Ca/Al固体碱催化菜籽油制备生物柴油

采用共沉淀法制备了Ca/Al复合氧化物固体碱催化剂,考察了沉淀剂种类、Ca/Al摩尔比、沉淀温度、溶液pH值、老化时间和焙烧温度等制备条件对其催化剂活性的影响。采用正交实验方法得到制备Ca/Al复合固体碱催化剂前躯体的最佳制备条件为,沉淀剂NaOH,Ca/Al摩尔比为3,沉淀温度为60℃,沉淀过程中pH值保持在10,在90℃老化18 h。在该最优条件下制备的催化剂前驱体主要以Ca4Al2O6(NO3)2.10H2O晶相存在,在N2气保护下300℃焙烧2 h后,催化剂形成高分散钙铝复合氧化物,且碱性强度达到26.5以上。在催化菜籽油和甲醇的酯交换反应中,菜籽油的转化率达到95%,脂肪酸甲酯的质量分数为95.9%。

Ca/Al值对MORB斜长石熔体包裹体研究的指示意义——以南大西洋中脊19°S为例

为进一步研究MORB斜长石熔体包裹体的形成机制,结合南大西洋中脊19°区域附近与Pet DB中MORB斜长石熔体包裹体数据,对Ca/Al值在斜长石熔体包裹体形成与改造过程中的变化规律进行讨论。结果显示,Ca/Al值可指示斜长石熔体包裹体形成过程中的化学分异作用、寄主结晶作用与扩散再平衡作用;当MORB斜长石熔体包裹体的Ca/Al>0.85(或0.80)时,熔体包裹体不能代表MORBs未分异的原始岩浆或结晶分异后的演化岩浆,SMAR19°研究区中MORB斜长石熔体包裹体的Ca/Al>1.0,其组分不能代表被捕获时的原始熔体。

磁性Ca/Al水滑石对活性艳红X-3B吸附的响应曲面法优化

采用超声辅助法以超顺磁性铁氧体材料对制备的Ca/Al水滑石进行复合改性合成磁性Ca/Al水滑石,并研究其对活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附性能。考察了磁性Ca/Al水滑石吸附剂剂量、吸附时间和初始pH值对活性艳红X-3B染料废水脱色效果的影响,采用Design-Expert软件对吸附条件进行了Box-Behnken响应曲面法优化。实验结果表明:当吸附剂剂量为7.6g/L,吸附时间为32.3min,初始pH值为6.9时,该材料对活性艳红X-3B染料的理论最大脱色率为94.2%.由于材料自身的磁性特性,吸附后的悬浊液在外加磁场的作用下,能够实现磁性水滑石的快速回收。同时,对回收再生磁性Ca/Al水滑石的吸附性能进行了研究,发现在吸附-解吸3次循环后仍然有很好的脱色效果,表明该磁性Ca/Al水滑石是一种极具潜力的新型染料吸附剂。

Ca含量对时效态Mg-6.5Al-xCa-1Sn-0.3Sr镁合金显微组织和性能的影响

通过XRD、SEM和性能测试研究了Ca含量的变化对时效态Mg-6.5Al-xCa-1Sn-0.3Sr(x=1,1.5,2,2.5)镁合金的显微组织和性能的影响。结果表明,时效态合金主要由α-Mg和Al_(2)Ca相组成,Al_(2)Ca相成网状分布。合金的抗拉强度和伸长率随着Ca加入量的增加而逐渐降低,当Ca含量为1%时合金的拉伸性能最佳,而合金的硬度随着Ca的加入而增加。在175℃、70 MPa下,Ca的添加使时效态合金的稳态蠕变速率降低。

Ca-Al-LDHs固体碱催化羟甲基化反应制备2-硝基-2-甲基-1-丙醇的研究

采用共沉淀法制备了一系列Ca-Al-LDHs固体碱催化剂用于非均相催化合成2-硝基-2-甲基-1-丙醇。利用XRD、SEM、XPS、CO_(2)-TPD、FT-IR、BET等分析手段对Ca-Al-LDHs的结构特性、金属价态、碱性强度与催化性能构效关系进行表征,通过2-硝基丙烷与甲醛羟甲基化反应评价了Ca-Al-LDHs固体碱催化剂的催化性能,并对2-硝基-2-甲基-1-丙醇的制备工艺进行了优化。结果表明,所制备的固体碱催化剂表面存在大量强碱性活性位点,并且存在一种新的晶格结构(Ca12Al14O33),该结构的存在提高了该催化剂对羟甲基化反应的催化性能;在温度为70℃、反应时间为2 h、n(甲醛)∶n(2-硝基丙烷)=2∶1、m(催化剂)∶m(甲醛)=3∶10的反应条件下,2-硝基丙烷的转化率为96.2%,2-硝基-2-甲基-1-丙醇选择性为99%。催化剂重复使用20次后,产品收率仍能达到60%以上。

Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷的制备

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用Micro-CT、SEM、XRD、XRF等检测手段对泡沫陶瓷进行了表征。实验结果显示:当样品中加入11 wt%钢渣,7 wt%菱镁矿时综合性能最佳,此时抗折强度为11.15 MPa,热导率为0.091W/(m·K),总气孔率为61.02%,闭口气孔率为55.30%,体积密度为0.944 g/cm^(3)。

Al-Ca-Cu三元合金体系中与铝平衡的金属间化合物

对三元Al-Ca-Cu合金体系中与铝固溶体平衡的(Al,Cu)_(4)Ca、Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)和Al_(8)CaCu_(4)金属间化合物的结构和性能进行全面分析。基于Al4Ca相中部分Al原子被Cu取代,将(Al,Cu)_(4)Ca金属间化合物视为线性化合物。化合物中铜的溶解度达到10 at.%(19 wt.%),导致化合物的晶格结构、物理和力学性能发生显著变化。例如,化合物的密度从2.22 g/cm^(3)增加到2.79 g/cm^(3),显微硬度从HV 180增加到HV 250。将Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)相视为具有严格化学计量比和BaHg11型初始晶体结构的三元化合物,其空间群为Pm3m,晶格参数为8.514Å,密度为3.45 g/cm^(3)。Al_(8)CaCu_(4)相也是严格化学计量比的三元化合物,具有Mn_(12)Th型晶格结构,最高的显微硬度(HV 505)和密度(4.57 g/cm^(3))。属于二元(Al)+(Al,Cu)_(4)Ca相场和准二元(Al)+Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)截面的合金,有前景作为新型天然铝基复合材料的基材。

Al-Ca-Fe合金中Al_(10)CaFe_(2)化合物的形成与表征

采用热力学计算和实验技术研究铝角的Al-Ca-Fe体系相图,包括液相面投影图和凝固反应。结果表明,与铝固溶体(Al)平衡的不是Al_(3)Fe相,而是一种组成符合化学式Al_(10)CaFe_(2)的三元化合物。通过包晶转变L+Al_(3)Fe→(Al)+Al_(10)CaFe_(2)(638℃,3.3%Ca和0.5%Fe,摩尔分数)发生从二元化合物到三元化合物的转变。与针状Al_(3)Fe相夹杂物不同,三元化合物的初晶和共晶具有致密的形貌。使用第一性原理计算和X射线衍射分析确定三元化合物Al_(10)CaFe_(2)的晶格结构。此外,近共晶合金Al-6%Ca-1%Fe(质量分数)在500~600℃退火后具有细晶组织,过量相的总体积分数约为25%。因此,Al-Ca-Fe体系可用于制造新的铝基复合合金。

挤压工艺对Mg-Al-Ca-Zn合金组织与性能的影响

对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金进行了320~400℃,32、64不同挤压比的挤压试验,采用OM、SEM、拉伸试验、腐蚀试验等手段,研究了不同挤压工艺对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金组织与性能的影响。结果表明:随着挤压温度和挤压比的升高,合金的晶粒尺寸逐渐增大。随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度逐渐提高,伸长率和耐腐蚀性先升高后降低。挤压温度400℃,挤压比32时挤压的合金的抗拉强度最高,为268.5 MPa。挤压温度360℃,挤压比64时挤压的合金的塑性最佳,其伸长率为27.4%。挤压温度360℃,挤压比32时挤压的合金的耐腐蚀性最好,其腐蚀失重率为226.4 mg/(cm^(2)·h)。

Al含量对Mg-xAl-3Ca合金微观组织和力学性能的影响

通过向镁熔体添加不同含量的铝(10wt.%~80wt.%)和3wt.%的钙粒,成功制备了一系列Mg-xAl-3Ca(x=1wt.%、20wt.%、30wt.%、40wt.%)合金和Al-xMg-3Ca(x=17wt.%、27wt.%、37wt.%、47wt.%)合金。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能试验机等设备来研究镁铝钙合金向铝镁钙合金演变过程中的微观组织变化及对压缩性能的影响机制。结果表明,在一定范围内铝含量能够提高合金的抗压性能。当铝含量占比低于30wt.%时,合金的抗压强度随着铝含量的增加也随之提高。当铝含量占比30wt.%时,合金中的Mg_(17)Al_(12)相互相连接形成网状结构,抑制了α-Μg相的生长和移动,从而提高合金的抗压强度至379.43MPa,而当铝含量超过30wt.%时,由于存在大量的Mg_(17)Al_(12)和大尺寸的Al_(2)Ca相,合金的脆化倾向增加,从而使合金的抗压强度逐渐下降。当铝含量占比为50wt.%和60wt.%时由于只形成了少量的金属间化合物,因此其抗压强度最低。然而,当铝含量为80wt.%时,合金中的α-Al相具有高硬度和强度,可增加合金抗压强度,合金抗压强度为438.06MPa.

