β-Mo_2N_(0.78)/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其噻吩加氢脱硫活性的研究

以γ Al2O3为载体,钼酸铵为氧化钼前驱体,采用在N2 H2气氛下的程序升温还原氮化反应,制备β Mo2N0 78/γ Al2O3催化剂,以噻吩为模型化合物,考察了该催化剂的加氢脱硫反应性能,以及反应温度、氢还原预处理和钴、镍助剂的引入等因素对催化剂活性的影响。结果表明,在320℃～400℃之间,随着反应温度的升高,催化剂的活性逐渐增加;预还原则降低了催化剂的活性;添加钴、镍均在一定负载量范围内可以改善β Mo2N0 78/γ Al2O3催化剂的加氢脱硫活性,但镍对催化剂活性的影响要小于钴。

二苯并噻吩在γ-Al_2O_3负载的β-Mo_2N_(0.78)催化剂上加氢脱硫的研究

采用以N2 -H2 混合气为反应气的程序升温还原氮化反应 ,以γ -Al2 O3 为载体 ,钼酸铵为氧化钼前体 ,合成了γ -Al2 O3 负载的 β -Mo2 N0 78催化剂。以二苯并噻吩 (DBT)为模型化合物 ,考察了催化剂的加氢脱硫 (HDS)催化性能。结果表明 ,DBT在催化剂上的HDS反应有直接氢解脱硫和加氢脱硫两种途径 ;DBT的转化率和产物中环己基苯(CHB)选择性在一定范围内随钼负载量的增大而提高 ;提高反应压力可同时提高HDS反应活性和CHB选择性 ;但升高反应温度 ,只提高HDS反应的活性 ,对选择性影响甚小 ;催化剂的氢气预还原处理使催化剂的活性有所下降 。

Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2系材料烧结性能及反应过程研究

以氮化硅、活性氧化铝微粉和氧化硅微粉为原料,研究了在焦炭保护条件下,Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2系材料经1500℃、1600℃和1650℃烧成时的烧结性能和物相变化,同时借助SEM、EDX和XRD等手段对其显微结构和反应过程进行了观察和分析。结果表明,随着烧成温度的升高,Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2系材料的体积密度下降,显气孔率增加,同时烧成后试样的质量损失大大增加,尤其是经1650℃烧成的试样,显气孔率在40％以上,质量损失大于20％。XRD物相分析显示,1500℃时,产物中生成Si_2N_2O,高于1650℃时,生成SiC相,与热力学计算结果一致。同时,高温下大量的N_2(g)及SiO(g)逸出试样表面,可能是导致试样质量损失、结构松散、显气孔率增加的主要原因。切开经高温烧成的试样发现,其截面由中心致密区、过渡区和边缘的松散区3部分组成,含氮物相的形状由中心部位发育良好的柱状,演变成过渡区的针状或须状,直至松散区时消失。这种松散区所占面积和松散程度取决于试样的组成和烧成温度。

γ-Al_2O_3负载铜锌氧化物催化剂的N2O催化分解性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用共浸渍法合成了负载量为35%(以CuO与ZnO总质量计)的CuZn金属氧化物催化剂,分别考察了金属助刺(Co、Ni,、Mg、Fe、Mn、Ba和Ce)对催化剂的影响。采用:XRD、BET和H_2-TPR等方法对制备的催化剂进行表征,在微反装置上对催化剂的N_2O催化分解活性进行评价。结果表明,合成的(CuZn氧化物催化剂均具有Cu_xZn_1-xAl_2O_4的类Co_3O_4尖晶石结构;加入金属助剂使催化剂的比表面积不同程度得到提高,催化剂的N_2O催化分解反应活性不仅与Cu^(3+)还原为Cu^(2+)的温度有关,还与晶粒尺度大小和催化剂比表面积等有关;其中,含金属助剂Ni的催化剂具有相对较高的N_2O催化分解反应活性,其N_2O完全转化温度为567℃。除含金属助剂Ba催化剂以外,加入其他金属助剂有利于N_2O催化分解反应进行。

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.

Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2体系高温还原条件下的物相变化

以闪速燃烧合成的Si3N4(w(Si3N4)≥95%,粒度≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(w(Al2O3)≥99%,d50=1.2μm)及SiO2微粉(w(SiO2)≥92%,粒度≤1μm)为原料,按照m(Si3N4):m(Al2O3):m(SiO2)=4:4:2比例混合,液压成型为Φ20mm×20mm试样在埋炭(不接触焦炭)条件下分别于1300、1400、1500、1600℃保温6h处理后进行XRD分析。结果表明:1300℃的新生物相主要为Si2N2O和方石英,SiO2微粉方石英化明显;1400℃的新生物相主要为Si2N2O、方石英和O’-SiAlON;1500℃的新生物相为Si2N2O、方石英、O’-SiAlON、X相及莫来石;与1500℃相比,1600℃的新生物相没有变化,但是Si2N2O、O’-SiAlON、X相及莫来石的生成量增加明显,方石英生成量显著减少。

