稀土改性NiCrAlY涂层组织与氧化行为研究

为了改善Ti Al合金的高温抗氧化性能,采用大气等离子喷涂的方法,在TiAl合金表面制备了稀土元素Ce改性的NiCrAlY涂层,对NiCrAlY和NiCrAlYCe涂层体系进行了900℃/100 h的恒温氧化试验,分析了稀土元素Ce对NiCrAlY涂层的微观组织形貌和相组成的影响,并进一步探讨了其对NiCrAlY涂层高温氧化机制的影响。研究结果表明,稀土元素Ce的添加能够有效地改善NiCrAlY涂层的高温抗氧化性能。在900℃下恒温氧化100 h后,稀土元素Ce的添加使NiCrAlY涂层的氧化增重降低了16%,氧化速率下降了33%。稀土元素Ce能够促进Al的选择性氧化,抑制NiCr2O4尖晶石氧化物的产生,从而阻碍O的内扩散。稀土元素Ce的添加有效地减小了NiCrAlY/TiAl体系的互扩散区厚度,缓慢的氧化物层生长和元素互扩散有利于改善NiCrAlY涂层的结合性能和抗氧化性能。

用于钎焊C/C复合材料的稀土改性还原氧化石墨烯增强AgCuTi复合钎料

为了解决钎焊接头中脆性化合物的形成问题,我们设计了一种创新性的稀土改性还原氧化石墨烯增强AgCuTi复合钎料,进而获得了以Ag-Cu共晶为主要组织且脆性化合物生成量合适的钎焊接头。对比分析了有无稀土Ce改性的复合钎料的成分和显微组织,结果表明,经Ce改性后的还原氧化石墨烯在钎料中更加均匀分散。比较了分别采用有无Ce改性的钎料钎焊C/C复合材料-C/C复合材料接头的界面微观结构,并研究了石墨烯含量对接头组织和性能的影响。结果表明,由于经Ce改性的钎料中的还原氧化石墨烯分散性更好,从而细化了焊缝组织,且物相分布更均匀,使得接头的剪切强度明显提高。当石墨烯含量为0.5 wt.%时,使用Ce改性的钎料所得钎焊接头的平均剪切强度最高,为31.82 MPa,提高了50%。

稀土改性CaO载体负载Ni催化乙醇水蒸气重整制氢

将稀土化合物La_(2)O_(2)CO_(3)改性CaO载体负载Ni制备Ni/CaO-La_(2)O_(2)CO_(3)(NCaL)催化剂,对其催化乙醇水蒸气重整制氢效果进行了研究,并与未改性的Ni/CaO(NCa)催化剂进行对比。采用X射线衍射仪(XRD)分析催化剂的物相,程序升温化学吸附仪(TPR)测试氧化还原能力,色谱工作站分析制氢性能。结果显示:300℃下,NCa的乙醇转化率不到70%,而NCaL的乙醇转化率超过80%;400℃下,NCaL的乙醇转化率已达100%,而NCa的乙醇转化率不到95%。La_(2)O_(2)CO_(3)改性能显著提高催化剂的低温乙醇转化率和催化活性。600℃下,NCaL的H_(2)选择性达到最大值近90%,较NCa的最大值提高了14.31%。NCaL的H_(2)、CO_(2)选择性明显高于NCa,而CO、CH4选择性有所降低。La_(2)O_(2)CO_(3)改性能显著提高催化剂的H_(2)选择性,稀土改性CaO载体可提升Ni催化乙醇水蒸气重整制氢效果。

“双碳”目标下稀土改性光催化制氢路径

氢能是国际上公认的清洁新能源,光催化制氢是重要的绿氢制备方法,但常用的光催化剂存在带隙较宽、光催化效率较低且电子-空穴易复合等技术瓶颈,用稀土金属改性光催化剂的路径可有效提高制氢催化效果。从新能源利用与化学改性的角度出发,通过综合评述国内外稀土改性光催化制氢的研究现状,重点对比了La(镧)、Ce(铈)等稀土改性光催化剂机理和改性效果,分析和总结了目前稀土改性光催化剂在增强光利用率、提高可见光响应性、减少电子-空穴复合等方面的影响和效果,提出未来稀土在改性光催化剂制氢可深入研究的策略方向。

