Ni3Al合金液态与非晶中的原子团簇

采用常温常压分子动力学模拟技术，模拟了液态Ni3Al中原子团簇在快速凝固条件下的演变过程，模型采用的是TB(tight binding)作用势.用偶分布函数、键对和多面体等结构参数来描述快速凝固条件下团簇种类和数量的变化，并将团簇结构可视化.在2 000 K下，液态Ni3Al中团簇数量较少，且都是由缺陷二十面体构成；在4×1013 K•s－1的冷速下，团簇的数量随温度的降低不断增加，且出现完整二十面体团簇，体系最终形成了由二十面体和缺陷二十面体团簇网络所组成的非晶结构.     

快速凝固AlNiCuNd纳米/非晶复合材料的制备及显微组织研究

采用熔体单辊旋淬法制备了快凝Al87Ni7Cu3Nd3合金条带,利用差热扫描热力学(DSC)分析、X射线衍射(XRD)分析等手段对比研究了快凝合金条带及其不同退火态材料的晶化行为.选择合适工艺条件,对快凝合金条带进行等温加热退火,采用高分辨透射电镜(HRTEM)观察分析了等温退火态材料显微组织特征.结果表明,快凝Al87Ni7Cu3Nd3合金薄带呈现出完全均匀的非晶态结构.随加热温度升高,非晶态薄带的晶化过程包括两个主要的相转变: α-Al晶体从非晶基体中析出的初始晶化以及有Al3Ni,Al11Nd3和Al8Cu3Nd形成的第二次晶化过程.在低于310 ℃下加热,快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3金属玻璃中发生的主要相转变是富Al非晶的初始晶化.110 ℃等温退火态薄带主要是由α-Al加残余非晶相的两相组成,α-Al晶体纳米颗粒均匀弥散分布在残余非晶基体上.而在310 ℃热暴露后的退火试样中,在除α-Al晶体外的残留非晶相中开始出现极少量的Al3Ni金属间化合物.     

Al89Gd7Ni3Fe非晶粉加压成块合金的组织结构与力学性能

研究了Al89Gd7Ni3Fe非晶粉末经不同温度热挤压成块后的组织形貌和相结构，分析了非晶的晶化过程，并考察了该合金的弯曲强度和疲劳性能。结果表明，不同温度热挤压成块合金组织均由面心立方的α-Al、二元金属间化合物Al3Gd和少量三元金属间化合物τ1相组成，α-Al晶粒细小，Al3Gd相呈等轴颗粒状，τ1相呈杆状分布，提高热挤压温度，有利于Al3Gd相的析出，不利于τ1相的形成。与普通沉淀硬化型Al合金相比，热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金具有极高的强度和优良的抗疲劳性能，不同温度热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金的弯曲强度均超过1000MPa，提高热挤压温度，合金的强度和疲劳性能也因金属间化合物Al3Gd相含量增加而改善。     

尖晶石型衍生的Ni/Al2O3催化剂低温催化顺酐加氢合成丁二酸酐

开发高活性的顺酐加氢制丁二酸酐和γ-丁内酯催化剂具有重要的工业意义.顺酐加氢多采用Cu基和Ni基催化剂,但一般Cu基和Ni基催化剂存在反应温度高(170–260℃)和稳定性差等缺点,很有必要开发高活性的顺酐加氢催化剂.我们以拟薄水铝石作为Al2O3载体的前驱体,采用浸渍法制备了一系列镍铝尖晶石型衍生的不同Ni含量的Ni/Al2O3催化剂,并研究了它们在顺酐加氢反应中的催化性能.还原前Ni/Al2O3催化剂的X射线衍射结果表明,催化剂含有NiAl2O4物种.氮吸附结果显示,不同Ni含量的催化剂均具有介孔结构.氢-程序升温还原研究发现,Ni/Al2O3催化剂经750℃还原2 h后,其表面上NiAl2O4物种能被高效还原.X射线粉末衍射结果表明,750℃还原的Ni/Al2O3催化剂中金属Ni颗粒尺寸随着Ni负载量升高而增大.利用一氧化碳-程序升温脱附对750℃还原的Ni/Al2O3催化剂进行研究,发现750℃还原的催化剂上金属Ni物种含量从高到低依次为:Ni(7.5%)/Al2O3>Ni(5%)/Al2O3>Ni(2.5%)/Al2O3.采用CO化学吸附获得的Ni(2.5%)/Al2O3,Ni(5%)/Al2O3和Ni(7.5%)/Al2O3催化剂上金属Ni颗粒尺度分别为8.0,12.8和15.7 nm.活性研究结果表明,750℃还原的Ni(5%)/Al2O3催化剂具有最高的催化活性,这可能是由于Ni(5%)/Al2O3催化剂具有较多的Ni活性位点和较合适的Ni颗粒粒度所致.进一步研究发现,在650–750℃还原温度下,Ni(5%)/Al2O3催化剂的还原度随着还原温度的升高而升高,Ni分散度随着还原温度的升高而降低.活性结果研究表明,700℃还原的Ni(5%)/Al2O3催化剂具有较多的Ni活性位点和较合适的Ni颗粒粒度,具有最高的加氢催化活性,其在120℃,H2压力为0.5 MPa和质量空速为2 h?1的反应条件下,能获得近100%的顺酐转化率和90%的丁二酸酐选择性,同时该催化剂具有优良的稳定性.以上结果表明,尖晶石型衍生的Ni/Al2O3催化剂是一个十分有应用前景的顺酐加氢催化剂.     

