氧化铋负载聚丙烯腈复合球体对溶液中碘的吸附性能研究

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比为2∶1时,合成的吸附剂吸附效果最佳,溶液pH为7.0时,吸附剂对碘离子的吸附在210 min可达吸附平衡,最大实验吸附容量为122.3 mg/g。Langmuir和准二级动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,Langmuir拟合计算得到的理论吸附容量为135.7 mg/g,动力学拟合表明该吸附以化学过程为主,颗粒内扩散会对吸附速率产生较大影响。采用氯化钾溶液可以洗脱被吸附的碘离子,吸附洗脱实验结果表明氧化铋负载聚丙烯腈复合球体的重复使用性良好。

微爆性复合球体爆裂反应过程研究

针对基于微细异相净化钢液技术生产稳定控制要求,以微爆性复合球体为研究对象进行试验和数值模拟研究,基于HJC模型研究复合球体爆裂反应时动能和等效应变的影响规律,分析起爆位置、复合球体各层尺寸及原料配比等因素对爆裂反应的影响,得到如下结论:制粉过程中CaCO_(3)粉末分布均匀时能够均匀起爆达到最佳效果;爆裂发生时产生的动能大小与质点的飞散距离成正比,相同尺寸和密度的复合球体多点均匀起爆时动能最大,弥散效果最佳,覆盖范围最广;复合球体的外层厚度越小反应效果越佳,中间层厚度为5 mm时反应产物飞散距离最远;复合球体CaCO_(3)与CaO的配比在1∶10时反应产物分布最广泛。

复合球体非稳态导热的理论解及实例分析

针对二层复合球体在第三类边界条件下的导热微分方程进行了分析求解.以法国Cristopia公司的C.00型蓄冷冰球为例,对温度函数进行求解,分析了温度函数中特征值、指数值的变化规律.当水分别处于固态和液态时,画出了3个典型时刻冰和水的温度曲线.结果表明,在相同的表面传热条件下,冰和水的最外层几乎同时达到0℃.冰内温度变化比水内变化更剧烈,水开始结冰比冰开始融化需要更长的时间.提供的理论解可用于对相关导热问题的求解,以及为近似解或数值解的准确性提供检验标准.

受热弹性复合球体空化问题的分析

研究了由两种弹性固体材料组成的复合球体,在均匀变温场作用下的空化问题.采用了几何大变形的有限对数应变度量和Hooke弹性固体材料的本构关系,建立了问题的非线性数学模型.求出了复合球体大变形热弹性膨胀的参数形式的解析解.给出了空穴萌生时临界温度随几何参数和材料参数的变化曲线,以及空穴增长的分岔曲线.算例的数值结果指出:超过临界温度后空穴半径将迅速增大,并且空穴萌生时环向应力将成为无限大,这意味着如果内部球体是弹塑性材料,则会在空穴表面附近产生塑性变形而造成材料的局部损伤.另外,当内部球体材料的弹性接近于不可压时,复合球体可以在较低的变温下空化.

受热黏弹塑性复合球体的空化问题分析

在有限变形动力学的框架下,采用Kelvin-Voigt微分型热黏弹性本构关系,建立球体内空穴运动的非线性数学模型,得到了球体的几何参数和材料参数与空穴生成时临界温度的变化关系;给出空穴半径随时间增长的动态变化曲线,并讨论外界温度场、球体的几何尺寸和材料参数对空穴半径增长规律的影响.

SiC/AlN复合球体的制备与表征

以粉煤灰和碳黑为原料n(SiO2)/n(C)=4.2,采用微波加热碳热还原法在1300℃下制备了SiC/AlN复合球体。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(RS)和扫描电子显微镜(SEM)对SiC/AlN复合球体的形貌和结构进行了表征,并分析了其形成机理。结果表明,以炭黑球为模板,粉煤灰提供Si源和Al源,通过微波加热碳热还原氮化反应可以制得具有梯度结构的SiC/AlN复合球体。所制备的SiC/AlN复合球体具有AlN-多型体的外壳、SiC纳米线过渡层和SiC晶须与花朵状SiC晶体构成的核心。

尘泥复合球体爆裂反应诱发微小异相研究与实践

在现有技术中,冶金尘泥循环利用的关键是环境保护因素和直接有效的利用。因此,研发了一种利用能够作为造渣剂的复合球体爆裂反应诱发微小异相再利用冶金尘泥的新工艺。通过圆盘造球机(12 r/min)设计和制造出一种功能性复合球体,并且优化了球团的加入方式。结果表明:在转炉中加入复合球体是一种全新有效的尘泥处理新工艺。在转炉兑铁后,吹氧前一次性加入尘泥球团是最有效、可行的加入方式。复合球体技术不适合在冶炼低硫钢时使用;球团最大加入量为10 t;铁的收得率大于95%。与传统的尘泥处理工艺相比,该技术更快捷、有效,每吨可降低成本309元。

