钒改性催化剂的制备及表征

为了提高废水处理的效果,文章以高岭土为载体,制备了负载型的钒改性高岭土催化剂,并通过X射线单晶衍射、傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜等手段对催化剂进行了表征,结果表明:高岭土经改性后,高岭土中的Al-O八面体结构部分被破坏,导致结构无序化,高岭土的层间距和比表面积显著增大,改性后的催化剂负载铁离子时催化效果较好。

锂离子电池正极材料钒改性聚阴离子型化合物的研究进展

聚阴离子型化合物(LiMXOm,M=Fe、Mn、Co、Ni,X=P、Si、S、B、Ti)具有结构稳定、安全性能好等特点,被认为是一种较理想的动力锂离子电池正极材料,但较低的本征电导率严重限制了其实际应用.钒改性可以有效地改善聚阴离子型正极材料的电化学性能,而钒改性方法、钒的用量以及钒的多种价态等造成钒的存在形式复杂多变,分析困难,目前有关钒改性的作用机理仍不清楚.本文简要介绍了钒改性的主要方式,详细综述了钒改性聚阴离子型正极材料磷酸铁锂和硅酸铁锂的研究现状,讨论了钒改性和钒表征的难点,指出了今后该领域的研究方向.

不同羧酸对钒改性硅酸铁锂结构性能的影响（英文）

采用溶胶-凝胶法得到前驱体,再通过固相烧结法制备10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料,系统考察了3种羧酸(即柠檬酸、乙酸、草酸)添加剂对10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料的晶相结构、表面形貌、界面特性和电化学性能的影响.结果表明,3种羧酸添加剂制备的材料都能得到结晶性较好的P2_1和Pmn2_1混合相结构,主要杂质相为铁,此外还存在少量偏硅酸锂杂质.以柠檬酸、乙酸、草酸为添加剂合成的10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料在0.1C倍率下的首次放电容量分别为144.7、140.3和168.7 mAh·g^(-1),最大容量分别为155.9、145.3和172.0 mAh·g^(-1)出现在第7、15和2周,经50周循环后容量保持率分别为68.2%、76.7%和59.4%.柠檬酸单位分子内含有3个羧酸根,以柠檬酸为添加剂合成的材料残留碳含量最高为7.8%,促进了铁杂质的形成,较大的电荷传质电阻(147Ω)使得库仑效率较低,循环性能较差.相反,乙酸分子中只含有一个羧酸根,以乙酸为添加剂合成的材料中铁杂质相最少,电荷传质电阻(73Ω)最低,导致容量保持率最高,循环性能最好.草酸分子中含有两个羧酸根,以草酸为添加剂合成的材料形成较大的花状形貌,得到合适的残留碳含量(6%),极大地提高了锂离子迁移率(3.85×10^(-15)cm^2·s^(-1)),从而取得超过一个锂离子(1.05)的脱嵌.

钒改性对铁基脱硝催化剂活性及抗碱性能的影响

通过引入V物种对二氧化钛负载的铁基催化剂进行改性,制备出了FeV/TiO_(2)催化剂,并与未改性的铁基催化剂进行比较,通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱测试(Raman)、比表面积测试(BET)、紫外-可见-近红外漫反射光谱测试(UV-Vis-NIR)、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)以及氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)等一系列测试对催化剂进行了表征。结果表明,引入V后的催化剂呈现出以FeVO_(4)为主相的状态,并存在大量的酸性位点而具有较强的表面酸性,Fe、V物种间的强相互作用大大提升了氧化还原性,因此催化剂低温活性得以显著提升且温度窗口大大拓宽。此外,催化剂的结构几乎不受碱中毒的影响,且在K中毒后仍能维持较强的表面酸性,具有良好的抗碱金属中毒性能。

