氧化镁-氧化铝粉末成型体生成镁铝尖晶石的膨胀机制

为了研究生成镁铝尖晶石的反应过程,以电熔镁砂粉和α-氧化铝微粉为原料制备粉末成型体合成镁铝尖晶石,通过考察在1 300~1 400℃空气中反应一定时间(1.5~25 h)后的永久体积膨胀率、线膨胀率、相组成及显微结构,研究了氧化镁和氧化铝反应生成镁铝尖晶石的膨胀机制。结果表明,反应体系的永久膨胀率随成型压力的增加而增大,这除了由反应前后各组成密度差引起之外,还与反应过程中可能存在的Kirkendall效应有关;永久线膨胀率随时间的变化规律遵循固相扩散理论,据此计算出活化能为304.0 k J·mol-1。

氧化镍在聚氯乙烯热裂解过程中的低温氯化

利用聚氯乙烯(PVC)与氧化亚镍混合物(质量混合比10∶1)中的PVC在氩气气氛低于673K温度条件下释放出的氯化氢作为氯化剂氯化氧化亚镍,并通过氧化焙烧激活氧化亚镍的反应活性促进氯化反应,将氧化亚镍的氯化率由30%提高至95%,表明聚氯乙烯在低温下可以作为氯化剂氯化氧化亚镍。利用TG-DTA测试恒定升温速率(10~40K/min)条件下失重率随温度的变化规律,分析了PVC与氧化亚镍反应动力学。得出PVC+NiO反应体系的表观活化能为96kJ/mol,略小于纯PVC裂解的表观活化能114kJ/mol。

聚乙烯还原氧化镍制备Ni-C微粉析氢催化剂的研究

利用聚乙烯(PE)与Ni_2O_3混合后在氩气气氛下反应制备Ni-C微粉。探究质量混合比与反应温度对Ni-C微粉生成及性能的影响。采用同步热分析仪(TG-DSC)监测反应过程,Ni-C微粉的物相组成和微观形貌由XRD和SEM-EDS确定,Ni-C微粉析氢催化性能由电化学工作站测试(Parstat 3000A)。研究表明,PE与Ni_2O_3混合物在加热过程中PE熔化后与Ni_2O_3反应。温度高于1 073K条件下,固相产物由镍、碳单质组成。固相产物的镍含量随样品中Ni_2O_3含量升高而升高;温度升高使镍单质的团聚程度增大。样品PE/Ni_2O_3=1/3在1 073K下所得Ni-C微粉优于铂片的析氢催化性能,低于铂片电极的过电势。在1 000次循环伏安测试后仍保持了良好的析氢催化效果。

PVC与氧化铁氧化硅混合氧化物共热解过程解析

研究了二氧化硅及氧化铁的混合物(SiO2含量20%)与PVC体系共热解的反应过程。利用TG-DSC监测不同质量比((Fe2O3+SiO2)∶PVC=1∶9~3∶1)的混合物在加热过程中的失重情况,升温速率为10~50 K/min。利用XRD和SEM-EDS表征各反应阶段的固相产物。结果表明,在升温至1273 K过程中,混合物失重过程分为3个阶段:第一阶段(室温~673 K),Fe2O3被氯化还原生成FeCl2;第二阶段(673~793 K),Fe2O3被还原成Fe3O4后,部分Fe3O4及FeCl2被还原成Fe;而SiO2以石英相存在,不参与任何反应,这两个阶段与纯PVC的裂解温度区间相对应;第三阶段(793~1273 K),Fe3O4被PVC裂解产物碳逐级还原成FeO与Fe,直至Fe3C,在这一反应阶段SiO2与FeO反应生成铁橄榄石,说明当FeO不存在时,SiO2几乎不影响Fe2O3与PVC之间的反应。可以用廉价的赤铁矿替代氧化铁处理含氯废塑料。