聚苯乙烯球负载金纳米粒子的制备及其催化性能研究

研究了聚苯乙-金复合粒子在水相中催化硼氢化钠(NaBH_4)还原对硝基苯酚(p-NP)至对氨基苯酚(p-AP)的催化活性。已经制备好的AuNPs通过热力学驱动的异相凝聚法快速地负载到PS微球上。之后,PS微球负载AuNPs(PS-Au复合粒子)催化还原p-NP至p-AP的表观速率常数(kapp)为4.7×10^(-3)s^(-1)及内在活性参数(kiap)为0.47 s^(-1),这要高于此前大多数的报道。这些优越的催化性能可以归功于负载的小尺寸的AuNPs以及蓝莓形貌的复合粒子催化剂。

反应诱发微小异相净化钢水技术

对钢中T[O]和夹杂物含量的控制是生产高洁净钢的关键技术。提出一种全新的洁净钢生产工艺——反应诱发微小异相净化钢水技术,设计并采用转盘造球工艺制备了一种具有该种功能的复合球体,研究了复合球体在炼钢温度下的爆裂反应,并在转炉炉后、RH精炼炉开展了复合球体加入的工业现场试验研究。结果表明,反应诱发微小异相净化钢水工艺是一种成本低、高效率、简便易行的钢水净化技术。采用这种工艺可以降低钢水传输过程温降,促进LF精炼快速成渣,使LF升温速率提高2℃/min,缩短LF炉精炼处理周期;IF钢铸坯平均全氧质量分数从14.2×10-6下降到9.69×10-6;铸坯中磷质量分数最低可以达到30×10-6,从而实现快速深脱磷。

反应诱发微小异相净化钢水

提出了一种夹杂物控制技术——反应诱发微小异相净化钢水技术,采用转盘造粒工艺制备了具有该种功能的复合球体,并在RH精炼后期加入上述球体进行工业现场试验.结果表明:反应诱发微小异相净化钢水技术是一种成本低、效率高且简便易行的夹杂物控制技术,它可以短时间(大约10min)内显著降低钢液中的非金属夹杂物的数量;与传统工艺相比,采用该技术对钢液进行处理后,铸坯中氧化物夹杂的数量明显减少,尺寸变小,铸坯的平均全氧T[O]最低可达6×10-6,吨钢成本可降低5～10元.

反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物技术研究

提出一种反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物技术,并在此基础上设计了一种具有该种功能的复合球体,开展了工业现场试验研究。结果表明反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物技术是一种有效的夹杂物去除工艺,可以显著降低钢液中非金属夹杂物数量。反应诱发微小气泡与渣滴的尺寸可以通过复合球体CaCO3粉末的大小进行控制。复合球体中w(CaCO3)/w(CaO)比值大小对钢液中的夹杂物作用较大。多次、少量的投入能够有效提高复合球体的利用率。与传统工艺相比,该技术具有方便易行、成本低、效率高等特点,采用该技术对钢液进行处理后,铸坯中氧化物夹杂的数量明显减少,尺寸变小,钢的全氧质量分数最低可达6×10-6。

IF钢中细小夹杂物的控制

高纯净度钢的生产是21世纪钢铁企业面临的重大课题,对钢中全氧含量和夹杂物含量的控制是生产高纯净IF钢的关键技术。为此笔者提出一种全新的夹杂物控制技术——反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物的工艺,设计了一种具有该种功能的复合球体,并开展了工业现场试验研究。试验结果表明:反应诱发微小异相去除细小夹杂物工艺是一种成本低、效率高、简便易行的夹杂物控制技术,它可以显著降低IF钢中非金属夹杂物数量。与传统工艺相比,采用该技术对钢液进行处理后,铸坯中氧化物夹杂的数量明显减少,尺寸变小,铸坯的平均w([TO])最低可达7×10-6,吨钢成本可降低5～10元。

激光辐照下金属杂质粒子及周围基质温度场分布

为了研究金属杂质粒子周围基质温度场的分布,基于Mie理论和强吸收体热传导理论模型提出了以金属杂质粒子为球心的复合球体热传导模型,利用有限元分析思想方法和拉普拉斯变换方法,得到嵌入熔石英的金属杂质粒子周围基质的温度场分布模型。该模型适用于模拟不同半径的金属杂质粒子周围基质的温度场分布。通过研究在波长为1 053nm,持续时间为10ns的激光辐照下,半径为100nm的铜杂质粒子周围熔石英基质温度场的分布结果,表明基质温度较高的区域主要集中在100~200nm之间;在激光脉冲末端,复合球体半径约为100nm处,基质温度达到最高;基质吸收率的大小受温度影响且与温度成正比关系,在温度场的模拟过程中基质吸收率的变化所产生的影响不容忽视。通过对基质温度场的研究分析,进一步明晰了激光诱导材料发生损伤的机理,该模型对激光诱导材料发生损伤的形态以及材料周围应力场的分布研究具有重要的意义。

微气泡钢水净化技术在铝镇静钢的试验

介绍了向钢液中引入超细固体颗粒诱发微小气泡去除夹杂物一种工艺方法,并在铝镇静钢生产中进行了试验,结果表明:该方法可以显著降低钢液中非金属夹杂物数量,与传统工艺相比,采用该技术对钢液进行处理后,铸坯中氧化物夹杂的数量明显减少,而且尺寸变小,铸坯的平均w(T.O)可达0.000 7%,有效地提高了钢液的洁净度。