基于神经网络的钒钛改性镁合金汽车轮圈锻造工艺优化

以钒钛改性镁合金成分、模具预热温度、始锻温度、终锻温度、锻造比为输入层参数,以拉伸性能为输出层参数,采用5×35×7×1四层拓扑结构构建出钒钛改性镁合金汽车轮圈锻造工艺优化的神经网络模型。结果表明,神经网络模型相对预测误差在2.6%~4.2%,平均预测相对误差为3.3%。与生产线传统工艺相比,采用神经网络模型优化工艺成形的汽车轮圈抗拉强度增大了53%。

TiO_(2)改性钒磷氧催化剂催化醋酸甲醛合成丙烯酸研究

采用有机溶剂热法制备了系列TiO_(2)改性的钒磷氧催化剂,利用TEM、XRD、XPS、NH_(3)-TPD及CO_(2)-TPD对催化剂结构及表面物化性质进行了表征,以醋酸甲醛合成丙烯酸为探针反应对催化剂的反应性能进行了评价。结果表明,与未改性的钒磷氧催化剂相比,TiO_(2)的加入显著改变钒磷氧催化剂的(I_(()V^(5+)/V^(4+)))/I_(V)比值,当TiO_(2)的前驱体为金红石相并且Ti/V物质的量比为2.0时,(I_(V^(5+)/V^(4+)))/I_(V)比值达到最高,因此,该催化剂具有最高的丙烯酸收率(18.0%)和丙烯酸生成速率(6.61 mmol/(g·h)),表明对于TiO_(2)改性的钒磷氧催化剂,V^(5+)与V4+的氧化还原循环在催化醋酸甲醛制丙烯酸反应过程中起主要作用。

铌改性V_2O_5催化甲醇乙醇一步合成异丁醛催化剂的催化性能研究

用Nb2O5和Nb(OH)5对甲醇、乙醇一步合成异丁醛(IBA)V2O5催化剂进行了改性研究。实验结果表明,两者都能增加V2O5催化剂的活性和选择性,综合性能最佳的催化剂为w(Nb2O5)为8%的Nb2O5/V2O5催化剂和w(Nb(OH)5)为18%的Nb(OH)5/V2O5催化剂,这两种催化剂的乙醇转化率分别为95.39%和96.39%,IBA选择性分别为47.87%和55.35%,较V2O5催化剂IBA选择性分别提高了21.25%和40.20%。XRD结果表明,在Nb2O5/V2O5的XRD图谱上有Nb2O5衍射峰,而Nb(OH)5/V2O5催化剂几乎未检测到Nb2O5衍射峰,说明该催化剂煅烧后生成的Nb2O5几乎以无定形形式存在于催化剂体系中,从而使Nb(OH)5/V2O5催化剂表现出了更好的活性和选择性。

温度及盐酸浓度对改性SCR催化剂汞氧化能力的影响

采用V、Ce活性溶液浸泡的方法对常规SCR催化剂进行改性,分析了HCl浓度、温度对其汞氧化能力的影响。结果表明,和常规催化剂相比,V改性催化剂样品中V2O5含量增大、比表面积和孔结构大幅下降,其汞氧化率低;Ce改性催化剂中新增活性物质CeO2、比表面积和孔结构略微减小,其汞氧化能力增强;各样品中的TiO2晶型均为锐钛型、活性物质分散均匀。烟气中含HCl时,催化剂氧化单质汞的机理类似Deacon途径,随着温度的升高,汞氧化率先增大后减小,最佳汞氧化温度为350℃;在温度200～400℃,HCl浓度0～60μL/L时,汞氧化率随着HCl浓度的增加而快速增加,在HCl浓度>60μL/L时趋于饱和。

涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具钢性能的影响

采用不同的涂层制备工艺对钒钛改性冷作模具进行表面处理,并对其25℃室温和300℃高温下的耐磨损性能和室温冲击性能进行了测试与分析。结果表明:采用火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺获得的模具较采用火焰喷涂和激光熔敷处理模具的室温磨损体积分别减小了23%和27%,高温磨损体积减小了46%和50%,冲击吸收功增大了29%和18%。从提高钒钛改性冷作模具的耐磨损性能和冲击性能出发,应优选火焰喷涂后激光熔敷的涂层复合制备工艺。

