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%)。

镁铝合金添加剂对SiC-MgAl_(2)O_(4)材料显微结构和性能的影响

为探索煤气化用耐火材料的无铬化,本研究采用碳化硅颗粒和镁铝尖晶石细粉为主要原料制备SiC-MgAl_(2)O_(4)复合耐火材料,于流动氮气中500~1450℃热处理,对比未添加和添加4%(质量分数)镁铝合金粉的复合材料在热处理升温过程中的微观结构及性能变化,探究镁铝合金氮化烧成中形成的低维相对SiC-MgAl_(2)O_(4)复合材料性能的改善效果。结果表明,镁铝合金与热处理环境中的N 2、O_(2)的反应温度区间为650~800℃,主要反应产物为AlN和MgO。添加镁铝合金后的试样在700℃形成蜂窝状MgAl_(2)O_(4)尖晶石,增强了SiC骨料和MgAl_(2)O_(4)基质间的结合,此时试样的常温力学强度达到最高;900~1300℃时,MgAl_(2)O_(4)尖晶石由蜂窝状转变为棒状,1300~1500℃时,其再转变为片状、粒状的MgAlON尖晶石,这些形貌和物相的转变伴随体积膨胀,导致试样的强度小幅下降。镁铝合金的添加能使SiC-MgAl_(2)O_(4)在较低温度热处理下原位形成尖晶石,从而提高材料的力学性能。

Al_(2)O_(3)在储能材料中的应用研究进展

Al_(2)O_(3)作为陶瓷材料、催化剂、催化剂载体及研磨磨料等有广泛的应用。因氧化铝具有优良的抗酸碱腐蚀性和力学等性能且热稳定性好、来源丰富,所以近年来逐渐开始应用在储能材料领域,进一步拓展了氧化铝的应用范围。主要针对氧化铝包覆后的二次储能电池正极材料、负极材料,以及改进隔膜的力学性能等方面进行研究。报道了近年来氧化铝在锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、电解液、隔膜方面的应用研究进展。

内氧化法制备的Cu-Al_2O_3合金的显微组织与性能

利用内氧化法制备了Cu Al2 O3 弥散强化铜合金 ,并对其挤压态、冷拉态、退火态棒材进行了性能测试和显微组织结构分析。结果表明 :挤压后的棒材经 65 %和 90 %的变形量冷拉拔后 ,存在明显的加工纤维组织 ,σb 分别达 468和 495MPa ,相对电导率分别为 90 %和 89%IACS;1 0 30℃× 0 5h高温退火后再结晶现象并不明显 ,仍能保持较高的强度 ;且变形量越大 ,高温退火后强度下降越小 ;

激光清洗硅片表面Al_2O_3颗粒的试验和理论分析

以KrF准分子激光器为激光源,对目前工业上常用的硅片研磨抛光液的主要成分Al2O3颗粒进行激光清洗的试验和理论分析。建立一维热传导模型,利用有限元分析软件MSC.MarC模拟硅片表面的温度随激光作用时间和能量密度的分布。通过理论计算,量化了颗粒所受到的清洗力以及其与硅片表面之间的粘附力,理论预测出1μm Al2O3颗粒的激光清洗阈值为60 mJ/cm2。在理论分析的指导下,利用248 nm3、0 ns的KrF准分子激光进行单因素试验,研究激光能量密度、脉冲个数、激光束入射角度对激光干法清洗效率的影响,并且实验验证了清洗模型以及场增强效应对激光清洗结果的影响。

Al_2O_3引入对空心玻璃微球化学稳定性的提高

为了提高液滴法空心玻璃微球 (HGM)的化学稳定性 ,以络合方式在玻璃溶液中引入Al3 +使形成的HGM玻璃中Al2 O3 含量达 1.5 %mol,升高液滴炉精炼区温度至 140 0℃ ,加大炉内轴向抽气速率至 6～ 7cm/s(2 5℃ ,0 .10 1MPa) ,制备出直径 45 0～ 5 5 0 μm、壁厚 0 .8～ 1.5 μm的HGM ,并依次用 90℃的 0 .5MNH4 F + 0 .1MHNO3 水溶液、热水和丙酮漂洗HGM 5min、2次 ,将HGM暴露于大气 ,测试表面出现斑点的时间和表面粗糙度的变化 .结果表明 ,HGM表面出现斑点的时间由 5d推迟到 2 0d ,且表面粗糙度变化减缓 .

