混合导电体型氧透膜材料的研究

研究了具有氧离子导电性和电子导电性的钴系钙钛矿型复合氧化物混合导电体材料中氧的选择性透过能力,考察了该体系中 A 位低价金属离子置换量、置换金属离子的种类及 B 位置换金属离子的种类对氧的透过率的影响.结果表明:改变钙钛矿型复合氧化物的组成,提高材料中氧空位浓度和氧离子导电率,有利于提高氧离子的扩散速度,即提高氧的透过率和降低氧透过的起始温度.将钙钛矿型复合氧化物混合导电体氧透膜与固体电解质氧透膜进行了比较,前者具有结构简单的优点,有希望成为一种新型高温氧分离膜介质材料.

纳米SiO_x对壳聚糖膜透氧透湿可调性的研究

为了探究纳米SiOx对壳聚糖复合膜透氧和透湿的影响,采用共混法制备了不同纳米SiOx添加量的壳聚糖复合膜,并用红外(IR)和透射电镜(TEM)对复合膜的结构进行表征,同时考察复合膜中不同添加量的纳米SiOx对猕猴桃呼吸强度和失重率的影响。结果表明,当纳米SiOx添加量分别为0.01、0.03、0.05 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数分别为32.61、24.89、31.48 mg·cm-2·d-1,水蒸气透过系数分别为91.68、73.62、85.35 mg·cm-2·d-1。特别是当纳米SiOx添加量为0.03 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数及水蒸气透过系数达到最低,分别较壳聚糖单膜降低了34.40%和22.85%,猕猴桃呼吸高峰延迟了7 d。实验结果证实通过控制纳米SiOx的添加量,可以调节复合膜的透氧量和透水量,并能有效抑制采后呼吸,提高猕猴桃的保鲜效果。

NanoHAP/聚己内酯复合材料的结晶性、透氧透湿性、流变性能的研究

将纳米羟基磷灰石(NanoHAP)和聚己内酯(PCL)共混制备复合材料,探讨了NanoHAP含量对材料结晶性能、透湿透氧性能及流变性能的影响。结果表明,NanoHAP充当了异相晶核,诱导了PCL的结晶,且其诱导结晶作用直接影响了复合材料的透氧性能,导致复合材料的透氧性能呈现出先降低后升高的变化趋势,而NanoHAP的亲水作用也会提高复合材料的透湿性能;另外,NanoHAP的添加增加了复合材料体系的松弛过程,在提高复合材料弹性的同时也造成其出现两相分离的情况。

氧透双油泵的自动控制

本文以浙江中控公司DCS系统组态软件AdvanTrolPro(V2.5)为例,介绍实现氧透双油泵自动控制为目的的组态思路和方法。

浅析氧透油泵联锁引起停主电机原因及处理方式

阐述了萍钢制氧厂3#万立制氧机由于氧透油泵电控故障引起联锁停机的分析原因和处理过程,进而要求我们在为实现仪控实现零故障停机过程中,不但要不断提升自我技能,还须熟悉每个关键联锁控制中的细节部分。

氧透进口过滤器冲破事故的原因分析

针对新钢16000 m3/h制氧机氧透发生的两起进口过滤器损坏的事故,分析了氧透控制系统中存在的隐患及其改进措施,总结了在操作中应该吸取的经验和教训。

多层收缩膜的可印刷性和透氧性的性能研究及优化方向

本研究成功研制出一种创新的多层收缩膜,特别针对海鲜等易腐食品对高氧气传输速率的需求。通过精心调整原料配比,并结合独特的“二次发泡”工艺,所制得的薄膜展现出不低于10,000 cm3/㎡·24h·0.1MPa的氧气透过性能,大幅增加了产品的保质期限。该膜不仅机械强度良好,而且具备出色的印刷适应性。在吹膜、印刷、制袋以及真空包装测试等关键生产环节中,严格把控确保了膜的品质均一性。此外,研究还深入探索了结构工艺的优化、新型添加剂的应用、表面改性技术的实施以及提高回收率等措施,从而进一步增强薄膜的整体性能。

不同透氧率的瓶塞对瓶储两年葡萄酒感官品质的影响

该研究采用三种不同透氧率瓶塞(经典、至尊500和至尊300)对赤霞珠干红和贵人香干白葡萄酒进行两年的瓶内储存,通过测定不同瓶塞葡萄酒溶解氧(DO)、顶端空间游离氧(HSO)含量、单体花色苷总含量、CIELab颜色参数、挥发性香气成分及感官评价,分析不同瓶塞对葡萄酒感官品质的影响。结果表明,不同瓶塞葡萄酒中DO和HSO含量下降幅度为经典>至尊500>至尊300。a^(*)值、b^(*)值、色度(Cab值)和色调(hab值)与单体花色苷总含量呈极显著正相关(P<0.01),而L^(*)值与之呈极显著负相关(P<0.01)。不同瓶塞赤霞珠干红葡萄酒中共检测出30种挥发性香气成分,包括4种醇类,11种酯类,8种有机酸类,1种萜烯类和6种酚类。至尊瓶塞感官品质优于经典瓶塞,至尊500与至尊300之间无明显差异。