低水碳比条件下 Ni/CeO2/Al2O3催化剂上液化石油气的预重整

采用硝酸盐溶液共浸渍薄水铝石制备了不同Ni含量的Ni/CeO2/Al2O3催化剂,并采用X射线衍射、N2物理吸附和程序升温还原等手段对其进行了表征.结果表明,Ni和CeO2物种之间存在较强的相瓦作用,CeO2的加入有利于NiAl2O4还原成金属Ni,而金属Ni又促进了CeO2还原并与Al2O3反应形成CeAlO3.详细...     

Al纳米线凝固过程的分子动力学模拟

结合EAM镶嵌原子作用势, 通过经典的分子动力学模拟研究了不同冷却速率下Al纳米线的凝固行为, 并采用键对分析技术探讨了体系中的原子团簇在不同冷却速率下的转化情况. 结果表明, 随着冷却速率的降低, Al纳米线的微观结构从非晶态过渡到多壳螺旋结构, 而多壳螺旋结构具有部分非晶结构的特征, 但是比非晶结构更稳定. 此外, 在冷却速率降低到1×10⁹ K·s-1的情况下, Al纳米线仍然保持多壳螺旋结构.     

La55Al25Ni10Cu10大块金属玻璃结构弛豫过程中的焓变

用铜模吸铸法制备直径为4 mm的La55Al25Ni10Cu10大块金属玻璃非晶棒。采用差示扫描量热仪（DSC）研究了金属玻璃结构弛豫行为,并运用Stretched-Exponential弛豫方程对焓弛豫动力学进行描述。结果表明：La55Al25Ni10Cu10金属玻璃在玻璃转变温度Tg以下不同时间等温退火中会发生焓弛豫,用Stretched-Exponential弛豫方程能很好地描述焓弛豫动力学行为,得到Kohlrausch指数β=0.78,弛豫激活能E=60.8kJ.mol^-1。La55Al25Ni10Cu10金属玻璃形成液体的脆性指数为54,其玻璃形成液体属于强液体。     

甲烷部分氧化制合成气:载体及助剂对Ni系催化剂活性的影响

 采用浸渍法制备了Ni系催化剂,并用程序升温还原和X射线衍射技术对催化剂进行了表征,用固定床微反装置考察了催化剂的催化活性．活性考察结果表明,在Ni担载量为8％的Ni／γ－Al2O3,Ni／δ－Al2O3,Ni／θ－Al2O3和Ni／α－Al2O3四种催化剂上,甲烷部分氧化制合成气反应的活性及产物选择性存在着明显的差异．在770℃下,甲烷转化率及CO和H2的选择性按Ni／γ－Al2O3＜Ni／δ－Al2O3＜Ni／θ－Al2O3≈Ni／α－Al2O3顺序排列．在相同的条件下,加入适量的CeO2助剂后,Ni／γ－Al2O3和Ni／δ－Al2O3上的反应活性和选择性显著提高,而Ni／θ－Al2O3和Ni／α－Al2O3上的活性和选择性却变化不大．同时,表征结果显示,Ni易与γ－Al2O3形成镍铝尖晶石NiAl2O4,加入CeO2助剂能有效地抑制该组分的生成,而Ni／α－Al2O3样品中未发现NiAl2O4．因此,不同Ni／Al2O3催化剂体系上的反应活性及选择性的差异可归结为不同结构Al2O3载体的性质不同,及CeO2对抑制镍铝尖晶石生成的效果不同．     

