纳米改性金属陶瓷的组织和力学性能

讨论了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷(纳米改性金属陶瓷)的组织与力学性能。结果表明,金属陶瓷组织仍为两相结构(陶瓷相+金属相),其中粗大的陶瓷相为芯/壳结构,即Ti(C,N)芯外包覆有一层硬质相(Ti,Mo,W)(C,N)(即"SS"相)。TEM观察显示,纳米TiN主要在两相或三相晶界上分布。随纳米TiN的增加,纳米改性金属陶瓷的组织明显细化;组织的细化与纳米TiN在TiC/TiC晶界的分布阻止了TiC晶粒的长大有关。抗弯测试表明,抗弯强度在添加8wt%纳米TiN时达到最大值;抗弯断口显示沿晶断裂为主要的断裂模式。

纳米改性金属陶瓷刀具切削参数优化

文章系统地讨论了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具及 YG8刀具切削灰铸铁时的失效形式和磨损机理 ,研究了切削用量、Ni含量及纳米改性对刀具耐用度的影响。结果表明 ,刀具耐用度随切削用量 f、ap及 vc的增大而降低 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具的效果明显 ,最后通过一元线性回归分析给出了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Taylor公式。

硫酸改性金属氧化物超强酸的合成及其催化麻疯树籽油酯交换反应性能的研究

基于H_(2)SO_(4)溶液浸渍法改性氢氧化钛(Ti(OH)_(4))和氢氧化锆(Zr(OH)_(4))制备了SO_(4)^(2-)/TiO_(2)和SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体超强酸催化剂。利用XRD、N_(2)-物理吸附、FT-IR和NH3-TPD技术对催化剂的微观结构及酸性质进行了表征。并将其用于麻疯树籽油酯交换生产生物柴油反应,测试其催化活性和产物选择性。结果表明,硫酸改性后的催化剂表现出更高的催化活性,主要归功于催化剂的强酸性和大比表面积促进了酯交换反应。

基于FEM的纳米TiN改性金属陶瓷刀具的切削性能研究

文章以纳米TiN改性金属陶瓷刀具作为研究对象。基于大变形-大应变、增量理论及拉格朗日算法,建立了Cockcroft&Latham断裂分离及磨损准则的有限元模型,并对AISI1045钢进行切削加工模拟。改变刀具角度,得到不同角度纳米TiN改性金属陶瓷刀具切削过程中的主切削力、温度及后刀面磨损变化曲线,模拟结果与相关切削理论比较吻合。结合刀具磨损SEM形貌,简要分析了此刀具磨损机理。文章的研究能够为后期新型刀具材料的研究开辟了新路径,以期到达缩短研制周期,降低成本的目的。

缺陷型ZSM-5沸石金属改性特征

MFI沸石中普遍存在骨架缺陷。但由于某些原因,迄今为止人们仅对于S-1沸石的骨架缺陷进行了一些较为系统的研究。实际上,与S-1沸石同样具有MFI拓扑结构的ZSM-5沸石也普遍存在不同程度的骨架缺陷。这些骨架缺陷会使ZSM-5沸石产生不同数量和形式的羟基窝缺陷位。然而,关于羟基窝对缺陷型ZSM-5沸石物化性质的研究却鲜有报道,所以有必要对缺陷型ZSM-5沸石中羟基窝的物化性质进行系统研究。因此,研究了缺陷型ZSM-5沸石的金属离子改性规律,考察羟基窝对金属离子在缺陷型HZSM-5上的改性行为,以便为将来开发利用缺陷型ZSM-5沸石打下基础。

金属改性缺陷型ZSM-5分子筛用于丙烷催化转化的研究

锌离子改性的缺陷型HZSM-5分子筛的表面酸性和锌离子改性常规HZSM-5分子筛明显不同,其丙烷转化反应催化性能更优。用缺陷型HZSM-5分子筛制备的Zn、Sn、Pt三金属组元改性催化剂也可能在催化性能上优于用常规HZSM-5分子筛(骨架缺陷较少)制备的Zn、Sn、Pt三金属组元改性催化剂。因此,选择高硅铝比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=100)缺陷型HZSM-5分子筛(Z100)及其(NH_(4))_(2)SiF_(6)修复样品,分别制备了Zn、Sn、Pt三金属组元改性催化剂,并在此基础上研究了不同催化剂对丙烷探针分子反应的催化性能。脉冲微反应实验结果表明:在丙烷探针分子反应中,Zn、Sn、Pt改性缺陷型HZSM-5分子筛催化剂的烯烃和芳烃产物总选择性与参比催化剂相近,但催化活性提高近1倍。

