Ca-Al-LDHs固体碱催化羟甲基化反应制备2-硝基-2-甲基-1-丙醇的研究

采用共沉淀法制备了一系列Ca-Al-LDHs固体碱催化剂用于非均相催化合成2-硝基-2-甲基-1-丙醇。利用XRD、SEM、XPS、CO_(2)-TPD、FT-IR、BET等分析手段对Ca-Al-LDHs的结构特性、金属价态、碱性强度与催化性能构效关系进行表征,通过2-硝基丙烷与甲醛羟甲基化反应评价了Ca-Al-LDHs固体碱催化剂的催化性能,并对2-硝基-2-甲基-1-丙醇的制备工艺进行了优化。结果表明,所制备的固体碱催化剂表面存在大量强碱性活性位点,并且存在一种新的晶格结构(Ca12Al14O33),该结构的存在提高了该催化剂对羟甲基化反应的催化性能;在温度为70℃、反应时间为2 h、n(甲醛)∶n(2-硝基丙烷)=2∶1、m(催化剂)∶m(甲醛)=3∶10的反应条件下,2-硝基丙烷的转化率为96.2%,2-硝基-2-甲基-1-丙醇选择性为99%。催化剂重复使用20次后,产品收率仍能达到60%以上。

Ca-Al合金在还原脱磷中应用的可能性

本文在对18Cr-8Ni钢进行还原脱磷的研究中,比较了脱磷剂Ca-Si,Ca-Al、CaC_2的还原脱磷效果,考察了影响还原脱磷的诸因素。研究结果表明,脱磷剂Ca-Al的脱磷率及其后处理结果均优于其余两种,是较好的还原脱磷剂。

高强度Mg-Zn-Ca-Al合金的研究

采用铜模铸造法制备了Mg80Zn16-xCa4Alx(x=2、4、6)和Mg75Zn17Ca4Al4高强度镁合金,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和万能力学实验仪研究了合金的组织、断口形貌、相组成和力学性能。试验结果表明,Mg80Zn16-xCa4Alx(x=2、4、6)和Mg75Zn17Ca4Al4合金的压缩强度分别为560MPa、560MPa、540MPa和635MPa,屈服强度分别为310MPa、310MPa、330MPa和600MPa。合金具有高达2.67×105N·m·kg-1的比强度,Mg75Zn17Ca4Al4合金的屈服强度是稀土高强度镁合金断裂强度的2倍。其他合金的屈服强度与稀土高强度镁合金的断裂强度相当。所研究的系列镁合金是目前所报道的强度和塑性最高的不含过渡族金属的镁合金。

高纯度Ca-Al系列合金研制及其应用基础

在高温(2700-2800 K)下,通过熔融还原特制的活性氧化物(CaO、BaO、MgO)制得了高纯度Ca-Al系列合金,其中含有多种化合物,它们在熔化和气化状态下不分解。理论分析和实践证明:用Ca-Al系列合金对钢液进行脱氧、脱硫时,能提高合金中组元的利用率,将[O]、[S]含量降低到很低值,脱氧产物为易于上浮排除的、变性的各种铝酸盐(CaO(BaO,MgO))x(A12O3)y(x:y=1．0-1．5)。Ca-Al系列合金是良好的终脱氧剂和精炼剂,是“纯Al粉+纯Ca 粉+Fe粉”机械混合物的替代产品。

高纯度Ca-Al系列合金冶炼技术分析与研究

用纯Al或Mg-Al合金从CaO中还原Ca制备Ca-Al系列合金,在理论和实践中都是非常艰难的,反应条件很苛刻。对Ca-Al系列合金的冶炼技术——Ca-Al系列合金的功能、成分、物性,冶金原理,还原剂的选择,CaO+Al反应的供热和供热制度,渣型的选择,Al/CaO或者Mg/CaO的最佳值进行全面的分析和研究,并制定了CaO+Al或CaO+Mg-Al合金冶炼工艺制度。

