气相色谱在金属中气体分析上的应用

一、前言无论在金属的制备与加工过程中都不可避免与气体接触,因此甚至连超纯金属的组成中也含有微量气体。通常所谓金属中的气体就是金属中的氢、氧、氮。由于金属中碳与硫主要是燃烧成二氧化碳和二氧化硫后测定的,也可包括在金属中气体分析中。这些元素对金属的机械和物理性能都有程度不同的影响。随着冶金工业的发展,需要大量提取及制造高纯度、高质量的金属和合金,为此必需深入研究气体对金属性能的影响以及如何控制其数量,这就使得金属中气体分析日益显出其重要性,并已发展成为金属和合金     

高温钛合金粉中氧氮的同时测定

氧氮的存在对合金材料性能影响很大 ,控制合金中氧氮杂质的含量十分重要。金属中的氧、氮主要以化合态或固溶态存在[1 ] 。而粉状的金属合金具有较大表面积 ,易对氧、氮产生特性吸附并引起氧化 ,因而其氧氮的赋存状态比较复杂。要完全、同时从金属合金粉中抽取出氧氮很困难 ,必须满足一系列热力学和动力学条件[2 ] 。本文采用镍囊包样和助熔 ,脉冲惰气熔融法同时测定高温钛合金粉样中的氧氮含量 ,9次平行测定氧的相对标准偏差为 1 6% ,氮的相对标准偏差为 2 .8%。1　实验部分1 .1　试剂及仪器镍囊 :将镍箔用乙醚清洗净后烘干 ,做成一边开口…     

铂银合金的制备及其对甲醇电氧化反应的催化性能（英文）

采用一种无需使用任何有机表面活性剂或溶剂的方法,在熔融盐体系中制备了铂银纳米合金颗粒,考察了合金中元素银对碱性电解质中甲醇电氧化反应(MOR)的催化作用。透射电子显微镜表征结果显示,当前躯体铂银物质的量比为1时,可以得到组成为Pt₅₂Ag₄₈的合金纳米管。甲醇电氧化反应测试结果表明,具有干净表面的Pt₅₂Ag₄₈纳米管比常规的Pt黑具有更好的催化性能。Pt₅₂Ag₄₈合金纳米管的催化活性与其最大正扫电位密切相关,正扫电位从-1.0到0.5 V(vs.SCE),MOR峰值电流达到1.61 mA/μg_Pt,是从-1.0到0.1 V(vs.SCE)正扫电位的1.92倍。铂银合金表面层中的Ag元素主要通过在电化学循环中发生氧化还原反应来促进合金的MOR活性。研究结果可以为铂银合金在直接甲醇燃料电池(DMFC)中的应用提供理论支持。     

铂银合金的制备及其对甲醇电氧化反应的催化性能

采用一种无需使用任何有机表面活性剂或溶剂的方法，在熔融盐体系中制备了铂银纳米合金颗粒，考察了合金中元素银对碱性电解质中甲醇电氧化反应（MOR）的催化作用。透射电子显微镜表征结果显示，当前躯体铂银物质的量比为1时，可以得到组成为Pt₅₂Ag₄₈的合金纳米管。甲醇电氧化反应测试结果表明，具有干净表面的Pt₅₂Ag₄₈纳米管比常规的Pt黑具有更好的催化性能。Pt₅₂Ag₄₈合金纳米管的催化活性与其最大正扫电位密切相关，正扫电位从-1.0到0.5 V（vs.SCE），MOR峰值电流达到1.61 mA/μg_Pt，是从-1.0到0.1 V（vs.SCE）正扫电位的1.92倍。铂银合金表面层中的Ag元素主要通过在电化学循环中发生氧化还原反应来促进合金的MOR活性。研究结果可以为铂银合金在直接甲醇燃料电池（DMFC）中的应用提供理论支持。     

铂合金纳米立方块催化剂的氧还原反应活性比较（英文）

氧还原反应是质子交换膜燃料电池和金属-空气电池的重要反应.贵金属铂(Pt)与元素周期表中第一排的非贵过渡金属(M)形成铂合金催化剂(PtM)可以提高氧还原反应活性.但是,有关活性的提高有多大程度上是来自合金元素的贡献却仍然存在争议.为研究合金元素对PtM催化活性的影响,本工作合成了颗粒形状与合金元素含量相似的铂锰(PtMn)、铂铁(PtFe)、铂钴(PtCo)和铂镍(PtNi)纳米立方块催化剂,并考察了不同铂合金催化剂在酸性介质中的氧还原反应活性.选择制备立方块形状纳米颗粒催化剂进行比较,可以将颗粒表面结构对催化活性的影响降到最小.结果表明,氧还原反应活性与铂d-能带中心值曲线呈现火山形关系,其中PtCo纳米立方块催化剂的活性最高.本文所得到的实验结果与基于d-能带理论框架已知表面的密度泛函理论计算结果一致.     

