纳米Ni-Co-B非晶态合金抗氧化行为的原位XPS研究

采用原位 XPS手段研究了纳米非晶态 Ni-Co-B合金中 B和 Co的抗氧化行为、表面组成与氧化处理条件之间的关系以及各元素含量随深度的变化趋势 .结果发现 ,氧优先氧化表面的元素 B物种 ,在元素态 B被完全耗尽后才开始氧化表面的元素态 Co物种 ,在元素态 B和 Co均被完全氧化后 ,元素态 Ni才开始被氧化 .另外 ,研究还发现 ,在氧化过程中 ,B和 Co的氧化物具有在表面富集的倾向 .正是由于 B和 Co的优先被氧化才保护了催化加氢反应中的活性中心——元素态

Ni-Co-B非晶态合金电子性质的理论研究

根据 Ni- Co- B非晶态合金结构的短程有序、Ni、Co、B之间是较强的化学作用以及化学键理论 ,利用一系列原子簇模型 Ni4-n Con B2 ( n=0～ 4)对 Ni- Co- B非晶态合金用 DFT方法进行较高水平的量子化学计量 ,结果表明 ,模型体系 Ni4-n Con B2 中 ,B原子供给 Ni原子、Co原子电子 ,这与非晶态合金的实验结果一致 ,同时计算结果也表明了在三元非晶态合金 Ni- Co- B中 ,很可能存在与二元 Ni- B非晶态合金类似的 B- B近距离直接接触 ;Co原子得电子能力强于 Ni原子 。

Ni-Co-B非晶态合金的结构和催化活性的理论研究

利用一系列原子簇模型Ni_xCo_(3-x)B_2(x=1～3)对Ni-Co-B非晶态合金的电子结构进行了SCC-DV-Xa计算.结果表明,Ni-B非晶态合金的催化加氢活性可通过Co的引入而得到改进.结合EXAFS和活性试验的结果,得出Ni和Co对非晶态Ni-Co-B合金的结构的稳定性有一种协同作用的结论.

NI-CO-B非晶态合金催化剂用于氯代硝基苯液相加氢制氯代苯胺

用化学还原法制备了NI-CO-B非晶态合金催化剂,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射、X射线能谱和差热-热重分析等表征手段研究了催化剂的非晶性质和原子组成等.将此催化剂用于邻氯硝基苯和3,4-二氯硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明,当CO/(CO+NI)=0.5(摩尔比)时,NI-CO-B催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能.在不加脱卤抑制剂的情况下,两种氯代硝基苯的转化率均接近100%,脱卤率分别为1.12%和0.42%,优于使用NI-B和CO-B非晶态合金催化剂时的结果.还讨论了将CO引入到NI-B非晶态合金催化剂时对其性能的影响.

Ni-Co-B非晶态合金催化肉桂醛常压加氢制3-苯丙醛的研究

采用化学还原法制备了一系列Ni-Co-B非晶态合金催化剂,通过调变金属盐混和液中Ni2+/Co2+的比例,可制得不同Co含量的Ni-Co-B非晶态合金.用ICP,BET,XRD,TEM,SAED,DSC,XPS和H2-TPD对其组成、结构、粒子大小、表面形貌和表面电子态进行了系列表征,并以肉桂醛常压加氢制苯丙醛作为探针反应,考察了所制备的Ni-Co-B非晶态合金的催化性能.结果表明,Ni-Co-B非晶态合金中Ni为活性中心,Co的引入可显著增加其催化活性.由于催化测试中金属总量固定为1.0g,因此增加Ni-Co-B中Co的含量具有正负两方面的效应.一方面,由于Ni活性位数目的减少加氢活性降低;另一方面,Co对Ni活性中心具有协同作用,有利于增加合金的无序度、金属-类金属间相互作用、表面Ni含量和电子相互作用,从而提高催化活性.最佳Co与(Ni+Co)摩尔比含量的范围为0.2～0.5.

Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金在四点弯曲加载模式下的弯曲弹性极限

按照当前金属材料弯曲性能测试标准中推荐的跨厚比设计Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金的弯曲试验,试样将发生大挠度弹性变形。经过推导证明,弯曲试样不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限取决于材料的弹性应变极限,锆基非晶态合金的弹性应变极限为2%,在四点1/4弯曲模式下不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限值为22。在保证小挠度变形的前提下,通过四点弯曲循环加载-卸载试验,Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)合金试样最外表层发生初始剪切变形所对应的弯曲屈服应力约为1760 MPa,产生0.01%残余应变所对应的弯曲弹性极限σ_(p0.01)为2040 MPa。

非晶态Co-Mo-P合金镀层的制备及其对Q235钢的腐蚀防护作用

采用电沉积方法在Q235钢表面制备出非晶态Co-Mo-P合金镀层,以期有效提高Q235钢的耐腐蚀性能从而增强混凝土结构的耐久性。实验结果表明:非晶态Co-Mo-P合金镀层的表面粗糙度仅为0.41μm,平整度和致密性好于相同厚度的Zn-Ni合金镀层和热镀锌层。与Zn-Ni合金镀层和热镀锌层相比,非晶态Co-Mo-P合金镀层具有更高的膜层电阻、电荷转移电阻、低频阻抗值(|Z|_(0.01 Hz))和最大相位角,分别为1.44×10^(3)Ω·cm^(2)、8.95×10^(3)Ω·cm^(2)、1.50×10^(4)Ω·cm^(2)和66.6°,并且在模拟混凝土孔隙液中浸泡腐蚀10 d后整体腐蚀程度最轻,腐蚀失重低至1.42×10^(-3) g/cm^(2),表现出优异的耐腐蚀性能,能够为Q235钢提供长期有效的腐蚀防护作用。原因归结为非晶态Co-Mo-P合金镀层无晶界且不存在位错缺陷,加之表面孔洞很少,能更有效阻隔腐蚀介质并阻断其扩散路径。

非晶态合金真空压铸机设计

非晶态合金形成的机理是金属合金熔体的快速凝固,在工业生产过程中,首先要解决的是非晶态合金的合金化,然后将熔融的合金化后的材料熔液浇或铸到需要的形状的模具内,快速冷却,得到所需要的产品。然而,由于非晶态合金本身是亚稳态结构,材料需要在短时间内快速冷却,避免晶态相的析出,才能够得到均匀的非晶结构。由于在凝固过程中合金材料组分容易被氧化,使得凝固过程需要在真空状态下进行,根据生产要求对凝固过程进行精确控制是保障非晶态合金结构和性能的关键。为此,该文根据非晶态合金压铸成型的工艺过程,设计一种非晶态合金真空压铸机,并对压铸机中的真空系统、熔炼系统、压铸系统、模具系统等关键部分进行详细设计和分析,并完成了真空压铸机的原型机制造,实现了高熔点易氧化合金材料的成型,尤其是块体非晶态材料的成型,拓宽了可成型金属的适用范围,得到了性能及品质优异的新产品。经试验测试,新设计的真空压铸机具有全过程真空度高、材料成型温度高、产品生产效率高等优点。

Mg基非晶态储氢合金的研究进展

非晶态合金是一类非平衡态材料,具有丰富的能量状态,并表现出多种亚稳特征,在很多方面展示出与晶态合金相比全新的性能。近年来,研究人员报道了一系列的新型Mg基非晶态储氢合金,与传统晶态Mg基储氢合金相比,非晶Mg基合金的原子结构均匀且化学成分范围广,因此具有更大的储氢性能调控空间。由于其长程无序的原子结构,部分Mg基非晶态合金还展示了更高的储氢量、更快的储氢动力学。对Mg基非晶态储氢合金的研究进展进行评述,首先讨论了非晶态合金在储氢方面的优势和不足,进而概括了Mg基非晶态储氢合金的常用制备方法,对其研究和应用进行评述,并介绍调控其储氢性能的新策略,最后总结并展望有关Mg基非晶态储氢合金的研究、应用和挑战。

