Co/Ni/ZSM-5催化改质热解煤气与煤焦油及其机理

以过量浸渍法制备不同Ni、Co比例改性的ZSM-5分子筛为催化剂,通过XRD、SEM-EDS、BET、NH_(3)-TPD对催化剂进行表征。研究不同配比的Ni/Co/ZSM-5催化剂、热解温度、催化剂添加量对神府煤热解煤气与煤焦油组分变化的影响。结果表明,经Ni3Co5Z催化剂催化后的热解煤气总体积分数较原煤提高11.69个百分点,其中H_(2)体积分数和CH4体积分数分别提高了4.25个百分点、5.37个百分点;650℃为最佳热解温度,H_(2)体积分数和CH4体积分数分别提高了6.77个百分点、0.50个百分点,而催化剂的加入量对煤气体积分数影响较小。当催化剂为Co3Ni5Z、催化剂添加量为0.3 g、热解温度为600℃时,煤焦油中芳香烃与酚类的面积分数较原煤分别提高了5.91个百分点、3.35个百分点。Ni/Co/ZSM-5催化剂的酸量与催化性能关系密切,一定程度的酸量能促进煤的热解,提高煤气的高价值气体组分产量,改善煤热解油品的品质。

Co/Ni共掺杂g-C_(3)N_(4)以提高其可见光下光解水产氢性能

以三聚氰胺、氯化铁、氯化钴为原料,利用热缩聚合成法制备不同比例的Co/Ni共掺杂的g-C_(3)N_(4)光催化剂,并在可见光条件下测量其光解水产氢性能。结果表明,5%Co/Ni-g-C_(3)N_(4)催化剂催化效率最高,产氢量为20.33μmol/h,是单相g-C_(3)N_(4)的4.9倍。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、瞬态光电流分析(I-t)等方法对不同样品进行表征。结果发现,Co/Ni共掺杂并未改变g-C_(3)N_(4)半导体的骨架结构,但极大地增加了催化剂表面光生电子-空穴的分离效率,致使光催化产氢效率大幅增加。

Ta/Pt双底层Co/Ni多层膜的反常霍尔效应

通过JGP560A型磁控溅射仪制备了一系列以Ta/Pt为底层的Co/Ni多层膜样品,研究了多层膜中Pt缓冲层厚度、周期层中Co与Ni厚度以及多层膜周期数对样品反常霍尔效应和磁性的影响。结果发现:逐渐增厚的Pt层可以使样品的矫顽力增加,但是分流作用会导致样品的霍尔电阻降低,通过比较确定Pt缓冲层的厚度为2nm;磁性层中Co和Ni都处于一定厚度范围内时,多层膜的霍尔回线才能具有良好的矩形度,当厚度超出其特定范围时,多层膜的矩形度会变差,经过分析确定磁性层中Co和Ni的厚度为均0.4nm;磁性层的周期数对样品的性能也有着显著的影响,最终通过对周期数优化获得的最佳样品结构为Ta(2nm)Pt(2nm)Co(0.4nm)Ni(0.4nm)Co(0.4nm)Pt(1nm),该样品的霍尔回线矩形度非常好,霍尔信号明显,该样品总厚度在7nm以内,可进一步研究其在垂直磁纳米结构中的应用。

Co/Ni比对93W-Co-Ni钨合金烧结温度及力学性能的影响

以Co、Ni作黏结剂，选择不同Co/Ni比，用粉末冶金法制备出HRC硬度在30～43之间的93W-Co-Ni钨合金。采用光学金相、扫描电镜对合金组织形貌进行表征，采用准静态拉伸试验对合金的抗拉强度及延伸率进行测试，采用洛氏硬度计对合金硬度进行测定。结果表明：随着Co/Ni比增加，合金的烧结温度逐渐增加，其抗拉强度与延伸率急剧降低，而硬度先增加之后趋于稳定；当Co/Ni≥1.0时，合金抗拉强度很低，延伸率≤1%；当Co/Ni≥4时，其HRC硬度值稳定在41～43之间，明显高于一般的W-Ni-Fe合金，这主要与Co对W基体的润湿性较差及两者之间易形成脆性化合物Co7W6有关。

Co/Ni比值与锰矿的成因关系

本文在分析我国几个典型锰矿Co/Ni比值基本特征的基础上,探讨了根据Co/Ni比值的量变情况,初步判别矿质来源的远近,并作为一种找矿标志.特别指出,Co/Ni<0.55,既表明矿质的深部来源,又显示锰的"近程"淀积,是找富锰矿的标志.

