莫来石晶须/陶瓷纤维增强堇青石质隔热材料

基于改善高温工业使用的堇青石质隔热材料强度较低的问题,以蓝晶石、黏土、氧化镁粉为原料,以小麦淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维和MoO_(3),通过MoO_(3)催化莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有莫来石晶须/陶瓷纤维互锁多级结构增强的堇青石质隔热材料。研究了硅酸铝陶瓷纤维在MoO_(3)的作用下于不同温度(1200、1250、1300和1350℃)热处理后对材料显微结构、常温力学性能和热导率的影响。结果表明:在MoO_(3)的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面生长,基本呈现垂直趋势,部分穿插于发育良好的堇青石晶粒中;随着热处理温度的升高,硅酸铝陶瓷纤维表面的莫来石晶须由短棒状转变为细长针状,且长径比逐渐增大;这种具有纤维/晶须多级结构的堇青石质材料,其力学性能得以提高的同时热导率也降低,其中1350℃热处理后试样的性能最佳。

工艺条件对石英质多孔陶瓷性能的影响研究

以长江沿岸低品位石英砂为主要原料,高岭土为增塑剂,通过配料、混料、成型、干燥、烧结等工艺制备高性能石英质多孔陶瓷,通过对其工艺条件对烧结体性能影响的研究,改善石英质多孔陶瓷的性能。结果表明,优化石英质多孔陶瓷的控制条件为:高岭土用量为31%、水料比为1.4、烧结温度为1150℃、保温1 h,制备出外形完整的石英质多孔陶瓷,其气孔率为49.88%,抗压强度为5.01 MPa。

碱熔融复合改性钢渣处理铅离子废水的试验研究

采用复合改性剂〔NaOH或Al(OH)_(3)+粉煤灰〕在高温下对钢渣进行改性,探究了碱熔融温度、碱熔融时间及碱掺量等因素对改性钢渣吸附铅离子性能的影响,并结合XRF、XRD、SEM和BET等测试方法,对改性钢渣的化学成分、矿物组成、微观结构及孔径进行分析,并考察了最优条件下制备得到的改性钢渣的重金属浸出毒性,对铅离子吸附的再生性及选择性。研究结果表明,在碱熔融温度700℃,碱熔融时间4 h,钢渣、粉煤灰和碱性改性剂Al(OH)_(3)质量比100∶10∶20条件下,吸附铅离子效果最佳。改性钢渣没有生成新的晶体,只是破坏了钢渣中原有的晶体结构,生成了具有一定活性的多孔硅酸铝盐,表面松散堆积细小熔融颗粒,孔径集中分布在5~20 nm,在孔的吸附、化学沉淀和离子交换等反应共同作用下,对废水中铅离子的吸附率达98.15%,且具有较好的再生性和选择吸附性,是一种绿色安全的重金属离子吸附剂。

原料配方对氧化铝/铝金属陶瓷材料性能的影响

金属陶瓷既保持了陶瓷材料的特性,又具备金属材料优势,因此应用非常广泛。利用粉末冶金方法制备氧化铝/铝金属陶瓷材料,研究原料配方对氧化铝/铝金属陶瓷材料性能的影响,为研制得到耐磨性能好、导热系数高的金属陶瓷材料提供参考。结果表明,氧化铝与铝的质量比为1∶3时,所制备的金属陶瓷的性能最好,致密度最高,铝与氧化铝分布均匀。加入MgO的助烧效果相对于SiO2和Y2O3要好,且致密化程度较高,其试样硬度和强度比添加了SiO2和Y2O3的试样要高。采用沉淀法制取复合粉体制备金属陶瓷比球磨法制取复合粉体制备的金属陶瓷性能优异,致密度和表面硬度较高,其致密度为97.1%,表面硬度为875 HV,电阻率为0.0169Ω·m。

木炭作为造孔剂制备石英质多孔陶瓷

以木炭作为造孔剂,采用添加造孔剂法制备了石英质多孔陶瓷,测定了烧结试样的显气孔率、吸水率、力学性能,用X射线衍射(XRD)分析了试样在烧结后的物相组成,用扫描电镜(SEM)观察其形貌。结果表明:随着木炭颗粒的粒径由1 mm增大到2.5 mm,粉体的流动性降低,烧成后孔隙明显分布不均匀;随着木炭颗粒的添加量增加,烧结体的孔隙率随之增加,当木炭颗粒添加量大于35%,烧结体的边缘开始出现孔隙坍塌。综合多孔陶瓷的各项性能,采用木炭颗粒的粒径为1mm作为造孔剂制备出的多孔陶瓷的孔隙分布均匀性最好,且其添加的质量分数不宜超过35%。