分步溶解电感耦合等离子体发射光谱法测定NiB非晶态合金催化剂中镍硼钯

以含微量Pd的NiB非晶态合金催化剂为研究对象,建立了分步酸溶-电感耦合等离子体发射光谱法测定NiB非晶态合金催化剂中Ni、B及其改性元素Pd的定量分析方法,通过对试验条件的选择和优化,实现了NiB非晶态合金催化剂中Ni、B、Pd三元素的快速测定。Ni元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)介于0.55%~1.07%之间,加标回收率为97.6%~102.4%;B元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.78~1.35%之间,加标回收率为96.0%~104.0%;Pd元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.85~1.42%之间,加标回收率为96.0%~102.0%。

NiB、NiP与NiPB非晶态合金的物性与催化性能研究

研究了在相同条件下制备的NiB、NiP和NiPB非晶态合金的物性与催化性能,结果表明,NiB非晶态合金具有较高的催化活性,但热稳定性相对较差;NiP非晶态合金热稳定性较高,但催化活性较低;NiPB非晶态合金既具有高活性又具有高稳定性,是一种较理想的非晶态合金催化剂.研究了NiB、NiP和NiPB非晶态合金催化剂的回收再利用,发现催化剂表面的过度氧化是造成催化剂回收率低、活性下降的原因之一.

高比表面NiP非晶态合金的制备及其催化性能

以次磷酸和硝酸镍为原料 ,三正丙胺调节溶液的 pH值 ,制备了具有高比表面积的NiP非晶态合金 (ABET=2 0 0～ 30 0m2 /g) .采用ICP ,XRD ,TEM和N2 物理吸附等方法对不同条件下制备的NiP非晶态合金进行了表征 ,并在 2 5 0ml高压反应釜中评价了NiP对环丁烯砜加氢反应的催化活性 .结果表明 ,在NiP非晶态合金的制备过程中 ,反应时间、磷 /镍投料摩尔比和体系初始pH值等都会对NiP非晶态合金的物化性质产生影响 .制备温度对NiP非晶态合金的物化性质影响很大 ,温度高会使催化剂的氧化程度加深 ,催化活性随之迅速下降 .较适宜的NiP非晶态合金的制备温度为 2 83～ 30 3K ,此温度范围内制得的NiP催化剂活性可达到 90 %以上 ,高于相同条件下使用次磷酸钠、镍盐和氢氧化钠制得的NiP非晶态合金催化剂 (活性为 5 0 %～ 6 0 % ) .

NiB和NiP超细非晶态合金的退火晶化行为及催化性能

采用X射线吸收精细结构 (XAFS) ,X射线衍射 (XRD)和差热分析 (DTA)等方法研究了以化学还原法制备的NiB和NiP超细非晶态合金催化剂在退火过程中的结构变化 .XRD结果表明 ,在 30 0℃下退火时 ,NiB超细非晶态合金晶化生成纳米晶Ni3 B亚稳物相 ,NiP超细非晶态合金则主要晶化生成金属Ni和部分晶态Ni3 P的混合物相 ;在 5 0 0℃退火且近于完全晶化的条件下 ,大部分超细非晶态合金都晶化为金属Ni.XAFS结果定量地说明 ,对于NiB和NiP初始样品 ,第一近邻Ni Ni配位的平均键长Rj 分别为 0 2 74和 0 2 71nm ,其结构无序度σS 很大 ,分别为 0 0 33和 0 0 2 8nm ,其热无序度σT 分别为 0 0 0 6 9和 0 0 0 6 0nm .30 0℃退火后 ,晶化生成的Ni3 B的Ni Ni配位的σS 降低到初始样品的 33% ,仅为 0 0 11nm .5 0 0℃退火后 ,NiB样品的结构参数与金属Ni基本一致 ,但NiP样品的Ni Ni配位的σS 还远大于σT,仍为 0 0 12 5nm ,表明NiB和NiP超细非晶态合金的退火晶化行为有很大的差别 .纳米晶Ni3 B催化苯加氢反应的转化率比超细Ni B非晶态合金或多晶金属Ni更高 ,表明纳米晶Ni3 B中的Ni与B原子组成了苯加氢催化反应的活性中心 .