低硅铝比X型分子筛的金属阳离子改性

采用液相离子交换法制备了系列金属阳离子改性低硅铝比X型分子筛(LSX)吸附剂,利用ICP,XRD,SEM等方法对改性吸附剂进行了表征,优化了离子交换条件及干燥工艺,并分析了改性吸附剂的吸附性能。实验结果表明,Ca-LSX和Sr-LSX有较高的氮气吸附容量,Sr-LSX的氮氧分离效果最好,Ce-LSX更适合用于吸附氧气。在25℃下对LSX进行离子交换和干燥能有效避免分子筛结构破坏,可获得最佳吸附性能和效果。Ca-LSX引入适量Sr后,产品氮气吸附容量略微降低,但氮氧分离系数显著提高,由3.96提升至4.35。

金属改性生物炭吸附水体中磷酸盐研究现状

水体中过量的磷会严重影响动植物生长,如何有效去除水体中过量的磷酸盐至关重要。吸附法由于其低成本、易操作的优点被广泛关注。生物炭由于其低成本、高稳定性等优点被用作吸附剂。金属改性是一种有效提高生物炭吸附水体中磷酸盐的方法。结合近年来国内外对于金属改性生物炭吸附磷酸盐的研究成果,总结了金属改性前后生物炭吸附磷酸盐的影响因素及其吸附机理。为未来研究提供理论基础和科学依据。

过渡金属助剂改性Ca-Zr催化剂上甲醇与碳酸丙烯酯反应制备碳酸二甲酯

采用溶胶凝胶法制备了一系列由过渡金属助剂改性的Ca-Zr催化剂,对其低温下甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换反应合成碳酸二甲酯(DMC)的催化性能进行了研究。结果表明,系列过渡金属改性的Ca-Zr催化剂上DMC选择性的顺序依次为Co-Ca-Zr>Cu-Ca-Zr>Ca-Zr>Fe-Ca-Zr>Ni-Ca-Zr>Zn-Ca-Zr。其中,Co改性的Co-Ca-Zr催化剂在35℃、甲醇/PC物质的量比为15及催化剂用量为4%的条件下反应2 h,PC的转化率可达84.3%,DMC的选择性可达94.5%。结合XRD、FT-IR、XPS和CO_(2)-TPD等表征结果发现,催化剂的碱性位强度增加可以提高PC的转化率,而总碱性位含量提高则降低DMC的选择性。Co改性的Ca-Zr催化剂具有最少的碱性位和最高的强碱性位站比,因而表现出较高的PC转化率和DMC选择性。

金属改性对SSZ-13分子筛CH4-SCR中NO_(x)消除效率的影响

通过不同过渡金属元素改性SSZ-13分子筛的方式制备在高温段高活性的单金属CH4-SCR催化剂.探究了不同改性金属对催化剂NO_(x)转化率的影响,并以此为基础制备多种双金属改性催化剂.采用多种分析技术对不同催化剂的理化特性进行分析,结果表明,在单金属催化剂中In-SSZ-13催化剂有明显优势,最高NO_(x)转化率为38.6%.而1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂表现好于其他单金属和双金属改性催化剂,最高NO_(x)转化率为92.4%,并且在500~650℃的NO_(x)转化率在74%以上;1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂比In-SSZ-13催化剂有更小的晶粒尺寸以及更多的微观孔隙和活性中心,提升了催化剂的反应物吸附能力;同时1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂中出现了结合能明显改变的In^(3+)与Cr^(3+),说明两者之间存在相互作用,使得在CH4-SCR过程中In与Cr之间产生协同催化效果.

