CuO/La2O3-Al2O3催化剂中CuO物种的迁移和高温固相反应

采用XRD、激光Raman光谱和TPR技术研究了CuO／La2O3-Al2O3催化剂中CuO高温迁移及固相反应。结果表明，800℃焙烧的CuO（20％）／La203（x％）-Al2O3催化剂，低La2O3负载量（5％和10％）时，La2O3（x％）-Al2O3载体表面即存在CuO和少量CuAl2O4；当La2O3负载量增大（≥20％）时，由于La2O3的阻止作用，使得CuO无法迁移到La2O3内层和Al2O3反应生成CuAl2O4，从而使CuO稳定存在于催化剂表层。高温焙烧（≥900℃），La2O3的隔离作用下降，从而导致生成CuAl2O4。     

固相合成In2O3纳米晶及动力学的研究

以InCl3·4H2 O和NaOH为原料 ,利用固相反应合成前驱体 ,再经焙烧合成In2 O3纳米晶。用X射线衍射 (XRD)分析了不同焙烧温度对合成In2 O3晶粒尺寸的影响。研究结果表明 :按Scherrer公式估算合成In2 O3纳米晶的晶粒尺寸在 2 0～ 3 0nm ,焙烧温度越高 ,晶粒尺寸越大 ;根据前驱体不同升温速率下的差热 (DTA)曲线 ,用Kissinger和Ozawa法计算了合成In2 O3纳米晶的活化能分别为 167.0 3和 176.0 6kJ·mol- 1 ,差别不大 ;根据晶粒生长动力学理论计算In2 O3晶粒长大的活化能为 2 .82kJ·mol- 1 ,表明热处理过程In2 O3纳米晶粒的长大主要以界面扩散为主。     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明：单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol^-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol^-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

Ca-La2O3-Ni体系反应的动力学研究

研究了Ca-La2O3-Ni体系还原扩散法制备LaNi5的动力学过程.结果说明,应用收缩核模型确定扩散是该体系反应的控制步骤,得知在高温下可用Ca主要以气态形式迁移,还原La2O3生成La,La再往Ni中扩散生成LaNi5,同时求得生成LaNi5的表观活化能为33kJ·mol-1.     

促进烧结固相反应的条件和措施

本文探讨了促进或抑制烧结过程中几个重要固相反的条件和措施。     

高温固相法制备Sm2O3掺杂La2Ce2O7热障涂层材料

以La2O3、Ce O2和Sm2O3为原料,采用高温固相反应法制备了Sm2O3部分掺杂La2Ce2O7热障涂层陶瓷材料,其化学式为(SmxLa1-x)2Ce2O7.采用X射线衍射法研究了试样的物相结构,并通过对比各实验条件下制备的试样的X射线衍射图谱,对试样的掺杂比例、烧制温度及烧制时间进行了探究.结果表明,所制备试样为萤石结构,当掺杂摩尔比Sm∶La为1∶2或1∶3时试样均能保持良好的相结构,以掺杂摩尔比Sm∶La=1∶2制备的(Sm0.33La0.67)2Ce2O7材料在1600℃下具有良好的相稳定性,且其最佳制备条件为1550℃下烧制10 h,该材料是一种很有潜力的新型热障涂层陶瓷材料.     

固相法制备MgO-La2O3纳米晶及表征

以硝酸镧、醋酸镁和酒石酸铵为原料,固相反应法合成白色糊状物,糊状物经400℃时燃烧得到灰白色蓬松絮状多孔性前驱物,前驱物在不同温度下煅烧制备了不同粒径的MgO-La2O3纳米晶,考察研究了煅烧温度和酒石酸铵的用量对MgO-La2O3复合纳米晶的影响,探讨了酒石酸铵的作用.通过XRD、TEM、SEM等手段对纳米晶结构、尺寸形貌进行了表征,样品为立方晶系和六方晶系混合的MgO-La2O3复合纳米晶.     

FexO-TiO2体系的固相反应机理

采用扩散偶法研究了1323~1473 K下FexO-Ti O2体系的固相反应,反应过程中氧分压由一定比例的CO-CO2混合气体控制.扩散偶截面的微观形貌用电子探针进行观察,并对Fe2+、Ti4+和O2-离子的扩散浓度轮廓进行定量分析.结合Fe O-Ti O2体系相图确定了固相反应中有钛铁晶石、钛铁矿和假铁板钛矿相生成,且它们的生长受扩散控制.依据扩散组元的摩尔分数变化绘制了铁离子的扩散路径图,并在此基础上描述了该体系的固相反应机理.     

高温固相分段反应制备LiMn2O4的研究

研究了高温固相分段法制备锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2 O4 的工艺 ,克服了传统高温固相合成法由于原料不能充分混匀 ,制备的LiMn2 O4 电化学性能较差的缺点。在制备的过程中 ,对原料进行分段焙烧 ,每段焙烧前都对反应物进行研磨、球磨 ,使反应物混合均匀、充分接触 ,制备的LiMn2 O4 物相较纯 ,粒度分布均匀 ,电化学性能良好。此法操作简单 ,反应条件易于控制 ,是一种较好的合成LiMn2 O4 的方法     

铁饱和条件下铁与Fe2O3间的固相反应

采用扩散偶的方法,对铁与Fe₂O₃间的固相反应进行了研究,结果表明,两者间的产物层主要在Fe₂O₃一侧形成,而且与铁在空气中氧化不同,呈现出混合状结构;在铁饱和的条件下,Fe₂O₃转化的最终产物是Fe_xO(x<1)。     

机械活化在固相反应中的研究进展

机械活化可提高固体物料活性,加速进程,降低对反应温度和溶液剂量等条件的依耐性,是一项清洁、高效、低能耗的强化和制备工艺.对近些年国内外有关机械活化在固相反应中的研究工作进行了综述,包括机械活化的原理及储能变化、机械活化对物料特性的影响,并简要介绍了其应用.对今后有关机械活化在固相反应中的研究及应用具有一定的指导意义.     

