高变质粉煤催化气化碱渣的煅烧脱碱

对福建五种高变质煤(永安、加福、尤溪、大田及永春煤)催化气化后的含碱灰渣进行煅烧脱碱研究.灰渣中碱含量随煅烧温度的升高及煅烧时间的延长而降低, 870 ℃煅烧30 min～40 min灰渣中碱含量趋于定值,脱碱率均达90%以上;X射线粉晶衍射及能谱分析表明,脱碱过程的实质是含碱灰渣中被活化的主要物质SiO2、Al2O3与灰渣中的碱性物质Na2O发生化学反应,生成难溶于水的钠铝复合硅酸盐的固相反应过程;表观动力学研究结果表明,该脱碱反应属一级反应,反应速率常数随煤渣中硅铝比的增加而增大,给出的反应速率常数随煤渣中硅铝比变化的关系方程,相关系数为0.99175,可用以预测任一已知含碱煤渣或不同Si/Al比的煤渣在不同煅烧温度下的脱碱反应速率常数,得出最佳的煅烧脱碱时间,为“煤催化气化-煅烧脱碱“集成式工艺工业应用提供基础数据.     

微波法煅烧高岭土及合成洗涤助剂4A沸石

本文用微波法煅烧高岭土并合成4A沸石.与传统高温热处理法相比,微波法煅烧的高岭土其活化深度好,增白程度高,粒度细,能耗大为降低,显示了明显的优越性.本文还采用煅烧后的活性高岭土为原料,在微波辐射下进行4A沸石的合成,并用XRD、DTA、SEM、白度计、钙离子交换度等进行表征.与传统水热处理法相比,微波法所得样品在结晶度、白度和钙离子交换能力方面均显优势,且大大地加快了沸石晶化反应速率.经动力学处理,发现微波法合成4A沸石的晶核形成及晶体成长的表观活化能均有所下降,说明微波辐射能促进新相的形成,加快整个晶化反应速率.     

赣南信丰风化壳淋积型稀土矿的吸附特性

风化壳淋积型稀土矿体吸附特性对于提高原地浸矿稀土浸取率具有重要意义。通过筛分获得不同粒径的风化壳淋积型稀土矿样,测试各粒径矿样的离子相稀土品位、比表面积、表面形貌以及矿物成分等,分析稀土离子在矿体中的吸附特性。研究结果表明:赣南信丰类型的稀土矿体中矿物成分有高岭石、钾长石、石英、电气石、白云母等,这5种主要矿物成分的总质量比重达到90.13%,不同矿物成分的粒度有明显的差异,小粒径矿样中高岭石和白云母的含量增加,矿样的稀土离子吸附量与高岭石等黏土矿物的含量成正相关;基于稀土离子在矿体颗粒表面凹坑的单位面积吸附量与孔径和粒径成对数正态分布,建立了稀土离子吸附量与矿体颗粒表面凹坑孔径之间关系的分析模型,运用该模型计算得到赣南信丰类型的有效吸附孔径为2.0~20.0 nm。     

风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取实验研究

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH₄)₂SO₄为浸矿剂,采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程,通过在逐级浸取过程中浸出液组分的变化分析了矿土中稀土离子(RE³⁺)和主要杂质铝离子(Al³⁺)的浸出行为,并基于浸矿剂的消耗规律探讨了浸矿剂离子与RE³⁺和Al³⁺的离子交换反应机制以及原矿土的净吸附量。结果表明,在浸矿液逐级浸取新鲜矿土的过程中,浸出液中的RE³⁺和Al³⁺浓度逐渐增加,铵根离子(NH₄⁺)逐渐消耗,交换进入浸出液中的RE³⁺和Al³⁺逐级减少;同时,浸出液中的硫酸根离子(SO₄^2-)逐级损耗,说明新鲜矿土除因发生离子交换反应消耗NH₄<...     

CO2矿化反应基础研究 I.镁橄榄石和蛇纹石盐酸浸出动力学研究

对盐酸浸取镁橄榄石和蛇纹石的过程进行了研究,考察了酸浓度、浸取温度对镁浸出率的影响。结果表明,提高酸浓度和浸取反应温度能够提高镁橄榄石和蛇纹石中镁的浸出率。采用单粒级矿物原料浸出实验获得的动力学数据,利用收缩核模型分析了橄榄石和蛇纹石的镁浸出过程动力学,镁橄榄石浸出动力学属表面化学反应控制,而蛇纹石浸出反应为产物层扩散控制。两种矿物结构的差异影响镁浸出的难易程度,也决定了不同的浸出动力学行为。     

从电炉炼钢烟尘制取高纯Fe2O3粉的研究

在用湿法冶金工艺从电炉炼钢烟尘中提高氧化铁纯度的研究领域中，除硅及除铝是主要技术难点。本文研究了影响除硅及除铝的各种因素，通过选取低浓度硫酸(3.5mol*dm-3)酸浸烟尘，多次陈化，控制中和沉淀过程中的反应温度，中和速度，终点pH值(3.2～3.3)及高温煅烧(900℃)，将产品中的硅含量降至0.005%以下，铝含量降至0.035%以下，Fe2O3纯度达到99.2%以上，达到了HG/T2574-94标准中优等品水平。     