金属改性对钛硅分子筛TS-1上油酸甲酯环氧化性能的影响

环氧植物油可广泛用作各种化工材料,为提高植物油环氧化催化剂钛硅分子筛TS-1的活性,采用沉淀沉积法制备了系列金属改性的TS-1催化剂(M/TS-1,M为Mn、Fe、Cu、Mg),对其进行了表征,并以油酸甲酯环氧化为探针反应,考察了金属改性对TS-1上油酸甲酯环氧化性能的影响。结果表明:Fe和Cu的引入提高了TS-1的催化活性,但Mg和Mn改性却抑制了油酸甲酯的环氧化,Cu/TS-1催化剂的催化活性最高;结合多种表征结果发现,Cu/TS-1催化剂的高活性归因于Cu的引入有效地改变了Ti活性中心的电子环境,并增加了新的中强酸性位点;Cu/TS-1催化油酸环氧化的最佳工艺条件为反应温度80℃、H_(2)O_(2)与油酸甲酯物质的量比3∶1、油酸甲酯与催化剂质量比10∶1~20∶1;Cu/TS-1重复使用5次后,油酸甲酯转化率和环氧油酸甲酯收率略有降低。综上,采用Cu改性TS-1可显著提高其催化活性,且Cu/TS-1具有良好的再生性能。

TiO_(2)基光催化剂的负载改性方法研究进展

TiO_(2)由于比表面积大、化学性质稳定、具有较高光催化活性等优点,在环境治理保护、光催化降解污染物等方面广泛应用。但其禁带宽度较大,只能吸收紫外光,且光生电子-空穴对再复合率较高,使其对太阳光的利用率大大降低,从而限制了其大规模的工业化应用。因此,如何进一步提高TiO_(2)半导体材料的光催化效果以及对太阳光的利用率备受研究者关注。对TiO_(2)的负载改性方法如非金属元素负载、金属元素负载、半导体复合改性以及染料敏化改性等方面的研究进展进行了综述。

金属改性稻壳生物炭的制备及其对罗丹明B的吸附性能研究

以废弃稻壳为原料,分别通过金属镁和铁改性制备生物炭吸附剂,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对其形貌及微观结构进行表征,并研究了金属改性生物炭对水溶液中罗丹明B的吸附性能。实验结果表明,改性后的稻壳生物炭为粗糙多孔结构,以pH=5、热解温度为400℃、吸附剂投加量100 mg为吸附条件,镁改性生物炭在480 min时罗丹明B去除率达到94.1%。对吸附动力学数据进行拟合发现,原始生物炭和金属改性稻壳生物炭对罗丹明B的吸附更符合拟二级动力学模型(R^(2)=0.999),说明这些生物炭吸附罗丹明B的过程属于化学吸附。原始生物炭和Fe改性生物炭对罗丹明B的吸附等温线更符合Freundlich方程,而Mg改性生物炭对罗丹明B的吸附等温线更符合Langmuir方程。

金属改性ZSM-5分子筛增产乙烯机理研究获进展

近日,中石化石油化工科学研究院有限公司的研究团队以ZSM-5分子筛催化正辛烷裂解为模型反应,在保证质子酸强度不变的前提下,在分子筛中引人Lewis酸中心,通过考察反应速率、转化频率、表观活化能等动力学指标,证实热裂解生成烯烃的吸附位置决定了烷烃催化裂解反应路径,进而影响初级裂解产物中乙烯收率。相关研究成果发表于《催化学报》。

纳米TiN改性金属陶瓷刀片的铣削性能

制备了两种纳米TiN改性金属陶瓷可转位铣刀片ToolA和ToolB。研究了这两种新型面铣刀在切削正火态45#钢时的铣削性能及其失效机理。试验结果表明,两种试验铣刀片在Vc=294m/min,fz=0.16mm/z,ap=0.5mm条件下铣削45#钢时,均未发现“崩刃”现象,并全都以“磨损”的形式失效,刀具寿命较长。此外,在同样切削条件下,ToolA具有良好的抗氧化磨损性能,而ToolB有更高的耐机械冲击能力;高温扩散和氧化磨损成为导致纳米TiN改性铣刀片磨损失效的主要原因。