Bi/Pt底层对Co/Ni多层膜反常霍尔效应的影响

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列分别以Pt和Bi/Pt为底层的Co/Ni多层膜样品。通过研究Bi的厚度、周期层数、周期层中的Co和Ni的厚度以及退火温度对样品反常霍尔效应的影响,最终获得了霍尔效应最强、良好的霍尔曲线矩形度,同时具有良好的垂直各向异性的最佳样品Bi(1nm)/Pt(5nm)/[Co(0.3nm)Ni(0.5nm)]1/Co(0.3nm)/Pt(1nm)。实验表明,退火处理有利于增强反常霍尔效应。

三元金属催化剂Fe/Co/Ni/MgO催化热解法制备碳纳米管

以硝酸铁(Fe(NO_3)_3·6H_2O)、硝酸钴(Co(NO_3)_2·6H_2O)、硝酸镍(Ni(NO_3)_2·6H_2O)和硝酸镁(Mg(NO_3)_2·6H_2O)作为三元金属催化剂Fe/Co/Ni/MgO前驱物,在400℃下采用柠檬酸络合法制备三元金属催化剂Fe/Co/Ni/MgO。采用催化热解法以乙炔(C_2H_2)为碳源气、氮气(N_2)为保护气、氢气(H_2)为还原气体制备碳纳米管,研究不同温度条件对裂解反应生长碳纳米管的影响,并借助场发射扫描电镜(FESEM)测试手段对碳纳米管的形貌进行表征。实验结果表明:当长碳温度为550℃时,催化剂聚合物团簇分散效果最佳,碳纳米管的产量达到最大,形貌较好。

Co/Ni多层膜的热处理研究

采用磁控溅射方法制备了Co/Ni多层膜并做了热处理,测量了系列样品的结构、磁性和磁电阻。受热处理条件等因素影响,多层膜的层间磁性耦合性质发生变化,电阻率下降,而其各向异性磁电阻的数值没有一致的变化趋势。讨论了磁性层织构和界面对多层膜的磁性与各向异性磁电阻效应的影响。

铁钴镍配比对WC-8(Fe/Co/Ni)硬质合金性能的影响

通过粉末冶金法制备WC-8（Fe/Co/Ni）硬质合金,研究了不同的铁钴镍配比对WC-8（Fe/Co/Ni）硬质合金性能的影响。结果表明,当Fe：Co：Ni=65：20：15时,合金获得了比普通YG8硬质合金更优异的综合性能,其密度、硬度和抗弯强度值分别达到14.68g·cm（-3）、90.6HRA和1835MPa。

气体流速对La/Co/Ni/MgO催化剂CVD法制备碳纳米管的影响

我们在400℃下利用溶胶一凝胶法制备了La／Co／Ni／MgO催化剂，用化学气相沉积法（CVD）在650—600℃下裂解乙炔气体生长碳纳米管，研究了载气、还原气体和碳源气体流速对碳纳米管产量的影响。其中，载气流速N2是100mL／min，还原气体流速H2是30mL／min，碳源气体流速c2H4是60mL／min时，催化剂聚合物团簇分散效果最佳，碳纳米管的产量和形貌达到最大。

非平衡Al-Ni-Co合金中十次准晶的结构分析与表征

本文主要利用原子分辨的高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)成像技术与选区电子衍射(SAED)技术,对非平衡Al-Ni-Co合金中十次准晶的结构进行了表征,结果表明其基本结构单元除了包含平衡态Al-Ni-Co十次准晶超结构变体中的五次对称原子团,还具有非平衡Al-Ni-Co十次准晶中独有的对称性破缺原子团,是一种新的Al-Ni-Co十次准晶超结构变体。通过用不同的拼砌来描述该准晶结构,发现在急冷状态下对称性破缺原子团的存在导致了相子缺陷的产生,从而破坏了该准晶的长程有序性。通过安曼线和特征相子分析发现,该观察区域内安曼线分布无明显差异,特征相子分布无明显变化,反映出该区域准晶相的线性相子应变是单一的,这与平衡状态下十次准晶相结构特征完全不同。

电沉积制备Ni-Co-Ce复合镀层及其耐蚀性能研究

Ni-Co合金镀层具有较好的耐蚀性,多用于金属防腐,添加Ce可细化该合金镀层晶粒,提高组织致密性及耐蚀性。以船用钢EH40为基体,采用复合电沉积工艺在其表面制备Ni-Co-Ce合金镀层,并在3.5%NaCl溶液中对不同工艺条件下制备的镀层进行动电位极化曲线测试和电化学阻抗测试,评价其耐腐蚀性能。采用扫描电镜和X射线衍射仪对镀层的表面形貌和物相组成进行了分析。结果表明,镀层最佳电沉积工艺条件为硫酸铈浓度0.6 g/L,电流密度0.04 A/cm^(2),电沉积温度50℃;此条件下获得的镀层表面平整,自腐蚀电流和电位(绝对值)均最低,分别为3.694 5×10^(-6) A/cm^(2)和-0.534 V,电荷转移电阻最大,为889.81Ω·cm^(2),耐蚀性能最好。

