硫酸化焙烧-水浸法回收钕铁硼和铈铁硼废料过程的对比分析

铈铁硼废料氧化料中出现单独的CeO_(2)相,在硫酸化焙烧过程中发生价态转变,有别于钕铁硼废料,因此本文针对两种废料氧化料的硫酸化焙烧过程开展对比分析。研究结果表明:钕铁硼和铈铁硼废料氧化料最高硫酸化率分别为91.7%和96.1%,前者硫酸化过程主要发生在中温焙烧阶段,后者硫酸化过程主要发生在低温浸润阶段,且在中温焙烧阶段生成中间物质Ce(SO_(4))_(2);二者硫酸化焙烧最终产物均为Fe_(2)O_(3)和RE_(2)(SO_(4))_(3),高温焙烧料均为孔洞大小不均匀的疏松结构,富稀土相大多被非稀土相包裹。除CeO_(2)外,铈铁硼废料焙烧机理与钕铁硼废料一致,均为稀土氧化物、Fe_(2)O_(3)与硫酸反应生成溶于水的稀土硫酸盐和Fe_(2)(SO_(4))_(3),高温下Fe_(2)(SO_(4))_(3)分解为Fe_(2)O_(3)和SO_(3),SO_(3)进一步与未反应的稀土氧化物反应生成稀土硫酸盐;而CeO_(2)与硫酸反应首先生成Ce(SO_(4))_(2),然后再分解为Ce_(2)(SO_(4))_(3),分解过程中生成的SO_(3)进一步与CeO_(2)反应生成水溶性的Ce_(2)(SO_(4))_(3)。

新型铈铁硼中铅含量的测定方法研究

通过对新型铈铁硼材料中铅含量的测定方法研究,开发了以电感耦合等离子体发射光谱(ICP⁃OES)法测定铈铁硼中铅含量的方法。实验研究了分析谱线的选择,以铈和铁为基体配制标准溶液,用6%体积浓度的稀硝酸低温加热消解铈铁硼,用基体匹配法测定了铈铁硼中铅的含量。最后通过方法检出限的计算、加标回收率实验、平行实验和重复性测试,验证了方法的可靠性。实验结果表明,该方法的检出限为0.007 mg/L,加标回收率为100.6%,样品中铅含量为0.006%,两次实验平行性好,重复性低于2.3%,数据准确可靠。该方法具备实验室可操作性,可以为新型铈铁硼生产中的铅含量杂质分析提供依据,也可为重金属污染检测提供参考。

铈铁锆三元复合氧化物上碳烟的催化燃烧

采用水热法制备了纯CeO2、Fe2O3和系列Ce0.5Fe0.5-xZrxO2复合氧化物催化剂,采用XRD、Raman、H2-TPR和BET等方法对其进行了表征,并利用程序升温氧化反应(TPO)技术研究了其碳烟燃烧催化性能。结果表明,Zr4+完全进入CeO2晶格中形成了固溶体,而Fe3+较难进入CeO2晶格中,部分Fe2O3分散在固溶体表面。固溶体形成产生的氧空位和表面高度分散的氧化铁协同作用是铈铁锆三元复合氧化物具有较高碳烟燃烧催化性能的关键。同时,与单纯的铈铁二元复合氧化物相比,Zr4+的掺杂明显提高了催化剂的抗老化能力,使Ce0.5Fe0.5-xZrxO2复合氧化物显示出更好的应用前景。在系列样品中,Ce0.5Fe0.30Zr0.20O2样品由于形成了最多的固溶体并具有良好分散性的表面Fe2O3,显示出最好的催化活性和稳定性。其催化碳烟的起燃温度(ti)和峰顶温度(tp)分别为251℃和310℃,长时间高温老化后其ti和tp仍较低,分别为273℃和361℃。

铈铁复合氧化物制备及其甲烷选择性氧化制合成气催化性能

用共沉淀法制备了CeO2-Fe2O3氧载体。在固定床反应器中研究了氧载体中晶格氧部分氧化甲烷的反应,并用空气为氧源进行了氧载体还原-氧化再生循环实验,通过XRD,O2-TPD,H2-TPR等手段对氧载体进行了表征。结果表明,CeO2-Fe2O3氧载体中的体相晶格氧适于部分氧化甲烷制合成气。新鲜的氧载体上存在二种氧:有强氧化性的吸附氧(包括弱吸附分子氧和表面晶格氧)和高选择性的体相晶格氧。在高温条件下(800℃),CeO2-Fe2O3氧载体在消耗掉吸附氧后能均匀地释放出体相晶格氧将甲烷高选择性的氧化为CO和H2。循环实验表明,可以通过循环来提高合成气的选择性,经长时间的循环CeO2-Fe2O3氧载体上有CeFeO3出现,但其并未对选择性造成不利影响。