碱处理和Fe改性制备多级孔ZSM-5催化剂及其催化合成二苯甲烷的性能

采用碱处理ZSM-5并通过浸渍法制备Fe改性多级孔ZSM-5分子筛催化剂Fe-ZSM-5。通过X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)程序升温脱附对催化剂进行表征。结果表明,采用0.05 mol/L氢氧化钠处理ZSM-5,扩大了分子筛的孔径,Fe改性后ZSM-5仍保持原有结构,弱酸酸量显著增大,弱酸酸强度变高,强酸酸量减少。以苯和氯化苄为原料进行烷基化反应,考察碱处理浓度、金属负载量、焙烧时间、焙烧温度对催化剂催化合成二苯甲烷性能的影响。试验结果表明,当Fe与分子筛质量比为5%、氢氧化钠溶液浓度为0.05 mol/L、碱处理时间为30 min、焙烧温度为450℃、焙烧时间为4 h时,制备的催化剂活性最高,氯化苄转化率为96.2%,二苯甲烷选择性为84.9%。

Ga、Zn改性ZSM-5对生物质热裂解产物单环芳烃选择性的影响

针对生物油组分复杂、含氧量高等问题,通过使用金属改性催化剂改善生物油的组成,提高生物油中单环芳烃(Monocyclic Aromatics Hydrocarbon,MAHs)的选择性,并探讨了生物质催化热裂解反应机理。以硝酸镓、硝酸锌为改性剂,采用离子交换法对不同硅铝比的ZSM-5进行改性,使用Py-GC/MS外标法探究硅铝比(30、40、50和60)和金属元素类型(Ga、Zn)对玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃选择性的影响。结果表明,对于Ga/ZSM-5,硅铝比为30时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为19.02%,是在母体ZSM-5(30)催化下的1.38倍;对于Zn/ZSM-5,硅铝比为40时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为22.18%,是在母体ZSM-5(40)催化下的1.51倍。硅铝比对二甲苯、萘和二甲基萘的产率影响比改性金属元素影响大,改性金属元素对苯、甲苯和茚的产率影响比硅铝比影响大。从生物油的相对含量、元素组成、芳香烃的相对含量、以及单环芳烃的产率来看,Zn/ZSM-5(40)的催化效果优于Ga/ZSM-5(30)。

臭氧/金属负载活性炭对溶解性有机氮(DON)去除效果研究

为探讨臭氧/金属改性活性炭对二级出水中溶解性有机氮(DON)的去除效果,利用SEM、XRD和BET对改性活性炭进行了表征,并结合三维荧光光谱和区域体积积分分析手段对DON进行了定量分析。结果表明:金属负载改性活性炭后,Fe-AC表面主要为Fe3O4、Cu-AC表面主要为Cu O和Cu、Mn-AC表面主要为MnO、Pd-AC和Pt-AC表面主要为Pd单质和Pt单质;相比于改性前,Fe-AC的比表面积和微孔比表面积都有一定程度的增加。经过金属负载改性的活性炭在一定程度上提高了DON的去除率,特别是Pd-AC,对DON的去除效果最佳,由改性前的56.1%提高至79.2%,增加了23.1个百分点。二级出水区域Ⅱ和Ⅳ荧光区域标准体积占总的荧光区域标准体积的63.76%,经过臭氧/金属负载活性炭处理后,区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和总荧光区域标准体积呈下降趋势,荧光区域Ⅳ代表的SMPs去除率最高。

含硅烷偶联剂有机金属涂层的制备及性能研究

硅烷偶联剂涂覆是金属表面改性最常用的手段之一,而为了获得与金属基体结合良好的有机涂层,需要进行涂覆材料选择、表面预处理、涂覆工艺选择等多因素考虑。对于硅烷偶联剂对金属表面改性的作用机理进行阐述,对含硅烷偶联剂有机金属涂层的制备最近研究现状进行介绍,并提出一种用于镁合金的耐磨环氧涂层的制备方法。

基于高含量取代型非金属掺杂TiO_(2)光催化性能研究进展

近年来,随着环境污染问题的日益严峻,光催化技术作为一种环境友好的解决方案受到了广泛关注。其中,TiO_(2)作为一种典型的光催化剂,其性能优化成为研究热点。文章综述了基于高含量取代型非金属掺杂TiO_(2)的光催化性能基本原理、掺杂路线及掺杂的研究进展。针对高含量取代型非金属掺杂TiO_(2)发展过程中不足和挑战,提出未来发展的主要方向,为光催化剂的改性提供了新的思路,也为环境污染治理和能源转化等领域提供了新的材料方向。