粉煤灰与几种酸固相反应特性的表面分析

用扫描电镜．能量色散谱研究了粉煤灰与酸的固相反应过程中表面形貌和化学组成变化特性。室温下粉煤灰分别与HCI、HNO3、H2SO4、HCIO4固相反应后，表面产生直径20—200nm的结晶颗粒或晶柱。反应生成的水溶物结晶体的扫描电镜图像分别呈手指状、龟背形、蛛蛛状、蝙蝠态，分别为氯化铝铁混晶、硝酸铝铁混晶、硫酸铝铁混晶和高氯酸铝铁混晶。粉煤灰是硅、铝、铁等元素的氧化物聚集体，铁铝等氧化物主要分布在颗粒表面，氧化硅主要分布在颗粒内层。用少量酸进行固相反应这些氧化物聚集体可相互剥离，用H2SO4处理粉煤灰优先将铁铝氧化物转化成可溶性硫酸盐。     

DUSY沸石催化α-蒎烯异构化反应的动力学研究

研究了脱铝超稳Y（DUSY）沸石催化α-蒎烯异构化反应的动力学特征，考察了催化剂的硅铝比及反应温度对速率常数和表现反应活化能的影响。结果表明，α-蒎烯的异构化反应服从准一级动力学模型，速率常数与温度的关系符合A rrhenius方程并存在补偿效应。     

煤矸石催化气化耦合气化灰提铝过程中K2CO3和Na2CO3作用的对比研究

以煤矸石为研究对象,对比研究了Na2CO3与K2CO3对煤矸石催化气化反应性及催化气化灰中Al的溶出行为的影响。同时,采用X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA)研究了不同催化剂及温度作用下矸石中矿物质的热转变过程。结果表明,与K2CO3相比,煤矸石中的高岭石更容易与Na2CO3反应生成钠霞石,而酸浸可实现钠霞石中铝和硅元素的有效分离。此外,Na2CO3作为催化剂时,所得气化灰经盐酸浸取后铝的浸出率可达到94. 2%。而K2CO3作催化剂时,其铝的浸出率只有83. 7%。因此,对矸石催化气化耦合气化灰的铝提取来说,Na2CO3催化剂具有更好的选择性。     

430不锈钢热浸镀铝(硅)之铝化层成长研究

使用430不锈钢于680至800℃下作熔融铝硅合金热浸处理,研究热浸温度及热浸时间对铝硅合金化层成长的影响及铝化层之成长动力学.结果表明,430不锈钢在680~800℃经热浸16~289 s后,表面镀层与铝化层之生成厚度随热浸时间及热浸温度而增加,铝化层之成长动力学符合抛物线定律,并因相互扩散而形成FeA l3及Fe2A l5相,金相截面观察显示,680℃热浸处理的合金化层界面平坦,而在800℃下的即趋于不规则.     

NF_3 decomposition over Al_2O_3 reagents without water

Several Al2O3 samples were prepared by a precipitation method coupled with ultrasonic treatment,and NF3 decomposition without water over Al2O3 reagents is carried out.The effect of preparation parameters of Al2O3 reagents,such as precipitating agents,structure directing agents,and calcining temperatures on their reactivity for NF3 decomposition has been investigated.The results show that NF3 can be decomposed completely at 400-C,and full conversion of NF3 maintains 580 min over the best Al2O3 reagent,calcined at 600-C which was prepared using both PEG-2000 and Tween-60 as structure directing agents,ammonia as a precipitating agent.     

TiO2／Al2O3负载量对气相酯交换合成碳酸甲丙酯的影响

采用XRD、N2 physical adsorption、XPS、NH3-TPD和吡啶吸附IR等技术,对碳酸二甲酯和丙醇气固相合成碳酸甲丙酯的TiO2/Al2O3催化剂进行了表征.实验结果表明,TiO2/Al2O3表面的Lewis酸中心是反应的催化活性位,酸性主要来源于Al2O3,TiO2起修饰作用,有利于选择性生成碳酸甲丙酯.随着Ti负载量的增加,TiO2在Al2O3表面由高度分散状态向晶态转变,其比表面积逐渐降低,但是TiO2/Al2O3的表面酸性质没有受到显著影响,L酸量先是增加,而后略有下降.当Ti负载量为5%时,DMC的转化率及MPC的选择性分别达到54.3%和88.1%.     

颗粒模板法制备大孔Al2O3材料

采用颗粒模板法制备了大孔氧化铝(Al2O3)材料. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 大孔Al2O3结构中的大孔呈“囊泡状”且孔道的贯通性较差. Zeta电位测量表明, 共沉积条件下聚苯乙烯(PS)和Al2O3两种胶体颗粒带有相反的电荷, 在静电引力作用下先发生了吸附, 再沉积在一起. 吸附在PS微球表面的Al2O3纳米颗粒形成的吸附层是导致大孔呈“囊泡状”和孔道不贯通的主要原因. 采用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PD)溶液对PS胶体微球带电性质进行了改性, PS微球的Zeta电位由−44.36 mV变成了+37.41 mV, 进而消除了沉积过程中二元颗粒间的吸附现象. 扫描电子显微镜显示, 大孔样品中“囊泡状”大孔消失, 同时孔道贯通性得到改善.     