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。     

Er对Al-Ni-Er-Zr非晶合金动力学特性的影响

采用单辊旋淬法首次制备了Al85Ni10ErxZr5-x(x=3,4,5)非晶合金,利用X射线衍射(XRD)证明Al85Ni10ErxZr5-x(x=4,5)结构为完全非晶态,Al85Ni10Er3Zr2合金为部分非晶。应用差示热分析法(DTA)测定该合金的热学参量,分析了其晶化过程。利用Kissinger法计算了非晶合金的晶化激活能。研究了Er的增加对于Al-Ni-Er-Zr系合金非晶形成能力和热稳定性的影响。结果表明:Er的增加提高了该合金体系非晶形成能力和热稳定性。     

液态合金NiAl凝固过程中微观结构转变的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对液态NiAl凝固过程进行了研究,考察了不同冷却速度下液态NiAl结构变化特点,原子间相互作用势采用F-S多体势,结构分析采用键取向序和对分析技术.计算结果表明,冷却速度对液态NiAl结构转变有重要影响,在不同的冷却速度下, NiAl凝固过程出现了明显不同,冷速为4×1013和4×1012 K/s时, NiAl快速凝固为无序的非晶体结构;而在较慢的8×1011 K/s冷速下, NiAl凝固为晶态结构.给出了不同冷却速度下液态NiAl结构转变的微观信息.     

Ni3Al箔在甲烷重整反应中的催化性能

研究了以冷轧工艺制备的Ni₃Al单晶箔(Ni-24at% Al), 以及表面预处理(873 K下蒸汽氧化后还原处理)后的Ni₃Al箔, 在甲烷重整制氢反应中的催化性能. 首先, 采用逐步升温法研究了873～1173 K下Ni₃Al箔的催化活性与温度的关系; 然后, 采用等温法研究了973 K下Ni₃Al箔的催化稳定性. 根据催化反应和扫描电镜显微观察的结果得出: 未经预处理和经过预处理的Ni₃Al箔, 在反应中均显示出一定的催化活性和稳定性; 表面预处理对Ni₃Al箔的催化活性有显著的增强作用, 原因是经过该预处理后的Ni₃Al箔形成了富Ni表面; Ni₃Al箔在甲烷重整反应的气氛中, Ni原子从Ni₃Al基体向表面的移动, 是维持催化活性的主要原因.     

Ni/Al2O3催化甲烷裂解

分别通过浸渍法和共沉淀法制备了不同Ni负载量的Ni/Al2O3催化剂。考察了Ni负载量、制备方法以及反应温度对Ni/Al2O3催化甲烷裂解性能的影响。结果表明,在550℃,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂,当Ni负载量为20%(质量分数)、Ni金属平均粒径为11.25 nm时,具有最佳的甲烷催化裂解效果,其每摩尔Ni的氢气产量和每克Ni碳产量分别为164 mol和15.30 g。催化剂制备方法对Ni/Al2O3甲烷催化裂解反应有显著影响,相同Ni负载量共沉淀法制备的Ni/Al2O3甲烷催化裂解总体效果要好于浸渍法制备的Ni/Al2O3,而且反应过程中生成的碳纤维较长,管径也较均一。550℃时,共沉淀法制备的Ni负载量为41.2%(质量分数)的Ni/Al2O3催化剂在反应至350 min时,仍保持着30%以上的转化率。     

Ni/Al2 O3 催化剂上甲烷的分解温度和时间对积炭的影响

用在线质谱法研究了Ni/Al2O3催化剂上甲烷分解温度和时间对积炭的影响。实验结果表明：在600～800℃内甲烷在还原的Ni/Al2O3催化剂上可分解为表面碳物种（即NiXC）和氢气,这种表面碳物种在较低的温度下可扩散进入体相,在高温下可逐步转化为低活性的碳物种。在800℃下由于表面碳物种不能扩散进入体相,金属镍中心迅速被表面碳物种覆盖,导致甲烷分解反应失活。     

原子尺寸差异与非晶形成能力

采用分子动力学模拟技术，研究了纯Au及AuCu合金的熔化、非晶化和晶化过程.模拟结果表明,在冷却速率为5×1011 K•s－1至4×1012 K•s－1的范围内，液态Au总是形成晶体，且冷速越快，结晶温度越低；而AuCu合金则形成非晶，且冷速越快，非晶转变温度越高.验证了原子尺寸的不匹配有利于非晶形成这一规律.     