Y元素对铸态 Mg-Al-Ca-Mn合金组织与耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD分析、腐蚀试验和电化学测试等研究了Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY(x=0、0.8、1.5)铸态合金的微观组织与耐腐蚀性能。结果表明:未添加Y的Mg-4Al-3Ca-0.7Mn合金组织由α-Mg、Al2Ca相、Mg2Ca相组成。添加0.8wt%Y后,合金组织中晶粒得到明显细化,析出相变得细小,Al2Ca相、Mg2Ca相数量减少,并有Al2Y相生成。Y含量增加到1.5wt%时,合金晶粒细化效果不明显,大量Al2Y相聚集在晶界处呈网状分布。添加适量的Y可提高Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY合金的耐腐蚀性,Y添加量为0.8wt%时,该合金的耐腐蚀性最佳。

Ca对Cu/B/Ca/Al_2O_3结构及其催化醋酸仲丁酯加氢反应性能的影响

以γ-Al2O3为载体采用分步浸渍法制备了不同Ca O含量的Cu/B/Ca/Al2O3催化剂,并测试了其催化醋酸仲丁酯加氢制备仲丁醇的反应性能.Ca O含量对催化剂的结构、氧化还原性能、酸碱性和金属铜分散度的影响分别采用XRD、H2-TPR、XPS、NH3-TPD和N2O-H2氧化还原滴定实验进行分析.结果表明,适量氧化钙的引入对金属铜的分散度无明显影响,过量的氧化钙(>20%)降低催化剂的比表面积,进而导致金属铜分散度的降低;但钙作为给电子助剂能够补偿电子从铜向氧化硼之间的迁移,提高催化剂的酯加氢活性.同时,氧化钙的引入能够有效消除Cu/B/Ca/Al2O3催化剂表面的强酸性位点并降低催化剂的酸量,减少醋酸仲丁酯加氢反应中酸催化副产物以及催化剂表面积碳的生成.

磁性Ca/Al水滑石对挥发性脂肪酸的吸附性能

污水脱氮除磷处理过程中使用的液态碳源存在投加量难以控制以及容易影响出水水质、增大处理费用等缺点。针对此现状,采用超声辅助法以超顺磁性铁氧体材料对制备的Ca/Al水滑石进行复合改性合成磁性Ca/Al水滑石,研究以其作为载体对挥发性脂肪酸(VFA)的吸附提取性能,考察了磁性Ca/Al水滑石吸附剂剂量、吸附时间和转速对VFA吸附效果的影响,并通过均匀实验设计,采用响应面法优化吸附提取参数。结果表明:当吸附剂剂量为16 g·L^(-1),吸附时间为50 min,转速为70 r·min^(-1)时,该材料对VFA的理论最大吸附效率为95.7%。由于材料自身具有磁性特性,经提取后的混合液在外加磁场的作用下,能够实现磁性Ca/Al水滑石的快速回收。同时,将回收再生后的磁性Ca/Al水滑石对VFA的吸附提取性能进行了研究,发现在吸附解吸3次循环后仍然有很好的吸附效果。表明利用该磁性Ca/Al水滑石提取VFA是可行的,为后续将其作为固态可控外加碳源的研究奠定了基础。

冷轧变形Pb-Ca-Sn-Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形Pb-0．1％Ca-1．5％Sn-0．026％Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布(GBCD)．结果表明:在回复过程中,合金内形成了比例接近50％的平直∑3晶界,这类晶界不处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上,不能使合金的GBCD得到优化;相反,在再结晶过程中,除了生成比例超过50％的∑3晶界外, 还出现了较多的∑9和∑27等低∑重位点阵晶界(CSL),并且这些晶界和相当多的弯曲的∑3晶界均处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上,可以使合金的GBCD得到优化．进一步的分析指出:回复过程中所形成的平直的∑3晶界是共格孪晶界, 它们能量很低,很难迁移;在再结晶过程中,除了生成不可迁移的共格的∑3孪晶界外,还可形成大量可迁移的弯曲的非共格∑3 晶界,这类晶界的迁移和彼此会合可形成∑9和∑27等∑3n(n为正的整数)晶界,这是合金GBCD得到优化的根源．

Ca对过共晶Al-5%Fe合金富铁相形态和分布的影响

加入Ca后对Al 5%Fe合金中富铁相的形核生长方式产生影响,初生富铁相形貌由长针状转变为十瓣花朵状。对Ca影响合金Al 5%Fe富铁相形态和分布的机理作了初步探讨。