稀土改性镍催化剂对CO_2甲烷化反应的影响

以稀土为助剂 ,金属镍为活性组份 ,研究了不同稀土对镍催化剂的改性作用 ,同时用活性比表面、H2 -TPD、CO2 - TPD及 XPS等方法对催化剂进行了表征。结果表明 ,稀土对镍催化剂的 CO2 甲烷化活性有明显的促进作用 ,其中以稀土 Sm的改善效果最好 ;海泡石和 Sm既能增大镍催化剂的活性比表面积 ,又能提高 H2 和 CO2 的吸附量 ,同时降低反应的活化能 ,增大镍上的电子云密度。

稀土改性膨润土的酯化催化活性

本文对用酸和稀土活化的玉山膨润土的酯化催化活性进行了表征。证明酸和稀土均能使膨润土的酯化催化活性得到大幅度的提高。稀土对催化作用的贡献不是独立的，而是与质子酸的催化共同存在，相互促进。

稀土改性SAPO-34分子筛的制备及其在CO_2加氢合成低碳烯烃中的催化性能

采用水热合成法分别制备了氧化钇、氧化镧和氧化铈改性SAPO-34分子筛(M-SAPO-34,M=Y、La、Ce),用XRD、SEM、FTIR、BET、NH3-TPD和TG进行了表征,结果表明,稀土金属成功地引入到了分子筛骨架中,改性后的催化剂比表面积增大,粒径减小,孔径和酸性强度均有所改变。将CuO-ZnO-ZrO_2与稀土改性的SAPO-34分子筛按质量比1∶1机械混合制备了复合催化剂CuO-ZnO-ZrO_2/M-SAPO-34,用于催化二氧化碳加氢合成低碳烯烃,在反应温度为400℃、压强为3.0 MPa、碳氢摩尔比为1∶3、空速(SV)为1 800 m L/(gcat·h)、复合催化剂用量为1.0 g时,CuO-ZnO-ZrO_2/La-SAPO-34显示了良好的催化活性,二氧化碳的单程转化率为49.7%,低碳烯烃的选择性和产率分别为54.5%和27.1%。

面向高端装备零部件的稀土改性MCrAlY涂层

长期以来,在高温防护领域广泛应用的MCrAlY系列涂层受到了各国研究者和工程技术人员的持续关注。文中总结了哈尔滨工业大学纳米表面工程课题组近年来将稀土改性技术应用于制备热喷涂MCrAlY系列涂层的有关研究,结果表明:稀土改性可使NiCrAlY涂层的硬度提高30%～40%,涂层和基体间的结合强度达到60 MPa以上。加入稀土的NiCrAlY涂层热震抗力明显增加,其在1000℃的热震循环寿命超过100次以上。在1000℃条件下,加入稀土的NiCrAlY涂层在190 h后依然完整,表面无特殊变化;质量分数0.1%稀土氧化物涂层1000℃氧化250 h增重速率比未加稀土涂层降低了60.53%。加入稀土还可以显著提高NiCrAlY涂层的抗高温硫化能力及抗腐蚀性能。稀土改性可以有效改善MCrAlY系列涂层的高温性能,满足国家对高端装备零部件高温防护涂层的要求。