BNiAl_2O_3催化剂上用脉冲反应研究CO_2的活化及其与CH_4的反应(英文)

用脉冲微反应系统研究了１０２３Ｋ下，ＣＯ２在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３上的裂解及其与ＣＨ４的反应，发现ＣＯ２裂解吸附产生Ｏ（ａｄ）和ＣＯ，该反应步骤较慢。产生的ＣＯ会进一步在Ｎｉ表面裂解，而由ＣＨ４裂解产生的活性碳物种与Ｏ（ａｄ）的反应是一较快步骤。     

流化床反应器中不同Ni/Al2O3催化剂上CH4-CO2重整反应性能的比较研究

采用浸渍法、溶胶 凝胶过程与普通干燥、超临界干燥过程相结合的方法制备了三种20%的NiO-Al2O3体系催化剂，利用BET、XRD、H2 TPR、H2-TPD等方法对各催化剂样品物化性质进行了表征，并考察了催化剂在流化床反应器中CH4-CO2重整反应的催化性能。研究结果表明，经923K焙烧后气凝胶催化剂中镍与载体间作用力最强，主要为固定NiO和尖晶石NiAl2O4结构，而浸渍型催化剂和干凝胶催化剂中镍与载体间作用力较弱。三种催化剂中，气凝胶催化剂具有比表面积较大、堆密度较低、Ni还原度及分散度较高的特点。它在流化床反应器中所形成的聚团流态化状态具有较高的床层膨胀率，大量多孔疏松状的纳米颗粒聚团在床内的循环运动有效地提高了传质效率，能使得生成的沉积炭快速得到气化，从而抑制了催化剂失活；对于浸渍型催化剂和干凝胶催化剂，流化床反应器中床层膨胀率较低、颗粒循环量较少、传质效率较低，易于造成催化剂表面积炭失活。经用TG和XRD等方法对反应后催化剂分析表征，证明催化剂表面石墨碳的沉积是导致浸渍型催化剂和干凝胶催化剂失活的主要原因。     

Ni/Al2O3和Fe/Al2O3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的对比研究

甲醇、乙醇等低碳醇催化重整制氢是燃料电池氢源的重要技术之一.乙醇和甲醇相比,更容易存储,低毒且可以从生物质经发酵获得[1,2].乙醇可以通过裂解、部分氧化、水蒸气重整和氧化重整等途径制氢[3~6].已有的文献表明,Pt、Ru、Rh、Pd等贵金属可有效地催化乙醇重整反应,载体多选用     

EFFECTS OF RARE EARTH OXIDES ON PERFORMANCES OF Ni/Al_2O_3 CATALYSTS FOR METHANE STEAM REFORMING REACTION

The Catalytic performances for methane steam reforming reaction ofNi/Al_2O_3(commercial), Ni/Al_2O_3 (developed surface )and Ni/Al_2O_3-R_xO_y (R israre earth oxide) Catalysts were investigated by means of X-ray diffraction,TG, SEM/ X-ray analysis, pulse gas chromatography,BET and Mercuryporsiniter techniques. The distribution of rear earth oxides on the supports,themetal-support (additives) interaction and the influence of rare earth oxideadditives on the dispersion of active components,catulytic activities,variationof nickel crystallites size,CO chemisorption,formation of NiAl_2O_4 as well asthe reducibility of the catalysts were examined.The presence of rare earthoxides in the Ni/Al_2O_3 (developed surface) results in great improvement ofstubility through suppressing the growth of Ni crystallites,the oxidation of themetallic Ni and the formation of NiAl_2O_4. The effect of heavy rare earth oxidesis more distinct than that of the light ones.Strong metal support interaction(SMSI) exists in Ni/Al_2O_3- R