铜表面Ni2Al3涂层高温抗氧化性能与组织转变研究

以铜为基体,采用电镀镍和浆料包渗铝法制备出Ni2Al3渗层。研究了900℃下空气中不同氧化时间,Ni2Al3渗层的高温抗氧化性能与组织转变行为。结果表明:经电镀Ni及随后800℃×12h浆料包渗铝,可在铜表面获得厚度为250μm、物相单一的致密Ni2Al3渗层。900℃氧化实验过程中,氧化时间在100h内,渗层表面X射线衍射分析中,没有Al2O3相衍射峰产生,Ni/Ni2Al3界面的Ni2Al3相首先转变为NiAl相,并且NiAl相随时间延长而增厚;超过150h后,在渗层中Al2O3相出现衍射峰,同时Ni2Al3相全部转变成NiAl相。在高温氧化过程中渗层无明显剥落现象,到250h时渗层仍具有良好的抗高温氧化性能,渗层表面由NiAl相和Al2O3相组成。

氩离子轰击感生Ni_2Al_3和NiAl_3成分变化的TEM/EDS研究

在能量为3,5和7 keV的氩离子轰击下,对激冷Ni-50％Al(质量分数)合金薄膜进行减薄,用配备有超薄窗口能谱仪的高分辨电镜观察分析了减薄后样品中两种合金相Ni2Al3和NiAl3的结构和成分变化.结果表明,在离子轰击下,合金相Ni2Al3和NiAl3的成分均有变化,Ni含量明显高于合金相化学配比.随着离子能量的降低,轰击后合金相中Ni含量增加.在3 keV氩离子轰击下两个相的含Ni量均高达87％(原子分数)左右,在离子轰击过程中初始的NiAl3相点阵结构未发生明显变化,而Ni2Al3的初始结构在3和5 keV氩离子轰击减薄后部分转变为体心立方结构.

机械化学合成Ni_2Al_3/Al_2O_3去合金化制备Raney-Ni/Al_2O_3复合粉体

以NiO粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。将Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体用浓度为20%的NaOH溶液腐蚀2h,可得到纳米晶结构的Ni/Al_2O_3复合粉体。利用XRD和TEM对其物相和结构进行了表征。结果表明,球磨1h后混合粉末仍为NiO粉和Al粉,球磨3h后NiO粉和Al粉在机械力的作用下反应形成Ni_2Al_3和Al_2O_3粉体,机械力诱发的NiO和Al之间的反应属于突发型反应,继续球磨10h后形成Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体在70℃、质量比为20%NaOH溶液中刻蚀2h,可获得Ni/Al_2O_3复合粉体。

氮掺杂碳改性Ni/Al2O3催化剂的甲烷干重整反应性能研究

在甲烷干重整反应(DRM)中,常规浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂常因过多积炭导致催化剂失活,因此研究如何提高Ni/Al2O3催化剂的抗积炭能力具有重要意义。通过浸渍法和高温碳化法制备的氮掺杂碳表面修饰的Ni/Al2O3催化剂Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5(3和5分别代表多巴胺聚合时间为3 h和5 h)在DRM中表现出了较强的抗积炭性能。使用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等表征手段对催化剂的结构和电性质进行了分析,并探讨了氮掺杂碳的引入对催化剂稳定性和抗积炭性能的影响。XPS结果表明,Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5催化剂中金属Ni与氮掺杂碳发生了电子相互作用,形成了催化惰性的Ni+物种,由此减缓了CH_(4)的裂解速率,进而有效地减少了积炭的产生。在经8 h活性测试后,Ni/Al2O3@NC-3催化剂的CH_(4)转化率和CO_(2)转化率分别维持在52.2%和62.3%,且反应后Ni/Al2O3@NC-3催化剂的积炭量仅为7%(质量分数,下同),远远低于Ni/Al2O3催化剂的积炭量(25%)。