Ru作为Co—Mo／Al2O3加氢脱硫催化剂助剂的研究

用Ru改性的Ru-Co-Mo/Al_2O_3对噻吩加氢脱硫的催化性能进行了考察。结果表明,与Co-Mo/Al_2O_3相比,Ru-Co-Mo/Al_2O_3的加氢脱硫活性增高。通过CO、NO吸附的红外光谱实验证实,由于Ru的加入,吸附在Co和Mo中心上的特征谱带向低波数移动,且峰强度增强,这些结果提出了在硫化态Ru-Co-Mo/Al_2O_3上,Ru中心的部分d电子转移到Co、Mo中心的周围或由于Ru的存在促进了Co、Mo中心的还原。     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/Al2O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20％时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250 ℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h －1条件下,甲醇转化率为95.5％,氢气选择性为100％.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0％以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

负载型Co-Cr氧化物催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

制备了一系列不同Co／Cr比例的Co-Cr／SiO2和Co-Cr／γ-Al2O3催化剂，并应用XRD等技术对所制样品进行了表征．在常压连续流动固定床石英反应器中考察了它们对CO2乙烷氧化脱氢反应的催化性能．实验结果表明，Co-Cr／SiO2和Co-Cr／γ-Al2O对CO2乙烷脱氢制乙烯都有较高的催化活性，其活性都明显高于负载单一组分的催化剂．以γ-Al2O为载体的催化剂活性明显比以SiO2为载体的催化剂活性高．1％Co-5％Cr／γ-Al2O活性最高，973K乙烷的转化率达25．57％，乙烯的选择性和收率分别达94．28％、24．10％．     

预烧温度对CaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷介电性能的影响

用固相反应法制备了CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)微波介质陶瓷。通过改变预烧温度(1 000~1 200℃)研究其对CLST微波介质陶瓷介电性能的影响。研究过程中,对预烧粉体与烧结陶瓷进行XRD与SEM分析,对陶瓷的介电性能εr、Q、τf进行了测试。结果表明,预烧温度对CLST微波介质陶瓷介电性能有较大影响,在预烧温度1 150℃,烧结温度1 340℃时可获得较好的介电性能:εr=112,Q=845,τf=52×10-6/℃。     

三氧化二铝含量对Ni／Zr0.4Ce0.6O2—Al2O3催化剂的CH4—CO2重整反应性能影响

采用水热合成法,制备了不同Al2O3含量的Ni/Zr0.4Ce0.6O2-Al2O3催化剂,采用X－射线衍射（XRD）和扩展X光吸收精细结构（EXAFS）,对催化剂样品进行结构表征;考察了Al2O3的加入对催化剂结构和CH4－CO2重整反应活性的影响。结构表征和活性测试表明,催化剂中存在的主要晶相是Zr0.4Ce0.6O2.Al2O3的加入,使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,并使反应活性有明显改进;而过量Al2O3的加入,却容易导致积炭。     

Pt/Al2O3和Pt/CeO2/Al2O3催化甲烷部分氧化制合成气反应

研究了Pt/Al₂O₃和Pt/CeO₂/Al₂O₃对甲烷部分氧化制合成气反应的催化活性,发现Pt/CeO₂/Al₂O₃显示了更高的甲烷转化率和合成气选择性.用H₂-TPR、H₂-TPD、SEM-EDX和XRD等技术对催化剂进行了表征.CeO₂和Pt相互作用促进Pt在催化剂表面的分散,抑制Pt在催化剂表面的迁移;降低了催化剂的燃烧活性,提高了催化剂的部分氧化活性和选择性,可避免因催化剂床层局部温度过高而导致催化剂活性下降或失活,提高了催化剂的稳定性.同时,CeO₂通过促进水汽变换反应使反应体系迅速达到平衡,提高了催化剂对H₂的选择性.     

甲醇水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al2O3催化剂的研究

燃料电池作为一种无污染、高效率的能源引起世界各大汽车公司的广泛关注[1,2]。用于燃料电池的燃料目前研究较多的是氢气,用氢气作燃料存在储存、安全、运输等问题,寻求合适贮氢方法或替代燃料,实现车载制氢是解决问题的办法。甲醇作为液体燃料,因具有高能量密度,低碳含量,以及运输和贮存等优势成为车载制氢的理想燃料,甲醇水蒸气重整制氢反应也成为研究的热点[3～10]。车载制氢对甲醇水蒸气重整制氢反应体系中的产氢速率,氢气和CO的含量都有一定的要求。尤其对CO含量要求更为苛刻,因CO易引起燃料电池阳极催化剂中毒[11,12]。因此,开…