Fe-Cu/ZSM-5催化剂的NH_3-SCR脱硝性能

通过浸渍法制备了Fe和Cu含量比不同的系列Fe-Cu/ZSM-5催化剂,利用XRD、H2-TPR、NH3-TPD和原位DRIFTS等技术对催化剂进行了表征,并对其NH3-SCR脱硝性能进行了研究。结果表明,双金属改性的Fe-Cu/ZSM-5催化剂活性温度窗口拓宽,其中,Fe-Cu/ZSM-5 1∶4催化剂脱硝性能优异,250-450℃下脱硝效率均超过90%,335℃时脱硝效率达到最大值96.46%。铜和铁物种能以无定型氧化物良好分散于载体表面,双金属负载改性催化剂保留了ZSM-5的晶体结构。Fe-Cu/ZSM-5 1∶4催化剂具备丰富的酸性位、良好的氧化还原性能,一定温度条件下NH3-SCR反应过程中同时存在E-R机理和L-H机理,且E-R机理反应起始温度低于L-H机理;200℃为催化脱硝反应的起活温度。

海藻酸钠包覆型Fe-Cu双金属PRB填料的除Cr(Ⅵ)特性

Fe0与Cr(Ⅵ)发生表层反应使Fe0-渗透反应墙(PRB)利用率很低。针对Fe0利用率低问题,研究了海藻酸钠(SA)包覆型铁粉填料(SAC)和SA包覆型Fe-Cu双金属填料(SAB)对受污染地下水中Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,SAB效果最好。SAB中双金属的化学吸附占主导作用,SA自身对Cr(Ⅵ)的吸附容量很小。SAB2(镀铜1%)的FEI电镜扫描及XPS能谱分析结果表明,SA与2价金属阳离子Ca2+交联形成孔隙结构,不仅为双金属的附着提供了大量的吸附点位,还可使Cr(Ⅵ)进入到内部与双金属反应;Cu在Fe0与Cr(Ⅵ)反应中起催化剂作用,通过自身化合态变化传递Fe0失去的电子。在中性条件下,对SAB进行动力学拟合,符合准一级化学反应动力学。且随着镀铜量的增加,SAB反应速率常数k逐渐增大;随着初始Cr(Ⅵ)浓度的增大,SAB2反应速率常数k逐渐下降;随着双金属投加量的增大,SAB2反应速率常数k线性递增。相比SAC和纯铁粉,SAB具有较大的去除能力和较高的反应速率,采用SAB治理Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的。

Fe-Cu催化还原法处理硝基苯类化合物废水

以硝基苯、4-氯硝基苯、4-硝基苯酚与2-硝基苯酚为目标污染物,对比了铁单独处理和铁铜联合处理的效果,并研究了硝基苯与4-氯硝基苯、4-硝基苯酚、2-硝基苯酚双组分混合以及2-硝基苯酚与4-硝基苯酚双组分混合状态下,Fe-Cu催化还原体系降解各组分的效果和相互影响.结果表明:铜可以催化铁屑法对硝基苯的还原;无论是单一组分还是混合状态下,硝基苯类化合物的催化还原降解反应均符合准一级反应动力学;除2-硝基苯酚以外,其他硝基苯类化合物均是以混合状态存在时催化降解速率比其单独存在时的慢;在双组分混合溶液中,另一种化合物对硝基苯催化还原降解产生的抑制作用大小为:2-硝基苯酚>4-硝基苯酚>4-氯硝基苯.化合物的扩散速率越快,表面反应速率越慢时,它对混合溶液中其他共存硝基苯类化合物的催化还原反应速率抑制作用越大.

酸性大红的Fe-Cu内电解法还原脱色及其机理

Fe-Cu内电解法使酸性大红还原脱色,其机理是化学还原(零价铁还原和氢加成还原)与电化学还原共同作用的结果,偶氮双键还原为氢化偶氮.在酸性条件下化学还原起主要作用,而在碱性条件下电化学还原起主要作用.循环伏安法显示了铜阴极对酸性大红电催化作用,中性及碱性时比在酸性时更易在铜阴极上还原;而铁炭法中在炭上只有在酸性条件下才有电化学还原作用.酸性大红的FeCu内电解法处理有较宽的pH值适应范围,脱色率可达95%以上,CODCr(化学需氧量)减少50%左右.提高反应温度可以改善酸性大红废水的内电解处理效果.

