含铈硫酸氧盐储氧材料的制备及储/释氧性能研究

采用表面活性剂辅助法分别制备了铈、镧及其复合物的硫酸氧盐和掺加铜元素的硫酸氧铈,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱变换法(FT-IR)、BET比表面积测试法(BET)、程序升温还原法(TPR)、程序升温氧化(TPO)和氧脉冲吸附等技术手段对这些储氧材料进行了表征。结果表明,Ce_2O_2SO_4、LaCeO_2SO_4的氧化还原温度较La_2O_2SO_4显著降低,Ce_2O_2SO_4和LaCeO_2SO_4程序升温发生释氧(还原,耗氢)的温度分别为550～780℃和600～760℃,主要发生在650～780℃和650～750℃,总耗氢量分别达46和44molH_2/mol;而La_2O_2SO_4发生释氧的温度为770～930℃。Ce_2O_2S程序升温发生储氧(氧化,耗氧)的温度为100～600℃,主要发生在300～500℃,400℃时储氧速率最大。LaCeO_2S储氧的温度比Ce_2O_2S约低20℃,且主要发生在220～500℃,380℃时储氧速率最大。Ce_2O_2S与LaCeO_2S的储氧量分别达到1 57和1 58 molO_2/mol,是理论储氧量(2 molO_2/mol)的78 5%和79%,La_2O_2S程序升温氧化在400℃开始,至1000℃还没有氧化完全。采用400℃恒温O_2脉冲测得硫酸氧铈的储氧能力为0 60 molO_2/mol,占总储氧量的38%。掺入过渡金属Cu进行改性后,其氧化还原的起始温度有所降低。

铜基载氧体制备参数对释氧和吸氧性能的影响

在STA409PC热重分析仪上,以机械混合法和溶胶凝胶法制备的铜基载氧体为研究对象,研究了惰性载体种类、惰性载体添加比例、不同煅烧温度及煅烧时间等制备参数对铜基载氧体释氧和吸氧性能的影响.实验结果表明:三种类型载氧体释氧性能强弱顺序为Cu/Zr>Cu/Ti>Cu/Si,吸氧性能相差不大;随惰性载体添加比例的增加,载氧体的释氧和吸氧性能增强;随煅烧温度的升高,载氧体的释氧性能降低,而吸氧性能变化不大;煅烧时间的改变对载氧体的释氧-吸氧性能没有明显的影响;不同制备方法制备的载氧体,Cu/Zr和Cu/Si溶胶凝胶法好于机械混合法,Cu/Ti机械混合法好于溶胶凝胶法.

包裹缓释外壳的缓释氧材料的性能影响分析

针对地下水水质原位生物修复过程中由于缺乏氧气导致的生物活性降低、修复作用受抑等问题,以过氧化镁(MgO2)为释氧原料,塑性剂、缓冲剂、造孔剂为载体材料,采用共混滚动造粒技术,分别制备出包裹和不包裹缓释外壳的释氧材料(ORC)并进行材料性能对比分析。扫描电镜和静态实验研究表明:粒径在0.6～0.8 cm之间未添加缓释外壳的ORC材料,其机械强度约为14～18 N,固液比投加量2 g/L时,氧释放系数K为0.005 89,氧平衡浓度Cm为10.641 mg/L,材料在实验四个月后溶解氧含量达到峰值后开始逐渐下降;粒径在0.6～0.8 cm之间添加缓释外壳的ORC材料,其机械强度达到30～70 N,液固比投加量2g/L时,氧释放系数K为0.004 66,氧平衡浓度Cm为10.57 mg/L,八个月后溶解氧浓度开始逐渐下降。分析结果表明,添加缓释外壳的ORC材料其强度和释氧周期都有提高。