元素添加对两步烧结W-6Ni-4Co合金组织和力学性能的影响

采用粉末冶金技术制备W-6Ni-4Co-2X(X=Nb、Ta、Hf、Mo、Ti)合金,研究添加Nb、Ta、Hf、Mo和Ti元素对W-6Ni-4Co合金组织和力学性能的影响。结果表明:W-6Ni-4Co-2X合金的显微组织主要由基体相(W相)和黏结相组成,且黏结相的种类和含量与烧结过程W相在黏结相(Ni,Co)中的溶解析出有关。W-6Ni-4Co-2Ta、W-6Ni-4Co-2Hf合金组织W晶粒呈不规则多边形,W-6Ni-4Co-2Nb、W-6Ni-4Co-2Ti合金组织W晶粒呈椭球形,并分散分布在黏结相中。W-6Ni-4Co-2Ta合金组织均匀、晶粒细小、W/黏结相界面结合良好,使其硬度、抗弯强度和屈服强度较高。W-6Ni-4Co-2Mo合金组织W晶粒呈网状排列,连续W骨架结构与延性黏结相协同降低了合金的应变硬化程度,使其具有较好的抗应变硬化性能。因此,向W-6Ni-4Co合金中添加合适的过渡金属元素是提高其力学性能的一种有效途径。

超声波电沉积制备Fe-Ni-Co合金箔

Fe-Ni-Co合金箔是过渡金属合金的一种重要类型,在储氢和磁性材料领域具有巨大的应用前景。本研究在氨基磺酸盐-氯化物电镀液体系中,采用电沉积法在纯钛基底上制备出铁基Fe-Ni-Co合金箔,考察pH值、温度、电流密度、超声波功率对Fe-Ni-Co合金箔的形貌、化学成分、晶体结构的影响。结果表明,当pH=2.0、温度为60℃、电流密度为50 mA/cm^(2)、超声波功率为45 W时,合金箔表面平整且气孔较少,杂质元素含量低,截面成分分布较均匀;合金是以Ni为溶剂、Fe和Co为溶质的置换型固溶体,为面心立方的γ-(Fe, Ni)相,硬度及耐腐蚀性能均较好。

深冷轧制变形对新型Ni-W-Co-Ta高密度合金显微组织与性能的影响

采用熔炼-浇铸-锻造流程制备新型Ni-W-Co-Ta高强度合金,并对Ni-W-Co-Ta合金经深冷轧制变形后的显微组织及力学性能演变规律进行表征。结果表明:随着变形量的增加,新型Ni-W-Co-Ta高密度合金中等轴晶粒沿轧制方向不断被拉长,同时产生大量的滑移带以协调剧烈的塑性变形,并最终形成纤维组织。变形量的增大导致位错密度急剧增大,位错交互作用显著加强,进而使晶粒尺寸细化至纳米量级;合金强度、硬度随着变形量的增加而显著提高,伸长率则急剧下降。断口形貌则由韧性断裂(未变形)向准解理-韧性混合型断裂转变(90%变形量)。

基于机器学习的Cu-Ni-Co-Si合金固溶处理晶粒尺寸预测

Cu-Ni-Co-Si合金在固溶处理后的晶粒尺寸会影响其服役性能。采用3种不同的机器学习方法——BP神经网络、随机森林、长短期记忆网络,分别建立了Cu-Ni-Co-Si合金固溶温度和固溶时间对固溶后晶粒尺寸影响的机器学习预测模型。对比分析3种不同机器学习模型的预测精度,发现BP神经网络模型预测精度最高,其平均相对误差为8.55%。随后采用遗传算法优化BP神经网络。结果表明,所建立的BPGA模型平均相对误差比BP神经网络模型降低了6.47个百分点,其平均相对误差为2.08%,能够有效地为Cu-Ni-Co-Si合金固溶处理工艺参数的选择提供指导。

电沉积法制备Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极及储能特性研究

本文采用两步电沉积技术,以泡沫铜为基底,原位制备了Cu(OH)_(2)/镍钴双金属硫化物(Ni-Co-S)复合电极材料。先采用恒电流沉积技术将泡沫铜表面氧化,得到Cu(OH)_(2),泡沫铜同时作为电极基底和铜的唯一来源,再通过恒电位沉积,将Ni-Co-S均匀覆盖在Cu(OH)_(2)表面。Cu(OH)_(2)一方面作为活性电极组分参与氧化还原反应,同时作为底层材料,为顶层Ni-Co-S的沉积提供较大的沉积空间,进而形成了更丰富的电化学活性位。基于这种原位电沉积技术以及Cu(OH)_(2)与Ni-Co-S组分的协同作用,Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极表现出增强的赝电容特性,在2mA·cm^(-2)的放电电流密度下,比容量为4.88 F·cm^(-2),库伦效率为88.12%,5000次充放电循环后,比容量保持在初始值的86.38%。