不同冷压压力下Fe-Cu基金刚石复合材料超薄切锯胎体的组织和致密化机理

采用单轴模压法,以Fe-Cu基单元素混合粉末为原材料,在不同冷压压力下制备Fe-Cu基金刚石复合材料超薄切锯胎体压坯;利用显微硬度仪、阿基米德原理和OM、SEM表征冷压坯的显微硬度、组织和密度,研究不同压力下冷压坯的致密化机理。结果表明:随着冷压压力的增大,压坯中粉末的变形不均匀,粉末间摩擦力不断发生变化,制约了粉末颗粒的结合方式、显微硬度、排布及胎体密度。

Fe-Cu混合氧化物催化湿式氧化低浓度磷化氢实验研究

采用催化湿式氧化法对低浓度磷化氢净化进行实验研究,制备铁、铜单体催化剂以及Fe-Cu混合氧化物催化剂和Fe-Cu-Ce混合氧化物催化剂。研究反应温度和气体流量对磷化氢净化效率的影响。实验结果表明:当反应温度为50℃,气体流量为200mL/min,氧气浓度为0.5%～3.0%,磷化氢入口质量浓度为0.8～1.0g/m3时,以Fe-Cu混合氧化物作催化剂,磷化氢的净化效率达到70%;当加入稀土元素铈对催化剂进行改性后,净化效率提高到76%,且催化剂的稳定性增强;当温度较高、气体流速较低时,净化效率较高;低浓度磷化氢可以用催化湿式氧化法来脱除。

Fe-Cu合金析出强化行为的价电子结构理论研究

运用固体与分子经验电子理论,建立Fe-Cu二元合金固态时效过程中基体及析出相的价电子结构模型,从电子层次揭示Fe-Cu合金强化机理。理论计算结果表明,合金中Cu原子与Fe原子通过化学键结合,其时效峰值处所形成的类B2结构亚稳相的最强和次强键的共价电子对数远高于合金基体α-Fe晶胞的最强和次强键,同时析出相各键的结合能也高于合金基体,这种较强的Fe-Cu键形成规则排列,使得Fe-Cu最强键上的共价电子对数增加,起到提高合金整体键强的作用。同时,高键能的Fe-Cu偏聚形成的析出相会增加位错运动的阻力,使合金的强度得到明显提高。利用EET理论预测Fe-Cu析出强化结果与实测结果吻合良好,验证了该方法的有效性和可靠性。

Fe-Cu纳米涂层在700与800℃空气中的氧化

利用磁控溅射技术制备了Ｆｅ含量（质量分数，％）分别为２５和５０的两种Ｆｅ－Ｃｕ纳米涂层，并研究了该涂层在７００与 ８００ ℃空气中的氧化结果表明， Ｆｅ—７５Ｃｕ涂层氧化后形成了外层为氧化铜和内侧为氧化铁的复合氧化膜，而 Ｆｅ—５０Ｃｕ发生了 Ｆｅ的单一外氧化，其氧化特征均有别于同成分的铸态合金这种氧化机制在于晶粒尺寸细化显著扩展了 Ｆｅ在 Ｃｕ中的溶解度，同时大量的晶界也为组元扩散提供了短路通道。

Fe-Cu-Mn-C合金的性能与烧结行为

以FeMn合金粉末的形式在铁基合金粉末中添加Mn元素,退火后得到Fe-Cu-Mn部分预合金粉末,采用模壁润滑温压工艺制备Fe-Cu-Mn-C合金,通过对合金密度与硬度的测定以及形貌观察,研究Fe-Cu-Mn-C粉末的压制与烧结行为,以及Mn含量对合金密度和力学性能的影响。结果表明,通过退火处理实现部分预合金扩散而得到的Fe-Cu-Mn粉末具有很好的压制性能,Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C压坯密度达到7.37 g/cm3,烧结密度为7.33 g/cm3;添加适量Mn能有效提升铁基合金的力学性能,其中Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C合金的性能最佳,抗拉强度达到715 MPa;随Mn含量增加,合金的孔隙增多、密度下降,导致强度和硬度下降。合金的局部氧化对性能产生一定的负面影响。Mn含量对合金组织影响不大,Fe-2Cu-Mn-0.9C合金呈现混合显微组织,由铁素体、珠光体和少量贝氏体构成。Mn的蒸发与凝聚是Fe-Cu-Mn-C的烧结机制。