Ni_2Al_3母合金相碱沥滤生成的镍晶粒成行排列的透射电镜观察

透射电镜观察到Ｎｉ２Ａｌ３合金相碱沥滤形成的镍晶粒沿着一定方向排列成行的现象,原位观察２ｍｉｎ后,镍晶粒排列成行的现象不再出现．

TiO_2对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同TiO2含量的TiO2-Al2O3复合载体,并通过浸渍法制备了NiO/TiO2-Al2O3催化剂。分别考察了不同TiO2含量的NiO/TiO2-Al2O3催化剂及反应温度对CO甲烷化催化性能的影响。实验结果表明,当复合载体中TiO2质量分数为30%,反应温度为350～450℃时,催化剂催化活性较高。利用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂物化性能进行了表征。结果表明,加入适量的TiO2能抑制镍铝尖晶石NiAl2O4物种的生成,改善NiO的表面分散性能,避免大晶粒NiO的形成,也改善了催化剂的还原性能,从而提高催化剂的CO甲烷化活性。

MgO助剂对甲烷部分氧化Ni/Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用分步浸渍法制备了MgO改性的N i/A l2O3催化剂,采用BET、XRD、H2-TPR、TEM和活性评价等研究方法,考察了MgO助剂对N i/A l2O3催化剂物化性质和甲烷部分氧化制合成气反应性能的影响。实验结果表明,MgO助剂提高了催化剂镍物种的均一性,抑制了N iA l2O4尖晶石的形成,并且增强了镍物种与载体的相互作用,这与MgO、N iO形成固溶体及与A l2O3形成MgA l2O4有关。同时,适量的MgO助剂可以提高N i物种在催化剂中分散度,并提高其有效利用率,改性后的催化剂在甲烷部分氧化反应中显示出较好的反应性能。过量的MgO助剂对催化剂的反应性能产生负面影响,MgO的碱性可以促进逆水煤气变换反应,从而导致H2选择性降低和CO选择性提高。

抗积炭CH_4/CO_2重整用Ni/Al_2O_3催化剂

The Ni/Al2O3 catalysts were prepared by two impregnation methods: common and promoted with support salt, for CH4/CO2 reforming and studied by using TPR, TPD, TPMC（Temperature programmed methane decomposition carbon deposition） and activity test techniques. The results showed that the coke formation of the catalysts promoted with support salt（aluminium nitrate） was reduced to one sixth and the dispersion increased by 72.7% in comparison with catalyst prepared by common impregnation method. The interactions between Ni and Al with O on the surface of the support salt promoted catalyst appeared stronger.

SiO_2和Al_2O_3负载的Ni基催化剂在甲烷干重整中的催化性能差异（英文）

CH4与CO_2干重整反应对于环境保护和天然气资源的合理利用具有重要意义。SiO_2和Al_2O_3是适用于甲烷干重整反应的两种典型的催化剂载体。为了阐明这两种载体对催化剂性能的影响,本研究采用等体积浸渍法制备了Ni/Al_2O_3和Ni/SiO_2催化剂,并利用BET、TEM、H2-TPR、XRD、TG和Raman等技术对还原和反应后的催化剂进行了表征。结果表明,由于载体的性质不同,Ni基催化剂在甲烷干重整中的催化性能也不同。Ni/SiO_2催化剂的初始活性较高,但由于其金属-载体相互作用较弱,催化稳定性较差,在800℃下反应15 h其催化活性急剧下降;较弱的金属-载体相互作用使得Ni/SiO_2催化剂上的Ni颗粒较大,有利于积炭前驱物种的生成,导致催化剂快速失活。而对于Ni/Al_2O_3催化剂,金属-载体相互作用较强,Ni颗粒较小,但由于Ni与Al_2O_3生成了NiAlxOy物种,有效活性位减少,其催化活性相对较低,但催化稳定性较好,干重整反应进行50 h其活性保持稳定; Ni与Al_2O_3之间较强的相互作用有利于形成小且稳定的Ni粒子,能减少积炭,因而具有优异的催化稳定性。

载体盐助分散Ni/Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气

用 TPR、TPD、TPMC(程序升温甲烷解离积炭 )和活性评价等方法研究载体盐助分散浸渍法与普通浸渍法制备的 Ni基催化剂对 CH4 部分氧化制合成气性能的影响 ,结果表明载体盐助分散浸渍法制备的催化剂其 Ni- O- Al间作用较强 ,分散度增加 2 6 % ,抗积炭能力增加 4 .4倍 .

Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4三重整反应-催化剂床层温度分布

在连续流动的固定床反应装置上，考察了Ni／Al2O3催化剂上CH4三重整反应中催化剂床层的温度分布。实验在常压、750℃～950℃、2000h^-1～20000h^-1下进行，研究了外控炉温、空速和进料组成对催化剂床层温度分布的影响。结果表明，催化剂床层中的温度梯度较甲烷部分氧化反应平缓，在CH4／CO2／H2O／O2=50／12．5／12．5／25（摩尔比）、20000h^-1下，催化剂床层中入口处温度比炉温高约80℃，出口处温度与器壁温度相当。空速越低，催化剂床层入口处温度（tmax）与炉温之差△tmax越小（20000h^-1时，Δtmax=80℃；2000h^-1时，Δtmax=30℃）。当原料气中不含O2时，催化剂床层入口处没有观测到温度骤升的现象。催化剂床层温度分布出现“低谷”现象，温度最低点（tmin）比炉温低30℃～40℃。根据温度分布曲线，大体可将催化剂床层分为三个区域：富氧区、贫氧区和无氧区。富氧区内只发生燃烧反应，贫氧区内发生重整反应和部分氧化反应，无氧区内只发生重整反应。

功率超声在电沉积Ni/纳米Al_2O_3复合镀层中应用

研究功率超声在纳米电沉积技术中的作用机理。结果表明 ,在电沉积Ni/纳米Al2 O3 复合镀层过程中 ,引入功率超声可有效解决纳米Al2 O3 粒子在镀液中的分散问题 ,使纳米Al2 O3 粒子均匀分布在复合镀层中 ,促进纳米Al2 O3 粒子与镀层基质金属的共沉积 。

铜基表面铸渗法Ni/Al_2O_3复合渗层的组织和性能

为了提高铜合金表面的耐磨性和抗高温氧化性，用负压铸渗工艺，在铜基表面制备了不同Al2O3含量的Ni／Al2O3复合渗层，渗层厚度0．5～2mm。用扫描电镜（SEM）、X射线衍射和电子探针（EPMA）等方法，测定了渗层的显微结构、化学成分分布、硬度、结合强度等。结果表明：渗层包括复合渗层和过渡层，Al2O3颗粒分布均匀，渗层组织致密，界面结合良好，在Al2O3颗粒之间以及渗层与基体之间无裂纹产生；渗层主要由Ni基固溶体、Al2O3颗粒、Ni3Si12、Ni3B相组成，能显著地提高铜合金表面的硬度、强度和耐磨性。

Ni/Al_2O_3催化制备碳/碳复合材料研究

提出了催化化学气相渗透(CCVI)法制备碳/碳复合材料的新工艺,即在针刺碳布预制体中添加3.5%～4%Ni/Al2O3负载型金属催化剂,以丙烯作碳源气体,在750～900℃下,经过100h的沉积,碳/碳复合材料的密度达到1.68 g/cm3.该材料经高温处理后,氧化失重率低、氧化起始温度高.应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和偏光显微镜(PLM)观察了基体碳的形貌,初步探讨了催化沉积碳和抗氧化机理.

