石墨/VO_(2.5-x)复合粉体的制备及其电学性能研究

在常压下采用碳热还原法成功制备出石墨/VO_(2.5-x)复合粉体。使用X射线衍射仪研究了还原温度、还原时间和碳钒比对还原产物物相组成的影响,并测试了石墨/VO_(2.5-x)复合粉体的电阻率。结果表明,还原温度是影响产物物相组成的关键因素,还原时间和碳钒比的影响较小;在还原时间60 min、碳钒比22∶100的条件下,当还原温度由450℃提高到950℃时,还原产物中含钒物相转变顺序为V_(2)O_(5)→V_(6)O_(13)→VO_(2)→V_(5)O_(9)→V_(2)O_(3)。还原产物中的石墨含量和含钒物相组成是影响石墨/VO_(2.5-x)复合粉体电阻率的关键因素,VO_(2)和V_(2)O_(3)的出现有利于复合粉体电阻率的降低;在还原温度为650℃,还原时间为60 min,以及碳钒比为40∶100的条件下,还原产物的电阻率最低,其值为0.08Ω·cm。

Magnéli相亚氧化钛材料的制备及其可见光光催化性能

以金红石型钛白粉为原料,采用铝还原-盐酸酸洗工艺常压下制备了Magnéli相亚氧化钛材料。采用包括X射线衍射(XRD)仪等多种表征方法测定了制备样品的物相组成、形貌、化学价态及光谱吸收性能,并测试了可见光下样品降解甲基蓝的光催化活性。研究结果表明:950℃焙烧15~30min条件下制备的Magnéli相亚氧化钛材料主要为Ti_(4)O_(7)和Ti5O9的混合相,采用盐酸酸洗可以有效去除样品中的Al,但含有不溶于酸的α-Al_(2)O_(3)。该工艺制备的Magnéli相亚氧化钛颗粒尺寸为100~200nm,没有存在明显的团聚烧结长大现象,具有良好的可见光和近红外光吸收性能以及在可见光条件下具有较好的光催化能力。

电铝热还原法制备的钛铝合金真空磁悬浮精炼研究

真空磁悬浮精炼TiAl合金理论及试验研究表明:提高真空度和增大加热电流有利于降低合金中氧含量,但是Al元素挥发严重,精炼过程剧烈,不利于合金成分控制和渣夹杂物去除。加热电流60 A,真空度400 Pa(通入氩气),精炼时间30 min条件下,合金中大颗粒的渣夹杂物得到有效去除,相同工艺条件下,精炼两次后,合金中O含量降低到0.50%,N含量降低到0.55%。精炼两次后得到的TiAl合金的组织为近层片组织,由γ和α_2组织构成,主要物相由TiAl、Ti_2AlN和Ti_2Al相组成,得到了目标TiAl合金的微观组织和相组成。该工艺制备的TiAl合金为室温脆性断裂,弯曲强度为258 MPa,维氏硬度(HV)为486。

利用新硫酸和钛白废酸直接酸浸含钒钢渣试验研究

以含钒钢渣为原料,进行新硫酸和钛白废酸直接酸浸提钒研究。首先对试验用含钒钢渣进行成分、结构分析,结果表明:含钒钢渣主要由Ca2SiO4,(MgO)0.593(FeO)0.407,Ca3Fe2(SiO4)3,Ca3(V,Ti)2O7等相结构组成。钒在含钒钢渣中弥散分布在多种矿物中,以V4+价态与元素Ti、Fe、Ca、O元素形成的较为致密的大颗粒的钒钛钙氧化物(Ca3(V,Ti)2O7),是主要的钒富集相。直接酸浸难以破坏其结构,要提高钒的浸出率需要对含钒钢渣进行球磨。元素Ca、Si、V、O等元素形成了硅酸二钙等矿相,这些矿相中钒含量较低且较为分散,但其中V容易被酸直接浸出。含钒钢渣新酸直接浸出表明:常温,搅拌速度200 r/min,硫酸浓度30%,含钒钢渣粒度为-120目(124μm)粒级占比65%,液固比7∶1,酸浸时间1 h时,为较好的酸浸条件,钒的浸出率可以达到79%。上述工艺条件下液固比为5∶1时,以钛白废酸进行浸出时,钒的浸出率达到74%,新硫酸和废酸的钒浸出率相差不大。由于含钒钢渣CaO、FeO含量较高,耗酸量大,以新硫酸浸出,成本太高,而钛白废酸是废弃物,不能直接排放,传统处理工艺是采用碳酸钙中和,采用含钒钢渣中和钛白废酸可以大大消耗钛白废酸用量,降低单独中和废酸的碳酸钙用量,同时将含钒钢渣中的钒提取出来,实现了含钒钢渣的高值化利用。

铝热还原法制备Magnéli相亚氧化钛及其可见光光催化活性研究

采用铝热还原-盐酸酸洗工艺成功制备了Magnéli相亚氧化钛,通过XRD,SEM,UV-Vis DRS和XPS等手段进行表征。结果表明:在焙烧温度950℃,焙烧时间20 min,Al/TiO2=0.2时,成功制备以Ti4O7为主要物相的Magnéli相亚氧化钛材料,其粒径为400~600 nm,样品表面形成了大量的氧空位,表现出很强的紫外和可见光吸收性能。在可见光条件下光照130 min时,950℃焙烧20、25和35 min条件下制备并酸洗后的Magnéli相亚氧化钛降解亚甲基蓝的效率分别达到37%、43%和62%。