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-P/n-Al_2O_3化学复合镀镀液及工艺研究

以电位和镀速为评价指标,通过正交实验和单因素实验,确定了Ni-P/n-Al2O3化学复合镀的最佳工艺配方为:温度85～95 ℃,气体搅拌,pH值为4.5～5.所得镀液的最佳组成为:ρ(次亚磷酸钠)为21 g/L, ρ(柠檬酸钠)为14 g/L,ρ(苹果酸)12 g/L,ρ(添加剂丁二酸)5 g/L,ρ(氧化铝)8 g/L.通过级差分析得到镀液配方中各因素对镀层耐蚀性能的影响次序为:柠檬酸>次磷酸酸钠>纳米氧化铝>添加剂>苹果酸.扫描电镜研究表明,镀层均匀致密,为明显的胞状物;X-射线衍射实验证实,复合镀层的结构为非晶态.与Ni-P镀层相比,Ni-P/n-Al2O3化学复合镀镀层在质量分数分别为3.5%的氯化钠、10%的稀盐酸和10%的稀硫酸溶液中的耐蚀性能有了明显的提高.

飞机起落架作动筒内壁n-Al_2O_3/Ni-Cr复合电刷镀修复

分析了飞机起落架作动筒内壁磨损失效的原因,采用n-Al2O3/Ni-Cr复合刷镀技术,对磨损部位进行了修复,以提高镀层与基体、镀层与工作层间的结合力。结果表明:修复层的硬度及耐磨性与原件相当,该工艺方法简单、可靠。

电刷镀n-Al_2O_3/Ni-Co镀层组织与性能的研究

针对镀硬铬中污染环境和危害人体健康的六价铬,为实现清洁生产,改善生态环境,开展了电刷镀n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的研究。测试了纳米微粒的质量浓度对n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层表面形貌和硬度的影响;并对比了n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层和硬铬镀层的硬度、耐磨性能和抗高温氧化性能;利用XRD测定了n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的结构和晶粒尺寸。研究结果表明:纳米微粒的质量浓度为20 g/L时,镀层具有最优的表面形貌和硬度;室温条件下,n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的硬度和耐磨性能都明显优于硬铬镀层的;高温条件下,n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的抗高温氧化性能与硬铬镀层的相当。

n-Al_2O_3-Fe复合镀层摩擦学特性研究

摩擦与磨损所造成的运动副配合间隙超标是装备零件更换的主要原因,造成了具大的经济损失,当前的采用镍等作为基体的纳米复合镀层不适用于零件修复。研究基体金属采用Fe的铁基纳米复合镀层,用于金属零件磨损后再修复具有非常重要的研究意义。在FeC l2溶液中加入纳米A l2O3,制成镀液,根据给定的工艺参数制备镀层,研究了镀层滑动、滚动、固定、半固定条件下摩擦学特性和与摩擦副配对的摩擦学特性。结果表明:镀层在滑动和固定磨料磨损条件下具有很高的耐磨性,在与摩擦副配对时,需要良好的磨合。研究发现,n-A l2O3-Fe具有非常优异的摩擦学性能,能满足装备机械零件磨损后修复的需要。

纳米压痕法研究n-Al_2 O_3／Ni复合镀层的微观力学性能

应用纳米压痕法测试钢基体上n-Al2O3／Ni复合电刷镀层的硬度、弹性模量以及抗蠕变等性能,研究了镀层力学性能随镀层厚度的分布规律。结果表明,在整个厚度范围内复合镀层的力学性能一致,无明显的梯度分布。镀层内部存在缺陷的区域硬度和弹性模量降低,特别是枝状晶内部的组织疏松引起较大区域的性能降低, 而枝状晶交界处形成的空隙对周围镀层性能没有明显影响。复合镀层的平均硬度和弹性模量分别为6．34GPa 和161GPa,硬度为钢基体的2．4倍,复合镀层的压痕蠕变与传统单轴压缩蠕变过程相似,稳态蠕变速率约 0．1 nm／s。

自反应电弧喷涂原位合成Ti(C,N)TiB_2Al_2O_3复相陶瓷涂层

以Ti+B4C为反应药芯、Al为外皮材料制备反应型喷涂丝材,探讨利用自反应电弧喷涂技术在45钢基体表面制备复相陶瓷涂层的可行性。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法分析、观察了涂层的组织与结构,测试了涂层的主要力学性能。结果表明:利用制备的药芯丝材进行喷涂试验,可获得由TiB2、TiB、TiC0.3N0.7、TiN、Al2O3、AlN等多相组成的复相陶瓷涂层。涂层呈典型的层状结构,其连续的基体相内弥散分布着离散的第二、第三相。涂层与基体间的结合强度为18.9MPa,涂层的平均显微硬度与弹性模量分别为735.4HV0.2和461.4GPa,摩擦因数在0.45～0.50之间,耐磨性能较基体材料提高3倍以上。