陶瓷中空纤维透氧膜的制备与性能

应用相转化法制备了La0．6Sr0．4Co0．2Fe0．8O3-α(LSCF)氧离子-电子混合传导陶瓷中空纤维膜,该陶瓷中空纤维膜具有由多孔层和致密层组成的非对称结构．经1300℃的4h烧结后,可得到致密的LSCF陶瓷中空纤维膜．烧结后,LSCF粒度变大而其钙钛矿型晶相结构没有发生变化．LSCF中空纤维膜的透氧速率大大高于一般管式膜的氧透量．

O_(2)/N_(2)选择性渗透膜分子设计的进展

在基础研究及工业应用中,O_(2)/N_(2)选择性渗透膜具有重要的作用,但是,目前尚未发挥其潜力。由于有机聚合物可以通过精确的分子设计并制备较薄且面积较大的自支撑膜,成为研究的热点。但是,由于O_(2)及N_(2)分子性质的差异较小,分离膜的分子结构需进行精确的设计。为了得到合适的大分子结构,从而制备性能较好的O_(2)/N_(2)分离膜,综述了纯聚合物对称致密膜的O_(2)/N_(2)透过数据。然后,通过对比聚合物的老化性能,分析得到性能较好的聚合物膜的分子结构。同时通过对比近十余年文献报道的最佳O_(2)/N_(2)分离性能的聚合物膜,分析了该领域中分子结构设计的研究进展。

系统选择钙钛矿型透氧膜材料

提出了一套系统选择具有高透氧能力、结构稳定性及热化学稳定性的钙钛矿型混合氧离子电子导体透氧膜材料的策略，在此策略指导下开发出了若干新的导体膜材料．采用了标准陶瓷法、络合法等对材料进行了合成，采用色谱法及Ｘ射线粉末衍射法分别对其透氧性能与稳定性进行了测定与表征，并将其与几种典型透氧膜材料进行了比较．结果表明此系列新材料确实具有预期的透氧性能与结构和热化学稳定性．典型材料，Ｂａ０．5Ｓｒ０．５Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３－δ导体膜在８５０℃下透氧量达１．１６ｍＬ［ＳＴＰ］·ｃｍ－２·ｍｉｎ－１，并在长达１０００多小时的测定中保持稳定的透氧能力．

固体透氧膜法制备金属Ta

利用固体透氧膜(SOM)法进行了从Ta2O5中提取金属Ta的实验．在1150℃,外加直流电解电压3．2 V下, 以55．5％MgF2-44．5％CaF2的熔盐体系为介质,阴极为经过预烧成型的Ta2O5,阳极为氧化锆管内的碳饱和铜液．测试结果显示:Ta2O5阴极中氧含量大大降低甚至消失,Ta2O5还原为金属Ta．

利用固体透氧膜提取海绵钛的新技术

对克劳尔法、电解四氯化钛法等海绵钛传统生产方法以及在熔融CaCl2 中直接电解还原二氧化钛制取钛的新工艺进行了总结和分析。针对这些方法中存在的不足 ,提出了一种利用固体透氧膜技术直接从含钛氧化物矿制备海绵钛的连续、低成本、无污染的绿色冶金新工艺。

La_(0.2)Ba_(0.8)(Co_(0.2)Fe_(0.8))_(1-x)Zr_xO_(3-δ)透氧膜材料的微结构与氧分离性能研究

采用固相法制备了La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ(x=0、0.05、0.1、0.15)片状陶瓷膜,用稳态法测试了不同成分制备样品的透氧性能,并利用XRD和SEM手段分析研究了样品的相结构和晶粒形貌及它们对材料性能的影响.研究表明:固相法较难合成x=0的纯钙钛矿相,可用改进的Pechini法合成,另B位Zr的替代有利于去除材料中非钙钛矿杂相;x=0.1的样品中有少量BaZrO3析出,并导致晶粒细化(1-2μm),而这种微结构状态稳定且不受高温长时间退火和氧分压梯度的影响.晶粒细化样品的力学性能和氧渗透性能均有较大提高,x=0.1的样品较x=0样品的氧渗透性能提高了一个数量级,在1010℃,样品厚1.2mm时体系的透氧率达到4.6×10-7mol·cm-2·s-1.

