Y2O3增强TC4合金焊激光熔覆仿真及微观组织性能研究

TC4(Ti-6Al-4V)钛合金因其低密度、高比强度和良好的加工性能,在航空航天、航海石油和国防等领域得到了广泛应用。然而,其硬度低、耐磨性差,限制了其在摩擦工况下的使用。基于涂层与TC4基材的相容性及基体对生成相的润湿性原理,在TC4表面制备了Ti基稀土激光熔覆层,研究了Y2O3对涂层显微硬度和耐磨性能的影响。通过COMSOL软件模拟单道和多道TC4粉末熔覆动态过程,结合试验研究温度变化与熔覆层厚度,阐明了熔覆机理并验证了模型的正确性。对熔覆层的组织结构和物相组成进行了详细分析,利用显微维氏硬度计测量熔覆层硬度,结果表明,Y2O3增加显著减少了气泡和裂纹数量,促进了组织细化。为TC4表面激光熔覆涂层的微观组织调控、成形质量提供了试验和理论依据。

α-Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)@Cu_(2)O核壳结构复合物的合成及其光催化性质的研究

采用水热法,以FeCl_(3)·6H_(2)O和NaH_(2)PO_(4)·2H2O为原料,制备了α-Fe_(2)O_(3)纳米颗粒,然后以TEOS作为硅源,CTAB作为造孔剂,制备α-Fe_(2)O_(3)包覆SiO_(2)的介孔材料,然后对SiO_(2)包覆的α-Fe_(2)O_(3)掺杂过渡金属Cu_(2)O,得到α-Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)@Cu_(2)O核壳结构复合物,并且利用XRD对制备的产品进行表征,进行光催化活性的评价。结果表明,以高压汞灯为光源,亚甲基蓝浓度为15 mg/L,当催化剂用量为5 mg,90 min的降解率达到47.3%。

生物炭及其老化对农田NH_(3)挥发及N_(2)O排放的影响

生物炭具有减缓农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的重要潜力,但在施入环境后常常存在“老化”现象,这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应,人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素,结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响,利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验,采用原位通气法和静态箱-气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明,老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量,降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性,各老化作用强度排序为:氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%-29.50%的NH_(3)挥发量。与BC相比,OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH_(3)挥发(P<0.05),MBC降低了3.38%的NH_(3)挥发(P>0.05)。相反,WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH_(3)挥发(P>0.05)。同时,生物炭的添加降低了22.36%-40.43%的N_(2)O排放量。其中,BC减排效果最优,老化作用均削弱了原生物炭对N_(2)O的减排效应。与BC相比,OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N_(2)O排放量(P<0.05),MBC、FBC和WBC分别增加了19.96%、18.29%和10.92%的N_(2)O排放量(P>0.05)。综上,不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变,进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式,OBC影响最为显著,其次为KBC,MBC居中,WBC和FBC的影响最弱。

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

固相法制备α-Fe_2O_3纳米粒子

用固相反应法合成了纳米α－Ｆｅ２Ｏ３粒子。采用ＸＲＤ、ＴＥＭ、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ对合成样品进行表征，结果表明此方法合成的粒子为α－Ｆｅ２Ｏ３．其粒子呈花生型，粒子直径为２０～４０ｎｍ左右．

纳米ɑ-Fe_2O_3改性聚乙烯醇基蜂蜡复合涂膜材料工艺优化

为有效的提高聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)的成膜后阻湿性能,该研究采用乳化剂聚甘油酯和单甘酯复配乳化蜂蜡使其与PVA形成稳定的乳液。在PVA基膜材料中添加了蜂蜡及纳米α-Fe2O3,利用单因素试验确定了响应曲面试验的因素水平,从而使用响应面试验研究了两者之间对成膜透湿率的影响和交互作用。结果表明:随着蜂蜡添加量增加纳米α-Fe2O3添加量临界值降低且有效降低成膜透湿率,所以这2种材料之间存在明显的交互作用(P<0.05)。回归优化的最优组蜂蜡添加量为0.739 g/100mL,纳米α-Fe2O3添加量为0.04 g/100mL时透湿率达到最低点,比对照组膜降低了73.76%(P<0.05)。优化的膜材料具有明显的抑菌效果,在光催化条件下,能使大肠杆菌菌落总数下降1个数量级。

新型燃烧合成方法制备α-Fe_2O_3纳米晶

将聚乙烯醇 (PVA)作为络合剂与硝酸铁反应 ,不调节反应体系的 p H值成功地制备出α- Fe2 O3纳米晶。络合物在 15 0℃反应后的产物灰烬经 X射线分析 ,含有部分α- Fe2 O3和γ- Fe2 O3,产物灰烬经 40 0℃煅烧 1.5 h后得到的是α- Fe2 O3和γ- Fe2 O3的混合物 ,X射线衍射和红外光谱分析的结果显示 ,此时有机组分已分解完全。在 45 0℃煅烧1.5 h,γ- Fe2 O3全部转变为α- Fe2 O3,经透射电镜观察晶粒尺寸在 2 5～ 35 nm之间 ,且为球形 ,在 5 0 0℃的温度下煅烧得到的产物晶粒比 45 0℃煅烧产物晶粒稍有长大 ,在 2 5～ 40