硫酸锰固相分解制备高纯Mn3O4

用TG-DSC结合XRD分析研究了硫酸锰的热分解过程。实验考察了温度、时间和冷却方式等因素对硫酸锰分解产物总锰含量的影响。实验结果表明,通过控制固相分解的工艺条件,可制备高纯Mn3O4。在较佳条件下制备的Mn3O4产物为γ-Mn3O4,总锰含量71.8%,含硫0.005%,硫酸锰分解接近完全。     

Al-ZnO反应球磨制备Zn/Al2O3复合粉末研究

采用X射线衍射仪、电子扫描和DTA差热分析等手段,研究了在Ar气氛保护下Al-ZnO粉在高能球磨过程中发生的机械合金化反应.分析了不同球磨时间对粉体颗粒大小、成分、形貌、热稳定性及Al2O3粒子反应生成的影响.结果表明高能球磨可以有效实现Al-ZnO固相置换反应.经过30h球磨后,Al-ZnO能完全发生机械合金化反应,60h后可获得Zn-Al2O3复合粉末.置换生成Zn的熔点降低到398℃.     

铈锆氧化物固溶体前驱物热分解动力学的研究

采用固相法制备了纳米级铈锆氧化物固溶体,对铈锆氧化物固溶体前驱物热分解动力学进行了研究。利用热重、差热分析等方法推测了前驱物的热分解机制。用Kissinger法计算前驱体的热分解活化能,Ea=137.80 kJ.mol^-1。通过Coats-Redfern法,采用不同的固相动力学反应机制研究前驱体的热分解动力学,确定其机制函数为：G（a）=[-ln（1-a）]1/2,判断前驱体热分解反应为随机成核-随后生长机制。     

固相法合成纳米二氧化钛

以TiOSO4.2H2O和Na2C2O4为原料,用室温固相法首先合成出前驱体草酸氧钛,然后在500℃热分解2 h,经纯化后得到纳米二氧化钛。经XRD和TEM检测,产物纳米二氧化钛为锐钛矿型结构,平均粒径为25 nm。     

新型气固反应试验装置的开发和应用

作者开发的新型气固反应试验装置,是目前国内比较先进的气固反应动力学试验装置,它能够对各种粉体物料进行悬浮态气固反应规律和反应动力学研究,所得结果与生产实际状况很接近,可用来定量地指导工业反应器的设计和操作.     

LiMn2O4的Al2O3室温固相包覆及其电化学性能研究

首次采用一种室温固相法对LiMn2O4进行Al2O3表面包覆。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）技术对产物的结构和形貌进行了表征,同时对其电化学性能进行了检测。结果表明,通过表面包覆,LiMn204材料的循环性能,特别是高温循环性能,得到了有效的改善。在3．25～4．35V的充放电电压区间内,表面包覆AlE0,质量分数为1％所制备的LiMn2O4材料显示出优良的电化学性能,在25℃和55℃,分别可达到0．5C 120．2mAh／g和117．9mAh／g,经过50次循环后容量保持率分别为96．59％和94．23％。     

ZnO-TiO2体系的固相合成与表征

以分析纯ZnO和TiO2粉体为原料,直接固相法制备钛酸锌粉体.利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对粉体物相、形貌进行表征,采用热重-差热（TG-DTA）研究固相反应机理.结果表明：氧化物粉体最低反应温度为800℃,升高反应温度有利于Zn2TiO4相的生成,延长反应时间有利于六方相ZnTiO3生成.在800~900℃保温4 h获得平均粒径为0.3~0.5μm的球形钛酸锌粉体,该晶体生长过程为扩散机制控制,调整温度对产物形貌影响不大.     

二次铝灰烧制镁铝尖晶石固相反应动力学及材料耐水蚀性能

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的研究。材料物相分析表明：二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料。根据适宜的原料配比,在不同温度条件下烧结制备材料,进一步探讨烧结温度对材料耐水蚀性能的影响。二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的晶化反应表观活化能E_a=104.54 kJ/mol。在1 200～1 500℃烧结3 h,材料水化反应动力学方程依次为：(1-(1-5.76η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.15η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.43η)^1/2)²=kt和(1-(1-6.34η)^1/2)²=kt;1 400℃烧结3 h,材料水化率为8.83%,达不到高耐水性材料标准(0.2%)要求。     

H2/H2O气氛下Fe?C合金薄带气固脱碳反应动力学

为对H₂/H₂O气氛下Fe?C合金薄带的气固反应脱碳进行动力学研究,在保证快速脱碳而铁不氧化的前提下,利用可控气氛高温管式脱碳炉,研究了不同的脱碳温度、薄带厚度、脱碳时间对Fe?C合金薄带脱碳效果的影响。结果表明延长脱碳时间、提高脱碳温度、减少薄带厚度均可提高脱碳效果。当脱碳温度为1353 K,在脱碳过程中,薄带可以分成明显的3层,由表面到内部依次是完全脱碳层、部分脱碳层和未脱碳层。完全脱碳层的组织为铁素体,此部分碳含量最低;部分脱碳层由铁素体、渗碳体和少量石墨相组成,未脱碳层由珠光体和大量石墨相组成,此部分碳含量最高。脱碳层的厚度随着脱碳时间的延长而增加,脱碳层的厚度y与时间t平方根满足良好的线性关系,可用函数y =kt0.5描述,碳原子扩散所需扩散激活能为122.36 kJ?mol?1,脱碳反应为表观一级反应,表观活化能为153.79 kJ?mol?1。