模拟酸雨对赤红壤磷素及Ca^(2+)、Al^(3+)、Fe^(2+)淋失特征的影响

本研究通过室内土柱试验,研究了不同强度和持续时间的模拟酸雨淋溶下赤红壤磷素淋失量及部分阳离子(Ca2+、Al3+、Fe2+)的释放程度和特征。结果表明,经pH 2.0、pH 3.0、pH 4.0、pH 5.0模拟酸雨持续淋溶34 d后,淋溶液pH值变化并不明显(P>0.05),而对Ca2+、Fe2+的溶出有显著的促进作用,Ca2+、Al3+、Fe2+溶出量均随pH值的降低而升高,Al3+和Fe2+淋失量在pH 2.0时均有骤增现象。随淋溶时间的增加,土壤可溶态磷的淋失量表现为先增加后逐渐降低;随着pH值的降低,土壤磷淋失总量也表现为先增加后降低,pH>4.0的酸雨有助于促进土壤磷的释放,pH<4.0时土壤磷的淋失减少。相关分析发现淋溶液中磷淋失总量与Al3+和Fe2+溶出量均呈显著负相关(r1=-0.6531,r2=-0.5107),和Ca2+总溶出量相关关系不显著(r3=-0.1287),表明高强度酸雨降低了土壤磷淋失量,这可能与酸雨导致活性铁、铝的大量释放,增加了磷的活性吸附点位,因而增加了对磷酸根离子配位吸附与固定有关。

高强度Mg-Zn-Ca-Al合金的研究

采用铜模铸造法制备了Mg80Zn16-xCa4Alx(x=2、4、6)和Mg75Zn17Ca4Al4高强度镁合金,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和万能力学实验仪研究了合金的组织、断口形貌、相组成和力学性能。试验结果表明,Mg80Zn16-xCa4Alx(x=2、4、6)和Mg75Zn17Ca4Al4合金的压缩强度分别为560MPa、560MPa、540MPa和635MPa,屈服强度分别为310MPa、310MPa、330MPa和600MPa。合金具有高达2.67×105N·m·kg-1的比强度,Mg75Zn17Ca4Al4合金的屈服强度是稀土高强度镁合金断裂强度的2倍。其他合金的屈服强度与稀土高强度镁合金的断裂强度相当。所研究的系列镁合金是目前所报道的强度和塑性最高的不含过渡族金属的镁合金。

硼酸根插层的Ca-Al-LDHs的制备、表征和应用

以四水硝酸钙、六水硝酸铝、氢氧化钠及硼酸为原料,利用离子交换的方法合成硼酸根插层的Ca-AlLDHs,并对其进行初步表征。X射线衍射、电子扫描电镜分析和红外光谱测试表明合成出的硼酸根插层Ca-AlLDHs具有良好的层状结构,形貌呈片状,插入钙铝层板间的硼酸根具有BO_4^(5-)和BO_3^(3-)两种结构。以硬脂酸、钛酸酯偶联剂NDZ-311为改性剂,对合成出的硼酸根插层的Ca-Al-LDHs进行改性,并将改性后的硼酸根插层的LDHs粉体与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)材料进行混合得到复合塑料,通过测复合塑料的氧指数研究该种LDHs的阻燃效果。发现当改性硼酸根插层的LDHs粉体填充量为40%(质量分数)时,拉伸强度为9.68 MPa,断裂伸长率为663.3%,极限氧指数为27.2%。

球粒陨石中富Ca、Al包体成因研究进展与演化模式

富Ca、Al包体(简称CAI)形成于太阳星云演化的最初始阶段,其成因模式主要包括:气—固凝聚、熔融结晶和部分熔融以及高温蒸发作用等。最近,通过对不同球粒陨石化学群中的CAI进行岩石学特征对比研究,发现不同化学群中的CAI具有相似的大小和类型分布特征,表明不同球粒陨石化学群中的CAI极可能具有相似的起源。该结果,与前人的氧同位素、Al—Mg同位素体系以及稀土元素等研究得到的结论一致。不同球粒陨石化学群中的CAI具有相似的成因,并很可能形成于太阳星云的相同区域,随后迁移到不同球粒陨石群的吸积区域。

Ca对超轻Mg-Li-Al合金显微组织和力学性能的影响

本试验熔制了Mg-5,9,16%Li-2%Al合金,研究了添加不同Ca含量对合金组织和性能的影响。通过显微观察可知,元素Ca对显微组织中的α相(hcp)和β相(bcc)有细化作用。通过EPMA分析可知,Ca主要富集在晶界处,合金中的晶界网格为Ca和Al的富集物,为Al2Ca化合物。显微组织细化机理可以认为,由于Ca在晶界处的吸附作用极大的抑制了晶粒的长大而使其细化。室温下进行拉伸测试,结果表明,添加1%Ca可以提高合金的强度,却降低合金的塑性,分别是因为元素Ca的细化作用和晶界处Al2Ca具有脆性的原因。