热分解法和碳热还原法制备掺钨VO_2/云母复合粉体的热致变色性能(英文)

用溶胶凝胶法和喷雾干燥技术在云母微粉表面包覆了不同nW/nV的掺钨V2O5溶胶,分别采用热分解和碳热还原得到了掺钨VO2/云母复合粉体。通过XRD、SEM对复合粉体进行了物相组成、微观形貌的表征。将复合粉体添加到紫外光固化树脂中形成复合薄膜,通过FTIR测试了复合薄膜相变过程中的红外透过率图谱,并通过DSC测试了复合粉体的相变温度(Tt)。结果表明两种热处理方法均得到了VO2(M),VO2晶体以蠕虫状附着在云母表面,同时钨的掺入使云母表面的VO2颗粒更加细小。不同掺杂量的复合粉体均表现出较优异的热致变色性能,相变前后在2 200 cm-1波数处的红外透过率变化量(ΔTr)均超过20%。随着nW/nV增加,复合粉体的ΔTr逐渐减小,Tt逐步降低,同时相变陡然性减缓。

响应面方法优化低温碳热还原制备LiFePO_4/C的工艺

用响应面法优化了低温碳热还原合成LiFePO4/C的工艺,用中心组合设计研究了蔗糖用量、焙烧温度、焙烧时间和低温反应温度四因素对放电比容量的影响。结果表明,放电比容量与四因素关系符合二次模型,焙烧温度和蔗糖量以及两者的交互作用对放电比容量影响较为显著,各个因素的二次方影响高度显著。由模型得出的最优操作条件为:焙烧温度718℃;焙烧时间10.88 h;蔗糖量0.866 g g 1LiFePO4;热处理温度105℃。该条件下LiFePO4/C的实际放电比容量为140.6 mA h g 1,与模型预测值142.03 mA h g 1无显著差异。

超声波浸渍法制备MnO_x/TiO_2催化剂低温选择性催化还原NO

采用超声波浸渍法、传统浸渍法和溶胶凝胶法制备了一系列的MnOx/TiO2催化剂,采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、原位红外(in situ FT-IR)、高分辨率扫描电镜(HR-TEM)程序升温还原(TPR)等技术进行表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO的反应条件下(NH3-SCR)对催化剂的低温反应活性进行了考察.研究表明:超声波在催化剂制备过程中的应用对MnOx的分散、催化剂的表面酸性和脱硝反应活性产生了重要的影响;超声浸渍法制备的MnOx/TiO2催化剂表现出较好的反应活性,特别在低温窗口(120℃以下),100℃时的脱硝效率达到了90%.对其进行的各项表征结果显示:催化剂比表面积较大,Ti和Mn具有较强的相互作用,催化剂表面具有较多的Lewis酸位和较高的Mn原子浓度,并且出现了SCR中间产物NH2.

双模板法制备具有介孔孔壁的三维有序大孔二氧化铈及其改善的低温还原性能

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为硬模板,三嵌段共聚物F127、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙二醇(PEG)为软模板剂(表面活性剂),柠檬酸为络合剂,硝酸铈为金属前驱体,采用双模板法成功地合成出具有介孔孔壁的三维有序大孔(3DOM)结构的立方相CeO2样品CeO2-F127,CeO2-CTAB和CeO2-PEG,并利用多种分析技术表征了它们的物化性质.结果表明,三个样品均具有3DOM结构和蠕虫状介孔孔壁,表面活性剂的种类对样品的孔结构和比表面积影响较大.在制备过程中引入表面活性剂可提高CeO2样品的比表面积,所得CeO2-F127,CeO2-CTAB和CeO2-PEG样品的比表面积分别为60.5,60.2和51.8 m2/g.具有3DOM结构的CeO2样品的低温还原性显著好于无孔的体相CeO2,它们的低温还原性按照CeO2-PEG<CeO2-CTAB<CeO2-F127的顺序提高,与其表面氧空位密度大小的顺序相吻合.CeO2因具有蠕虫状介孔孔壁的3DOM结构,改善了其物化性质,使此类材料在催化方面有着更广泛的应用前景.

