XRD、SEM、FT-IR、N2低温吸附-脱附对样品进行表征,并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性。随着晶化时间的延长,多孔二氧化钛的光催化活性呈现先增大、后减小的趋势。140℃水热晶化2 h所得多孔二氧化钛的光催化活性最佳,反应1 h后对亚甲基蓝的降解率达81.18%,其比表面积SBET=99.59m2/g,孔体积VP=0.271 cc/g,平均孔径DBJH=3.809 nm,晶粒尺寸17.79 nm。     

从失效醋酸乙烯催化剂中回收金和钯

研究了HCl/Cl2体系溶解预处理后的失效醋酸乙烯催化剂,以海绵钯为还原剂从含金、钯的盐酸溶液中还原金,得到的海绵金用稀硝酸煮洗除去过量钯粉,还原母液用硫化钠沉钯后精炼。提纯得到金、钯的产品纯度大于99.95%,回收率大于99.8%。     

石墨消解-电感耦合等离子体质谱法测定海绵钯中18种杂质元素

利用石墨消解仪斜坡升温7 min至120 ℃,并在120 ℃保持20 min,以10%(V/V)王水为介质,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对影响海绵钯品级的18种杂质元素的测定。研究表明:通过选择20 μg/L的⁴⁵Sc 、⁸⁹Y、¹⁵⁹Tb作为内标及控制测定液Pd基体质量浓度为2.0 mg/mL,可有效校正基体效应;铝、镍、铜、锌、钌、铑、铂、银、锡、铱、金、铅、铋以标准模式进行测定,镁、硅、铬、锰、铁以氨气反应模式进行测定可消除质谱干扰。在选定的实验条件下,各元素校准曲线线性相关系数不小于0.999 6,方法检出限为1.0～42 ng/L。采用实验方法对海绵钯中杂质元素进行测定,所得结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.8%～2.8%,加标回收率为90%~107%。将实验方法对海绵钯实际样品的测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行对比,二者基本一致。     

Vacuum evaporation of salt from titanium sponge

The rate of salt removal from titanium sponge was determined using a thermogravimetric technique. Both magnesium- and sodium-reduced titanium sponge were used in the investigation. Measurements were made of the rate of salt removal by vacuum evaporation for a range of temperature, bulk density, and sponge surface areas. Removal of magnesium chloride was characterized by the presence of a long period of surface evaporation, or constant-rate drying, during which the major portion of the salt was evaporated. Sodium-reduced sponge showed no such constant-rate period.     

化学还原法制备重质钯粉新工艺

采用国内某铂族金属钯提炼过程中的络合液为原料,通过试验探究了不同条件下制备的高振实密度重质钯粉的粒径与密度,筛选出最佳的制备工艺路线与技术条件。结果表明,以pH=8为起点,通过水合肼直接还原钯络合液生成海绵钯为晶种,再通过盐酸肼进一步还原,可制备出颗粒均匀,振实密度高达3.25 g/cm3左右的高密度重质钯粉。     

四甲基氯化铵沉淀法分离提纯铂和钯

采用四甲基氯化铵从含铂、钯的溶液中分离提纯铂和钯。结果表明,采用该工艺分离提纯铂和钯,可得到纯度大于99.95%的海绵铂和海绵钯,且铂、钯的直收率均大于99.8%。工艺过程简单,操作方便,效果好,能够规模化应用于工业化生产。     

Investigations of hydrogen storage in palladium decorated graphene nanoplatelets

Carbon based nanomaterials are ideal media for hydrogen storage due to their highly porous structure, low density, and large surface area. The hydrogen uptake capacity of different carbon nanomaterials can be enhanced by spill over mechanism from a supported transition metal catalyst. In the present work graphene nanoplatelets (GNP) were prepared by thermal exfoliation method and decorated with palladium nanoparticles (Pd/GNP) by ethylene glycol reduction method. The high pressure hydrogen adsorption/desorption measurements were carried out for GNP and Pd/GNP using Sieverts apparatus in the temperature and pressure ranges of 25–100°C and 0.1–4 MPa, respectively. The hydrogen storage capacity of GNP and Pd/GNP were found to be 0.28 wt% and 1.21 wt% respectively at 25°C and 3.2 MPa pressure. Uniform dispersion of palladium nanoparticles over the surface of GNP enhances the hydrogen storage capacity of GNP by 70% due to spill over mechanism.     

银电解过程中钯的回收

针对金银冶金过程中铂钯的分布特点,提出了采用黄药富集分离、氯钯酸铵—二氯二氨络亚钯联合沉淀、水合肼还原的方法从银电解阳极泥中回收钯的新工艺。结果表明,所得海绵钯纯度大于99.95%,直收率大于97%。该工艺具有选择性分离钯效果好、过程无需赶硝、产品质量稳定等优点。     

The use of palladium to obtain reproducible boundary conditions for permeability measurements using galvanostatic charging

The diffusion current of hydrogen through palladium in an electrochemical cell initially rises linearly with the charging current, reaches a steady “plateau” value, and then rises again. The diffusivity of hydrogen in palladium was measured using standard transient techniques in the initial region of low current density. Combining this value with the measured value of diffusion current at the plateau level gave a concentration of hydrogen at the entrance surface of the palladium that was the same for three different palladium thicknesses, and was equal to the saturation value in α palladium. It is proposed that this can be used as a known and reproducible effective hydrogen pressure (0.019 atm) if palladium is plated onto other metals before measuring their permeability in an electrochemical cell. Experimental evidence for this was obtained from permeability measurements made on several thicknesses of iron. Permeation studies were also made on AISI 410 stainless steel and tin plated mild steel. The measured value for electrolytic tinplate was 10⁷ times that expected from extrapolation of high temperature data. This could be attributed to grain boundaries or porosity covering 0.003 pct of the area. The permeability values of iron and stainless steel are 8.4 x 10¹² and 2.8 x 10¹³ H atom/cm • s • √atm, respectively. Former Postdoctorate Fellow at McMaster University     

降低海绵钛蒸馏生产周期的探讨

海绵钛在蒸馏时,因海绵钛的热导率低,导致海绵钛中心温度与钛坨表面温度相差大,满足不了更好的生产工艺要求。通过对海绵钛钛坨中心部位强制加热,以此增加钛坨中心部位温度,解决了蒸馏周期长的问题。     

Kroll法海绵钛生产还原温度对产品结构的影响研究

Kroll法生产海绵钛过程中,钛坨中存在一定数量结构致密的钛。实践发现,调控还原过程反应带温度和熔体温度能改善海绵钛的结构,降低致密钛的比重。通过对实践数据分析、对比,定性论述还原过程体系温度变化对钛形成海绵状结构的影响,并提出改善海绵钛结构的措施。