Ca-Al层状双金属(氢)氧化物气凝胶的制备及其吸氯性能

为解决传统水热法所制备层状双金属(氢)氧化物导致的样品比表面积不高且易产生污染的问题,本研究通过溶胶-凝胶法制备Ca-Al层状双金属(氢)氧化物气凝胶(类水滑石),并利用各种试验方法来表征材料结构,研究结果表明:Ca-Al类水滑石气凝胶形成了以LDHs(Layered Double Hydroxides)晶粒为骨架的多孔结构,且比表面积由粉体材料的2.59m^(2)/g提高到102.96m^(2)/g。同时在一定条件下,利用Ca-Al层状双金属氢氧化物气凝胶焙烧产物Ca-AlCLDH(Ca-Al-calcinedlayered doublehydroxide)吸附去除水中的Cl^(-)。结果表明:在室温下,Ca-Al-CLDH类水滑石气凝胶对pH=6的500mg/L的Cl^(-)溶液最大单位吸附量可达35.63mg/g,且180min便可快速达到吸附平衡。

硼酸根插层的Ca-Al-LDHs的制备、表征和应用

以四水硝酸钙、六水硝酸铝、氢氧化钠及硼酸为原料,利用离子交换的方法合成硼酸根插层的Ca-AlLDHs,并对其进行初步表征。X射线衍射、电子扫描电镜分析和红外光谱测试表明合成出的硼酸根插层Ca-AlLDHs具有良好的层状结构,形貌呈片状,插入钙铝层板间的硼酸根具有BO_4^(5-)和BO_3^(3-)两种结构。以硬脂酸、钛酸酯偶联剂NDZ-311为改性剂,对合成出的硼酸根插层的Ca-Al-LDHs进行改性,并将改性后的硼酸根插层的LDHs粉体与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)材料进行混合得到复合塑料,通过测复合塑料的氧指数研究该种LDHs的阻燃效果。发现当改性硼酸根插层的LDHs粉体填充量为40%(质量分数)时,拉伸强度为9.68 MPa,断裂伸长率为663.3%,极限氧指数为27.2%。

Ca-Al处理改善铝镇静钢的浇铸性能

据《Steel Times》,1990,Vol14, No.1,P15-23报道 CaAl合金已被用来取代CaAl合金,改善连铸铝镇静钢的浇铸性能。迪林格胡滕威克厂的使用结果表明,采用CaAl合金处理,消除了连铸中包水口的堵塞,铸坯表面质量有所提高,而且钢中不会造成增硅。

Ca-Al层状双氢氧化物的合成与应用研究

Ca-Al层状双氢氧化物(Ca-Al-LDHs)具有特殊的层状结构、热稳定性、离子交换性、酸碱双功能等特性,能够形成Ca-Al类水滑石或水铝钙石结构,焙烧后衍生的Ca O基复合金属氧化物具有丰富的孔结构、较强的碱性等性质。因此,Ca-AlLDHs可广泛应用于吸附剂、PVC稳定剂、固体碱催化剂以及缓释剂等领域。本文简要论述了Ca-Al类水滑石与水铝钙石结构的差异性,制备方法以及在多种领域中的应用。

大型海藻微波热解制氢特性研究

大型海藻无需耕地、不含难热解的木质素,是降碳减排、生产小分子生物燃料的理想原料。对大型海藻(包括海带、蜈蚣藻、孔石莼和海黍子)进行微波热解,并与落叶松进行对比。研究了微波热解过程的升温行为、气体释放行为及氢气生成曲线,比较了微波热解的产物分布、气体组成和气化指标,进一步利用Ca-Al(CaO-Al_(2)O_(3))吸附剂原位吸收海带微波热解产生的二氧化碳(CO_(2)),强化海带的定向转化制氢。结果表明,大型海藻比落叶松具有更快的升温行为、更好的制氢效果,尤其海带的氢气产率(16.40 g/kg)为落叶松的3倍。添加Ca-Al吸附剂能够进一步增强海带的微波热解制氢效率,当海带与Ca-Al吸附剂的质量比为1.0:3.0时,氢气产率达到44.24 g/kg,气化效率可达68.57%,气体产物中氢气含量高达77.24%。

烟草薄片废水中烟碱提取方法研究

为研究Ca-Mg-Al组合混凝剂处理并富集烟草薄片废水中烟碱至固相污泥过程、提取固相污泥中的烟碱的工艺流程,通过正交试验设计和碱液浸提的方式,再采用溶剂萃取污泥浸提液中的烟碱,最后用HPLC测定污泥中烟碱含量。并对萃取剂种类、萃取剂用量、萃取次数分别进行了单因素考察。结果表明:pH值为10.0,Ca(OH)_(2)、MgSO_(4)·7H_(2)O、Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O的摩尔比为12∶3∶4,组合混凝剂投加量为5.0 g/L,该条件下COD去除率达到62%,废水烟碱富集率最高可达到58.4%。最终,处理得到的污泥中烟碱含量为1.05%,具有一定提取回收价值。

