CaH2-TiO2-Al体系动力学研究

在CaH2-TiO2-Al体系中,采用还原扩散法制备TiAl合金,旨在探索一种新型、低成本、高效率的绿色冶金方法。在已知热力学可能的基础上,进行了动力学研究。在反应条件下,TiO2首先在CaH2的作用下被还原成金属Ti,Al以液态自身扩散或随液态及气态Ca迁移到Ti表面,被还原出来的高活性Ti与Al发生反应,生成TiAl合金。在反应过程中Al是主要扩散元素。可以采用一级液-固未反应核模型来分析还原扩散法制备TiAl合金,液-固界面化学反应为该反应的控制环节,界面化学反应受温度和时间影响较大,提高反应温度和增加反应时间有利于生成TiAl合金。反应的活化能为76.84kJ·mol-1,指前因子为1.54×10-2。

CaH_2-TiO_2-Al体系制备TiAl合金反应机制的探讨

通过热力学计算可知,在CaH2-TiO2-Al体系中用还原扩散法制备TiAl合金是可能的。该反应为一级反应,采用液-固未反应核模型探讨其反应机制。结果表明,TiO2还原成纯金属Ti非常迅速,不是反应的控制步骤,界面化学反应为反应的控制环节。反应的表观活化能为76.84kJ·mol-1。当CaH2的量为理论计算量的1.5倍时反应充分;Al粉的粒度对反应没有影响;反应温度为1423K、反应时间为8h时,TiAl合金的转化率接近100%。

Pd／γ-Al2O3-TiO2催化剂上乙醇乙醛的催化氧化性能研究

采用混胶法和机械混合等方法制备了Pd质量分数为1%的Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂,并对其催化活性、影响条件进行了考察。结果说明,由混胶法制备的Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂对乙醇和乙醛的完全氧化表现出优异的催化性能,其活性明显高于单一载体催化剂Pd/TiO2和Pd/Al2O3,150℃时乙醇和乙醛的转化率分别达到98.9%和98.5%。在较宽温度范围内和高空速条件下表现出良好的稳定性。同时运用XRD、TEM和FT-IR等技术对催化剂进行了表征。结果表明,在Pd/γ-Al2O3-TiO2催化剂中Al2O3与TiO2之间存在着较强的相互作用,使γ-Al2O3-TiO2的比表面积和孔容积均调变到一个适中的数值,同时在催化剂表面Al2O3参与形成了有利于其催化活性的表面结构。

γ-Al_2O_3/SiO_2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

运用电位滴定技术研究了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质;依据滴定数据及表面配位理论恒电容模式,利用WinSGW软件计算得出了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱反应平衡常数:≡XOH+H+≡XOH2+(lgK1=5.06±0.05);≡XOH≡XO-+H+(lgK2=-8.45±0.10);在此基础上研究了不同pH条件下重金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+在γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的吸附行为,并用WinSGW软件模拟得出了Cu2+,Pb2+,Zn2+在该混合悬浮液体系中的表面配位常数:≡XOH+M2+≡XOM++H+[lgK=-2.20,-1.72,-2.90(M=Cu,Pb,Zn)].

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-Al_2O_3-Nd_2O_3-CuO熔盐体系电导率的研究

采用TH2810DLCR数字电桥测试仪确定熔盐电阻,通过CVCC法研究Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2-Al2O3-Nd2O3-CuO熔盐体系电导率,并采用最小二乘法对数据进行拟合,确定了温度、熔盐组分与熔盐电导率之间的关系式。研究结果表明,当温度升高或CuO含量增大时,熔盐电导率增大;而当Nd2O3和Al2O3含量增大时,熔盐电导率则逐渐减小;当温度一定时,同时加入相同质量比的Nd2O3和CuO,熔盐体系的电导率随Nd2O3、CuO添加量的增大而增大。

改性淀粉-TiO_2体系对含不同填料的脱墨浆助留助滤效果研究

改性淀粉-TiO2体系作为助留助滤剂通过与含不同填料的脱墨浆作用,考察对浆料和填料的助留助滤效果。实验结果表明,改性淀粉-TiO2体系对浆料的留着以滑石粉为填料时最好,当两性淀粉(AmS)用量为0.4%、纳米TiO2用量为0.2%时,滑石粉为填料时总留着率达到91.8%,滑石粉留着率为94.3%;高岭土为填料时总留着率为87.8%,高岭土留着率为90.3%;钛白粉为填料时总留着率为87.3%,钛白粉留着率为91.1%;碳酸钙为填料时总留着率为81.4%,碳酸钙留着率为69.5%;滤水时间则是碳酸钙为填料时最少,为20 s,其次分别是滑石粉33 s、钛白粉48 s、高岭土53 s。

SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-R_2O系统逆性玻璃中TiO_2耐碱二重性的探讨

通过测定SiO2 TiO2 Al2 O3 R2 O系统逆性玻璃的耐碱性及由玻璃转入碱侵蚀液中的SiO2及TiO2 的量 ,分析了TiO2 在玻璃耐碱性上的二重性 ,得出氧化物自身的耐碱性与氧化物对玻璃耐碱性的影响是

Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-NaCl-H_2O体系中ANA和SOD沸石膜的水热合成

Na2 O SiO2 Al2 O3 NaCl H2 O体系中,以水玻璃和准一水软铝石为原料,分别在堇青石和玻璃载体上水热合成方沸石(ANA)与方钠石(SOD)沸石膜.研究水含量、反应温度、反应时间与多次合成对膜结晶的影响.用XRD,SEM,EDX表征膜的晶相、形貌和化学组成.堇青石负载方沸石膜在对 95 %(wt.)乙醇水溶液的渗透蒸发实验中,水优先透过沸石膜的选择性显示了晶间孔的醇/水分离作用.非计量的NaCl进入到在玻璃载体上成膜的方钠石笼中。

SiO_2-Al_2O_3-FeO体系中制备莫来石连续纤维

以Al2O3、SiO2、Fe2O3、Fe粉末为原料,通过熔融拉丝法制备了多晶莫来石连续纤维;通过XRD、SEM及EDS分析,讨论了莫来石纤维的形成过程及机理。结果表明,采用熔融法从SiO2-Al2O3-FeO体系中能够制备出组织形态为针状的莫来石连续纤维;含有一定玻璃相的纤维在20%的氢氟酸溶液中浸泡,烧结后能够得到莫来石质量分数较高的连续纤维。

两相体系中PW_(12)-TiO_2-SiO_2固体酸一步催化降解葡萄糖制5-羟甲基糠醛的研究

在26.5%Na Cl(aq)/四氢呋喃(THF)两相体系中,进行了PW_(12)-TiO_2-SiO_2固体酸催化降解葡萄糖制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的研究,并探究了不同反应条件对催化性能的影响,考察了催化剂的循环利用性,探讨了该反应可能的催化机理.结果表明:催化活性与其酸量和酸密度有关,在最佳条件下,5-HMF收率达57.7%,葡萄糖最佳转化率为98.5%;此催化剂热稳定性良好,在循环利用6次后,5-HMF收率为51.9%,葡萄糖转化率为88.6%.

BaO-Ln_2O_3-TiO_2体系微波介质陶瓷的成分与结构的关系

BaO-Ln2O3-TiO2体系高介电常数微波介质陶瓷属于类钙钛矿钨青铜结构,其固溶体分子式为Ba6-3x-Ln8+2xTi18O54。分析了结构中占据A1、A2位的离子种类及占有率随x值的变化规律。当x=2/3时,Ba2+离子和Ln3+离子分别占据A2位和A1位,离子占位处于有序状态,因而陶瓷的损耗最小。

水相体系中纳米α-Al_2O_3的分散稳定性研究

采用无机电介质六偏磷酸钠(SHP),非离子型表面活性剂聚乙二醇(PEG400),阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CATC),阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SD-BS)作为分散剂,研究纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性。系统研究了分散剂质量分数、分散剂种类、pH值以及超声时间对于纳米α-Al2O3在水相介质中的分散性能的影响。结果表明,分散剂的质量分数对于分散体系稳定性影响最大,每一种分散剂都有其最佳值。随着超声时间的增加,分散体系稳定性呈先增后减的趋势。选用SDBS作为分散剂,分散剂质量分数为2.0%,pH=9,超声时间为20 min时纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性最好。

PAA-PEO对多元复合体系Y-TZP/α-Al_2O_3悬浮液流变性能的影响

利用一种新型的分散剂——梳型共聚物poly(acrylic acid)-poly(ethylene oxide)(PAA-PEO),研究了pH、PAA-PEO的添加量以及固含量对Y-TZP/α-Al2O3-H2O悬浮液的流变性能的影响。结果表明:PAA-PEO对Y-TZP/α-Al2O3-H2O悬浮液有很好的分散性能,在pH为3的条件下,PAA-PEO能使固含量为30vol%的各种配比的Y-TZP/α-Al2O3-H2O悬浮液都达到稳定状态,并且制备出固含量为60vol%的稳定的Y-TZP/α-Al2O3-H2O浆料。

S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-TiO_2固体超强酸的制备及催化活性研究

本文采用单因素实验法,研究了固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3-TiO2的制备工艺。结果表明,S2O28-/ZrO2-Al2O3-TiO2的最佳制备条件为:n(Zr)∶n(Al)∶n(Ti)=1∶3∶1,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.5mo.lL-1,浸渍时间2h,焙烧温度300℃,焙烧时间6h。此外,用红外光谱对固体酸进行了结构表征,以乙酸正丁酯的酯化反应对其酸催化活性进行了初步研究。

生石灰-Al_2(SO_4)_3体系处理硫酸生产废水研究

利用生石灰·Al2 (SO4 ) 3体系对硫酸生产废水进行除砷除氟试验研究 ,探讨了pH值、三价铝Al(Ⅲ )浓度、混凝搅拌时间、静置时间等因素对As、F去除率的影响 .实验结果表明 ,当pH值 =12 ,三价铝Al(Ⅲ )浓度为4 0mg L、混凝搅拌时间为 5min、静置时间为 2 0min时 ,As、F去除率分别达 95 .9%和 85 .5 % ,废水中余As、F浓度分别为 0 .4 0mg L和 10 .7mg L ,达到国家排放标准 .