YAG多孔陶瓷的烧结工艺优化及性能研究

由于钇铝石榴石(YAG)具有许多优异的性能,因此其被广泛研究和应用。本文对YAG多孔陶瓷烧结工艺进行优化研究,通过研究结果表明:随着升温速率减慢,气孔率先增大后减小,而抗压强度则呈现增大趋势。随着排碳温度的提升,陶瓷的气孔率就降低,但是抗压强度反而有所增强。随着排碳时间的增长,陶瓷气孔率反而下降,但是抗压强度却有所上升。随着烧结温度的增加,陶瓷的气孔率呈现出先增大后减小的趋势,但是抗压强度一直保持增大趋势。随着保温时间的延长,陶瓷气孔率出现降低现象,但是抗压强度则增大。结合YAG多孔陶瓷的气孔率和抗压强度综合考虑,YAG多孔陶瓷的烧结工艺得以优化,较佳烧结工艺为升温速率为8℃/min、排碳温度为800℃、排碳时间为1 h、烧结温度为1450℃,保温时间为2 h,所制备的YAG多孔陶瓷气孔率为57.4%,抗压强度为8.89 MPa。

制备方法对V-Mo/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法、溶胶凝胶法和水热法制备了一系列V-Mo/TiO2催化剂,考察了制备方法对催化剂脱硝性能及抗SO2/H2O性能的研究。并运用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR、XPS等方法对催化剂的理化性能进行了表征,结果表明,溶胶凝胶法制备的催化剂具有较小的晶粒粒径,较大的比表面积和孔容,较多的表面酸量,较强的氧化还原能力以及较高的V4+和表面活性氧,因此,3%V2O5-6%MoO3/TiO2(sol-gel)催化剂在80-360℃,表现出最佳的脱硝效率;引入10%H2O和0.03%SO2后,NO转化率仅下降7个百分点,表现出最佳的抗SO2/H2O性能。

元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对V-Mo/TiO_(2)催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO_(2)催化剂,考察了钒含量、钼含量及元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对催化剂脱硝活性的影响,并利用XRD、BET、H_(2)-TPR、NH 3-TPD及XPS等方法对催化剂的理化性能及结构进行了表征。结果显示,钒最佳含量为3%,钼最佳含量为6%。将Ce、La、Co、Sn掺杂到3%V 2O_(5)-6%MoO_(3)/TiO_(2)中,催化剂的脱硝效率明显提高,其中,3%V_(2)O_(5)-6%MoO 3-1%SnO_(2)/TiO_(2)催化剂表现出最佳的脱硝活性,在180℃具有良好的脱硝稳定性,在引入10%(体积分数)H_(2)O和0.03%(体积分数)SO_(2)后,表现出良好的抗SO_(2)/H_(2)O的性能。这主要是由于引入的金属元素以氧化物或钒酸盐形式存在,并与活性组分钒物种有很强的相互作用,抑制了TiO_(2)晶粒的长大,起到了细化TiO_(2)粒径的作用,增加了催化剂表面的弱酸性位点,同时,表面活性氧及还原态的V^(4+)、Mo^(4+)物种数量有了大幅提升,增大了催化剂的还原程度,有利于催化还原反应的进行。

V2O5-MoO3TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V2O5-MoO3/TiO2催化剂,研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明:当钒负载量(w)为1.5%~2.5%时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量(w)为1.5%、钼负载量(w)为4.0%时,催化剂的脱硝性能最优;SO2对V2O5-MoO3/TiO2催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na2O负载量(w)为2.0%时,催化剂失活严重,主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V5+与化学吸附的Oα的比例。

SiO2掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用共沉淀法制备不同SiO2掺杂量的TiO2-SiO2复合载体,采用浸渍法在这些复合载体上负载活性组分V2O5和MoO3,制备不同SiO2掺杂量的V-Mo/TiO2-SiO2催化剂(VMTS)。运用XRD,SEM,BET,H2-TPR等分析手段对催化剂的理化性能进行表征,结果表明:随着SiO2掺杂量的增加,VMTS催化剂的XRD图谱中不仅出现了SiO2衍射峰,而且出现了锐钛矿型TiO2的衍射峰,表明活性组分V2O5和MoO3含量相对较低,主要以非晶态或微晶态形式存在;掺杂SiO2的催化剂H2-TPR还原峰向低温方向移动,同时比表面积和孔体积增大,孔径减小;与其他催化剂相比,SiO2与TiO2的质量比为0.2∶1的催化剂VMTS-(0.2∶1)具有最佳的氧化还原能力。脱硝效率评价结果表明:VMTS-(0.2∶1)催化剂具有最佳的烟气脱硝效率;烟气中通入SO2时,VMTS催化剂烟气脱硝效率下降幅度均低于未掺杂SiO2的催化剂,VMTS-(0.2∶1)催化剂烟气脱硝效率下降幅度最小,说明掺杂SiO2有利于催化剂抗硫性能的提高。