边界条件下铁镍纳米合金与一碳氯化物反应性能的研究

液相合成铁系元素及其合金纳米微粉,一般是用硼氢化物[1￣4]等强还原剂将低价的Fe2 、Co2 、Ni2 还原为金属单质。前文[5]在合成须状Fe-Ni-B-O纳米合金及其组成方面进行了报道。实验中发现,通氢还原的纳米合金在少量氧气的存在下,可以和氯化物反应,产物为FeCl2、NiCl2和Cl2,氯化物中的碳元素镶嵌在纳米合金微粉表面,本文将对所合成的纳米合金与CCl4反应的反应性能进行研究,并对反应的机理做简单的描述。该项研究工作目前国内外尚未见文献报道。1实验部分1.1实验仪器及试剂AgNO3;K2Cr2O7;CCl4;CHCl3;CH2Cl2;200mg·L-1HCl(1 1)…     

含钪铝镁合金微生物腐蚀行为的研究

采用电化学、微生物学和表面分析的方法，研究了厌氧环境硫酸盐还原菌（subtere ducing bacteria，SRB）溶液中Al-6Mg-Zr添加Sc元素前后的腐蚀行为。结果表明，添加Sc元素后，合金的氧化膜更加致密，具有更好的保护作用，使电极开路电位正移100mV左右，同时Sc元素的加入降低了材料在SRB菌液中的点蚀敏感性，使材料耐微生物腐蚀性能得到提高，但是添加Sc后的合金对SRB更加敏感。显微观察表明添加Sc前后两种铝镁合金的腐蚀特征均为点蚀，能谱分析表明随浸泡时间增加，腐蚀越来越严重，腐蚀产物堆积和阳极金属溶解造成进一步腐蚀。     

铂合金纳米立方块催化剂的氧还原反应活性比较

氧还原反应是质子交换膜燃料电池和金属-空气电池的重要反应,贵金属铂（Pt）与元素周期表中第一排的非贵过渡金属（M）形成铂合金催化剂（PtM）可以提高氧还原反应活性. 但是,有关活性的提高有多大程度上是来自合金元素的贡献却仍然存在争议. 为了研究合金元素对PtM催化活性的影响,本工作合成了颗粒形状与合金元素含量相似的铂锰（PtMn）, 铂铁（PtFe）, 铂钴（PtCo）和铂镍（PtNi）纳米立方块催化剂,并考察了不同铂合金催化剂在酸性介质中的氧还原反应活性. 选择制备立方块形状纳米颗粒催化剂进行比较,可以将颗粒表面结构对催化活性的影响降到最小. 结果表明,氧还原反应活性与铂d-带中心值曲线呈现火山形关系,其中PtCo纳米立方块催化剂的活性最高. 本文所得到的实验结果与基于d-带理论框架已知表面的密度泛函理论计算结果一致.     

Fe-Al和Co-Al合金的表面分析

用XPS研究了Fe-Al和Co-Al合金,并与金属铁粉和钴粉作了比较。结果表明在真空中加热时Fe-Al合金表面的铁的氧化物被部分地还原成金属铁,与此同时表面的金属铝部分地氧化成氧化铝。该现象可用下述氧化—还原反应来解释: Fe_2O_3+2Al→2Fe+Al_2O_3对于Co-Al合金在真空中加热时也观察到类似的氧化—还原反应。实验结果还表明在真空中加热时Fe-Al合金和Co-Al合金表面都发生铝偏析,其偏析程度随加热时间增加而增加。     

