铝合金表面扫描式微弧氧化成膜机理分析

以硅酸盐体系为电解液,利用扫描式微弧氧化（SMAO）方法在铝合金 2024 的表面成功制备出"蛇形"和"HIT"图案的陶瓷膜层。对扫描式和传统微弧氧化工艺进行了对比,采用扫描电镜和 X 射线衍射研究了 SMAO 陶瓷膜的结构和相组成。结果表明,与传统微弧氧化放电过程不同,扫描式微弧氧化在沿阴极前进的方向上依次分布着钝化区、阳极氧化区和微弧氧化区,没有观察到弧光放电。经过一次扫描生成的陶瓷膜厚度约为17 μm,膜层只有疏松层,且其中的α-Al₂O₃含量高于γ-Al₂O₃。对扫描式微弧氧化放电机理的分析表明,电场在阳极表面的梯度变化可能是同一时间内存在不同放电区域的原因,高达2 400 A/dm²的电流密度使扫描式微弧氧化具有高的成膜效率,同时也导致了疏松层内含有大量的α-Al₂O₃。     

汽轮机用铝/钢接头MAO层结构和腐蚀性能分析

火电厂热能动力多是通过汽轮机来提供，但机体与叶片容易受到剥落腐蚀(Exfoliation corrosion,EXCO)溶液的腐蚀而发生破坏，进而引起部件寿命的缩短。为了提高汽轮机叶片连接区域的运行稳定性能，选择45钢和7075铝合金焊接接头作为测试材料，在其表面生成微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)层，分析了EXCO液体对MAO层的腐蚀作用机理。研究结果表明：逐渐提高电流密度后，氧化层厚度增加，形成了更大的放电孔洞，孔洞数量明显增多。电流密度10 A/dm²下制备的MAO层结构致密，主要存在γ-Al₂O₃与α-Al₂O₃两种组织相。此外，该条件下制备的MAO层形成了具有不同尺寸的腐蚀坑，只有少部分EXCO进入表层组织中，MAO层厚度与组织致密度对EXCO阻碍效果具有直接影响。     

电镀电流密度对Al2O3-Ni复合镀层的耐蚀性影响

Q345钢材耐蚀性较差，在其表面电镀致密的Al₂O₃-Ni镀层可有效提高其耐蚀性，研究了电镀的电流密度对Q345钢镀层试样的耐蚀性影响。结果表明：电镀制备的Al₂O₃掺杂的Ni镀层可显著提高Q345钢的耐蚀性，电镀的电流密度最优值为2.5 A/dm²。基体的腐蚀电流密度为1.845×10^-5 A/cm²。制备Al₂O₃-Ni镀层后，试样的腐蚀电流密度均显著下降。电流密度在2.5 A/dm²时，Al₂O₃-Ni复合镀层试样的腐蚀电流密度最小，为9.747×10^-8 A/cm²。在盐雾腐蚀实验中，基体腐蚀速率最快，为12.081 g/cm²·h；电流密度为2.5 A/dm²时，Al₂O₃-Ni复合镀层...     

α-Al2O3小孔径超滤膜低温制备与性能研究

α-Al₂O₃以低廉的价格与优秀的性能成为制备陶瓷膜的经典材料,然而α-Al₂O₃需高温驱动相变,高温会导致晶粒的过度生长与孔隙的聚结,这不利于超滤膜的制备。为制备具有高选择性的α-Al₂O₃小孔径超滤膜,采用聚合溶胶路线,通过调节溶胶合成参数影响其热处理过程中的结构转化以促进α-Al₂O₃的低温制备。在950℃下煅烧的前驱体完全转变为α-Al₂O₃。通过考察涂膜时间提升膜面完整性并采用该热处理条件制备了具有超薄分离层的α-Al₂O₃超滤膜。该膜展现出良好的分离与渗透性能,并具有较好的重复性,截留相对分子质量约为75 kDa,渗透率约为250 L·m^-2·h^-1·bar^-1。     