稀土改性蛭石的制备及吸附Cu^(2+)性能研究

以蛭石为原料,稀土钇、镧、铈为改性剂,制备稀土-蛭石复合吸附剂,用以处理含Cu2+废水。确定了改性蛭石的最佳制备条件为:稀土铈为改性剂,改性剂质量分数为0.2%,蛭石粒度为150μm;通过FTIR和XRD对改性前后的蛭石进行结构表征,结果表明,铈的掺入没有改变蛭石的原有结构,只是促使蛭石晶粒变小,并在其表面和层间引入了一定数量的羟基化合物,使其吸附性提高。铈-蛭石处理含Cu2+废水的最佳反应条件是:溶液p H值为5~7,吸附时间为60 min,吸附剂投加量为30 g/L,在该条件下铈-蛭石吸附剂对533 mg/L含Cu2+废水的Cu2+吸附率可达99%以上。

稀土改性固体超强酸催化剂SO_4^(2-)/TiO_2-La_2O_3催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3,并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-La2O3对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的摩尔比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:SO42-/TiO2-La2O3是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂,在n(酮)∶n(醇)=1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.5h的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达84.3%。

稀土改性CuO-ZnO-ZrO_2/SAPO-34分子筛催化CO_2加氢合成低碳烯烃

采用共沉淀法分别制备了Y_2O_3,La_2O_3和Ce O_2改性的Cu O-Zn O-Zr O_2,表征结果表明,稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2分散性良好,比表面积增大.将稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34分子筛机械混合用于催化CO_2加氢一步法合成了低碳烯烃,在反应温度400℃,压力3 MPa,空速为1800 m L·g^(-1)_(cat)·h^(-1),氢碳体积比为3∶1,Ce O_2改性Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34质量比为1∶1,催化剂用量为1.0 g时,CO_2的单程转化率为54.6%,低碳烯烃的选择性和产率分别为51.1%和27.9%.

稀土改性PVC膜的制备及性能研究

利用硝酸稀土作为改性剂,加入到聚氯乙烯(PVC)的四氢呋喃(THF)溶液中,用流延法制得表观透明均匀的PVC膜。经紫外辐射交联后,测试其力学和物理性能。发现经稀土改性后的PVC薄膜的力学和物理性能均有了较大的提高。

稀土改性甲烷分解制氢Ni-Al催化剂制备及表征

采用化学湿法共沉淀制备了Cu和不同稀土(RE=La,Ce,Nd,Y)改性的甲烷分解制氢Ni-Al催化剂,并对催化剂进行了BET,XRD,TPR,SEM,TEM等技术表征和催化制氢性能评价。研究结果表明,稀土是比铜更理想的改性剂,稀土改性对催化剂具有良好热稳定作用,并提高催化制氢高温活性,La改性效果最佳;稀土改性催化剂具有较高的制氢稳定性能,700℃下连续制氢12h后未出现失活。稀土改性可促进纳米碳管形成,大幅改善纳米碳形貌,并对固态碳有较强的抑制作用。

异辛酸稀土改性MC尼龙的研究

研究了己内酰胺在甲酸钠催化剂和甲苯二异氰酸酯助催化剂的存在下,采用异辛酸稀土改性的由阴离子开环原位聚合法制备MC尼龙复合材料的工艺,介绍了异辛酸稀土改性剂的制备方法,研究了异辛酸稀土改性MC尼龙的力学性能和热性能。结果表明,异辛酸稀土的加入可使MC尼龙的弯曲强度、冲击强度等力学性能得以提高;通过改性还能使制品的热稳定性、耐磨性和尺寸稳定性明显提高而吸水率大幅度降低。

稀土改性超高强度耐磨钢的热处理工艺

以自主设计的稀土改性Si-Mn-B系贝氏体-马氏体复相耐磨钢为研究对象,利用正交试验研究了不同淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火时间对材料强度、冲击功的影响,以确定最佳热处理工艺,并利用XRD、OM、SEM、TEM方法对其最佳热处理工艺组织进行分析。结果表明:淬火温度对抗拉强度影响最大,回火温度对屈服强度的影响最大,淬火保温时间对冲击功的影响最大。最优热处理方案为:900℃×1.5 h油淬+300℃×3 h回火处理。按此方案热处理后有较好的强韧配合:抗拉强度为1903 MPa,屈服强度为1591 MPa,洛氏硬度为51.4 HRC,无缺口冲击功为267 J。采用彩色金相-化学腐蚀法,组织为下贝氏体(49.6%)、板条马氏体(43.9%)和少量残留奥氏体(6.5%)。