Al2O3纳米颗粒对氨水鼓泡吸收过程的强化影响

在试制出了性能稳定的Al2O3纳米流体的基础上,通过定氨气流量和定入口压力两种实验方案,验证了Al2O3纳米颗粒对氨水吸收过程的强化影响,同时找出了引起强化吸收的两个主要影响因素:纳米流体性能的稳定性和吸收器入口与吸收器内气相界面的压力差。在添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的情况下,可以获得性能稳定而具有强化吸收效果的Al2O3纳米流体,尽管SDBS本身对Al2O3纳米流体强化吸收具有抑制作用。较大的压力差下Al2O3纳米流体在吸收开始阶段就表现出强化吸收效果。随着氨水浓度的增加,氨水对氨气的吸收潜力减小,而Al2O3纳米流体对氨水溶液强化吸收的效果更加明显。对强化现象的可能机理给出了合理解释,为纳米流体对传热传质强化研究提供参考。

聚酰亚胺/纳米Al_2O_3复合薄膜的介电性能

为了提高聚酰亚胺(PI)的耐电晕性能,采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料,并采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al2O3的分散状态进行了表征。研究了纳米Al2O3填加量对该复合材料耐电晕性能和其它介电性能的影响,结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,材料的耐电晕性能显著增强,在±910V(双极性)、15kHz条件下,纳米Al2O3质量分数为20%的PI薄膜的耐电晕寿命达到极大值,为纯PI薄膜寿命的25倍,聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料的体积电阻率和击穿场强没有明显的劣化,而相对介电常数和损耗角正切有所增加。

纳米Al_2O_3对聚乙烯工程材料性能的影响

采用压制和烧结的方法 ,制备了纳米Al2 O3 和超高分子量聚乙烯的复合材料。用MPV - 2 0 0型摩擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机研究了纳米Al2 O3 粒子对超高分子量聚乙烯工程塑料的摩擦磨损性能的影响。结果表明 :纳米Al2 O3 粒子不仅显著地提高了超高分子量聚乙烯的耐磨性 ,而且降低了超高分子量聚乙烯的摩擦系数 ,同时使得超高分子量聚乙烯的硬度增大 ,扩大了超高分子量聚乙烯材料的应用范围。

Ba、Mn对Al_2O_3热稳定性和甲烷催化燃烧活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备BaO·6Al2O3系列催化剂.考察了Ba、Mn的引入对Al2O3的热稳定性及甲烷催化燃烧性能的影响.结果表明,Ba在高温下与Al2O3首先生成BaAl2O4,然后进一步与Al2O3反应生成具有β-Al2O3结构的BaAl12O19六铝酸盐,抑制了Al2O3进一步的烧结,提高了催化剂的热稳定性.Mn的引入也能够促进六铝酸盐的生成并提高催化剂的甲烷燃烧活性.采用超临界干燥法可抑制干燥过程中因毛细收缩引起的比表面积降低.所制备的BaMnAl11O19催化剂经1200℃焙烧4h后,比表面积为35.1m2·g-1,在空速40000h-1条件下,10%甲烷转化温度(T10%)为500℃,催化活性明显高于常规干燥法制备的相应催化剂.

Al_2O_3负载镍基催化剂上CO_2氢甲烷化研究

通过对 Ni/Al2 O3及添加 Ce O2 的 Ni/Al2 O3催化剂上 CO2 氢甲烷化反应的研究发现 ,在反应过程中 ,该体系的催化剂上并不产生 CO,添加 Ce O2 后能显著提高甲烷产率 .原位漫反射红外光谱研究发现 ,甲烷可通过表面 CO- 2 物种加氢或表面甲酸盐加氢两种途径产生 ,且第二种途径更有效 ;添加 Ce O2 可通过在较低温度时形成较多的表面甲酸盐来提高 CO2

Al_2O_3陶瓷材料应变率相关的动态本构关系研究

采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷的动态力学性能进行了研究,得到了材料在较高应变率范围内的动态应力应变曲线。结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系,在较高的应变率范围内,陶瓷材料的动态应力应变关系是应变率相关的;材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大。基于损伤力学的基本理论,给出了Al2O3陶瓷的一维损伤型线性弹脆性本构模型。根据SHPB实验结果确定模型中的参数,得到了Al2O3陶瓷应变率相关的损伤型动态本构方程。