窄相对分子质量分布乙丙橡胶的合成

用邻甲氧基苯酚对三氯氧钒进行改性,合成了改性三氯氧钒,并以改性三氯氧钒为主催化剂,以烷基铝为助催化剂,形成了改性三氯氧钒/烷基铝催化体系,并用该催化体系,合成了具有窄相对分子质量分布的三元乙丙橡胶。对主催化剂的加入量、烷基铝与改性三氯氧钒的量比以及氢气的加入量对聚合物相对分子质量分布的影响进行了较详细的研究。

热处理温度对钒钛改性汽车传动轴钢性能的影响

采用不同的正火、淬火和回火温度对钒钛改性汽车传动轴钢进行了热处理,并进行了冲击和磨损试验。结果表明,随正火温度从800℃增至880℃,或随淬火温度从790℃增至870℃,或随回火温度从520℃增至600℃,传动轴钢的冲击性能和磨损性能均先提高后下降。传动轴钢的正火、淬火和回火温度分别优选为860、850、580℃。

钒钛改性汽车用新型镁合金的组织与性能

为了优化汽车用镁合金Mg-8Al-0.6Zn的质量和性能,进行了汽车用新型镁合金Mg-8Al-0.6Zn-xV-0.5Ti(x=0,0.1,0.5,0.8)试样的钒钛改性,并研究了不同钒含量下试样的组织和力学性能。结果表明:随着钒含量的加入,合金试样的平均晶粒尺寸逐渐变小,组织逐渐变致密、均匀,强度逐渐提高。当钒含量达到0.8%时,合金的平均晶粒尺寸最小,为16μm,抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为289、243 MPa,断后伸长率则为8.7%。因此,适当加入钒有益于改善汽车用新型镁合金Mg-8Al-0.6Zn-V-0.5Ti试样的综合性能。

基于神经网络算法钒钛改性高铬铸铁的热处理工艺研究

采用神经网络算法技术,以钒含量、钛含量、淬火温度、淬火冷却方式、回火温度和回火冷却方式作为输入层参数,以耐磨损性能和冲击韧性为输出层参数,可以构建出6×24×12×2四层拓扑结构的钒钛改性高铬铸铁热处理工艺优化模型。模型输出的耐磨损性能平均相对预测误差为2.8%、冲击韧性平均相对预测误差为2.5%。模型不仅具有较佳的预测能力和较高的预测精度,而且在热处理生产线上具有很好的应用效果,使产线上的钒钛改性(0.8%钒+0.5%钛)高铬铸铁的平均晶粒尺寸减小32%、磨损体积减小50%、冲击韧性提高62%。

脱硝催化剂中金属Cu的价态变化及其影响因素的XPS研究

考察了X射线光电子能谱(XPS)测试过程中金属Cu改性钒基脱硝催化剂在X射线照射下Cu元素的价态变化及影响因素。结果表明,催化剂中Cu元素以Cu O(Cu2+)和Cu2O(Cu+)两种形式存在,X射线照射会引起Cu O的还原;且初始测得的Cu2O主要为样品焙烧后本征存在的物质。样品中Cu元素还原(Cu O转化为Cu2O)受X射线照射时间与功率、Cu负载量以及样品制备方法等因素的影响:随着照射时间的增加或X射线功率的提高,Cu O还原率均逐渐升高;随着Cu负载量的升高,Cu O还原率整体呈下降趋势,但当负载量达3%后,Cu O的绝对变化量与Cu负载量几乎无关(维持在~1.2%);制备方法中活性组分V元素的存在提高了Cu O的还原活性,而草酸的添加降低了其还原活性。该研究为Cu改性钒基脱硝催化剂的表征分析提供了重要参考,也为其它类似敏感样品的XPS分析提出了测试条件及方法上的建议。