聚乳酸／稀土改性蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

实验利用稀土镧表面改性有机蒙脱土（La-OMMT）对PLA进行熔融插层改性’帝J备聚乳酸，稀土镧改性有机蒙脱土纳米复合材料（PLA/La-OMMT），并对材料的力学性能，热性能进行分析及对其微观结构加以表征。对PLA／La-OMMT的静态力学性能测试表明，PLA中加入1％（质量分数）的La-OMMT后，PL/La-OMMT的拉伸，弯曲和无缺口冲击强度均得到最佳提高。动态力学性能分析（DMA）表明，加入1％（质量分数）La-OMMT的PL/La-OMMT，与纯聚乳酸相比，热稳定性和动态储模都有不同程度的提高。而XRD，TEM和SEM结果表明，La-OMMT主要以剥离状态分散在PLA基体中，且La-OMMT的加入，使材料拉伸断面由脆性断裂向韧性断裂转变。

稀土改性固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-La_2O_3催化合成丙酸系列酯

报道了以稀土改性固体超强酸SO42 /TiO2 La2 O3 为多相催化剂 ,通过乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇分别和丙酸反应合成了丙酸系列酯 ,探讨了该催化剂SO42 /TiO2 La2 O3 对酯化反应的催化活性 ,较系统地研究了醇酸摩尔比 ,催化剂用量 ,反应时间诸因素对产率的影响。实验表明 :合成丙酸系列酯的优化条件为n(醇 ) /n(丙酸 ) =1 .2 / 1 ,催化剂用量为反应物料总量的 2 .5 % ,反应时间为 1 .5h。上述优化条件下 ,丙酸乙酯的产率为 2 0 .9% ,丙酸丙酯的产率为 64.9% ,丙酸丁酯的产率为 83 .6% ,丙酸异丁酯的产率为 69.7% ,丙酸戊酯的产率为 87.5 % ,丙酸异戊酯的产率为 83 .3 %。

丙烯酸稀土改性亚微米重质碳酸钙的研究

采用实验室合成的丙烯酸稀土化合物RE-C为偶联剂对亚微米重质碳酸钙进行表面改性。采用IR、XRD、TEM等手段对超细改性重质碳酸钙进行分析和测试,结果表明此方法改性的亚微米重质碳酸钙减少了团聚,具有很好的分散性,表现了良好的填充性能。

制备高碳醇稀土改性Cu-Fe催化剂

在Cu Fe系催化剂中添加稀土 ,利用稀土改性提高Cu Fe系催化剂的活性 ,或直接利用氮氢混合气还原脂肪酸酯制备高碳脂肪醇。用纯氢气作气源 ,添加 1%的Sm2 O3,高碳醇收率可提高约 3 %。用氮氢混合气作气源 ,不含稀土的Cu Fe系催化剂活性大幅度下降。添加Y、Nd等可阻止其活性下降甚至提高其活性。与不含稀土的Cu Fe系催化剂相比 ,添加 1%的Nd2 O3 或 1%的Y2 O3 可分别提高高碳醇收率 2 9%和33 %。

纳米稀土改性热喷涂WC/12Co涂层的摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂技术在45#钢表面制备了不同稀土含量的WC/12Co涂层。在HV-5型小负荷维氏硬度计上测定了涂层的显微硬度,在WTM-2E微型摩擦磨损试验仪上测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:适量稀土的加入使WC/12Co涂层的显微硬度提高,耐磨性增强。当稀土含量在1.5%时,涂层的硬度提高42%,磨损体积最小。