高能注射法制备MO(N)/γ-Al_2O_3催化剂用于苯胺气相缩合生成二苯胺的研究

采用三束技术即高能注射方法对γ-Al_2O_3注Mo或注Mo注N制得Mo/γ-Al_2O_3和Mo-N/γ-Al_2O_3催化剂,研究了催化剂在苯胺气相缩合生产二苯胺过程中的催化性能。与γ-Al_2O_3以及浸渍法制得的Mo/γ-Al_2O_3催化剂的催化性能进行了对比,发现注射法制得的Mo/γ-Al_2O_3、Mo-N/γ-Al_2O_3催化剂催化性能明显提高。

Ni_2Mo_3N/γ-Al_2O_3催化剂用于溶剂油重芳烃饱和加氢

在合成出纯态双金属氮化物Ni_2Mo_3N的基础上,制备了以工业剂型γ-Al_2O_3为载体的负载型双金属氮化物催化剂Ni_2Mo_3N/γ-Al_2O_3,并对其进行了XRD、TEM、H_2-TPR、比表面积等测定和元素组成分析。在加压固定床连续流动反应装置上,考察了Ni_2Mo_3N/γ-Al_2O_3催化剂用于添加均四甲苯的200号溶剂油重芳烃饱和加氢的催化活性。结果表明,10％NiO、30％MoO_3高负载量的Ni_2Mo_3N/γ-Al_2O_3催化剂具有适应油品加氢的孔特性,在缓和条件下,能使溶剂油中重芳烃饱和加氢,具有较高的加氢活性,有可能成为溶剂油超深度脱芳烃的优良催化剂。

Ti(C,N)-Al_2O_3复合涂层深冷处理的微观组织及力学性能

对YBM253涂层硬质合金进行了-196℃下不同时间(0、24、30、36、48 h)的深冷处理,利用掠入射X射线衍射方法分析了不同深冷时间下Ti(C,N)-Al_2O_3涂层的相结构变化,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了不同深冷时间涂层的断口形貌,并且对不同深冷时间的试样进行了硬度和膜基结合力的检测和分析。结果表明:深冷处理对试样的硬度和膜基结合力都有一定的影响,30 h是深冷处理最佳的工艺时间,可获得最佳的综合力学性能。其性能变化的主要原因是经过深冷处理Ti(C,N)-Al_2O_3涂层产生了亚稳相κ-Al_2O_3与稳定相α-Al_2O_3之间的转变,深冷处理会导致不同热膨胀系数的基体和涂层产生内应力的变化。

Y_2O_3-Al_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷相组成、致密化、显微结构和力学性能的影响

以α-Si_3N_4粉为原料,通过添加不同含量的Y_2O_3-Al_2O_3烧结助剂(6wt%、8wt%和10wt%),在1800℃下采用热压烧结制备了Si_3N_4陶瓷,研究了Y_2O_3-Al_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷的物相、致密度、显微结构与力学性能的影响,结果表明:添加6wt%的Y_2O_3-Al_2O_3助剂即可获得高致密的Si_3N_4陶瓷,继续增加助剂含量对Si_3N_4陶瓷的致密度影响不大,但是显著影响α-Si_3N_4相和β-Si_3N_4相的含量,较高的Y_2O_3-Al_2O_3助剂含量有利于α-Si_3N_4转化为β-Si_3N_4。不依赖于Y_2O_3-Al_2O_3助剂含量,Si_3N_4陶瓷均包含细小的等轴晶粒和大尺寸的棒状晶粒,呈现双峰结构,但是Y_2O_3-Al_2O_3助剂含量增加到10wt%时,可以显著增加棒状晶粒的数量,形成更显著的双峰结构。基于当前研究,发现加入低含量的Y_2O_3-Al_2O_3助剂(6wt%),可以获得高硬度高强度的Si_3N_4陶瓷,而引入高含量的Y_2O_3-Al_2O_3助剂(10wt%),则可以获得高韧性高强度的Si_3N_4陶瓷。

Co-Cu-Ce-Fe/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的性能

以等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载的Co、Cu、Ce和Fe氧化物催化剂,利用正交试验设计实验条件,采用XRD、BET和H_2-TPR等对催化剂进行表征,并考察活性组分对催化剂催化分解N_2O活性的影响。结果表明,催化剂具有尖晶石结构,其BET比表面积随着金属氧化物负载量增加而降低。催化剂中铜的氧化物可以降低还原峰温度,进而明显提高催化活性,Co和Fe的加入对活性有一定的提高,Ce对催化活性没有明显影响。

Ti(C,N)-Al_2O_3与40Cr焊接界面组织与接头强度研究

采用Cu73Ti27/Cu/Ag72Cu28非对称中间层,通过辅助脉冲电流液相扩散焊和常规钎焊,对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料和40 Cr钢进行了焊接试验,利用扫描电镜研究了焊接界面的微观组织及元素扩散行为.结果表明:辅助脉冲电流液相扩散焊可以减少焊缝中Cu-Ti金属间化合物的生成量,从而提高焊接接头的强度;液相区宽度随着焊接温度的提高而增加.而常规钎焊因为焊接温度较高,保温时间较长,易生成大量的Cu-Ti金属间化合物,降低了接头强度.