基于特殊准随机结构模型的FCC Fe-Cu无序固溶体合金的弹性稳定性

采用基于投影缀加波赝势和广义梯度近似的第一性原理计算方法计算FCC结构Fe以及3种Fe-Cu无序固溶体合金(Cu原子摩尔分数分别为25%、37.5%和50%)的基态性质、弹性常数以及电子结构,其中Fe-Cu无序固溶体合金采用特殊准随机结构模型进行计算。能量计算结果表明:FCC结构Fe存在无磁、低铁磁以及高铁磁性3种状态,而FCC结构Fe-Cu无序固溶体合金只存在无磁与高铁磁性两种状态。高铁磁性FCC结构Fe不满足Born弹性稳定性准则,铁磁性FCC结构Fe-Cu无序固溶体合金的弹性稳定性随着Cu含量的增加而增加;当Cu原子的摩尔分数不低于37.5%时,Fe-Cu无序固溶体合金满足Born弹性稳定性准则,此时合金以亚稳态形式存在。

Fe-Cu体系催化剂中铁比的测定及其对催化剂性能的影响

用一种比较简便、快捷的化学分析法对组分较为复杂的Fe-Cu体系低碳醇合成催化剂中的铁比进行了分析 ,即用磷酸保护Fe(Ⅲ )离子 ,用碳酸钠保护Fe(Ⅱ )离子。结果表明 ,该法可有效地排除其它组分的干扰 ,分析结果重复性好 ,相对标准偏差RSD不高于 0 0 5 0 %。此外 ,将Fe -Cu体系催化剂的铁比与其催化性能关联后发现 ,铁比控制在 1 0 0～ 2 0 0内 ,催化剂显示出较好的生成醇活性和较高的C+2 醇选择性。

Fe-Cu粉末压坯烧结膨胀机理

Fe-Cu粉末压坯在烧结过程中会发生体积膨胀。作者研究了不同烧结温度和烧结时间下Fe-Cu压坯尺寸的变化;运用扩散方程分析了体积膨胀的机理,发现Fe-Cu压坯尺寸的变化原因是:铜扩散到铁粉颗粒内部,而在原来位置留下稳定的孔隙。

Fe-Cu催化剂催化苯酚羟基化的反应动力学研究

苯酚-H2O2羟基化联产邻苯二酚和对苯二酚是目前最有前途的合成苯二酚的绿色工艺路线之一。采用已开发成功的Fe-Cu金属酸盐催化剂,在无梯度反应器中,通过改变反应温度、苯酚/H2O2摩尔比、苯酚初始质量分数3个因素,系统考察了Fe-Cu和Fe-Cu/Al2O32种催化剂催化苯酚-H2O2羟基化的反应动力学过程。结果表明,在相同的M/FA0(M为催化剂质量,FA0为反应器入口关键组分A的流量)条件下,反应温度升高、苯酚/H2O2摩尔比减小、苯酚初始质量分数增大,都会使得苯酚转化率升高,相应的苯二酚的选择性也会有所下降。预测了Fe-Cu催化剂催化的苯酚羟基化反应机理,推导出苯酚羟基化反应动力学方程,并拟合出相关反应动力学参数。

Fe-Cu二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体的机械合金化制备研究进展

Fe-Cu二元互不溶体系合金在机械合金化过程中形成纳米晶过饱和固溶体,并显示出与其微米尺度结构合金所不同的独特性能。综述了近年来Fe-Cu二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体的机械合金化研究进展,着重介绍了Fe-Cu纳米晶过饱和固溶体的形成机理及其力学和物理性能等。