锑掺杂对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Sb掺杂的Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂,考察了Sb/TiO2摩尔比对催化剂脱硝性能的影响,采用X射线衍射、N 2吸附-脱附、NH 3程序升温脱附、H 2程序升温还原等表征手段对Mn-Ce/TiO2和Mn-Ce-Sb/TiO2(Sb/TiO2摩尔比2∶10)催化剂进行表征,并对两种催化剂的脱硝性能、抗硫和抗水性能进行对比。结果表明:Sb的掺杂有利于催化剂的活性组分在载体上更好地分散,促进活性组分与载体之间的相互作用,促进低温氧化还原反应的进行;Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂具有较大的比表面积、较多的表面酸性位及优良的氧化还原性能,因此,与Mn-Ce/TiO2催化剂相比,Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂具有更高的选择性催化还原NO活性及较好的抗硫、抗水性能。

ZSM-5分子筛吸附去除VOCs的研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)的治理已成为当前大气污染防治的主要方向,引起广泛关注。吸附法具有操作简单、工艺成熟、能耗低和效率高等优点,是脱除VOCs的有效方法。从治理VOCs方法出发,简述ZSM-5分子筛用作吸附剂在治理VOCs方面影响其吸附效率的主要因素,如硅铝比、掺杂金属阳离子、表面酸碱性及吸附状态等,为ZSM-5分子筛的性能优化及新品开发,提供理论依据。在总结现有的吸附工艺基础上,提出吸附法与其他技术的联用,是今后VOCs治理的主要发展方向。

共沉淀法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂低温脱硝性能研究

本文分别以NH_4OH、(NH_4)_2CO_3、NaOH作为沉淀剂,采用共沉淀法制备了一系列Mn-Ce/TiO_2催化剂,并借助XRD、BET、NH_3-TPD及XPS等测试手段对催化剂进行了表征,初步探讨了沉淀剂对Mn-Ce/TiO_2催化剂SCR脱硝性能影响。结果表明:与(NH_4)_2CO_3和NaOH相比,采用NH_4OH作为沉淀剂制备的Mn-Ce/TiO_2催化剂表现出了最佳的低温脱硝活性。当空速为16000 h^(-1),活性组分的负载量为15%时,催化剂在80℃的NO去除率达85%以上。这主要是由于该催化剂中的锰氧化物主要以无定形态存在;其孔结构更加细化、孔径较小及较大的孔容,为活性组分的均匀负载提供了有利条件;表面具有较多的弱酸性位点和中等酸性位点,且具有良好的氧化还原性强能力,有利于NO和NH3的吸附、氧化,有效的促进了催化剂的低温SCR脱硝活性。

非稀土离子Bi^(3+)掺杂钒酸盐发光材料的制备及性能研究

商用荧光粉钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Ce^(3+),简称YAG)具有发光效率高、易于合成等优点,但因其缺少红光成分导致半导体发光二极管(LED)显色指数偏低,色温偏高。为了解决这种不足,合成了一系列非稀土离子Bi^(3+)掺杂钒酸盐材料,并对其光学性能进行研究。结果表明:水热法合成的GdVO_(4)∶Bi^(3+)分散均匀、粒径为50nm左右,其发射峰在535~680nm范围,最强发射峰位于568nm,对应于Bi^(3+)的3P1→1S0特征跃迁,呈现出Bi^(3+)特征的黄色荧光。与主流白光LED荧光粉YAG相比较,GdVO_(4)∶Bi^(3+)荧光光谱向红光方向移动了120nm左右,最强发射峰红移了约30nm。基于此,首次探讨了GdVO_(4)∶Bi^(3+)黄色荧光粉在白光LED中的应用。