SO_2对NO催化氧化过程的影响(Ⅱ)载体γ-Al_2O_3与SO_2的相互作用

考察了 4 2 3K时 SO2 在γ-Al2 O3上反复作用对 NO氧化过程的影响 .结果显示 ,SO2 的存在在一段时间内促进了γ-Al2 O3对 NO的催化氧化 .用 TPD,FTIR,XRD,BET及固体酸度测定等多种表征讨论了γ-Al2 O3和 SO2 之间的相互作用 .研究表明 ,SO2 在 γ-Al2 O3表面与 NO等吸附物结合形成活性吸附物种是γ-Al2 O3在 SO2 气氛中显示氧化活性的重要原因 ,但当其表面被强吸附的 SO2 逐步覆盖后 。

Al-AlN-Al_2O_3复相滑板的开发与应用性能

以80%～90%板状刚玉、10%～20%金属铝为主要原料,采用1100℃的高温氮化反应烧结工艺,并经800℃的表面氧化处理,可制得以金属铝、氮化铝为结合相、以刚玉为主晶相的Al-AlN-Al2O3复相结构材料。以其作为钢包滑动水口的滑板材质,取得了良好的应用效果。试验结果表明:熔融金属铝对刚玉颗粒间隙的填充,金属铝氮化及使用时金属铝氧化过程的体积膨胀效应,是获得滑板致密组织结构的主要原因。Al-AlN-Al2O3复相滑板的抗钢液侵蚀性能及抗热震性能优良,其使用寿命是Al2O3-C滑板的2倍。

纳米Al_2O_3改性变压器绝缘纸性能的研究

为了研究纳米Al2O3改性绝缘纸的绝缘性能,实验室制备了含不同质量分数的纳米Al2O3绝缘纸手抄片,并对真空浸油后的绝缘纸性能进行了测试。结果表明在一定的质量分数内纳米Al2O3改性后的绝缘纸的工频击穿场强得到较大的提高,在质量分数为1%时,工频击穿场强提高了12.75%,绝缘纸的抗张强度增加了14.13%;在1%的添加量内绝缘纸的介电常数、介电损耗都随纳米Al2O3含量的增加而减小。

PPS／Al2O3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响。研究表明,硅烷偶联剂对Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m.K)和2.392 W/(m.K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线。SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密。经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求。

亚微米Al_2O_3颗粒的微观结构及Al_2O_(3p)/1070Al复合材料的界面

利用透射电镜和高分辨电镜对直径为 0 .15 μm的球形Al2 O3 颗粒增强相及其增强 10 70Al复合材料的界面进行了观察 ,结果表明 :Al2 O3 颗粒是由一些角度相差较小的晶面构成的多面体 ,多面体的各晶面是由密排面沿着密排晶向形成的台阶式结构 ;0 .15 μm的Al2 O3 p/10 70Al复合材料界面结合良好 ,没有发现任何界面反应物 ;由于颗粒的台阶式结构导致铝基体与Al2 O3

纳米/微米Al_2O_3-ZrO_2内衬复相陶瓷的自蔓延高温合成

采用SHS重力分离技术制备出内衬Al2 O3 ZrO2 复相陶瓷。复相陶瓷基体主要由纤维状 (Al2 O3 +ZrO2 )共晶体组成 ,其中共晶体的ZrO2 纤维直径达到纳米 /微米尺度。经Vickers压痕法测试其断裂韧度为1 5 96MPa·m1 / 2 ,SEM观察和陶瓷材料断裂韧度测试得出裂纹的扩展主要受共晶体中Al2 O3 ZrO2 纳米 /微米相增韧机制控制 ,迫使裂纹沿共晶体边界或层片共晶体Al2 O3 ZrO2 相界偏转 。

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为 10nm和 15nm的α Al2 O3 和SiC粉体为原料 ,制备了Al2 O3 /SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2 O3 基体晶粒的长大 ,SiC体积分数超过 4 %时 ,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加 ,Al2 O3 /SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为 5 %时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为 6 4 1MPa和 4 7MPam1/2 ,明显高于热压单相Al2 O3 陶瓷 (344MPa和 3 1MPam1/2 )

CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面相互作用及Denox活性

The catalytic activity measurement for the NO+CO reaction over CuO/CeO\-2/\%γ\%\|Al\-2O\-3 catalysts at a low\|temperature(200 ℃) shows that the activity is strongly related to ceria loading amount, and both surface dispersed ceria species and crystalline CeO\-2 shows a significant enhancement on the activity. The effect of ceria species is contributed to their promoting the reduction of copper oxide species.