合金元素镍对FCC Fe-Cu析出相结构稳定性的影响

采用基于投影缀加波赝势和广义梯度近似的第一性原理和特殊准随机结构模型计算FCC结构Fe-25Cu、Fe-31.25Cu、Fe-3.125Ni-25Cu和Fe-3.125Ni-31.25Cu无序固溶体的基态性质、弹性常数以及电子结构,其中无序固溶体晶胞结构建立在由特殊准随机结构方法所产生的结构模型基础上。计算结果表明:FCC结构Fe-Ni-Cu无序固溶体存在无磁性与铁磁性两种状态,其中铁磁性Fe-Cu和Fe-Ni-Cu无序固溶体的能量相对较低;铁磁性Fe-25Cu和Fe-3.125Ni-25Cu无序固溶体不满足Born弹性稳定性准则,而Fe-31.25Cu和Fe-3.125Ni-31.25Cu无序固溶体满足Born弹性稳定性准则,以亚稳态形式存在,合金元素Ni的加入显著提高了铁磁性FCC结构Fe-31.25Cu无序固溶体的结构稳定性。

Fe-Cu-Sn烧结体的显微组织与力学性能

分别采用水雾化Fe-30%Cu合金粉末和单质Sn、Fe、Cu元素粉末为原料制备Fe-Cu-Sn合金,研究原料粉末和Sn含量(质量分数)对Fe-Cu-Sn烧结体致密度、冲击韧性、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:与采用元素混合粉末相比,采用合金化程度较高的Fe-30%Cu(质量分数,下同)合金粉末为原料能大幅提高850℃烧结的Fe-Cu-5%Sn合金的致密度和力学性能,其致密度由82.8%提高到94.3%,硬度、冲击韧性和抗弯强度分别提高52%、84%和109%;当Sn的质量分数w(Sn)为3%～15%时,随着Sn质量分数增加,合金的硬度增大,冲击韧性和抗弯强度先增加后减小,其中w(Sn)为5%时,其抗弯强度和冲击韧性都较高,分别为977 MPa和11.6 J/cm2。当烧结体为"双重结构"组织时,其力学性能显著提高。

Fe-Cu基金刚石复合材料超薄锯片的界面性能

采用压制烧结技术制备一种新型Fe-Cu基金刚石复合材料超薄锯片;分别用XRD、SEM、拉曼光谱测试分析锯片的断面物相、断口形貌、金刚石/胎体界面的元素分布和金刚石机械包镶力。结果表明:金刚石/胎体界面存在铁的碳化物;由金刚石静应力公式算得金刚石的机械包镶力为387 MPa,由于胎体冷却时发生塑性变形以及界面处金刚石/铁碳化物间存在晶格错配,释放热应力,使得包镶力绝对值远小于热残余应力(4.6 GPa)的绝对值。

基于计算机仿真的Fe-Cu合金基体损伤分子动力学研究

以Fe-Cu合金为研究对象,利用分子动力学仿真软件建立了辐照所导致的缺陷结构模型,研究了缺陷特征能、辐照温度对空位团簇以及间隙原子团簇份额的影响等。结果表明:Fe-Cu合金在辐照条件下由于级联碰撞产生缺陷,Cu对产生缺陷的复合、湮灭以及数量影响很小,但能够降低空位迁移能,辐照温度对空位团簇份额和间隙原子团簇份额有显著影响。随着辐照温度的升高,两个团簇份额均出现先升高后下降的变化趋势。

机械合金化中Fe-Cu粉体微观结构变化研究

通过对不同配比的Fe粉和Cu粉进行合金化处理,研究球磨过程中粉体的微观结构。实验结果证明:球磨后粉体的晶粒尺寸先增大后减小,最后趋于稳定。XRD分析表明经过球磨后,粉体的衍射峰发生了宽化并形成了固溶体。固溶体的形成改善了金属结合剂金刚石工具的使用性能。

复烧工艺对Fe-Cu粉末烧结件尺寸变化的影响

研究了复压复烧工艺中复烧温度和复烧时间对Ｆｅ－Ｃｕ粉末烧结件尺寸变化的影响。运用扩散方程对Ｆｅ－Ｃｕ粉末烧结合金化程度与时间的关系作了估算。结果表明，在研究条件下，复烧温度超高，烧结件经向膨胀量越大；复烧时间越长，烧结件经向膨胀量越小。