Ni/Al_2O_3-M_xO_y催化剂催化松香加氢的催化性能及产物组成

研究了Ni/Al_2O_3-M_xO_y催化剂催化松香氢化反应的催化性能,结果表明Ni/Al_2O_3-M_xO_y催化剂催化松香氢化具有较好的催化性能,枞酸转化率可达98%以上,氢化产物达到国家普通氢化松香(特级)标准。产物主要组分与Pd/C催化剂催化所得的氢化产物基本相同。

共沉淀法制备Ni/Al_2O_3催化剂的研究

油脂加氢催化剂是以金属镍为活性组分、氧化铝为载体制备的Ni/Al2O3催化剂。在制备催化剂过程中,其合成条件直接影响着催化剂的最终活性。以工业硝酸镍、碳酸钠和自制氧化铝粉为原料,利用共沉淀的方法制备加氢催化剂,考察了反应温度、反应时间、反应液p H及反应过程中搅拌转速对催化剂活性的影响。通过实验数据汇总分析,最终确定制备Ni/Al2O3油脂加氢催化剂的最佳条件:反应温度为85℃、反应结束时溶液p H=8.0、反应时间为1.5 h、搅拌转速为600 r/min。在此条件下制备的Ni/Al2O3催化剂,经棕榈油加氢评价后测定的碘值最低。

裂解汽油一段加氢用Ni/Al_2O_3催化剂CS_2中毒研究

采用固定床反应器研究了Ni/Al2O3上CS2对裂解汽油原料油中主要化合物芳烃、单烯烃和共轭烯烃加氢活性的影响,其对加氢抑制的顺序为:芳烃>单烯烃>共轭烯烃。XRD、XPS和IR表征分析表明,Ni/Al2O3催化剂失活的可能原因是CS2吸附在活性相表面,部分CS2碳硫键断裂发生氢解反应产生H2S和CH4,H2S与镍活性中心作用形成镍硫化合物。原料油中部分CS2吸附在催化剂表面,催化剂对共轭烯烃加氢也失去活性。

Ni/Al_2O_3-M_xO_y催化剂催化松香氢化反应研究

研究了自制非贵金属纳米催化剂Ni/Al2O3-MxOy催化松香的氢化反应。结果表明,松香氢化的最适工艺条件为:反应温度210℃、反应压力4.5 MPa、反应时间2 h、催化剂用量2.5%、搅拌转速500 r/min,在此条件下枞酸转化率可达98%以上,催化剂可重复使用4次。

超声波对电沉积Ni-Al_2O_3复合镀层耐磨性的影响

采用超声-电沉积方式制备Ni-Al2O3复合镀层。利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度仪以及摩擦磨损实验仪对复合镀层的组织结构、宏观残余应力、表面形貌、微观硬度以及摩擦磨损性能等进行研究。实验结果表明:适当的超声波作用使复合镀层基质金属Ni的晶粒细化,复合镀层的硬度提高,但也相应地增加了镀层的宏观残余应力;超声波-电沉积复合镀层的表面致密平整,镀层中粒子团聚现象减少,粒子分布更加均匀;超声-电沉积复合镀层的耐磨性明显优于单独电沉积复合镀层。

Ni诱导无压浸渗法制备不锈钢/Al_2O_3陶瓷复合材料

研究了一种Ni诱导无压浸渗法制备陶瓷基复合材料的方法:通过粉末冶金法制备出含Ni颗粒的Ni/Al2O3复相陶瓷预制体,真空状态下,在1600℃以不锈钢熔体无压浸渗该Ni/Al2O3预制体,获得了不锈钢浸渗增强的Al2O3陶瓷基复合材料。采用SEM观察了结合界面的微观形貌,用EDS分析了结合界面附近元素含量的变化,用XRD分析了界面反应产物,以抗拉试验测试了钢与复相陶瓷体的界面结合强度。结果表明,钢熔体可浸渗到陶瓷体内部并与Ni互溶形成新的Ni-Fe合金;不锈钢与复相陶瓷的结合界面存在界面反应;界面结合强度的最大值可达到67.5MPa。