纳米α-Fe_2O_3-TiO_2改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜制备与表征

在壳聚糖(CS)阴离子交换膜中添加纳米复合半导体材料α-Fe2O3-TiO2,制备了PVA-SA/α-Fe2O3-TiO2-CS双极膜(PVA:聚乙烯醇;SA:海藻酸钠),并用扫描电镜、热重分析、电子万能试验机和接触角测定仪等对其进行了表征。研究结果表明,添加纳米α-Fe2O3-TiO2可提高双极膜的亲水性、热稳定性和机械性能。纳米α-Fe2O3-TiO2复合半导体材料较纳米α-Fe2O3或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,在高压汞灯照射下能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降)。

纳米α-Fe_2O_3的制备及其催化高氯酸铵热分解

采用高温水解相转化法制备了纳米级的α Fe2 O3催化剂 ,比较了NaOH、(NH4 ) 2 CO3以及尿素三种沉淀剂的作用效果。对制得样品的尺寸、形貌和晶型等使用纳米粒度仪、透射电镜 (TEM )以及X射线衍射仪 (XRD)进行分析测试 ,结果表明各个样品均为粒度分布均匀、分散性很好的α Fe2 O3纳米粒子。将纳米催化剂按 1 0wt%加入高氯酸铵 (AP)中 ,对混合物进行差热分析仪 (DTA)分析 ,发现添加有纳米α Fe2 O3催化剂样品的AP的分解峰有明显的提前。其中 ,以添加用尿素为沉淀剂的样品 (粒度最小 )的AP分解峰提前最多 ,高、低温分解峰提前分别达到了 78℃和 9 6 6℃ .对以尿素为沉淀剂时催化剂粒径较小的情况进行了分析 。

Fe2O3含量对青花色料呈色的影响

实验以二氧化三铁、氧化钴、氧化锰、釉果为主要原料,采用单因素实验法,探究了青花色料中Fe2O3/CoO对青花瓷色度值、微观结构、晶相组成的影响。实验结果表明,随着青花色料配方中Fe2O3/CoO比值增大,青花瓷着色区域表面析出大量的1~3μm磁铁矿晶体并且发育越来越好,使得青花瓷呈现黑色调增强蓝色调减弱的现象。

不同形态的α-Fe_2O_3纳米粉体的水热合成、表征及其磁性研究

Four different hematite (-Fe2O3) nanopowders with various morphologi es have been synthesized in the presence of surfactant (HPC) via hydrothermal ro ute at 180 ℃, using four kinds of iron salts, Fe2(SO4)3, FeC2O4, FeSO4 and (NH4 )3Fe(C2O4)3, as precursor materials. The products were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), transmission electron micrograph (TEM), Fourier transf orm infrared spectroscopy (FTIR) and magnetization measurements. The hysteresis measurements show that the products exhibit weak ferromagnetic property at room temperature. It is concluded that the different precursor materials and the pres ence of the surfactant are important factors that exert significant effects on t he morphologies and magnetic properties of the products.

均分散超微细α-Fe_2O_3水溶胶的制备

Cubic and ellipsoide ultrafine monodispersed hematite colloidal particles wereprepared by hydrothermal reaction from Fe（OH）3 get in the presence of Sn4+ ions. Thenumbers of nuclei increase with the concentration of Sn4+ ions. The initial concentrationof Fe（OH）3 gel might approach to 0.5 mol.L- 1. The products were characterized by TEMand XRD.

pH值对微波水热法制备纳米α-Fe_2O_3的控制作用

系统地研究了以Fe(NO3)3为原料,反应液的初始pH值对微波水热法制备纳米α Fe2O3粒子形貌的控制作用。实验结果显示:当pH=1时,所得产物为纺锤形具有较大比表面积的多孔结构;当pH=3时,为近球形的多孔结构;当pH=5时,为菱形单晶且无孔、无团聚;当pH=7时,在相同的反应条件下仍为非晶Fe(OH)3,并未转化为α Fe2O3。同时还分析了pH值及反应液中存在的无机小离子对α Fe2O3生成速率的影响。