铈铁吸附剂的制备及其吸附水中磷的性能研究

采用柠檬酸法制备一种新型除磷吸附剂———基于稀土金属铈的无机铈铁吸附剂,并研究了它对水中磷的吸附性能。相同条件下,与传统除磷吸附剂活性氧化铝相比,铈铁吸附剂除磷具有吸附量大、接触时间短等优点,其吸附机制符合Langmuir吸附方程。

电子显微术研究含铈铁铬合金的氧化行为

利用SAM，XPS和SEM技术，研究含铈的铁-18铬合金的氧化膜的形貌特征，测定每间隔数个纳米的不同深度的氧化层的组分，分析它的结构状态．动态分析结果，获得了铬向外迁移、改变氧化膜成分和结构、以及铈向界面扩散和偏聚的试验数据．根据结果进一步探讨了添加微量元素林对合金元素铬在氧化过程中扩散的影响．

硫酸化焙烧-选择性分解-水浸法回收铈铁硼废料中稀土

采用硫酸化焙烧-选择性分解-水浸法回收铈铁硼废料中的稀土,并探究了在该工艺过程中CeO_(2)的反应机理及Ce的价态变化。结果表明:最佳的回收工艺条件为硫酸浓度14.5mol/L,且硫酸用量为理论量的2倍,硫酸化焙烧温度300℃,时间60min;选择性分解温度700℃,时间120min。在上述优化条件下,稀土浸出率达到95.46%,杂质Fe以Fe_(2)O_(3)的形式进入滤渣中,浸出液经草酸沉淀、焙烧后得到稀土氧化物Nd_(0.20)Ce_(0.80)O_(1.90)。硫酸化焙烧过程产物为Ce(SO_(4))_(2)、RE_(2)(SO_(4))_(3)、Fe_(2)(SO_(4))_(3);选择性分解过程得到Ce_(2)(SO_(4))_(3)、Fe_(2)O_(3)和不分解的其他RE_(2)(SO_(4))_(3),分解生成的SO_(3)进一步与未反应的CeO_(2)反应生成Ce_(2)(SO_(4))_(3);水浸过程水溶性的Ce_(2)(SO_(4))_(3)和RE_(2)(SO_(4))_(3)进入浸出液,而不溶于水的Fe_(2)O_(3)进入滤渣,从而实现铈铁硼废料中稀土的有效分离回收。

核-壳结构多酸/磁性铈铁纳米复合氧化物@SiO 2吸附-氧化脱硫性能

水热法合成了铈铁纳米复合氧化物,采用化学沉积法在其表面包裹SiO 2制备核-壳结构磁性材料,以其为载体负载H 2 O 2结合Keggin结构磷钼酸(HPMo)制备了HPMo-H 2 O 2/CeFe x O y@SiO 2吸附-氧化脱硫催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、31 P魔角核磁共振(MAS-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构进行表征。结果表明,SiO 2将CeFe x O y包裹形成核-壳结构纳米复合材料,以其为载体负载HPMo-H 2 O 2后Keggin型多酸的骨架结构保持,并产生少量过氧化磷钼酸盐活性物种。不同催化剂对有机硫化物二苯并噻吩(DBT)的吸附脱硫和氧化脱硫性能,均呈现出HPMo-H 2 O 2/CeFe x O y@SiO 2>CeFe x O y@SiO 2>CeFe x O y的活性顺序,多酸的引入大大提升了其对大分子有机硫化物的吸附和氧化脱除性能,催化氧化脱硫活性的提高源于多酸分子“假液相”反应过程的结果。在反应温度60℃,反应3 h,m(油)∶m(催化剂)=35∶1,n(O)∶n(S)=10∶1的条件下,对DBT氧化脱除率达到99.4%。制备的磁性核-壳结构氧化脱硫剂有理想的氧化脱除DBT的循环使用性能,并且可通过外加磁场进行简单分离,是一类制备方法简单、催化活性高且稳定性好的绿色环保型催化剂。

铈铁对碳钢质量和冲击韧性的影响

作者研究了加入铈铁对广泛应用在机械制造工业中的低碳钢(<0.2%C)和中碳钢(<0.5%C)铸件的影响.

