ZnO/γ-Al2O3体系的状态和表面结构的研究(Ⅰ)

本文用 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱法研究了用浸渍法制取的 ZnO/γ-AlO样品。实验表明,ZnO 极易与γ-AlO发生固相反应,经240℃烘烤就可以观察到反应的进行。样品的结构和形态依其组成和焙烧条件而异。氧化锌含量较低的样品由缺锌铝酸锌构成,基表相 Zn 浓度取决于样品组成和焙烧温度。氧化锌含量较高的样品分两种情况:低温焙烧的样品由 ZnAlO(x<1)和晶相 ZnO 构成;高温焙烧的样品可生成化学计量比的 ZnAlO,其上还单层分散着一层 ZnO。仅当 ZnO/ZnAlO中ZnO 的含量超过此分散量时,才有晶相 ZnO 析出。

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。

纳米ZnO涂层对不同孔径α-Al_2O_3微滤膜的修饰作用

采用不同粒径的α-Al_2O_3微粒,利用浸渍涂覆的工艺方法,在粒径为10μm的α-Al_2O_3载体上制备了厚度约为25μm的不同孔径的微滤膜.并以Zn(NO_3)_2和尿素为原料,采用共沉淀法,对上述不同孔径的微滤膜进行纳米ZnO涂层修饰改性.结果表明:采用ZnO改性后的微滤膜的水通量都得到了提高,且以粒径为0.5μm的α-Al_2O_3微粒构成孔径为0.15μm的微滤膜其水通量增幅最大;当Zn(NO_3)_2的浓度为0.3mol/L,经二次涂覆后,改性作用最佳,微滤膜的水通量增幅最高达到46.4%.同时,文中还对纳米ZnO涂层改性作用机理进行了初步探讨.

浆态床中Cu/ZnO/Al_2O_3/ZrO_2+γ-Al_2O_3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al2O3进行混合,获得了Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al2O3双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al2O3双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270 h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54 g/(g.h)降至0.48 g/(g.h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0 MPa,空速为3 000 mL/(g.h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54 g/(g.h)。

α-Fe_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2混合体系的表面配位反应

运用自动电位滴定技术分别研究了纳米α-Fe2O3、γ-Al2O3、SiO2单一体系及三组分混合体系中氧化物表面的酸碱性质和对重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附行为.依据表面配位理论恒电容模式(CCM),计算了相应的表面酸碱配位常数.结果表明:α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2三组分混合体系的表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用.三组分表面酸碱反应平衡式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH2+≡XOH+H+(lgKa1=-4.23),≡XOH≡XO-+H+(lgKa2=-8.41).根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2混合体系表面的吸附行为,计算得到Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系表面配位反应及其平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+;lgK=-2.20,-1.90,-3.20(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。

微波辅助ZrO_x-ZnO/γ-Al_2O_3光催化动态降解阿特拉津

开发了基于流化床反应器的微波辅助光催化处理阿特拉津废水工艺及装置,实现了连续运行。以γ-Al2O3为载体,采用表面活性剂辅助水热法制备了ZrOx-ZnO/γ-Al2O3催化剂,用于微波辅助光催化动态工艺中;考察了不同因素对微波辅助光催化处理效果的影响。结果表明,对于3L质量浓度为10mg.L-1的阿特拉津,在进水流量109L·h-1,微波功率400 W,紫外光波长254 nm、辐射出度3×9.79 m W·cm-2,催化剂量150 g的条件下,辐照废水60 min后阿特拉津去除率达94%。微波辅助光催化法能够有效去除水中阿特拉津并明显拓宽降解的pH适用范围。

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)].

金属铝在KF-LiF-Na_3AlF_6-Al_2O_3体系中的溶解度

用等温饱和法研究了金属铝在KF-LiF-Na3AlF6-Al2O3体系中的溶解过程,实验结果表明:体系温度980℃,分子比(n(NaF)/n(AlF3))=2.3时,溶解度随着钾盐和锂盐含量的增加而增大;钾盐和锂盐质量分数分别为7%时,铝的溶解度(质量分数)分别达到0.148%和0.242%,并且锂盐比钾盐对铝溶解度影响大;钾盐和锂盐共同作用时,铝的溶解度达到0.421%.采用多元回归分析法对铝溶解度与钾盐、锂盐、分子比之间的关系进行研究,得到回归方程为Y=-0.125+1.962x1+3.456x2+0.