非晶态合金的强韧性及其研究进展

从强度、硬度、塑性、韧性及脆性等方面综述了非晶态合金的强韧性及其研究进展,简要讨论了目前存在的问题及今后的发展趋势。

微量铈对Ni P非晶态合金催化剂的苯加氢性能及热稳定性的影响

采用化学还原法制备了不同铈含量的ＮｉＰＣｅ 超细非晶态合金催化剂，测试了其苯加氢活性． 应用Ｘ 射线衍射和差热方法对经不同温度退火后的样品进行了结构分析，并和其苯加氢活性相关联． 实验发现，微量铈的加入可大大提高催化剂的热稳定性，进而提高其加氢活性．

Ni-B非晶态合金中电子转移问题的DFT研究

根据Ni-B非晶态结构的短程有序、Ni和B之间是较强的化学作用和结构中存在B-B直接相连的实验事实,选择了Ni_mB_2^(1)(m=1～4)原子簇模型,用DFT方法对其进行高水平的量子化学计算,结果表明,模型体系中,B原子供给Ni原子电子,这与非晶态合金的实验结果一致,为了比较,同时选择了Ni_mB^(2)(m=1～4)模型,计算结果与实验不符,这说明Ni_mB^(1)_2(m=1～4)原子簇模型更能反映非晶态的结构特点.

非晶态合金催化剂用于葡萄糖加氢制山梨醇的研究

采用石油化工科学院研制的非晶态合金催化剂进行葡萄糖加氢，考察了温度、压力、ｐＨ 值、剂糖比和反应时间等因素对加氢反应的影响，并与其它Ｒａｎｅｙ Ｎｉ 类催化剂进行了对比。结果表明，使用ＳＲＮＡ－３ 非晶态合金催化剂进行葡萄糖加氢，当反应温度为１３０ ～１４０℃、压力为５ ～９ＭＰａ、ｐＨ值为８．３５、剂糖质量比为１％ 、反应时间为７０～１２０ｍｉｎ 时，转化率可达１００％ ，产品色度好。ＳＲＮＡ－３ 催化剂的葡萄糖加氢活性好于Ｒａｎｅｙ Ｎｉ 催化剂，重复使用时，也可保持较高活性。

电沉积法制备钴与镧、铈的非晶态合金及其晶化动力学研究

稀土元素(La,Ce)的标准还原电位较负,在水溶液中很难电沉积出来,通过选用适合的络合剂和工艺条件制备出Co-La,Co-La-P,Co-Ce,Co-Ce-P以及Co-P合金,并具有非晶态的结构.本文对这几种非晶态合金进行了晶化动力学研究,用差示扫描量热法(DSC)测定了它们的晶化活化能以及所遵守的动力学方程.

非晶态Fe-Ni-Cr合金电沉积的研究

介绍了一种由合适的配合剂、稳定剂、添加剂组成的氯化物水溶液体系电沉积镜面非晶态Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金的方法。采用此法于室温下２０ ｍｉｎ可电沉积得到Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ含量分别为４５％～５５％、３３％～３７％、９％～２３％的镜面非晶态Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金镀层。采用等离子发射光谱（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、Ｘ－ｒａｙ衍射和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）等方法对非晶态Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金镀层的组成、结构、性能及其影响因素进行了检测和分析。实验结果表明，镀液各组分对合金镀层成分均有较明显的影响，只有当镀液中含有稳定剂Ｈ－Ｗ时电沉积所得合金镀层中才有Ｃｒ存在，且由于稳定剂Ｈ－Ｗ与添加剂的共同作用导致所得Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金镀层具有非晶态结构。

Ni-B非晶态合金催化剂用于卤代硝基苯液相加氢制卤代苯胺

用化学还原法制备了Ni B非晶态合金催化剂 ,并将其用于 4种卤代硝基苯的液相加氢反应 .采用X射线衍射和透射电子显微镜研究了催化剂的非晶性质 .在 373K下处理 2h后催化剂保持非晶态结构 ,在 773K下处理 2h后催化剂完全晶化 .讨论了Ni B非晶态合金催化剂的催化性能与其结构之间的关系 ,并与其它Ni基催化剂进行了比较 .Ni B非晶态合金催化剂不仅具有较高的催化活性 ,而且对卤代芳胺的选择性较高 ,脱卤率小于 4 % ,优于其它Ni基催化剂 .