中温SOFC用封接材料Al2O3-Na2O-B2O3玻璃复合氧化铈性能研究

为了找到更适合中温SOFC使用的密封材料,在Al2O3-SiO2-B2O3-Na2CO3-CeO2(简写为Al-Si-B-Na-Ce)玻璃体系中,分别加入10%(质量分数,下同)、20%和30%的稀土氧化物,用热分析仪、XRD和扫描电镜对复合密封材料进行分析.结果表明:CeO2的加入在一定范围内调整了封接材料的热膨胀性能,热膨胀系数从11.25×10^-6K^-1提高到了11.45×10^-6K^-1,与CeGdO(简称GDC)电解质的热膨胀系数12×10^-6K^-1更接近,适合该电解质的封接.密封材料的使用温度从720±10℃提高到了780±10℃.并且3种复合密封材料在长期使用后温度都与CeO2能长期共存.通过CeO2的作用,调控了复合密封材料的热稳定性,使密封材料的使用温度和热匹配性能得到了提高.

TiO_2对炉渣黏度的影响

整理了TiO_2含量对不同碱度、MgO含量以及Al_2O_3含量的含钛炉渣黏度的影响.低钛渣的黏度受CaO,MgO,Al_2O_3等的影响强烈;当二元碱度为1,Al_2O_3质量分数为7%,MgO质量分数为2%时,随着TiO_2含量增加,黏度下降. TiO_2大于10%小于15%时,炉渣的黏度在1 500℃左右均在0. 6 Pa·s以下,流动性较好.在碱度和MgO含量一定时,随着TiO_2含量增加黏度增大,当TiO_2含量增大到一定值时其对炉渣黏度影响变弱.当TiO_2含量大于20%碱度在0. 5左右时,随着TiO_2含量升高炉渣黏度降低;Al_2O_3和碱度对含TiO_2炉渣黏度的影响也较为显著;总体来说Al_2O_3含量越高,炉渣黏度越高;碱度对TiO_2含量不同的高炉渣(低钛渣、中钛渣、高钛渣)的黏度的影响都是随着碱度提高,炉渣黏度先降低后升高.

SrCoO3-δ基阴极材料掺杂改性的研究进展

钙钛矿(ABO3)型氧化物是目前应用最多的固体氧化物燃料电池阴极材料,其中SrCoO3-δ是钙钛矿阴极材料中研究最普遍的基体.但未掺杂的SrCoO3-δ存在电导率低,结构不稳定等缺点,从阴极材料的要求出发,对近些年来以SrCoO3-δ为母体的钙钛矿型阴极材料的掺杂改进的研究现状进行了较为全面的综述,并展望了其应用前景.

废弃脱硝催化剂直接合金化研究

使用铝粉还原废弃脱硝催化剂中的TiO_2,选择SiO_2-TiO_2-CaO-Al_2O_3-CaF_2-Na_2O渣系,随着还原过程的进行,渣中TiO_2逐渐减少Al_2O_3逐渐增多,还原产物钛传质进入铁液形成铁钛合金,实现废弃脱硝催化剂中钛元素的资源化回收。运用热力学软件Factsage 7.1的Equilb模块计算得出反应完全后渣成分为SiO_2 3%,CaO 15%,CaF_2 44%,Na_2O 2%Al_2O_3 35%,钢中钛含量可达2.5%。在相图中反应炉渣成分变化的路径上依次选取A、B、C、D点,运用Factsage 7.1的Viscosity模块对还原过程炉渣黏度进行计算,得出还原过程中炉渣黏度均小于0.03 Pa·s,具有较好的流动性。根据试验以及能谱和XRD分析,钢中钛含量达到1.67%,为Equilb模块计算值的67%。渣中大量TiO_2被还原进入钢中,基本实现了废弃脱硝催化剂中钛元素的直接合金化。

废弃脱硝催化剂直接合金化的热力学计算和动力学研究

运用热力学软件Factsage 7.1计算了废弃脱硝催化剂直接合金化过程中还原温度以及TiO_2-CaO-CaF_2-Na_2O-SiO_2渣系中配铝量对还原效果的影响。还原温度1 550℃后钢中单质钛不再升高,但钛氧化物的含量随温度升高而持续升高;在1 600℃,钢中Ti含量随着配铝量增加而增加,铝渣比0.4左右时,钛含量可以达到最大值4.25%。铝还原废弃脱硝催化剂的反应在923℃左右发生,属于液—固反应。利用Freeman-Carroll法计算了废弃脱硝催化剂直接合金化还原过程的动力学参数,得出表观活化能E=243.33 kJ/mol,反应级数n=0.13。