基于CuTi的Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料钎焊连接

采用Cu23Ti钎料合金对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜和四点弯曲试验研究了钎焊接头的组织和性能。结果表明:Cu23Ti钎焊接头由Ti(C,N)-Al_2O_3/界面反应层/剩余钎料层构成,界面反应层厚度随钎焊时间的延长而增加,接头在钎焊30 min时获得最大的弯曲强度。

CuYO/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O性能

通过等体积浸渍法制备了以γ-Al_2O_3为载体,CuO、Y_2O_3双组分CuYO/γ-Al_2O_3催化剂,通过CuYO/γ-Al_2O_3催化剂的XRD,BET,SEM等表征,分析发现,引入Y_2O_3组分,能够改变催化剂颗粒的结构与形态,提高了CuO在催化剂表面及孔道内的分散度.通过H2-TPR研究发现掺杂Y_2O_3大幅提高了CuO催化剂的还原性能,从而提高了CuYO/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的活性.考察了CuYO/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的活性,结果表明,当CuO和Y_2O_3负载量均为12%时,CuYO/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的活性最高,完全分解N_2O温度为488℃.12Cu12YO/γ-Al_2O_3催化剂在有O2条件下,460℃连续反应100 h,活性仍能保持80%左右;还考察了体积分数为9.1%的水蒸气对12Cu12YO/γ-Al_2O_3催化剂活性的影响.

In-situ hydrothermal synthesized γ-Al_2O_3/O-g-C_3N_4 heterojunctions with enhanced visible-light photocatalytic activity in water splitting for hydrogen

In this work, γ-Al2O3and hydrogen peroxide treated g-C3N4(O-g-C3N4) were combined through a novel in-situ hydrothermal method to form heterojunction structured photocatalysts. These photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV–vis diffuse reflectance spectroscopy and photoluminescence spectroscopy (PL). FT-IR results indicate that oxygen functional groups can be grafted on the surface of O-g-C3N4by hydrogen peroxide treatment. The visible light photocatalytic hydrogen evolution rate was investigated in 10 vol% TEOA aqueous solution. The optimal Al2O3mass content is set to be 20 wt% and the corresponding hydrogen evolution rate is 1288 µmol/h/g which is approximately 6, 3 folds that of pristine g-C3N4and O-g-C3N4respectively and 1.6 folds that of mechanical mixed composite with the same Al2O3mass content. The photocurrent density–time curves were carried out under visible light illumination for four on–off cycles. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements verified the enhanced separation efficiency of electron–hole pairs. This work raised a new method to form the heterojunction structured photocatalysts and achieved a remarkable improvement of the photocatalytic activity in water splitting for hydrogen under visible light irradiation. © 2016

Ti(C,N)-Al_2O_3与40Cr钢连接技术研究

以实现Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢的有效连接为目的,对各种焊接方法进行了比较试验研究。结果表明,辅助脉冲电流液相扩散焊可以减少焊缝中Ag-Cu共晶组织含量,增加Ag固溶体、Cu固溶体数量,从而对提升接头强度发挥一定作用;如果焊缝主要以Ag-Cu共晶组织构成,钎焊过程中适度增加压力载荷,可以促进低熔点共晶液相排出焊缝,有利于改善接头强度。

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。

Controlling Pore Size and its Distribution of γ-Al_2O_3 Nanofiltration Membranes

The preparation process of γ-A12O3 nanofiltration membranes were studied by N2 absorption and desorption test and retention rate vs thickness gradient curve method. It was found that template and thermal treatment were key factors for controlling pore size and its distribution. Under the optimized experimental conditions, the BJH (Barret-Joyner-Halenda) desorption average pore diameter, BJH desorption cumulative volume of pores and BET (Brunauer-Emmett-Teller) surface area of obtained membranes were about 3.9 nm, 0.33 cm3/g and 245 m2/g respectively, the pore size distribution was very narrow. Pore size decreased with the increasing of thickness and no evident change after the dense top layer was formed. The optimum thickness can be controlled by retention rate vs thickness gradient curve method.

催化分解N_2O的催化剂工业中试应用条件研究

以拟薄水铝石为载体,硝酸钴、硝酸铜、硝酸铈为活性组分制备γ-Al_2O_3负载钴铜铈复合氧化物(CoCuCe/γ-Al_2O_3)催化剂,考察了进行工业中试的制备条件,使得催化剂机械强度和N_2O转化率达到最优化。结果表明,催化剂成型形状为五叶草形(内径3mm、外径8mm)、水粉比(去离子水体积与拟薄水铝石质量之比)为0.6mL/g、2.0%(质量分数)的硝酸作为胶溶剂、助挤剂配比(田菁粉质量与拟薄水铝石、活性组分质量之和的配比)为5%时,制备得到的催化剂机械强度和N_2O转化率达到最优化,满足催化剂机械强度不小于80N/cm、N_2O 90%转化率的温度不高于650℃、99%转化率的温度不高于750℃的工业中试要求。