不同形貌纳米α-Fe2O3粉体水热合成及其催化高氯酸铵热分解研究

以Fe2(SO4)3为原料,在不同温度和时间进行水热反应,产物经过600℃下热处理6 h,得到了不同形貌的纳米α-氧化铁。通过XRD、SEM、TEM对α-Fe2O3的物相组成、形貌和微观结构进行表征。结果表明,花片状、海胆状、草莓状和哑铃状等多种形貌的产物均由纳米α-Fe2O3颗粒组装而成,纳米颗粒大小为10～50 nm。采用DTA分析了赤铁矿α-Fe2O3对高氯酸铵(AP)的催化性能。结果表明水热反应条件140℃保温4 h获得的花片状α-Fe2O3,使得高氯酸铵(AP)热分解温度提前了67.2℃,较其它形貌,催化效果明显。

硫铁矿烧渣水热法合成纳米球形α-Fe_2O_3

运用XRD、TEM等测试手段,对硫铁矿烧渣水热法合成α-Fe2O3的工艺进行了研究。结果表明:硫铁矿渣的最佳酸浸工艺为加入理论量1.3倍的75%硫酸,在300℃下反应2h后用热水搅拌浸出,铁的浸出率高达93.94%。20℃时加入计量的沉矾剂,并用NH3·H2O调整浸出液pH值至2.50后加热至65℃反应2h,95.1%铁以铁矾形式析出。将析出的铁矾制成0.3mol/LFe(OH)3悬浊液,用5%NaOH调整pH值至11.30后,在搅拌速率600～700r/min、升温速率为2.5℃/min的条件下加热至(172±2)℃水热反应2h,得到粒度约为55nm的均匀球形α-Fe2O3。

微孔树脂镶嵌的α-Fe_2O_3纳米粒子催化苯酚过氧化氢羟化研究

由于特殊的尺寸效应，纳米材料的晶粒间界面在整个材料中占有极大比例，这使其表现出与同质常规固体材料完全不同的物理化学性质［１］．纳米材料的这种特殊性质在催化反应中往往会表观出异常的催化活性［２］．微孔树脂由于材料不同，在其孔道结构内会形成不同的微环境，...

一种液相制备均匀α-Fe_2O_3微粉的新方法

利用沸腾回流强迫水解法由FeCl3或Fe(NO3) 3溶液( 0 .5 -1.0mol·L-1)在弱酸性环境下 ,制备了均匀亚微米级α -Fe2 O3胶粒。如果在反应液中加入微量Na2 SO3,完全转化为α-Fe2 O3粒子的时间可缩短至几小时。

纳米α-Fe_2O_3/H_2O_2异相Fenton催化降解酸性橙7

以水热法制备纳米α-Fe_2O_3,并应用于异相Fenton体系中催化降解酸性橙7。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征样品的结构;在异相Fenton催化体系中,通过优化初始p H、初始底物浓度、双氧水添加量、α-Fe_2O_3添加量、温度,探究合适的催化降解条件,通过多次循环催化对催化剂稳定性进行研究,并通过催化过程中产生的自由基,分析其催化机理。结果表明,α-Fe_2O_3为长约70 nm,宽约20 nm的均匀单一纳米棒。在异相Fenton催化体系中,最佳催化条件为初始p H=3.0,初始底物质量浓度200 mg/L,反应温度为30℃,双氧水的添加量为w(H_2O_2)=1.5%,催化剂α-Fe_2O_3添加量为500 mg/L,在反应120 min时脱色率为98.74%,COD去除率为73%;稳定性良好,铁离子溶出量低于0.8 mg/L,循环实验5次脱色率始终在90%以上;此外,对自由基的研究表明,·OH在本体系降解过程中占主要作用。

高纯纳米α-Fe_2O_3粉体的制备及表征

以黄钠铁矶渣制取的硫酸亚铁溶液为原料，经过净化后采用沉淀法制备α-Fe2O3微粉。通过热重／差热分析、X射线衍射分析、扫描电镜和光谱分析等测试手段，对α-Fe2O3微粉进行表征。研究结果表明：前驱体FeCO3在600800℃热处理2h的产物是α-Fe2O3，晶核生长活化能为12．4kJ／mol，颗粒均匀呈球形，粒径小于100nm，杂质含量低纯度高；在沉淀过程中加入分散剂和表面活性剂，抑制了前驱体FeCO3颗粒的长大和团聚，制备的α-Fe2O3粒径小，粒径分布范围窄。

相转变-微波法制备均分散α-Fe_2O_3胶体粒子

用相转变－微波法制备了均分散α－Fe2O3胶体粒子。实验表明，采用微波辐照并加入CFAB表面活性剂，可在较短时间内，制备出均分散的α－Fe2O3胶体粒子。所得粒子呈均分散的假立方体，比常法制得的粒子小，产率高。讨论了微波辐照和不同的表面活性剂对粒子形状的影响，得出CTAB阳离子表面活性剂有利于均分散α－Fe2O3假立方体的形成。用时间分辨TIM和FTIR对粒子的形成过程进行了研究，认为在粒子成长过程中相转变是关键步骤。