Ca-Al水滑石的制备及其在铝酸钠溶液中的脱硅

控制铝酸钠溶液中硅的含量在氧化铝工业中是非常重要的.本文以制碱工业中的副产物氯化钙为原料合成了两种Ca-Al水滑石,Friedel盐和Kuzel盐,并以合成的两种盐为脱硅剂对铝酸钠溶液的脱硅进行了研究.考察了脱硅温度、脱硅时间、苛性比(铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3的摩尔数比)、铝酸钠溶液浓度、初始硅量指数(铝酸钠溶液中Al2O3与SiO2的质量比)及Ca-Al水滑石的添加量对脱硅效果的影响,并对Ca-Al水滑石与CaO的脱硅效果进行了比较.实验结果表明用Ca-Al水滑石作为脱硅剂时,可使硅量指数由75提高到600以上.Ca-Al水滑石的脱硅效果优于CaO,而Kuzel盐优于Friedel盐.动力学结果表明Friedel盐脱硅反应对SiO2的浓度是一级反应,表观活化能为17.3kJ/mol.通过XRD对脱硅产物进行了分析,并探讨了Ca-Al水滑石的脱硅机理.

Ca含量对时效态Mg-6.5Al-xCa-1Sn-0.3Sr镁合金显微组织和性能的影响

通过XRD、SEM和性能测试研究了Ca含量的变化对时效态Mg-6.5Al-xCa-1Sn-0.3Sr(x=1,1.5,2,2.5)镁合金的显微组织和性能的影响。结果表明,时效态合金主要由α-Mg和Al_(2)Ca相组成,Al_(2)Ca相成网状分布。合金的抗拉强度和伸长率随着Ca加入量的增加而逐渐降低,当Ca含量为1%时合金的拉伸性能最佳,而合金的硬度随着Ca的加入而增加。在175℃、70 MPa下,Ca的添加使时效态合金的稳态蠕变速率降低。

Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷的制备

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用Micro-CT、SEM、XRD、XRF等检测手段对泡沫陶瓷进行了表征。实验结果显示:当样品中加入11 wt%钢渣,7 wt%菱镁矿时综合性能最佳,此时抗折强度为11.15 MPa,热导率为0.091W/(m·K),总气孔率为61.02%,闭口气孔率为55.30%,体积密度为0.944 g/cm^(3)。

Al-Ca-Cu三元合金体系中与铝平衡的金属间化合物

对三元Al-Ca-Cu合金体系中与铝固溶体平衡的(Al,Cu)_(4)Ca、Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)和Al_(8)CaCu_(4)金属间化合物的结构和性能进行全面分析。基于Al4Ca相中部分Al原子被Cu取代,将(Al,Cu)_(4)Ca金属间化合物视为线性化合物。化合物中铜的溶解度达到10 at.%(19 wt.%),导致化合物的晶格结构、物理和力学性能发生显著变化。例如,化合物的密度从2.22 g/cm^(3)增加到2.79 g/cm^(3),显微硬度从HV 180增加到HV 250。将Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)相视为具有严格化学计量比和BaHg11型初始晶体结构的三元化合物,其空间群为Pm3m,晶格参数为8.514Å,密度为3.45 g/cm^(3)。Al_(8)CaCu_(4)相也是严格化学计量比的三元化合物,具有Mn_(12)Th型晶格结构,最高的显微硬度(HV 505)和密度(4.57 g/cm^(3))。属于二元(Al)+(Al,Cu)_(4)Ca相场和准二元(Al)+Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)截面的合金,有前景作为新型天然铝基复合材料的基材。