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。

FCC汽油反应吸附脱硫催化剂NiZnO/SiO_2-Al_2O_3的还原过程

采用中压固定床加氢实验装置研究了反应吸附脱硫剂NiZnO/SiO2-Al2O3在H2气氛下的还原规律,采用XRD、XPS等多种手段分析了还原工艺条件对NiZnO/SiO2-Al2O3基本性质和晶相结构的影响。结果表明,在不同还原工况下,可得到4种不同还原状态的NiZnO/SiO2-Al2O3;高还原温度和长还原时间会导致NiZnO/SiO2-Al2O3中生成NiZn合金,从而显著降低其吸附脱硫能力。优化的还原工艺条件可使NiZnO/SiO2-Al2O3中的NiO完全还原,同时防止生成NiZn合金,获得高的吸附脱硫性能。

制备条件对MoO_3/γ-Al_2O_3结构的影响及ZnO改性作用的LRS研究

当MoO_3含量低于单层分散容量时,MoO_3/γ-Al_2O_3喇曼谱图上两个最突出的峰是～950cm^(-1)的宽峰和876cm^(-1)的较尖锐峰。前者代表“二维聚铝酸”(其中的铝主要是八面体配位的),是加氢脱硫(HDS)等活性中心的前身;后者代表孤立的、四面体配位的钿物种,在加氢脱硫反应中没有活性。用定性和定量的方法系统研究了浸渍液的pH值、焙烧温度、时间、MoO_3总含量等因素对MoO_3/γ-Al_2O_3中两种钼物种相对含量的影响。探讨了在制备过程中减少这种四面体配位钼物种相对含量的方法。指出添加ZnO,使γ-Al_2O_3变成缺锌铝酸锌可以在一定程度上抑制此种非活性钼物种的生成,从而达到提高催化剂活性的目的。

ZnO/α-Al_2O_3界面结构的掠入射X射线衍射研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,以α-Al2O3(001)为衬底,在不同衬底温度下制备ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)和同步辐射掠入射X射线衍射(GID)研究了薄膜的结晶性能和薄膜与衬底的界面结构。实验结果表明,在衬底温度较低(450℃)时,ZnO薄膜主要受衬底拉应力的作用,使界面处a方向的晶格常数增大;而在衬底温度较高(750℃)时,ZnO薄膜主要受衬底压应力的作用,使界面处a方向的晶格常数减小;在优化的衬底温度(650℃)下,ZnO薄膜受到的衬底应力较小,结晶性最好。且ZnO薄膜垂直方向的晶格排列要比面内的晶格排列更有序。

CaO-Al_2O_3-P_2O_5-ZnO玻璃水泥的形成

首次在 １４５０℃合成了以［ＰＯ４］和［Ａ１Ｏ４］形成网络结构的、具有良好本征水硬性的 ＣａＯ－ Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５－ＺｎＯ玻璃水泥，分析了形成玻璃水泥的基本理论依据，应用光学显微镜、Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）、电子探针微区分析（ＥＰＭＡ）、Ｆｏｕｒｉｅｒ红外光谱（ＩＲ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析 了Ｚｎ~２＋对玻璃水泥的相组成和相形态形成及其结构的影响，并分析了对水泥水硬性的影响规律。

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。

ZnO-Sb_2O_3烧结体系的电导和气敏性能

采用金属蒸气氧化的方法制备了四针状ZnO和近球形Sb2O3纳米颗粒.检测了基于ZnO-Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能.通过XRD分析不同重量百分比的ZnO和Sb2O3混合粉末在烧结后的物相变化,据此讨论了ZnO-Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能的变化.结果表明:纳米颗粒可以在较低的烧结温度下发生固相反应,并且生成的复合氧化物ZnSb2O6和Zn2.33Sb0.67O4对烧结厚膜的电导和气敏性能起调控作用.

硫酸根离子对CaO-Al_2O_3-P_2O_5-SiO_2体系耐水性的影响

研究了硫酸根离子对CaO-Al2O3-P2O5-SiO2体系耐水性的影响,通过XRD、SEM及孔结构分析手段对其耐水性机理进行分析。结果表明:在CaO-Al2O3-P2O5-SiO2体系中掺入适量的硫酸根离子,不会改变其主要水化产物的组成。浸水180d后,掺石膏的试件211S的耐水性指数较未掺石膏的试件211提高10.2%,劈裂强度提高6.7%,Ca2+、[AlO4]5-离子溶出浓度分别下降11.59%、7.2%,211S具有优异的孔结构。掺入硫酸根离子可以明显的提高该体系的后期强度和耐水性。

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。

Y2O3在NaF-AlF3-LiF熔盐体系中的溶解度研究

采用等温饱和法研究了Y2O3在NaF-AlF3-LiF熔盐体系中995~1115℃范围内的溶解平衡及溶解度随温度和NaF/AlF3摩尔比变化的规律,建立了溶解度与温度及NaF/AlF3摩尔比之间的一次回归方程。结果表明:在995~1115℃范围内,Y2O3在NaF-AlF3-LiF熔盐体系中的溶解平衡时间不低于40 min;同时,Y2O3在体系中的溶解度随温度升高和NaF/AlF3摩尔比增大均增加;995~1115℃及NaF/AlF3摩尔比2.3~2.9范围内Y2O3溶解度的回归方程拟合度超过90%。