中等氧分压下CaO-SiO_2-Al_2O_3-FeO_x体系的液相线及平衡相关系

采用高温平衡实验方法研究了10.13 Pa氧分压下,温度对CaO-Al2O3-FeOx及SiO2-Al2O3-FeOx两三元系液相线及平衡相关系的影响.平衡试样的EPMA(电子探针显微分析)、SEM(扫描电镜)检测结果表明,对CaO-Al2O3-FeOx体系而言,随着温度由1 450℃升至1 550℃,液相区向高Al2O3区域扩展,且两个温度条件下其高Al2O3区域的平衡相关系均包括两相平衡共存以及三相平衡共存.另一方面,对于SiO2-Al2O3-FeOx体系,其液相区随温度升高向高铁区及莫来石初晶区扩展,同时该体系1 450℃下靠近SiO2-FeOx侧的平衡相关系与1 550℃下不同.此外,实验测定的液相线与基于FactSage的计算值表现出较好的一致性.

Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2体系高温还原条件下的物相变化

以闪速燃烧合成的Si3N4(w(Si3N4)≥95%,粒度≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(w(Al2O3)≥99%,d50=1.2μm)及SiO2微粉(w(SiO2)≥92%,粒度≤1μm)为原料,按照m(Si3N4):m(Al2O3):m(SiO2)=4:4:2比例混合,液压成型为Φ20mm×20mm试样在埋炭(不接触焦炭)条件下分别于1300、1400、1500、1600℃保温6h处理后进行XRD分析。结果表明:1300℃的新生物相主要为Si2N2O和方石英,SiO2微粉方石英化明显;1400℃的新生物相主要为Si2N2O、方石英和O’-SiAlON;1500℃的新生物相为Si2N2O、方石英、O’-SiAlON、X相及莫来石;与1500℃相比,1600℃的新生物相没有变化,但是Si2N2O、O’-SiAlON、X相及莫来石的生成量增加明显,方石英生成量显著减少。

粘度计法测定α-Al_2O_3水悬浮体系的最佳分散剂质量分数

用Ubbelohde粘度计在pH=10时,测试了分散剂质量分数对α-Al2O3悬浮体系粘度的作用,并将此法与沉降法做了比较.结果表明,粘度法、沉降法所反映的悬浮体系稳定性随分散剂质量分数的变化规律基本是一致的.由粘度测试法得出,最佳分散剂的质量分数为0.04%,此条件下,α-Al2O3悬浮体系的粘度最低,且其最佳分散剂质量分数不随α-Al2O3悬浮体系的固相体积分数发生变化.在较宽的分散剂质量分数0.04%～0.24%内,均可得到粘度较低、悬浮稳定性较好的低固相体积分数的α-Al2O3悬浮体系.在最佳分散剂质量分数为0.04%、pH=10的条件下,制备了固相含量体积分数为62%的α-Al2O3浓悬浮体,并在剪切速率为49.81s-1时,测得其粘度为0.5Pa·s.

FeO-CaO-SiO_2-Al_2O_3-ZnO-PbO-Cl体系中Zn、Pb氯化物饱和蒸气压的测定

采用气流携带法对FeO-CaO-Si O2-Al2O3-ZnO-PbO-Cl体系中Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压进行测定,并对温度、渣成分、Cl含量等影响因素进行了分析。结果表明,温度为970～1 030 K条件下FeO-CaO-Si O2-Al2O3-ZnO-PbO-Cl体系中Zn、Pb氯化物饱和蒸气压均随着温度的升高而增加,且Pb氯化物蒸气压值的对数与温度的倒数之间呈较好的线性关系。碱度、FeO含量均对Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压影响很大,低碱度可提高Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压,高FeO含量虽可增加ZnCl2饱和蒸气压,却降低了Pb氯化物的饱和蒸气压。Cl含量越高,该体系中Zn、Pb氯化物的饱和蒸气压越大。

溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-ZrO_2涂层

在乙醇中,分别以盐酸、醋酸为催化剂,以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、硝酸铝、氧氯化锆为金属醇盐前躯体,通过分步水解法制备了SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合溶胶,利用浸渍法将陈化后的复合溶胶涂覆到不锈钢表面制得透明的复合涂层。对SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合涂层进行了差热分析(DTA)、失重分析(TG)、红外光谱(IR)、X射线衍射分析(XRD)以及耐HCl、CuSO4和FeCl3溶液浸泡腐蚀实验。结果表明,涂层中存在TiO、SiO、AlO键的氧化物网状结构,其XRD图中出现了锐钛矿和板钛矿的相结构。该涂层致密,具有良好的耐蚀性能。