用于地下水中砷去除的铈铁复合材料的制备和作用机制

对所研制的几种复合型稀土金属铁氧化物吸附剂对饮用水中砷(V)(As(V))的吸附性能进行比较实验,结果表明铈复合吸附剂(CFA)的吸附性能较好,利用X射线衍射(XRD)、表面电荷、红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等测定手段对CFA的性质和吸附机理进行了初步探讨,材料的XRD表征表明,稀土铁氧化物材料制备过程中稀土嵌入晶格起到了对铁氧化物规则晶体的破碎作用;通过酸碱滴定计算出来的CFA的零电荷点(pHzpc)为5.8,结合IR表征揭示了由于材料的金属氧化物表面羟基作用引起的特性吸附对砷的去除起到的重要作用;XPS则表明少量稀土铈在铁基材料中的复合掺杂嵌入可以提高载体铁氧化物的活性,从而增强了对砷的去除效果。

铈铁复合氧化物的结构特征及其催化应用

氧化铈(CeO2)是一种重要的催化材料,在环境催化和催化氧化等诸多领域表现出了出色的催化性能。将其他金属离子引入氧化铈晶格通过电荷平衡原理诱导产生丰富的氧空位,是提高氧化铈催化性能的有效方法。当Fe3+进入CeO2晶格时,由于其离子半径较小,可同时形成取代和间隙两类固溶体,取代与间隙位Fe3+的摩尔比决定着氧空位的浓度,这使铈铁复合氧化物上的氧空位浓度极具调变性。另外,由于氧化铁本身亦对某些反应具有催化活性,游离的氧化铁与氧化铈颗粒间形成的特殊界面也表现出了优异的催化特性。铈铁间多重的协同作用使这类复合氧化物具有较高的研究和使用价值。本文介绍了铁离子在氧化铈中的固溶度和氧空位调变性等铈铁复合氧化物的结构特点,探讨了该材料的结构对其制备条件的敏感性,概述了其在催化领域的应用,并讨论了铈铁交互作用在催化过程中的作用。结合本课题组的一些研究成果,指出了铈铁材料尚未解决的一些关键问题和可能的研究方向。

铈和铁助剂对VPO催化剂晶格氧传递速率的改善

采用在VPO催化剂前体的有机法合成过程中加入氧化铈、氧化铁复合氧化物的方法研制了一种VPO催化剂。通过质谱在线检测的VPO催化剂上丁烷脉冲反应结果表明 ,参与反应的晶格氧可分为表层、次表层和体相晶格氧三种。与一种进口VPO催化剂相比 ,添加铈 -铁助剂的VPO催化剂具有更高的丁烷转化率、顺丁烯二酸酐选择性和储氧量 ,并且提高了体相晶格氧向表层传递的速率。

二硫化钼-磁性铈铁氧化物活化过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ

采用二次水热法制备了花球状二硫化钼(MoS_(2))负载磁性铈铁氧化物(CF)复合催化剂(MCF),通过批实验和表征手段分析了MCF活化过一硫酸盐(PMS)去除偶氮染料橙黄II(AO7)的性能和反应机制。SEM、TEM和VSM结果证明,CF已成功负载于MoS_(2)上,MCF为磁性复合材料。降解实验结果表明,与单独CF和MoS_(2)相比,MCF的活化能力有显著提升。同时,在MCF投加量为1.2 g·L^(−1)、PMS为2 mmol·L^(−1)、初始pH为3~9的条件下,MCF/PMS体系对AO7的去除率达到100%,且该反应符合准一级动力学模型。重复利用实验、XRD和ICPOES结果说明,MCF具有良好的稳定性。UV-vis图谱结果表明,降解AO7的过程中产生了含有萘环和苯环的中间产物。淬灭实验、EPR和XPS结果表明,^(1)O_(2)、SO_(4)^(-)·和·OH是反应过程中的主要活性物种。以上研究结果可为新型PMS活化剂在废水深度处理的实际应用提供参考。

铈铁复合氧化物纳米空心球的制备与催化性能

用水热法制备的碳球(CS)作为模板,利用Ce^(4+)与碳球表面的静电吸附以及高铁酸钾(K_2Fe O_4)的强氧化性在碳球表面进行包覆,煅烧去除模板后得到铈铁复合氧化物(Ce_(1-x )Fe_(x )O_2)纳米空心球。通过SEM、TEM、XRD、Raman、BET等手段对材料的结构进行了表征。结果表明,纳米空心球平均直径约300 nm,壁厚20~25 nm,Fe的含量对空心球的形貌有较大的影响。用CO催化氧化反应来测试材料的催化性能。结果表明Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2具有良好的催化性能,可以在297℃实现对CO的完全氧化,并且具有非常高的催化稳定性。

铁铈氧化物SCR脱硝催化剂的制备及性能

采用浸渍法制备了Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂,研究了Ce O2负载量对其选择催化还原NO性能的影响,并将其中效果最好的催化剂按照同样组分配比采用溶胶凝胶法制备进行比较。采用BET、XRD、SEM和XPS等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,采用浸渍法制备的负载10%Ce O2、3%Fe2O3的催化剂脱硝效率最优,最高可达96.65%。采用溶胶凝胶法制备催化剂效率更优,最高为99.36%。结果表明,浸渍法和溶胶凝胶法制备的10%-3%Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂均具有较大的比表面积、活性成分分散度好、储氧能力强等优点。

铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝反应动力学研究

利用共沉淀法制备了铁铈复合氧化物催化剂,在积分实验系统上考察了NO初始浓度、NH3/NO比及O2浓度对其SCR脱硝活性的影响;并借助微分系统探讨了其SCR脱硝的催化反应动力学,构建了铁铈复合氧化物催化剂的催化脱硝反应动力学模型。实验结果表明,NO初始浓度越高,每克催化剂的NO转化率越高;随着NH3/NO比的增加,NO转化率先迅速增加后趋势减缓,最终趋于稳定;O2在NH3-SCR反应中起着重要的作用;在175～225℃下,Fe0.95Ce0.05Oz催化剂的NO和NH3反应级数分别为1级和0级,O2的反应级数接近0.5级,该反应的表观活化能为42.6 kJ/mol。

铁铈共掺TiO_2/复合白土光催化剂的合成及工业废水处理活性

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-微波法(Sol-microwave method)合成了铁和铈共掺型纳米TiO2粉体(Fe-Ce-TiO2),借助XRD、XPS和UV-vis等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且过渡金属铁和元素稀土铈掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;XPS分析表明,镧和铈掺杂后样品表面存在大量的氧缺位;UV-vis吸收光谱表明,所得粉体在400nm以下均有连续宽化的吸收带,且Fe和Ce掺杂后样品对光的吸收显著增强,这是由于Ce(Ⅳ)f→d跃迁和Ce(Ⅳ)-O荷移跃迁所致;光催化实验表明,Fe和Ce共掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性,其中当Fe(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)掺杂量分别为0.1%和0.04%时,纳米TiO2光催化剂具有较高的催化活性,自然光照下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到89.8%。且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定。

氧化石墨烯/铁氰化铈修饰玻碳电极同时测定扑热息痛和咖啡因

采用滴涂法和电沉积法制备了氧化石墨烯/铁氰化铈(CeFe(CN)6)纳米复合膜修饰玻碳电极。用扫描电镜对氧化石墨烯和氧化石墨烯/CeFe(CN)6纳米复合膜进行了表征。分别用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了扑热息痛和咖啡因在修饰电极上的电化学行为。结果表明,在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液(pH5.0)中,扑热息痛和咖啡因在此修饰电极上具有良好的电化学行为,扑热息痛和咖啡因分别在1.0×10-7～6.0×10-5mol/L和1.0×10-6～1.3×10-4mol/L浓度范围内与电化学响应信号呈良好的线性关系,相关系数分别为0.990和0.992;信噪比为3时,扑热息痛和咖啡因检出限分别为5.0×10-8mol/L和5.2×10-7mol/L。将本方法用于人尿样品分析,回收率为96.1%～105.4%。

沉淀剂对铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝性能的影响

通过共沉淀法制备铁铈复合氧化物催化剂,考察两种典型氨基和4种典型碱金属沉淀剂对其选择性催化还原脱硝(NH3-SCR)的影响规律;借助N2吸附、X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR),探讨不同沉淀剂影响铁铈催化剂SCR脱硝性能的原因。结果表明:与碱金属沉淀剂(NaOH,KOH,Na2CO3和K2CO3)相比,氨基沉淀剂(NH4OH和(NH4)2CO3)制备的铁铈催化剂具有良好SCR脱硝性能;氨基沉淀剂促使铁铈催化剂中形成铁铈固溶体,优化铁铈催化剂的孔隙结构,增大其表面积和孔容,细化其孔径,使铁铈催化剂具有良好的SCR脱硝性能;FeCe-NH4OH和FeCe-(NH4)2CO3的比表面积依次为107.05,108.80 m2/g,分别为FeCe-NaOH和FeCe-Na2CO3比表面积的1.36和1.83倍。

铁铈氧化物催化剂脱硝性能及抗碱金属盐中毒性能研究

采用浸渍法制备了CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2脱硝催化剂,研究了反应温度对不同铈钛摩尔比催化剂脱硝效率的影响,以及负载10%CeO_2和3%Fe2O_3的催化剂的抗硫性能和抗钾、钠碱金属盐中毒性能。试验结果表明:CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2催化剂最佳反应温度为350℃;铁铈氧化物催化剂的最佳组分配比为CeO_2摩尔分数10%,Fe_2O_3摩尔分数3%,NO脱除率可达95.65%;10%-3%CeO_2-Fe_2O_3催化剂具有良好的抗硫性能;钾、钠碱金属盐对催化剂均有一定的毒化作用,但未对催化活性成分的晶相产生影响,只是削弱了活性成分与载体间的相互结合作用,且钾盐对催化剂活性的影响大于钠盐;钾、钠碱金属盐使催化剂中毒失活可能是由于催化剂NH3吸附能力下降,吸附量减少。