以Mn3O4为原料制备高性能尖晶石LiMn2O4正极材料

本文实验以Mn₃O₄为锰源和Li₂CO₃为锂源，对不同温度制备的尖晶石型LiMn₂O₄的结构和电化学性能进行了分析研究。XRD分析测试表明在不同温度段制得的尖晶石LiMn₂O₄均为纯相；SEM分析测试表明不同温度制得的尖晶石LiMn₂O₄晶粒大小均匀，随着煅烧温度上升LiMn₂O₄晶粒逐渐长大。尖晶石LiMn₂O₄的电化学性能测试结果表明，在650～750℃范围煅烧的尖晶石LiMn₂O₄要优于750℃以上煅烧的样品。     

立方体形α-Fe2O3光催化剂的合成及其可见光芬顿降解抗生素

抗生素的滥用和生产废水的无序排放造成了水体中抗生素污染问题日益严重。通过溶剂热法合成了立方体形貌的α-Fe₂O₃光芬顿催化剂，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其微观结构、物相等进行了表征。以盐酸四环素(TC)为模型抗生素污染物，研究了新型催化剂对TC的吸附和光芬顿降解性能，并探究了催化剂浓度、H₂O₂加入量、LED光源波长和p H等因素对TC降解效果的影响规律。结果表明，该工作成功合成出了粒径分布均一且具有立方体形貌的α-Fe₂O₃，其对TC的吸附在30 min内即可达到平衡，吸附量可达7.06 mg/g。当TC的初始质量浓度为20 mg/L、α-Fe₂O₃催化剂的质量浓度为0.5 g/L时，采用可见光LED光源光芬顿降解30 min,TC的去除率可达80%以上。     

煅烧温度对磁性铁钛复合氧化物微观结构及脱硝活性的影响

利用共沉淀微波法构筑新型磁性铁钛复合氧化物催化剂,研究了煅烧温度对其物性结构及NH₃-SCR脱硝性能的影响,揭示了钛掺杂对磁性γ-Fe₂O₃晶体高温热转化及其脱硝性能的优化机制。结果表明：当煅烧温度由300℃升至500℃时,磁性铁氧化物的比表面积、孔容先增大后减小,且较高的煅烧温度促使其γ-Fe₂O₃晶体逐步转变为α-Fe₂O₃晶体,导致磁性铁氧化物表面Fe²⁺和活性氧浓度增大,促使其NH₃-SCR脱硝性能降低;掺杂钛可提高磁性铁氧化物的热稳定性,抑制了高温煅烧下γ-Fe₂O₃晶体向α-Fe₂O₃晶体的不可逆转变和其孔隙结构的坍塌,增大了高温煅烧时磁性铁氧化物催化剂的比表面积和比孔容,合适的煅烧温度为400℃;该煅烧温度下,催化剂低温活性最佳,反应温度高于220℃、空速比60000h^-1时可获得80%以上的NO_x转化效率。     

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。     

H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

三维片层花状α-Fe2O3@TiO2核壳粒子的制备及其光催化降解性能

利用溶剂热辅助硬模板法成功合成了三维片层花状α-Fe₂O₃@Ti O₂核壳粒子,研究了反应溶剂与表面活性剂对粒子结构与形貌的影响。SEM、XRD与UV-Vis分析表明,所制得核壳粒子均由α-Fe₂O₃和锐钛矿Ti O₂构成,在紫外和可见光区均有响应。进一步分析不同α-Fe₂O₃@Ti O₂核壳粒子对罗丹明B光催化降解行为表明,异丙醇和N,N-二甲基甲酰胺为混合溶剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,在200℃下反应10h制得的三维片层花状α-Fe₂O₃@Ti O₂核壳粒子在类太阳光下光照3h时对罗丹明B的去除率达到96.7%。     