硫酸电解液中铝合金硬质阳极氧化膜的表面形貌及性能研究

在硫酸电解液中采用硬质阳极氧化技术对铝合金进行了表面处理,并研究了电流密度对阳极氧化膜性能的影响。结果表明:当电流密度为1.5 A/dm²时,阳极氧化膜表面最光滑,显微硬度最大,自腐蚀电位最正。当电流密度为2.0 A/dm²时,交流阻抗曲线的弧度最大。可见,当电流密度为1.5～2.0 A/dm²时,阳极氧化膜的耐蚀性较好。     

氢氧化铝制备α-Al2O3微观结构分析

为研究氢氧化铝制备α-Al₂O₃过程中的相转变和微观结构的变化,以氢氧化铝为原料,研究了不同煅烧温度（500、800、900、1 100、1 200、1 300℃）下氢氧化铝的相变过程和显微结构的变化。结果表明：1)在500℃时,一部分三水铝石脱除结晶水转化为一水软铝石;500～800℃时,三水铝石和一水软铝石继续脱除结晶水转化为氧化铝过渡相。2)在800～1 200℃时,氧化铝过渡相之间进行相转变;1 300℃时,过渡相全部转化为α-Al₂O₃。3)煅烧温度为800℃时生成的γ-Al₂O₃和η-Al₂O₃比表面积最大,活性最高,为催化剂载体和提高电池循环寿命提供了新途径。     

MOF@γ-Al2O3复合材料的制备及其选择性染料吸附性能研究

本文通过原位生长法将金属有机骨架(MOF)与γ-Al₂O₃相结合制备了两种MOF@γ-Al₂O₃复合材料,即UIO-66/UIO-66-NH₂@γ-Al₂O₃,并将其应用于选择性染料吸附性能研究。结果表明：UIO-66/UIO-66-NH₂@γ-Al₂O₃复合材料可选择性吸附阴离子染料(刚果红,CR),吸附量分别可以达到1520.91mg·g^-1和1598.65mg·g^-1。同时,UIO-66/UIO-66-NH₂@γ-Al₂O₃复合材料还具备优异的稳定性,重复使用10次后对CR的选择性吸附性能基本保持不变。     

焙烧温度对α-Al2O3载体性能的影响

Al2O3坯经不同温度焙烧制备α-Al₂O₃载体,利用X射线衍射、N₂吸附-脱附、压汞和扫描电镜等对其物性及微观结构进行表征,系统研究焙烧温度对α-Al₂O₃载体比表面积、孔结构等物性以及微观结构的影响规律。结果表明,生坯在焙烧温度为T ℃(基本焙烧温度)时完成转晶生成α-Al₂O₃。在T ℃这一临界点时载体的比表面积最大,达1.11a m²·g^-1(a为基准值),随着焙烧温度的升高,载体比表面积有所下降,大孔增多,Al₂O₃晶形生长更加规整。因此,对不同生产厂提供的Al₂O₃原料,需重新确定其焙烧温度,以求获得合适的比表面积及孔径分布,保证α-Al₂O₃载体及催化剂性能的稳定。     

微反应法制备γ-Al2O3及其对甲基橙的吸附性能研究

以硫酸铝为铝源、碳酸氢铵为沉淀剂，采用一种高通量撞击流微反应器制备拟薄水铝石，经600℃焙烧4 h后得到γ-Al₂O₃。利用傅里叶红外光谱、X射线衍射仪、热重-差热分析仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积与孔隙度分析仪、紫外分光光度计和Zeta电位分析仪对制备的γ-Al₂O₃进行了表征分析。研究了不同方式制备的γ-Al₂O₃对甲基橙的吸附性能，实验表明：微反应法制备的γ-Al₂O₃吸附性能优于常规沉淀法，γ-Al₂O₃吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型，吸附动力学符合准二级动力学特征。研究了γ-Al₂O₃吸附剂的最佳使用条件，最佳条件下γ-Al₂O₃对甲基橙的吸附率5 min可达58.8%、10 min可达89.7%，吸附平衡时吸附率最高可达98.9%，循环实...     

