Templated synthesis of highly ordered mesoporous cobalt ferrite and its microwave absorption properties

Based on the nanocasting strategy, highly ordered mesoporous CoFe2O4 is synthesized via the ‘two-solvent’ impregnation method using a mesoporous SBA-15 template. An ordered two-dimensional(P6mm) structure is preserved for the CoFe2O4/SBA-15 composite after the nanocasting. After the SBA-15 template is dissolved by NaOH solution, a mesoporous structure composed of aligned nanoparticles can be obtained, and the P6 mm structure of the parent SBA-15is preserved. With a high specific surface area(above 90 m2/g) and ferromagnetic behavior, the obtained material shows potential in light weight microwave absorption application. The minimum reflection loss(RL) can reach-18 dB at about16 GHz with a thickness of 2 mm and the corresponding absorption bandwidth is 4.5 GHz.     

氧化钙对陶粒支撑剂结构和破碎率的影响

以铝矾土和煤矸石为主要原料,添加不同含量的碳酸钙,在1350℃制备了低成本的陶粒支撑剂,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对陶粒支撑剂的物相组成和微观形貌进行表征.结果表明,添加了碳酸钙的陶粒支撑剂形成新的物相钙长石,随着氧化钙含量的增加,莫来石的晶粒逐渐细化,细化的晶粒提高了陶粒的强度和抗破碎能力.添加量为5wt;碳酸钙的陶粒支撑剂在35 MPa、52 MPa闭合压力下的破碎率均最低,符合石油天然气行业标准SY/T5108-2014.     

二氧化锰添加剂对莫来石相发育及性能影响

以氧化铝和二氧化硅作为原料,二氧化锰作为添加剂,在烧结温度1300℃时,研究了不同二氧化锰添加量制备所得试样的结构和性能,通过对试样物相组成、显微结构、体积密度、显气孔率和抗折强度五方面的分析,研究了二氧化锰作为添加剂对莫来石相的形成、发育和性能的影响,并分析了莫来石相形成和发育过程中二氧化锰的作用机理.结果表明:MnO2的添加能促进固相烧结反应,降低烧结温度,抑制石英相的生长,促进莫来石相的形核和发育.同时在烧结过程中Mn4+能够加快晶粒生长.     

基于煤加氢气化半焦制备Ni/碳基复合吸波材料及组成优化

利用煤加氢气化半焦作载体、其中的炭作还原剂与介电组分,采用硝酸镍溶液浸渍结合碳热还原工艺制备Ni/碳基复合微波吸收材料;研究磁性组分Ni负载量对复合物微观结构与性能的影响作用及相关机制。结果表明,通过改变复合物的碳含量、碳的石墨化程度以及引入界面与缺陷,调整Ni的负载量可以方便地调控复合物的电磁参数,从而实现良好的阻抗匹配。在碳热还原温度为700℃时,Ni负载量为20%的复合物显示了最优的微波吸收性能。在涂层厚度为2.5 mm条件下,其最低反射损耗可达-42.6 dB,相应的有效带宽为4.1 GHz;而在2 mm涂层厚度条件下,其有效带宽可达5.6 GHz。复合物中起主导作用的微波吸收机制是介电损耗,主要源于石墨化炭引起的漏导损耗及界面与缺陷引起的极化驰豫损耗。     

保温时间对添加废陶粒砂制备支撑剂结构和性能的影响

为了缓解高品位铝矾土资源日益匮乏的现状,同时降低支撑剂的生产成本,本研究以二级铝矾土和固废陶粒砂为主要原料,通过添加锰矿粉和白云石作为烧结助剂,最终经1260℃烧结制备得到刚玉-莫来石基陶粒支撑剂.在烧结过程中,讨论了保温时间对支撑剂物相结构和性能的影响.结果表明:随着保温时间的延长,支撑剂物相开始析出针状莫来石,而且晶粒尺寸逐渐变大,随之转变为棒状莫来石并与颗粒状的刚玉相互交叉分布于支撑剂内部,从而形成致密的交联结构.当保温时间为2 h时,支撑剂的性能最佳:体积密度为1.65 g/cm3,52 MPa闭合压力下的破碎率达到8.5;,符合石油天然气行业标准要求,说明固废陶粒砂可以被循环利用制备支撑剂.     