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al_2O_3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n–Al2O3/Ni复合镀层。研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响。研究表明,随着镀液中纳米颗粒浓度提高,镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高,在20g/L时趋于稳定;沉积速度和电流效率先增后降,在30g/L时达到最大;纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌;当纳米颗粒浓度20g/L和30g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能。

Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料与40Cr钢辅助脉冲电流液相扩散连接

采用辅助脉冲电流液相扩散连接方法,对Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢进行了焊接试验,重点研究了在一定加热温度和保温时间条件下脉冲电流对界面元素分布、相结构、反应层厚度以及接头强度的影响规律.结果表明,辅助脉冲电流液相扩散连接可以实现Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料的冶金结合,保温时间对焊接接头强度影响不明显,四点弯曲强度数据普遍处于146~180 MPa之间;在脉冲电流作用下,焊缝熔体中原子扩散行为、扩散路径以及扩散速率将发生显著变化,利用该特性,有助于改变界面金属间化合物的生长特性,控制焊缝中低熔点共晶组织含量,进而达到改善和提高焊接接头强度的效果.

采用辅助脉冲电流液相扩散连接Ti(C,N)-Al_2O_3的接头形成行为及强度

采用辅助脉冲电流液相扩散连接方法,对Ti（C,N）-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢进行了焊接试验,重点研究了在辅助脉冲电流作用下,界面及焊缝组织演变、基体材料溶解等界面行为,探讨了工艺参数对接头强度及断口形态影响规律.结果表明,通过采用辅助脉冲电流液相扩散连接Ti（C,N）-Al2O3与40Cr钢,可以在较短的焊接时间条件下获得较为稳定的接头强度,四点弯曲平均强度位于231～272 MPa之间;降低焊接件整体加热温度以缓解接头残余应力,控制界面和焊缝化学冶金反应进程以较少金属间化合物数量、提高固溶体含量,抑制活性元素Zr向陶瓷基复合材料中的扩散进程以减少陶瓷颗粒向焊缝中的溶解量,是提升焊接接头强度的关键因素.

高速钢钻头电火花沉积Ti(C,N)/Al_2O_3复合涂层的组织及切削性能

目的在高速钢钻头表面电火花沉积Ti（C，N）／A12 O3复合涂层，以提高其切削性能。方法利用电火花沉积技术，以Ti（C，N）／A1 2O3作为电极材料，在高速钢钻头表面制备Ti（c，N）／A12 O3涂层，考察涂层的物相组成、组织形貌及横截面硬度分布，并进行切削试验。结果涂层组织均匀，厚度约32～36μm，物相主要为C0.3 N0.7 Ti，A12O3，A1Ti3，Fe7W6，Fe4N，TiN和A1N，平均硬度是基体高速钢的2．6倍。结论在高速铜钻头表面制备Ti（C，N）／A12O3涂层可以提高刀具的切削性能，延长其使用寿命。

低Na_2O/Al_2O_3比凝胶一步晶化法合成高硅小晶粒NaY分子筛

NaY晶体的n(Na_2O)∶n(Al_2O_3)=1.0,但现有NaY合成工艺的起始凝胶的n(Na_2O)/n(Al_2O_3)均较高,导致大量原料中的Na_2O及相应量其他组分没有转化为产品,而是进入晶化母液被滤除,因此NaY生产企业期望采用更低n(Na_2O)∶n(Al_2O_3)的凝胶来提高NaY合成收率。对起始凝胶Na_2O与Al_2O_3物质的量比为3.84~4.64的水热合成NaY分子筛做了研究。结果表明,在100℃以下晶化时,n(Na_2O)∶n(Al_2O_3)=3.84的低碱度凝胶不能晶化出NaY分子筛;在100℃以上晶化时,n(Na_2O)∶n(Al_2O_3)=3.84的低碱度凝胶能够晶化出结晶度、硅铝比(Si O2与Al_2O_3物质的量比,下同)均较高且无杂晶的NaY。其最佳的晶化条件:晶化温度为110℃、晶化时间为30 h。并可重复制备出平均结晶度为95%、平均骨架硅铝比为5.93、典型粒径约为1μm的小晶粒NaY分子筛,原料平均转化率达68.2%。