烧结矿低温还原粉化率的影响因素及预测模型

针对烧结矿低温还原粉化率传统检测方法时间滞后、过程繁杂、耗时较长等问题,本文以某钢铁厂400 m^(2)烧结机烧结矿的性能指标为研究对象,选用60组训练集进行因子分析,建立以Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、MgO、TiO_(2)、FeO质量分数以及R、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))和w(CaO)/w(TFe)为自变量,低温还原粉化率为因变量的烧结矿低温还原粉化率预测模型。结果表明:影响烧结矿低温还原粉化率的主要因素是w(Al_(2)O_(3))、w(SiO_(2))、w(FeO)、R和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3));优化后预测模型为YRDI=1.137w(FeO)+5.56w(SiO_(2))+26.44R-20.19w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))-6.07w(Al_(2)O_(3));模型的R^(2)为99.90%,具有较高的精确度,能够快速预测烧结矿的低温还原粉化率,并能在生产中改善烧结矿质量。本文建立的预测模型可为现场烧结生产提供理论指导和技术支持。

新型MnO_x催化剂用于低温NH_3选择性催化还原NO_x

首次采用低温固相法制备了无载体MnOx催化剂并将其用于NOx的低温NH3选择性催化还原．该催化剂为晶化度极低的混合锰氧化物，部分为粒径40～60nm的棒状晶体颗粒，其余是更细小的无定形颗粒；催化剂的BET比表面积为150．8m^2／g，吸附能力较强，NOx吸附量可达138．27μmol／g．在模拟尾气试验条件下，MnOx催化剂的低温活性很高，80℃时NOx转化率即可达到98．25％；反应产物N2选择性高于96．6％；当通人0．01％SO2和10％H2O后，由于竞争吸附导致NOx转化率有所下降，但仍可保持在70％左右，且不利影响在停止添加SO2和H2O后逐渐消失．

氧化还原沉淀法制备MnO_x-SnO_2催化剂及其对NO的NH_3选择催化还原性能

采用氧化还原共沉淀法制备了MnOx-SnO2复合氧化物,并将其用于低温NH3选择催化还原NO反应.结果表明,Mn/(Mn+Sn)摩尔比为75%的催化剂具有最好的低温催化活性,在120～200℃温度范围内得到100%的NO转化率.氮吸附-脱附、X射线衍射和X射线光电子能谱测试表明,高比表面积、Mn-Sn固溶体的形成和高氧化态的Mn物种是催化剂催化活性较高的主要原因.

MnO_x/TiO_2催化剂的制备及其低温NH_3选择性催化还原NO性能

为了研究MnOx/TiO2催化剂的低温催化还原NO性能,采用微乳液法在不同的煅烧温度下制备了不同晶相的纳米TiO2,并以此为载体,利用浸渍法制备了一系列MnOx/TiO2催化剂.然后,利用BET,XRD,HRTEM,H2-TPR等方法研究了载体和催化剂的微观结构、分散状态和氧化还原性质.实验结果表明:随着煅烧温度的增加,纳米TiO2从锐钛型逐渐向金红石型转变,700℃煅烧得到的纳米TiO2呈混晶相,800℃煅烧得到的纳米TiO2则为纯金红石型;锐钛型及混晶相TiO2载体与活性氧化物MnOx之间的相互作用较为强烈,当纳米TiO2中金红石型与锐钛型并存时,MnOx优先与锐钛型纳米TiO2作用;纯金红石型纳米TiO2与MnOx之间的相互作用较弱.模拟NH3选择性催化还原NO的反应活性测试结果表明,500℃煅烧得到的MnOx/TiO2催化剂表现出较高的低温活性.