连续法制备羟基化碳纳米管/氧化铁复合粒子研究

首先采用Fenton试剂对碳纳米管（CNTs）进行羟基化处理,再分别用氨水、碳酸钠和尿素作沉淀剂直接将处理得到的母液中的Fe3+转变为氧化铁（Fe₂O₃）的前驱体,经350 ℃煅烧后得到了不同的羟基化CNTs/氧化铁复合粒子。利用SEM、TG-DSC以及XRD对不同复合粒子的形貌、热分解机理以及物相进行表征,并比较了它们的导电性。结果发现,3种沉淀剂沉淀得到的复合粒子中Fe₂O₃的纯度高、晶型完整,其中氨水法制得了晶粒尺寸为36.9 nm的α-Fe₂O₃,有一定程度的团聚现象,体积电阻率为4.8×105 Ω·cm;碳酸钠法制得了晶粒尺寸为28 nm的γ-Fe₂O₃,团聚现象严重,体积电阻率为5.1×105 Ω·cm;尿素法制得了晶粒尺寸为50.3 nm的α-Fe₂O₃,粒子分散均匀,体积电阻率为100 Ω·cm。     

Co3O4对2,4-二氯苯酚的吸附性能影响

以硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)为钴源,考察了不同沉淀剂(6 mol/L氨水、1 mol/L NaOH溶液、饱和碳酸铵溶液)对Co₃O₄吸附2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)性能的影响。考察了焙烧温度、pH值、沉淀剂种类、吸附剂用量、2,4-DCP初始质量浓度对Co₃O₄吸附性能的影响,并进行了离子干扰实验。结果表明,焙烧温度为300℃、pH=9.0、沉淀剂为1 mol/L NaOH时,Co₃O₄对20 mg/L 2,4-DCP吸附性能最佳。Co₃O₄对2, 4-DCP的动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附方程符合Langmuir方程,吸附过程以单分子层化学吸附为主。     

磁性纳米粒子类型和质量浓度对微波热解含油污泥的影响

鉴于传统微波吸收剂在协同微波热解含油污泥时存在热解效率较低、处理成本较高等问题,本文引入磁性纳米粒子作为新型微波吸收剂,探究了磁性纳米粒子种类和质量浓度在强化微波热解含油污泥中的作用效果和规律。实验结果表明：(1)在6种磁性纳米粒子(Zn Fe₂O₄、Fe₃O₄、Ni、Ni Fe₂O₄、γ-Fe₂O₃和Co₃O₄)中,添加Zn Fe₂O₄的实验组热解终温最高,为284℃,气、液相产物最多,分别为382m L和10.5m L;(2)当微波功率为800W、微波加热时间为20min时,添加纳米Zn Fe₂O₄实验组的热解终温在质量浓度5.0mg/g时最高;(3)随着纳米Zn Fe₂O₄质量浓度的增加,气相热解产物中H₂、CH...     

回流固定床臭氧催化氧化煤化工反渗透浓水

设计了一种具有回流的固定床臭氧催化氧化反应装置,对浸渍法制得的α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂的性能进行了表征,并利用其在回流固定床反应装置中对煤化工反渗透浓水的臭氧催化氧化性能进行了研究。结果表明：α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃的比表面积、平均孔径、总孔容和活性组分α-Fe₂O₃含量分别为161.74m²/g、10nm、0.4533cm³/g和8.73%。反渗透浓水COD去除率随催化剂装填高度、臭氧投加浓度和过氧化氢投加量的增加而均呈现为先增加、后降低的变化趋势,回流可显著地提高废水COD去除率,适宜的催化剂装填高度、臭氧投加浓度、过氧化氢投加量和回流比分别为350mm、300mg/L、150mg/L和50%,臭氧催化氧化反渗透浓水的COD去除率达74.33%。煤化工反渗透浓水中大部分溶解性有机物和腐殖酸类物质均被臭氧催化氧化分解。     

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。     

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。     

B2O3在ZnO-Bi2O3-B2O3系玻璃熔制过程中挥发行为研究

B₂O₃是玻璃熔制过程中极易挥发的原料之一。采用酸碱滴定、X射线衍射(XRD)等分析方法研究B₂O₃在ZnO-Bi₂O₃-B₂O₃系统玻璃中的挥发行为,分析配料类型、加料温度、熔制温度、澄清均化温度和时间等对挥发率和挥发速率的影响。研究结果表明：配料为可熔制温度内分解的或含结晶水的盐类会增加挥发;B₂O₃的挥发量随着澄清均化温度的升高和时间的增加而增加,在熔融状态下影响挥发的主要因素为温度;适当提高加料温度可减少挥发;B₂O₃挥发率随配料气体率提高而提高。因此,提出适合ZnO-Bi₂O₃-B₂O₃系无碱玻璃在熔制过程中减少挥发的关键温度点,包括加料温度400℃、熔制温度800℃、澄清均化温度900℃。采用此方法熔制的玻璃,B₂     