Ti3AlC2在750℃下的氧化行为和腐蚀行为的研究

Ti₃AlC₂属于三元层状化合物MAX相，兼具金属的韧性和陶瓷的耐高温、耐氧化、耐腐蚀的综合性能，可用作高温结构材料。本工作研究了Ti₃AlC₂MAX相块材的抗高温氧化和耐热盐腐蚀性能。结果表明，750℃时，Ti₃AlC₂样品的氧化168 h,氧化产物主要是α-Al₂O₃, TiO₂-Rutile和TiO₂-Anatase,氧化增重为2.4 mg/cm²;在伴有NaCl和水的条件下腐蚀240 h,腐蚀产物主要是α-Al₂O₃, TiO₂-Rutile, TiO₂-Anatase和Na₂TiO₃腐蚀增重为4.4 mg/cm²。Ti₃AlC₂的氧化和腐蚀动力...     

基于Fe2O3的片状α-Al2O3包覆研究

首先以片状α-Al₂O₃为基质,以Fe Cl₃为铁源,采用液相沉积法制备了Fe₂O₃/α-Al₂O₃珠光颜料,并借助SEM、EDS、XRD等手段对制备的珠光颜料进行性能表征,考察了反应p H值、反应温度、铁盐浓度、添加剂用量等因素对片状α-Al₂O₃包覆率的影响,得到了制备铁系包覆片状α-Al₂O₃的最佳制备工艺参数,同时了解了各参数影响包覆率的主次顺序,并在此基础上着重探讨了六偏磷酸钠对包覆率产生影响的机理。结果表明：影响包覆率的主次顺序依次为反应p H值、反应温度、添加剂用量、铁盐浓度;在最优的工艺参数下制备出来Fe₂O₃/α-Al₂O₃的包覆率为20.93%;样品的表面形貌光滑平整且包覆完整。     

磷酸改性对γ-Al2O3载体水热稳定性和机械强度的影响

在含水或生成水的催化反应中,氧化铝载体的水热稳定性和机械强度是影响催化剂使用寿命的重要因素之一。采用XRD、SEM和喷杯式流化磨损装置等测试方法,考察了磷酸改性对γ-Al₂O₃载体水热稳定性和机械强度的影响。实验结果表明,γ-Al₂O₃载体的水热稳定性和机械强度随着载体中P含量的增加而显著增强;磷酸改性之所以能显著提高γ-Al₂O₃载体的水热稳定性和机械强度,可能原因是磷酸与载体表面的Al-OH发生反应形成多键和二聚结构物种包覆在载体表面。     

不同Al2O3/SiO2比的MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备及性能研究

本文采用烧结法制备MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)微晶玻璃，研究不同Al₂O₃/SiO₂质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响，采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征，并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明：随着Al₂O₃/SiO₂质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_g增大、析晶峰值温度T_p减小，促使样品析出α-堇青石晶相；样品密度在2.52～2.60 g/cm³波动，介电常数ε_r由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^-6℃^-1降低到2.38×10^-6℃^-1,介电损耗tan...     

Fe3O4@TRGO的制备及储锂性能研究

本文采用Fe³⁺对氧化石墨烯(GO)进行交联所获得的产物进行热还原生成的热还原石墨烯包裹Fe₃O₄结构(Fe₃O₄@TRGO)。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试手段表征其的组成与形貌。并研究了Fe₃O₄@TRGO作为锂离子电池负极的储锂性能。热还原石墨烯在电池循环过程中抑制了Fe₃O₄的体积膨胀,其三维结构提高了电子传输速率。拥有良好的电化学性能(在0.1A/g电流密度下,循环120次后放电比容量为775.06mAh/g),且在大电流密度下也保持良好的性能(1A/g电流密度下循环110圈后容量为592.49mAh/g)。     

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%。     

η-Al2O3与γ-Al2O3在CS2催化水解反应中的性能比较

通过制备高纯度的前驱体湃铝石获得了η-Al₂O₃材料,采用XRD验证了η-Al₂O₃与γ-Al₂O₃在晶相结构上的差异,比较了两者的表面形貌、织构及酸碱性能,结果显示,η-Al₂O₃与γ-Al₂O₃的比表面积相当,但η-Al₂O₃具有更弱的弱碱位和较少的强碱位,并拥有丰富的中等强度酸性位。将η-Al₂O₃与γ-Al₂O₃作为催化剂应用于CS₂水解反应,结果表明,在(200~450) ℃测试温度范围内,η-Al₂O₃催化剂对CS₂的水解活性始终优于γ-Al₂O₃,两种催化剂上CS₂反应的浓度效应也明显不同,推测与它们的酸碱性质影响了对CS₂的吸附能力有关,导致两者催化CS₂水解反应遵循了不同的机制。     