浸渍法制备Mn-Ce/AC催化剂低温SCR脱硝活性研究

钒基催化剂活性温度范围为300～400℃,只能布置在粉尘浓度较高的锅炉省煤器和空气预热器之间.为避免锅炉高浓度粉尘对脱硝催化剂脱硝活性的影响,有必要进行低温脱硝催化剂的研究,以便将脱硝反应器布置在除尘之后的低温段.采用浸渍法制备了煤基活性焦负载锰铈的催化剂（Mn-Ce/AC）,在固定床反应器上进行了动态试验,考察不同锰铈摩尔比、空速、温度、氧气浓度、NH3/NO摩尔比以及SO2对低温选择性催化还原脱硝效率的影响.研究结果表明：Mn-Ce/AC催化剂表现出较好的低温脱硝活性;当锰/市摩尔比3：7、温度120 q℃、氧气浓度5％、NH3/NO摩尔比1.1时,Mn-Ce/AC催化剂的脱硝效率最高,可达85.6％;烟气中SO2对催化剂具有较强的毒化作用.

微尺度氧化铁粉的低温还原机理

用热重分析法研究低温条件下(450、500、550和600℃),氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为。结果表明:随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高,初始反应速率加快,后期反应速率减慢。这是因为反应后期生成大量铁须,铁须之间形成搭桥,导致还原后的粉末严重烧结并致密化,阻碍气体的扩散,致使反应速率减慢。且随着粉体粒径减小,粉体表面吸附能增大,粉体致密程度提高,反应后期的粘结现象更加严重,反应速率相应减慢。采用Hancock-Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程,发现前期阶段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界面化学反应的阻力所占的比例较大,表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应,温度超过500℃时,则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制,点阵结构由Fe2O3的斜方六面体结构转变为Fe3O4的立方结构;后期阶段Fe3O4→Fe,由于粉体发生粘结,还原反应的控速环节转变为扩散控速。

液相共沉淀法制备MnO_2/CNFs催化剂及其低温脱硝性能

以碳纳米纤维为载体,采用液相共沉淀法制备MnO_2/CNFs催化剂并将其应用于低温选择性催化还原(SCR)NO,利用BET,XRD,FESEM,EDS,TEM及XPS对催化剂的微观形貌、结构特征、元素组成以及价态分布进行表征。结果表明:催化剂的活性组分是MnO_2,且以无定型态负载于CNFs表面。在80~180℃下进行低温脱硝活性的测试。当负载量为6%时,MnO_2/CNFs催化剂的脱硝性能最为优异,在80℃时脱硝率就达到了65.25%,当温度升高至180℃时脱硝率达95.25%。无定型结构、良好的分散性以及较高的表面吸附氧含量是MnO_2/CNFs催化剂具有优异低温脱硝催化活性的主要原因。本研究在未经过任何酸处理的情况下使MnO_2负载在CNFs上,很大程度上减小了对环境的污染。

NaCl辅助低温燃烧合成法制备Al2O3/Cu复合粉末的研究

以硝酸铜、硝酸铝、氯化钠和尿素为原料,结合NaCl辅助低温燃烧合成法和氢还原法制备了Al2O3/Cu复合粉末,研究了NaCl掺入量对复合粉末的影响。结果表明,NaCl与Cu(NO3)2的摩尔比为1.5∶1时,前驱物的比表面积达到了最大值,为41.3 m2/g;前驱物氢还原后得到的Al2O3/Cu复合粉末颗粒尺寸为2μm左右,比表面积为15.6 m2/g;对复合粉末采用SPS烧结,烧结块体中Al2O3粒子和Cu基体之间的结合性较好。

HTPB/Cu/μAl的制备及其对AP热分解性能的影响

金属铝粉具有活性高、耗氧量低、燃烧焓高和密度大等优良性能,广泛应用于提高火炸药和固体推进剂能量特性的研究中。过渡金属Cu对铝粉的燃烧具有良好的催化作用,可以使铝粉燃烧更充分。端羟基聚丁二烯(HTPB)作为固体推进剂黏合剂组分,均匀地包覆在铝基复合粒子表面,可有效地阻止表面氧化和团聚,且有利于药柱压装固化成型。以乙酰丙酮铜为铜源,甲醛和肼为还原剂,采用一锅法液相还原制备HTPB/Cu/μAl复合粒子。通过IR、XRD、SEM和EDS对样品的结构和形貌进行表征,同时研究了HTPB/Cu/μAl对AP热分解的催化行为。结果表明,还原出来的Cu以粒子形式散落在铝粉表面,HTPB则均匀包覆在Cu/μAl的表面。HTPB/Cu/μAl的DSC曲线在150~350℃范围内同时出现过渡金属Cu的氧化放热峰和HTPB的分解放热峰,但包覆对微米铝粉在550℃的氧化放热峰基本没有影响。HTPB/Cu/μAl的平均活化能为287.2 kJ·mol-1,相比于μAl平均活化能(323.55 kJ·mol-1)降低了36.35 kJ·mol-1。加入HTPB/Cu/μAl复合材料后,AP的高温和低温分解峰均发生变化,其中高温热分解温度较纯AP降低了127℃,表明HTPB/Cu/μAl复合材料可促进AP的热分解行为。