电沉积耦合高温煅烧法合成高效氮还原阴极Co3O4/Cu的研究

通过电沉积法和高温煅烧法相结合制备了Co₃O₄/Cu电极，优化了电极制备条件(电沉积时间、煅烧温度),并利用EDS、SEM和XRD对其进行表征。考察了NO^-₃-N初始质量浓度、溶液初始pH、电流密度和Cl^-质量浓度对硝酸根还原的影响。结果表明，电沉积10 min并在500℃下煅烧的Co₃O₄电极具有较大的比表面积、良好的结晶度和高催化活性。在NO^-₃-N质量浓度为50 mg/L、Cl^-质量浓度为500 mg/L、电流密度为10 mA/cm²、溶液初始pH=7的条件下电解60 min, NO^-₃-N还原率、NH⁺₄-N生成率和总氮(TN)去除率分别为87.6%、34.7%和52.8%。     

基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物,其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能,本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH,并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究,深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分,结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示,随着汽化温度和反应温度的升高,NO的脱除效率先增加后降低;增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时,以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时,脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示,单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示,α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性,显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

微波热解制备g-Fe2O3催化剂及其SCR脱硝性能

以FeSO₄·7H₂O[Fe(NO₃)₃·9H₂O]为铁源,采用新型微波热解法制备γ-Fe₂O₃[a-Fe₂O₃]催化剂样品,通过XRD、N₂等温吸附-脱附、压汞法等实验手段对催化剂样品晶相、微观孔结构等进行表征;考察两种催化剂样品的NH₃-SCR脱硝性能,通过归一化处理得到两种催化剂在不同温度下的本征脱硝反应速率,同时对比研究了γ-Fe₂O₃与钒系催化剂的脱硝活性;研究氨氮比、氧浓度等运行参数对γ-Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响规律,并对其抗硫抗水性能进行考察.结果表明:采用新型微波热解法可得到纯度较高的γ-Fe₂O₃催化剂,其介孔分布合理且大孔数量丰富;同时γ-Fe₂O₃催化剂表现出优于a-Fe₂O₃催化剂的脱硝性能,400℃时最大NO_x转化率达到96%,300、325、350℃下单位面积脱硝速率达到a-Fe₂O₃催化剂的3倍左右;γ-Fe₂O₃催化剂具备优良的抗硫抗水性能,其最佳氨氮比为1、最佳氧体积分数为3.5%.     

钠盐活化赤泥-煤矸石酸浸液制备聚合氯化铝

以钠盐活化赤泥-煤矸石酸浸所得滤液为原料，通过对其蒸发除钠、碱化聚合等步骤制得聚合氯化铝絮凝剂(PAC)。首先研究了酸浸液中杂质离子浓度对PAC品质的影响，并通过蒸发结晶方式选择性去除杂质离子；随后探究了聚合工艺条件(温度、时间、碱化剂添加速度)对PAC盐基度和Al₂O₃含量(质量分数)的影响。结果表明，当酸浸液中Na⁺浓度小于0.5 mol/L时，制得PAC产品的盐基度和Al₂O₃含量符合GB/T 22627—2022《水处理剂聚氯化铝》的要求；基于NaCl、AlCl₃、CaCl₂、FeCl₃的溶解度差异，可通过蒸发结晶方式选择性除钠，将酸浸液中Na⁺浓度控制在0.5 mol/L以下；蒸发结晶母液再经适宜的聚合条件(聚合温度为80°C、聚合时间为120 min和碱化剂添加速度为8.0 m L/min)，可制得符合GB/T 22627—2022品质要求的PAC产品；采用实际酸浸液制得的PAC...     

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。     

纳米固体超强酸催化剂SO42-/α-Fe2O3的制备及其催化合成乙酸乙酯

采用水热法合成纳米方块和纳米微球固体超强酸催化剂SO₄^2-/α-Fe₂O₃,研究超强酸的制备条件,并以此为催化剂,考察催化合成乙酸乙酯的条件。结果表明,焙烧温度450 ℃制备的纳米微球固体超强酸催化剂SO₄^2-/α-Fe₂O₃具有较好的催化活性,催化合成乙酸乙酯的条件为：n(酸)∶n(醇)=2.5∶1,反应时间2 h,反应温度95 ℃,酯化率为91.5%。