废旧含银催化剂Ag/α-Al2O3的回收利用

采用硝酸将Ag/α-Al₂O₃旧催化剂中的银制成硝酸银溶液后,再使用铜将银置换出来,置换液浓缩后得到硝酸铜。α-Al₂O₃载体与氢氧化钠反应制成偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与碳酸氢铵在pH>9、n(碳酸氢铵)∶n(α-Al₂O₃)>2∶1、滴加速率为110 mL·min^-1条件下反应得到碳酸铝铵,碳酸铝铵在300℃高温焙烧制成拟薄水铝石。银直收率>98.5%,纯度>99.95%,硝酸铜直收率>70%,排放的废水中COD<20 mg·kg^-1、Cu²⁺<5 mg·kg^-1。拟薄水铝石的比表面积>390 m²·g^-1,孔容(1.19～1.32) mL·g^-1。该方法成本低,操作简单,废水容易处理。     

焙烧温度对Al2O3载体的性质及其负载的煤制合成气制代用天然气镍基催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为前驱体,经不同温度焙烧制得Al₂O₃载体,等体积浸渍法制备Ni/Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射、N₂-物理吸附、扫描电镜、程序升温还原等对载体及催化剂进行表征,考察载体焙烧温度对Al₂O₃载体性质及其负载的镍基催化剂催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,Al₂O₃载体的比表面积减小,平均孔径增大,结晶度升高,晶粒度增大,晶型逐步转变为γ-Al₂O₃［(500~800) ℃］、δ-Al₂O₃［ (900~1 100) ℃］和α-Al₂O₃［(1 250) ℃］。合成气制甲烷催化剂活性变化趋势为:Ni/γ-Al₂O₃>Ni/δ-Al₂O₃>Ni/α-Al₂O₃,其中,800 ℃焙烧的γ-Al₂O₃负载的Ni基催化剂因稳定的晶型结构以及与NiO之间适当的相互作用而表现出最佳的催化活性及稳定性。     

环丙沙星调控制备γ-Al2O3/SiO2及吸附机制研究

采用环丙沙星(CIP)生物矿化调控制备γ-Al₂O₃/SiO₂吸附剂，研究所制备吸附剂的形貌与微结构变化及对CIP的吸附作用机制。在浸渍法制备γ-Al₂O₃/SiO₂的过程中，采用不同浓度的CIP调控γ-Al₂O₃/SiO₂的形貌与微结构。结果表明，采用0.1 mg/L CIP调控制备的吸附剂表面活性位密度(N_t)由6.68×10^-4 mol/g增加到7.48×10^-4 mol/g，平衡吸附量由8.60 mg/g增加到9.30 mg/g。pH=7.0时平衡吸附量最大，此时CIP 98%以分子形态存在、吸附剂表面形态98%为≡AlOH。从两者之间的分子形态作用结合傅氏转换红外线光谱(FTIR)分析，推测吸附作用机制是γ-Al₂O₃/SiO₂表面的≡AlOH与CIP...     

太阳光/TiO2-γ-Al2O3光催化处理垃圾渗滤液的研究

采用液相共沉淀法制备了TiO₂-γ-Al₂O₃复合催化剂,在其最佳合成条件下,比较了太阳光/TiO₂-γ-Al₂O₃与UV/TiO₂处理垃圾渗滤液的性能。结果表明,当Ti（SO₄）₂与Al₂（SO₄）₃·18H₂O摩尔配比为1:2、聚乙二醇2000投加质量分数为1.25%、焙烧温度为650℃时,TiO₂-γ-Al₂O₃的催化活性最强。当催化剂投加量与垃圾渗滤液COD质量比为1.75、反应时间为90 min、渗滤液pH为3时,太阳光/TiO₂-γ-Al₂O₃对COD、NH₄⁺-N的去除率几乎达到最高,分别为81.97%和54.95%,...