a,Fe掺杂La-Co-O系列混合导电型透氧膜研究

采用改进的Pechini法合成了La(Ba)Co(Fe)O3-δ系列透氧膜材料 ,考察了Ba和Fe掺入量对材料的结构、氧脱附性能及透氧性能等的影响 ,并与材料的容限因子及平均结合能进行了关联 .结果表明 ,Ba的掺杂有利于透氧活化能的降低及透氧量的提高 ;Fe的引入使材料在较高Ba掺杂量时也能保持稳定的钙钛矿结构 ,同时使材料的密封性能较好 ,稳定操作时间加长 。

固体透氧膜法直接还原NiO-CeO_2制备CeNi_5合金

在CaCl_2熔盐中,利用固体透氧膜(SOM)法直接电解混合氧化物NiO-CeO_2制备CeNi_5合金,并与熔盐电解法(FFC)进行了对比.阴极的制作方法与FFC法相同,阳极为碳饱和Cu(或Sn)液,采用只允许氧离子通过的透氧膜隔开阴极和阳极,这样可以采用较高的电解电压(3.5 V)以获取更高的电解速率.研究了SOM法制备CeNi_5合金的可行性和影响因素,如电解温度、电解时间,以及产物的相组成和形貌等.结果表明:通过SOM法,NiO-CeO_2可完全还原为CeNi_5.电解中间产物的相组成分析表明,CeNi_5的形成过程为:NiO首先还原为Ni,与随后生成的CeOCl反应生成CeNi_5.SOM法与FFC法对比表明,2.5 g的烧结试样采用SOM法电解3 h可电解完全,电流效率为75.5%,能耗为4.03 kW·h/kg;采用FFC法需12 h才能电解出纯的CeNi_5合金,其电流效率为26.1%,能耗为10.27 kW·h/kg.相比于FFC法,SOM法具有更好的工业化应用前景.

混合导电体Y_(1-x)La_xBa_2Cu_3O_(7-δ)透氧膜的透氧性能研究

用稳态法研究了具有类钙钛矿结构的Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ(x=0．1、0．3、0．5、 0．8和1．0)致密透氧膜在750—1000℃之间的透氧量．实验发现,透氧速率随着La替代Y的比例x的增加而增加;在大约875℃,氧空位的有序-无序转变导致透氧率有一个突然增加．透氧膜的两侧分别为He气氛和空气,当La完全替代Y时,厚1．0mm的LaBa2Cu3O7-δ膜的透氧量达到1．22μmol／s·cm2(1．64 mL／min·cm2)．

暂态热重法分析混合导电材料YBa_2Cu_3O_(7-δ)的透氧性能

用暂态热重法研究了 YBa2 Cu3O7-δ(YBCO)粉末在不同的温度下 N2 → O2 → N2 交变气流中的吸氧、脱氧过程 ,估算了其在不同温度下的氧吸附速率、氧脱附速率。结果表明 ,YBCO对氧有强烈的选择吸附性 ,并且其吸氧、脱氧过程是可逆的 ,氧吸附过程较迅速 ,而氧脱附过程则较缓慢 ;氧吸附或氧脱附过程在开始阶段是表面扩散 ,以后主要是体扩散。

BaCoO_3基透氧材料的B位掺杂优化

采用传统的固相合成法制备BaCo0.9-xFexNb0.1O3-δ(BC0.9-xFxN0.1O,x=0.1,0.2,0.3,0.4)和BaCo1-yNbyO3-δ(BC1-yNyO,y=0.10,0.12,0.14,0.16)混合导体透氧膜材料,较系统地研究Fe和Nb掺杂量对BC0.9-xFxN0.1O和BC1-yNyO的晶体结构、晶粒大小、结构稳定性以及透氧率的影响.结果表明:Fe和Nb掺杂有助于提高BaCoO3基钙钛矿材料的结构稳定性,但会降低材料的透氧能力;与Fe相比,Nb掺杂能够更有效地提高材料的高温化学稳定性,并细化晶粒;厚度为1 mm的BaCo0.88Nb0.12O3-δ膜片在850℃和Air/He(110 mL.min-1/80 mL.min-1)的吹扫条件下,透氧率为2.02 mL.cm-2.min-1.

固体透氧膜法制备金属铌

采用固体透氧膜(SOM)法直接电解还原Nb2O5制备金属Nb。在CaCl2熔盐体系中,电解电压控制为3.2 V,以经过1 200℃预烧4 h成型的Nb2O5为阴极,氧化锆管内碳饱和的液态铜合金为阳极。研究电解时间分别为0.5、1、2和4 h以及不同温度下电解的特征规律和不同电解温度对阴极产物微结构的影响。结果表明:随着电解的进行,Nb2O5首先转变为Nb的一系列低价氧化物,进而才被还原成金属Nb;且随着实验温度的升高,电解速度相应加快,金属铌颗粒尺寸增大。与FFC法相比,SOM法具有更高的电解效率,1 150℃下的电解效率可达81.7%。