金属和金属氧化物热反应的实验探究

报道了有关金属和金属氧化物之间热反应的实验,经研究发现,一种金属都能在高温下夺取另一种金属性比它弱的金属氧化物中的氧,能够将另一种金属从氧化物中还原出来。     

金属核及氧化铈的物理化学性质对一氧化碳氧化的影响

氧化铈独特的氧化还原性能使其适合用作氧化反应中的催化剂或载体.氧化铈负载的过渡金属纳米粒子或孤立的单原子提供了金属-载体界面,从而降低了去除界面氧原子的能耗,提供了可以参与ManVanKulvian氧化过程的活性氧物种.CO氧化是测试氧化铈负载催化剂还原性的主要探针反应,并且它常见于在相对低温下消除CO的各种应用中.在过量H2中优先氧化CO(PROX)反应可控制CO浓度达到超低水平,以防止氢氧化电催化剂中毒.催化剂在CO氧化反应中的活性和在PROX反应中对CO和H2的选择性取决于金属物种的种类和分散性、CeO2的结构和化学性质以及催化剂的合成方法.在这篇综述中,我们总结了最近发表的关于CeO2负载的金属纳米粒子和单原子催化CO氧化和PROX反应的相关工作;以及不同的负载金属和同种金属在普通CeO2表面上的反应性.我们还总结了密度泛函理论计算中提出的最可能的反应机理;并且讨论了各种负载型金属在PROX反应中影响CO氧化选择性的因素.     

金属核及氧化铈的物理化学性质对一氧化碳氧化的影响（英文）

氧化铈独特的氧化还原性能使其适合用作氧化反应中的催化剂或载体.氧化铈负载的过渡金属纳米粒子或孤立的单原子提供了金属-载体界面,从而降低了去除界面氧原子的能耗,提供了可以参与ManVanKulvian氧化过程的活性氧物种.CO氧化是测试氧化铈负载催化剂还原性的主要探针反应,并且它常见于在相对低温下消除CO的各种应用中.在过量H_2中优先氧化CO(PROX)反应可控制CO浓度达到超低水平,以防止氢氧化电催化剂中毒.催化剂在CO氧化反应中的活性和在PROX反应中对CO和H_2的选择性取决于金属物种的种类和分散性、CeO_2的结构和化学性质以及催化剂的合成方法.在这篇综述中,我们总结了最近发表的关于CeO_2负载的金属纳米粒子和单原子催化CO氧化和PROX反应的相关工作;以及不同的负载金属和同种金属在普通CeO_2表面上的反应性.我们还总结了密度泛函理论计算中提出的最可能的反应机理;并且讨论了各种负载型金属在PROX反应中影响CO氧化选择性的因素.     

常用有色金属—铝、镁、铜、铅、锌、锡中气体分析概况

本文评述了铝、镁、铜、铅、锌、锡等常用有色金属中气体分析发展概况。针对这些金属熔点低、易挥发等特点,介绍了还原提取法、电化学法、活化法和表面分析法等各种气体分析方法的适用性和国内外应用情况。认为采用石墨盒或金属包套的惰气熔化法是目前分析易挥发金属中氢、氧的普遍方法。浓差电池法已广泛地用于测定液态金属中氧。采用活化法测定微量气体及表面气体已越来越多。     

活性碳纤维氧化还原过程中气体生成物的研究

本文围绕ACF进行氧化还原反应释出气体的问题采用气相色谱和压力测定等方法对气体的组分、气体释出的规律以及各种影响因素进行了研究,实验结果首次证明了ACF氧化还原反应时生成CO_2气体,其CO_2的释出开始速度较快,随后逐渐减慢,最后达到压力平衡。释出CO_2的反应,表观上与ACF氧化生成羟基和羧基等是平行反应。ACF反应释出CO_2的量随所用氧化剂电极电位上升而增加。但无论何种ACF与何种氧化剂反应,生成CO_2的反应仅是氧化还原历程的一部分。改变ACF的制备工艺或改变ACF氧化还原反应的条件可使CO_2生成的规律改变。体系压力增大,CO_2的释出受到抑制,达到压力平衡后,再放出体系中的气体使之恢复到大气压力时,CO_2释出反应又可继续进行并达到新的压力平衡。     

通过演示实验进行元素电势图的教学

元素电势图明显地表示了元素的各种氧化态之间的标准电极电位。它给说明元素形成的各种氧化态和个体的稳定性以及预见氧化还原反应的方向和产物提供了热力学数据。因此,在无机化学教学中它起着非常重要的作用。本文主要介绍如何抓住典型,通过演示实验,讲授电势图的应用。     