铝热剂法原位合成农机刀具Al_2O_3-Ti(C,N)复合涂层组织结构及性能

为了提高旋耕刀、犁铧等农机触土刀具表面强度,以铝热剂的放热反应提供内在热源、等离子弧作为外在热源,采用反应等离子熔覆技术在Q235钢表面原位合成了Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料涂层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合涂层的微观结构及强质硬化相的成分、组织及性能进行了分析。结果表明:涂层与基体呈冶金结合,涂层主要由网状、嵌套、球状等3种结构组成,硬质相Al_2O_3、Ti(C,N)与粘结相Fe-Ni之间相互包裹、互相嵌套,构形成空间网状骨架结构;涂层硬度最高可达HV_(0.5)2160,平均硬度HV_(0.5)1870,约为基体Q235钢的7.7倍;涂层摩擦系数约为0.372,其磨损量约为65Mn钢及Q235钢的1/7和1/17,与基体相比,复合涂层具有较高的硬度和较好的摩擦磨损性能,可以为农机材料表面强化提供参考。

NiO/WO_3/TiO_2-Al_2O_3催化正庚烷临氢异构化

采用溶胶凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,用分步浸渍法制备了NiO/WO3/TiO2-Al2O3催化剂。在常压连续流动固定床反应器上考察了NiO/WO3/TiO2-Al2O3对正庚烷临氢异构化反应的催化性能。研究了催化剂中WO3含量、Ni含量、焙烧温度和还原温度及催化反应温度对临氢异构化反应的影响。采用XRD和BET方法对催化剂进行了表征。结果表明,当w(WO3)=25%、w(Ni)=10%时,所制备的NiO/WO3/TiO2-Al2O3催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能最好,活性可达15.50%,选择性可达84.06%。

Fe含量对钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

利用钛铁矿通过碳热铝热原位还原反应、采用热压工艺制备了致密的Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料,使钛铁矿两种主体成分Ti和Fe得到充分有效的利用。研究了Fe含量对制备过程、合成产物组织和性能的影响。结果表明,Fe含量的增加降低了碳热反应的温度;随Fe含量的增加,Fe相开始团聚,材料的组织都变得粗大;同时,随Fe含量的增加,Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的硬度稍有下降,抗弯强度明显降低。

Al_2O_3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的切削性能

研究了Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合刀具对淬硬35CrMo合金钢进行连续干切削时各切削参数对切削力的影响.结果表明:切削深度对切削力的影响最显著,切削速度的影响最小.对比研究了Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的耐磨性能和磨损形态:后者的耐磨性能明显优于前者,其中Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)的耐磨性能最高.Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti刀具的磨损形态主要表现为后刀面的磨粒磨损和疲劳磨损,由于这种材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,能有效防止前刀面出现崩刃破损现象,因此具有较高的可靠性,适用于高速切削.在高速切削条件(ap=0.06 mm,vc=254.9 m/min,vf=0.09 mm/r)下,Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)刀具的切削耐用度为150 min.

Ni和Ti的添加对Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料性能的影响

研究了Ni和Ti的添加对真空热压烧结方法制备的Al2O3-Ti(C,N)陶瓷基复合材料的显微组织和力学性能的影响.发现添加Ni和Ti的复合材料主要由Al2O3、Ti(C,N)和Ni组成,没有发现存在金属Ti.Ti由于非常活泼,在热压烧结过程中可能与石墨模具产生的含C气氛反应生成TiC,或与高温下Ti(C,N)的少量分解产生的N2气氛反应生成TiN,这有利于减少复合材料中的气孔.适量添加Ni可通过液相烧结促进复合材料的致密化,提高复合材料的相对密度,并能通过产生裂纹偏转和裂纹桥联提高复合材料的断裂韧性.热压温度为1550℃、等摩尔比的Ni和Ti混合粉末添加量为5vol%时,Al2O3-Ti(C,N)-Ni-Ti复合材料的相对密度为99.6%,硬度为21GPa,抗弯强度为818MPa,断裂韧性为8.1 MPa.m1/2.

添加物对Al_2O_3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料组织和性能的影响

Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料具有广阔的应用前景,但综合性能还有待进一步改善。分析讨论了TiC/Ti(C,N)主要成分含量对组织性能的影响,综述了Cr2O3、Y2O3、ZrO2等化合物添加物和Fe、Al、Co、Ni、Mo等金属添加物对Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料中组织和性能影响的研究结果,并比较分析了其各自的特点。

Cu-Zn/γ-Al_2O_3催化合成N-乙基哌嗪

以乙醇和哌嗪为原料,Cu-Zn/γ-Al2O3为催化剂,经气固相反应合成了N-乙基哌嗪,其结构经IR确证。最佳工艺条件为:原料液哌嗪质量分数为35%,空速17.2 h-1,氢气压力0.6 MPa,于260℃反应3 h,哌嗪转化率94.0%,1收率87.4%,选择性92.9%。

邻苯二甲酰亚胺在KF/Al_2O_3催化下的N-苄基化反应

报道了无机载体试剂KF/Al2O3催化邻苯二甲酰亚胺的M苄基化反应,研究了反应体系中各因素对产率的影响。在DMF溶剂中,邻苯二甲酰亚胺和溴化苄的物质的量比为1:1.2,90℃反应6h,产率92.5％。