回收利用煤矸石低成本制备Ni/C/CG复合型吸波材料

采用煤矸石(CG)作含碳载体、淀粉作补充C源、硝酸镍作Ni源,借助液相浸渍结合碳热还原工艺制备Ni/C/CG复合型微波吸收材料;研究碳热还原温度对材料组成、微观结构与性能的影响.结果表明,碳热还原温度会影响碳与Ni的结晶状态及Ni微粒大小,进而对材料的电磁性能特别是介电性能产生显著影响.得益于良好的阻抗匹配特性与强的微...     

烧结温度对添加复合助剂制备莫来石-刚玉基陶粒支撑剂性能的影响

为了降低陶粒支撑剂的烧结温度,本文以低品位铝矾土和粘土为主要原料,通过添加复合助剂锰矿粉及白云石制备陶粒支撑剂,并研究烧结温度对陶粒支撑剂结构、性能的影响.在烧结过程中发现,引入一定量的锰矿粉和白云石后,在陶粒内部会形成适量液相,可以填充孔隙,包覆于莫来石和刚玉晶粒间促进晶体的生长发育,从而形成致密结构.当烧成温度为1310℃时,制备得到的支撑剂体积密度与视密度分别为1.65 g/cm3和2.99 g/cm3,52 MPa闭合压力下破碎率为8.97;,符合石油天然气行业标准对低密、高强陶粒支撑剂的要求,说明复合助剂在降低烧结温度的前提下还能够提高支撑剂抗破碎能力.     

钙长石对刚玉-莫来石质陶粒支撑剂结构及性能的影响

以二级铝矾土为主要原料,通过添加不同含量的长石在1350 ℃烧结温度下制备了高强度的刚玉-莫来石质陶粒支撑剂.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微分析(SEM)对陶粒的物相组成及显微形貌进行表征.结果表明,所制备陶粒支撑剂的物相成组为刚玉和莫来石,而且发现随着长石添加量的逐步增加,可以明显促进莫来石的形核过程,并抑制其进一步长大.当长石添加量为8wt;时,所制备的陶粒支撑剂体积密度为1.72 g/cm3,在52 MPa闭合压力下的破碎率为3.2;,酸溶度为5.0;,满足油气开采行业的要求.     

利用煤气化半焦回收赤泥构建Fe/碳基复合微波吸收材料

基于煤加氢气化半焦(简称半焦，SC)与赤泥(RM)高温固相反应一步回收赤泥制备Fe/碳基复合微波吸收材料，调节体系组成以优化吸波性能。研究发现，在Ar气氛、900℃条件下，源自SC与RM质量比为0.4∶1-0.7∶1的复合物均显示了优良的性能；且当SC与RM质量比为0.6∶1时，复合物性能最优。其最低模拟反射损耗为-48.3 dB，相应的有效吸收带宽为4.6 GHz。材料强的本征衰减能力源于石墨化碳及大量相界与缺陷引起的介电损耗；其良好的波阻抗匹配得益于体系组成调变对复合物电磁参数的有效调控。此外，Na₂O、Al₂O₃与SiO₂之间的高温固相化合一定程度上削弱了赤泥引起的强碱性。     

利用煤气化残渣构建Fe3O4和Fe负载的碳基复合吸波材料

本研究以煤气化残渣作为碳基载体，通过湿化学浸渍法和焙烧处理制得不同磁性组分负载的复合吸波材料。结果表明，在焙烧过程中，主要发生缓慢的碳热还原反应，磁性组分物相由Fe₂O₃、Fe₃O₄转变为Fe，同时碳热还原反应消耗掉一部分活性较高的碳，复合材料的石墨化程度变差。由于良好的阻抗匹配与衰减特性，复合材料Fe CGR1000体现出更佳的吸波性能，当涂层厚度为2.0 mm时，最低反射损耗值为-25.3 d B，在涂层厚度为1.5 mm时，有效带宽达到4.0 GHz。本研究的开展不仅实现了煤气化残渣资源化利用，而且为煤气化残渣的高附加值应用提供新思路。