氨法脱硫+低温SCR脱硝工艺在焦炉烟气净化中的应用

以某化工厂焦炉烟气脱硫脱硝工程为例,分析了工艺选择思路、技术原理、系统流程及处理效果。选择低温SCR脱硝技术,以氨气作为还原剂,在SCR反应器内发生选择性催化还原反应,脱硝效率可达89.8%。以氨水作为脱硫剂,在脱硫塔中以逆流喷淋方式和自下而上的烟气接触发生反应,脱硫效率可达98.8%。低温SCR脱硝+氨法脱硫工艺运行稳定,净化后烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘颗粒物等污染物含量均达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求。

石膏渣热分解过程分析

石膏渣作为铜冶炼系统重要的副产物,属危险废物,处置成本高,堆存压力大。石膏渣高温煅烧分解得到的氧化钙在工业上有远大的应用前景,可作为溶剂返加侧吹熔炼炉,一方面改善渣型,另一方面可节约氧化钙购买成本。采用还原气氛下的高温煅烧法,探讨了分解温度、无烟煤加入量及分解时间对石膏渣热分解效果的影响。实验结果表明,石膏渣在还原气氛下,温度1300℃,恒温60min,基本完全分解。

低温固相反应合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料及其性能(英文)

利用V2O5·nH2O湿凝胶,LiOH·H2O,NH4H2PO4和C等作原料,通过低温固相还原反应在550℃焙烧12h制备出Li3V2(PO4)3正极材料。采用XRD,SEM和电化学测试对Li3V2(PO4)3样品性能进行研究。XRD研究表明本法所合成的Li3V2(PO4)3同传统的高温固相反应法所合成的Li3V2(PO4)3一样同属于单斜晶系结构。SEM测试表明所合成的样品平均粒径大小约为0.5μm且粒径分布较窄。电化学测试表明以0.2C的倍率放电时,样品的首次放电容量为130mAh·g-1,室温下循环30次后其比容量为124mAh·g-1。

Mn-Co-Fe/TiO_2催化剂的制备及其低温脱硝性能的研究

采用共沉淀法制备了Mn-Co-Fe/TiO_2低温SCR催化剂,考察了锰前驱体种类、负载量、活性组分配比、焙烧温度等因素对催化剂低温脱硝性能的影响,并探讨了H2O,SO2对Mn-Co-Fe/TiO_2活性的影响,通过XRD、BET等手段对催化剂进行表征。结果表明:以硝酸锰为锰的前驱体、负载量(质量分数)为20%,n(Mn)∶n(Co)∶n(Fe)=4∶1∶0.7,焙烧温度为500℃的条件下,NO转化率达到97%以上。Mn-Co-Fe/TiO_2催化剂具有较大的比表面积,载体以锐钛型TiO_2晶型存在,活性组分保持无定形的结构,表现出良好的低温脱硝活性。Mn-Co-Fe/TiO_2在反应温度为160℃时,H2O的存在对催化剂的脱硝活性几乎没有影响;通入H2O、SO2后的120 min内,活性仅下降4%;单独通入SO2后,催化剂中毒程度较深。该催化剂有望应用于基本不含SO2的烟气低温脱硝以及不含SO2的硝酸尾气等NOX工业废气的低温净化。

化学二氧化锰合成方法进展

综述了国内外近年来化学法合成电活性二氧化锰的研究动态 ,介绍了几种常用的化学合成法 :锰化合物的热分解 ,二价锰盐的液相氧化 ,高锰酸盐还原法 ,氢氧化锰氧化法 。