Al-Ca-Fe合金中Al_(10)CaFe_(2)化合物的形成与表征

采用热力学计算和实验技术研究铝角的Al-Ca-Fe体系相图,包括液相面投影图和凝固反应。结果表明,与铝固溶体(Al)平衡的不是Al_(3)Fe相,而是一种组成符合化学式Al_(10)CaFe_(2)的三元化合物。通过包晶转变L+Al_(3)Fe→(Al)+Al_(10)CaFe_(2)(638℃,3.3%Ca和0.5%Fe,摩尔分数)发生从二元化合物到三元化合物的转变。与针状Al_(3)Fe相夹杂物不同,三元化合物的初晶和共晶具有致密的形貌。使用第一性原理计算和X射线衍射分析确定三元化合物Al_(10)CaFe_(2)的晶格结构。此外,近共晶合金Al-6%Ca-1%Fe(质量分数)在500~600℃退火后具有细晶组织,过量相的总体积分数约为25%。因此,Al-Ca-Fe体系可用于制造新的铝基复合合金。

挤压工艺对Mg-Al-Ca-Zn合金组织与性能的影响

对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金进行了320~400℃,32、64不同挤压比的挤压试验,采用OM、SEM、拉伸试验、腐蚀试验等手段,研究了不同挤压工艺对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金组织与性能的影响。结果表明:随着挤压温度和挤压比的升高,合金的晶粒尺寸逐渐增大。随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度逐渐提高,伸长率和耐腐蚀性先升高后降低。挤压温度400℃,挤压比32时挤压的合金的抗拉强度最高,为268.5 MPa。挤压温度360℃,挤压比64时挤压的合金的塑性最佳,其伸长率为27.4%。挤压温度360℃,挤压比32时挤压的合金的耐腐蚀性最好,其腐蚀失重率为226.4 mg/(cm^(2)·h)。

Al含量对Mg-xAl-3Ca合金微观组织和力学性能的影响

通过向镁熔体添加不同含量的铝(10wt.%~80wt.%)和3wt.%的钙粒,成功制备了一系列Mg-xAl-3Ca(x=1wt.%、20wt.%、30wt.%、40wt.%)合金和Al-xMg-3Ca(x=17wt.%、27wt.%、37wt.%、47wt.%)合金。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能试验机等设备来研究镁铝钙合金向铝镁钙合金演变过程中的微观组织变化及对压缩性能的影响机制。结果表明,在一定范围内铝含量能够提高合金的抗压性能。当铝含量占比低于30wt.%时,合金的抗压强度随着铝含量的增加也随之提高。当铝含量占比30wt.%时,合金中的Mg_(17)Al_(12)相互相连接形成网状结构,抑制了α-Μg相的生长和移动,从而提高合金的抗压强度至379.43MPa,而当铝含量超过30wt.%时,由于存在大量的Mg_(17)Al_(12)和大尺寸的Al_(2)Ca相,合金的脆化倾向增加,从而使合金的抗压强度逐渐下降。当铝含量占比为50wt.%和60wt.%时由于只形成了少量的金属间化合物,因此其抗压强度最低。然而,当铝含量为80wt.%时,合金中的α-Al相具有高硬度和强度,可增加合金抗压强度,合金抗压强度为438.06MPa.

Y元素对铸态 Mg-Al-Ca-Mn合金组织与耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD分析、腐蚀试验和电化学测试等研究了Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY(x=0、0.8、1.5)铸态合金的微观组织与耐腐蚀性能。结果表明:未添加Y的Mg-4Al-3Ca-0.7Mn合金组织由α-Mg、Al2Ca相、Mg2Ca相组成。添加0.8wt%Y后,合金组织中晶粒得到明显细化,析出相变得细小,Al2Ca相、Mg2Ca相数量减少,并有Al2Y相生成。Y含量增加到1.5wt%时,合金晶粒细化效果不明显,大量Al2Y相聚集在晶界处呈网状分布。添加适量的Y可提高Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY合金的耐腐蚀性,Y添加量为0.8wt%时,该合金的耐腐蚀性最佳。

A Ca-Al-RICH CHONDRULE IN BOXIAN CHONDRITE

The Boxian meteorite (LL3-4), fallen in October 1977, possesses low degree of thermal metamorphism and good chondrule texture. A Ca-Al-rich chondrule （CA chondrule） was found in this chondrite. This chondrule is ca. 0.36 mm in diame ter. There is only one light red euhedral spinel crystal, ca. 34％ in volume of this chondrule, while prismatic fassaite crystals occupy ca. 29％ and only one small crystal of olivine and light brown intergranular glass of the above minerals, ca. 37％ （Fig. 1）.