Ni/SiO_(2)催化剂催化2-甲基呋喃加氢性能

以硝酸镍为镍源、酸/碱性硅溶胶为硅源,采用共沉淀法制备了2种Ni/SiO_(2)催化剂。采用固定床反应器,评价Ni/SiO_(2)催化剂对于2-甲基呋喃(2-MF)气相加氢合成2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)的反应性能。通过XRD、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR、NH3-TPD、XPS、FTIR和TEM对催化剂进行了表征。考察了硅溶胶的酸碱性对Ni/SiO_(2)催化剂结构及性能的影响。结果表明,以酸性硅溶胶为硅源制备的Ni/SiO_(2)催化剂以弱酸中心酸量为主且存在中强酸中心,比表面积、平均孔径大,因而该催化剂加氢活性和2-MTHF的选择性较高。Ni/SiO_(2)催化剂稳定性良好,在最优反应条件〔温度90℃、H_(2)压力2 MPa、质量空速4.4 g 2-MF/(g催化剂·h)、H_(2)与2-MF物质的量之比为4∶1〕下进行催化剂稳定性测试(200 h),2-MF的转化率达到99.8%,2-MTHF的选择性均保持在97.5%左右。

Cu-20Co-20Cr-20Ni合金在0.5 mol·L^(-1)中性Na Cl溶液中腐蚀行为研究

纳米材料因其自身独特性能而备受关注,从而引发了人们对其进行一系列的研究。采用机械合金化法(MA)和粉末冶金法(PM)制备了纳米尺寸和常规尺寸粉末,通过控制温度和压力等因素,利用真空热压烧结炉将两种不同尺寸的Cu-20Co-20Cr-20Ni粉末热压成块体合金,并利用电化学测试技术研究了它们在0.5mol·L^(-1)中性Na Cl溶液中的腐蚀行为以及纳米化对其腐蚀行为的影响。结果表明:当Cu-20Co-20Cr-20Ni合金处于0.5mol·L^(-1) Na Cl腐蚀溶液中时,纳米尺寸Cu-20Co-20Cr-20Ni合金较相应的常规尺寸合金自腐蚀电位发生正移,电荷传递电阻变大,腐蚀电流密度减小。可见,晶粒细化导致Cu-20Co-20Cr-20Ni合金的耐腐蚀性能增强。

金属-有机骨架衍生的Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结用于光催化产氢及其电荷转移途径的确定

氢气是缓解环境污染和能源短缺的零污染绿色能源,利用太阳能诱导半导体裂解水制氢是最环保的方法之一。本文以MOFs衍生的Ni-CNT(Ni修饰的碳纳米管)作为非贵金属助催化剂,通过简单的油浴法原位生长ZnIn_(2)S_(4)纳米片合成了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)。在Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)中,Ni纳米颗粒包裹在CNT的顶部和横截面上,有效地阻止了Ni纳米颗粒的团聚。Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构具有紧密的接触界面,有利于电荷转移,可作为高效的析氢光催化剂。38Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)样品具有最佳的产氢性能(12267μmol·h^(−1)·g^(−1)),约为纯ZnIn_(2)S_(4)的6.4倍,且在420 nm单色光下其表观量子效率达到11.3%。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构的存在。电化学测试表明,Ni-CNT与ZnIn_(2)S_(4)的结合促进了光生电荷的转移,有效地阻止了光生载流子的快速复合,从而增强了ZnIn_(2)S_(4)的析氢性能。电子自旋共振(ESR)结果进一步证明了Ni-CNT助催化剂的存在延长了ZnIn_(2)S_(4)光生电荷的寿命,促进了光生电荷和空穴的分离效率。通过密度泛函理论计算探索并确定了异质结界面中的电荷转移途径。Ni、CNT和ZnIn_(2)S_(4)费米能级的差异导致界面处电荷发生迁移从而形成内嵌电场,ZnIn_(2)S_(4)的能带向下弯曲,促进光生电子从ZnIn_(2)S_(4)流向NiCNT电子受体。平面平均电子密度差结果证实了热电子从Ni转移至CNT再转移至ZnIn_(2)S_(4),表明光生电子转移途径为ZnIn_(2)S_(4)→CNT→Ni。此外,吸附H*吉布斯自由能(ΔGH*)和晶体轨道哈密顿布居(COHP)结果表明Ni纳米颗粒可作为析氢反应的活性位点,促进了产氢效率。本工作将为开发低成本、高效的非贵金属光催化制氢催化剂提供新的策略。