Mn-Ce催化剂低温脱硝性能的研究

采用浸渍法和共沉淀法制备了Mn-Ce/TiO2-SnO2、MnCeTiOx及MnCeSnTiOx催化剂。考察了催化剂在80~180℃之间的脱硝性能以及在180℃下通入150 ppm SO2300 min后催化剂的抗硫性能。通过XRD、BET、NH 3-TPD等方法对催化剂的理化性质进行了表征。结果表明,浸渍法制备的Mn-Ce/TiO2-SnO2催化剂表现出了最佳的低温脱硝性能,在100℃时,可达90%以上,但其抗硫性能最差,在180℃下通入150 ppm SO2300 min后,脱硝效率由最初的约100%,下降为40%。在掺杂Sn之后,共沉淀法制备的MnCeTiOx催化剂的低温活性及抗硫性能均有得到了有效提高。MnCeSnTiO x催化剂表现出了最佳的抗硫性能,在180℃下通入150 ppm SO2300 min后,脱硝效率由最初的约100%,下降为65%。

水热法合成超细氧化钇粉体的工艺调控及性能研究

氧化钇作为稀土氧化物中重要的应用材料之一,固具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性,被广泛应用于各种制造行业以及军工行业。文章研究了水热法合成超细氧化钇粉体的工艺调控及性能,通过结果分析可得结论如下:随着溶液浓度增大,氧化钇粉体颗粒粒径逐渐增大,比表面积随之逐渐减小,颗粒形貌呈棒状,当溶液浓度为0.1 mol/L时,能得到形貌可控且粒度较小的粉体颗粒。随着pH值增大,氧化钇粉体颗粒粒径逐渐减小,比表面积则逐渐增大,当pH值等于11时,可得形貌较好且粒度较小的超细氧化钇粉体。随着反应时间延长,粉体颗粒的粒径会逐渐增大,比表面积会先增大后减小,当反应时间为1天时,得到的氧化钇粉体形貌可控且粒度较小。

氧化锡量子点的合成及对抗坏血酸的灵敏传感研究

采用水热法合成了一种SnO 2量子点,对其合成条件(如pH、温度、时间等)进行了优化,并使用红外光谱、X粉末衍射、粒度分析仪、荧光光谱仪等手段对量子点的物化和光学性能进行了表征。实验结果显示,合成的SnO 2量子点分散均匀、粒径为5 nm左右;在310 nm波长光激发下,其最强发射峰位于415 nm,且表现出良好的光学稳定性。在Fe 3+存在时,SnO 2量子点的荧光被猝灭,而Fe 2+对SnO 2量子点的荧光没有影响,利用抗坏血酸(AA)的还原性,将Fe 3+还原成Fe 2+,猝灭的SnO 2量子点荧光恢复,当AA浓度为500μmol·L-1时,SnO 2荧光恢复率达到95.88%,其他氨基酸基本没有响应。基于此,构建了一种“off-on”荧光探针用于抗坏血酸灵敏检测。

粉煤灰-锰渣基地质聚合物原位水热法转化NaP型分子筛的工艺研究

以粉煤灰-锰渣基地质聚合物为前驱体,经水热合成法原位转化为NaP型沸石分子筛。利用单因素试验,探索硅铝比、锰渣掺量、碱浓度、水热时间和水热温度对沸石分子筛的抗压强度及钙离子交换能力的影响,得到了制备沸石分子筛的适宜条件为:硅铝比3. 8、锰渣掺量40wt%、碱浓度3. 0 mol·L^(-1)、水热温度70℃、水热时间24 h。利用XRD、SEM、FT-IR和TG-DSC等手段对产物进行分析,结果发现制备的NaP型沸石分子筛结晶度高,呈钻石状,热稳定性较好,抗压强度为25. 84 MPa,钙离子交换量达351. 25 mg CaCO_3/g。

钢渣综合利用的研究现状及发展趋势

随着工业固废资源化技术的深入研究,在众多工业固废中,钢渣成为最为重要的工业固废资源化研究目标之一。针对工业固废中的钢渣进行综述,在综述中分析阐述了钢渣的基本特性和我国钢渣主要综合利用的研究现状,并根据国内外对钢渣的利用现状,总结出对未来钢渣综合利用的发展趋势。

球磨参数对煤矸石粉体性能的影响研究

煤炭在生产过程中会产生大量的煤矸石废料,煤矸石可通过资源化利用制成海绵城市透水砖。文章采用干式球磨法,通过调节球磨时间、球磨转速、球料比制备煤矸石粉体,再进行性能评价。实验得出:煤矸石粉体最佳球磨工艺是转速为300 r/min,球料比为1︰1,球磨2 h,可以实现较好球磨效果,同时具有较高经济效益,可获得粒度为20μm和比表面积为418 m^(2)/kg的煤矸石粉体。