在LiCl熔盐中直接电还原制备钕硅合金

在973 K熔融LiCl盐中,利用恒电压直接电还原Nd_2O_3-SiO_2与Nd_2O_3-Si两种混合氧化物,成功制备出钕硅合金.使用金属孔洞电极,通过循环伏安法结合不同条件下电解产物的X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分析研究了其还原机理.结果发现,Nd_2O_3-SiO_2的还原过程分二步进行:首先SiO_2还原为单质硅,然后Nd_2O_3被还原同时形成钕硅合金.此外,还研究了电解电压对电解过程的影响.结果发现,还原速率随着电解电压的增加而增加,氧化物中硅的原子含量为50%左右时,容易还原得到较纯的合金.据了解这是首次运用直接电解还原氧化物的方法得到钕硅合金.     

锰掺杂的钙钛矿型钛铌酸盐基复合阴极高温电解水蒸气

通过在氧化还原稳定的钙钛矿材料钛铌酸盐的B位晶格中掺杂具有氧化还原活性的锰元素提高固体氧化物电解池复合电极电催化性能．研究发现,锰元素成功取代钛铌酸盐B位的Ti／Nb．掺杂后的样品的离子电导率在800℃下的氧化气氛和还原气氛下的离子电导率分别提高了约1和0．5个数量级．基于掺杂后的钛铌酸盐基复合阴极,氧离子传导型固体氧化物电解池电解水蒸汽的电流效率在有和无还原气体保护下分别提高了25％和30％．     

氧化层结构对铀在CO/H_2气氛中表面反应的影响

用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析研究了不同氧化层结构的铀金属试样在ＣＯ（２５℃）和Ｈ２（２００℃）气氛中的表面反应。ＣＯ和Ｈ２与铀金属表层反应后，氧化物中氧含量均减少，Ｏ／Ｕ比值随气体进气量的增加而减少。ＣＯ对铀金属表面的还原效果随铀表层氧化程度的提高而增强，并且强于Ｈ２。当表层氧化物较少、氧化程度较低时，铀试样在Ｈ２气氛中发生氢化反应。     

Pd纳米立方体异质结尺寸依赖的电子界面效应对苯酚加氢反应的促进作用（英文）

作为生产尼龙6、尼龙66和聚酰胺树脂等各种聚合物的重要原材料,环己酮和环己醇(KA oil)每年在全球的消耗量大约在100万吨.KAoil主要采用苯酚加氢法和环己烷氧化法制备,其中苯酚加氢法可以在相对温和的反应条件下实现较高的选择性.目前, Pt基和Pd基非均相催化剂因具有良好的可重复使用性成为加氢反应的主流催化剂,但在实际应用中却面临着催化剂价格昂贵的问题.因此,减少贵金属的消耗量以降低KAoil的最终生产成本,开发探索出更高效的方法最大程度提升贵金属纳米催化剂的活性成为核心问题.目前,研究者致力于通过调控催化剂的金属粒径、合金结构和催化剂孔结构来提高金属纳米催化剂的苯酚加氢活性.近期研究发现,酸性氧化物载体可以用来提升负载金属中心的苯酚加氢活性,可以通过改变金属周围的微环境进一步提高金属活性.本文通过构建尺寸可调控的Pd纳米立方体/硫掺杂碳载体异质结结构,提出一种特殊的电子界面效应成功地提高了活性中心Pd纳米立方体的苯酚加氢活性.在金属/半导体载体异质结中,由金属和半导体之间所形成的肖特基势垒所驱动,电子在金属和半导体载体的界面处发生转移直至金属和半导体载体的费米能级达到平衡,最终...     

燃烧法测定纯镍中微量碳时的熔融物检查

燃烧法测定纯镍中的微量碳,大都用气体容量法、重量法或电导法等,将试样在高温炉的氧气氛中熔融,即氧化燃烧使金属镍中的碳以二氧化碳形态逸出。为检查在一定熔融条件下金属镍的燃烧情况,对纯镍的熔融物进行了金相检查。其试验与检查情况如下。一、熔融条件称取1克纯镍试样于88毫米瓷舟中,预热2分钟后通入氧气(流量为500毫升/分),选用锡、五氧化