木炭还原氧化铜实验的新认识

正木炭还原氧化铜是义务教育阶段的疑难实验,大家过多地把目光集中在原料的用量比、装置的改进及加热方式的优化上,而忽视了一氧化碳对整个实验的影响~([1-2])。对此实验改进后发现了一个很好的一氧化碳还原氧化铜的实验。1实验过程(1)将1cm×5cm的铜片加热至红热状态,然后自然冷却,铜片表面被氧化成氧化铜。     

一氧化碳还原氧化铜与氢气还原氧化铜的实验操作为什么不同?

为防止氨气与空气混和受热发生爆炸,在用氢气还原氧化铜的实验操作中,要求先通氢气以排除试管里的空气,再加热氧化铜。还原完毕,先撒去酒精灯,还要继续通入氢气,至试管冷却,以防止还原成的金属铜,遇到空气再被氧化为氧化铜。用一氧化碳还原氧化铜的实验,要求先加热玻璃管里的氧化铜粉末,再通入一氧化碳气体,停止加热后,不再继续通入一氧化碳,这是因为:一氧化碳是极毒的气体,装置和无毒的氢气不同,操作也必然不相同;再者,一氧化碳虽也有易燃,易爆的性质,     

甲烷在氧化铁表面还原NO的特性与反应机理研究

在程序控温电加热水平陶瓷管反应器中,在300~1 050 ℃,对N₂气氛中甲烷在氧化铁(充分氧化后的铁丝网卷)表面还原NO的特性进行了实验研究,测试了NO脱除效率、CO生成量以及反应后铁样品表面组分和微观状态的变化特点,分析了甲烷在氧化铁表面还原NO的反应机理。在此基础上,在1 000 ℃时,对模拟烟气条件下甲烷在氧化铁表面还原NO的持久性进行了实验研究。结果表明,甲烷在氧化铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛下,在850 ℃以上达到100%的NO脱除效率。在模拟烟气中,甲烷在氧化铁表面脱除NO的能力具有很好的持久性。实验结果表明,在1 000 ℃时,采用由体积分数为2.0%的O₂、16.8%的 CO₂和524×10^-6的 NO,N₂配平的模拟烟气,1.17% CH₄能够在连续100 h内保持100%的NO脱除效率,而未出现下降的趋势。对反应机理的研究结果表明,甲烷在氧化铁表面还原NO的机理包括甲烷通过再燃机理还原NO以及甲烷通过在氧化铁表面还原氧化铁为金属铁、金属铁进而直接还原NO两种主要反应机理。其中,后者为主要反应机理。     

乙烷在金属铁表面还原NO的实验研究

温度300~1 100 ℃时,由程序控温电加热水平陶瓷管反应器在N₂气氛和模拟气氛下,对乙烷在金属铁表面还原NO的特性进行了实验研究。结果表明,乙烷在金属铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛中,温度高于900 ℃时,乙烷在金属铁表面的脱硝效率超过95%。在模拟烟气条件下,当温度超过900 ℃,且过量空气系数小于1.0时,乙烷在金属铁表面还原NO的效率能够达到90%以上。相同条件下,乙烷在金属铁表面脱硝效率高于甲烷的脱硝效率。SO₂对乙烷在金属铁表面还原NO的效率影响可以忽略。对反应后的铁样品的组分进行了XRD表征,在此基础上对反应机理进行了分析。结果表明,在模拟烟气条件下NO的还原通过乙烷的再燃脱硝和金属铁直接还原两个机理完成。金属铁直接还原NO时生成的氧化铁则被乙烷还原为金属铁,从而使得金属铁能够持续对NO进行直接还原。乙烷再燃还原NO的中间产物HCN被氧化铁氧化为N₂,同时氧化铁也被HCN还原为金属铁。这一过程增强了NO的持续还原反应,同时避免了在燃尽时HCN二次氧化重新生成NO,从而保证了较高的NO还原效率。     

甲烷在金属铁及氧化铁表面还原NO的研究

在程序控温电加热水平陶瓷管反应器、N₂气氛和模拟烟气气氛及300~1 100℃时,对甲烷在金属铁及其氧化铁表面还原NO的特性进行了实验研究。为使甲烷在脱硝反应后完全燃尽以及脱硝反应过程生成的CO等中间产物完全燃尽,在第一段加热炉后串联了第二段加热炉,补充氧气,实现燃尽。结果表明,甲烷在金属铁及氧化铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛中,在900℃以上温度范围内甲烷在金属铁表面的脱硝效率超过95%,与甲烷在氧化铁表面的脱硝效率差别很小。在模拟烟气条件下,当过量空气系数小于1.0时,在900℃以上时,甲烷在金属铁和氧化铁表面的脱硝效率都能超过90%,且未燃尽和燃尽两种条件下NO的还原率相差不大。NO同时通过金属铁的直接还原和甲烷的再燃还原两种反应机理脱除。而甲烷则通过还原氧化铁为金属铁,从而使金属铁直接还原NO可持续进行。同时,甲烷再燃反应的中间产物HCN/NH₃等被氧化铁还原,从而使燃尽后的脱硝效率不下降。研究结果表明,甲烷和金属铁或氧化铁在富燃料条件下可有效地还原NO。     

一氧化碳还原芒硝的动力学研究

一氧化碳还原芒硝的动力学研究鲁晓凤，唐玉华（四川大学化学系成都６１００６４）关键词：一氧化碳，芒硝，动力学，还原我们已对氢气还原芒硝进行了动力学研究￣［１］，本文是研究一氧化碳还原芒硝的动力学，为工业上实施气体还原芒硝提供可靠的实验数据。动力学模型Ｃ...     

金属铁与丙烯共同还原NO的特性与机理

研究了丙烯在金属铁作用下还原NO的特性。采用陶瓷管流动反应器在300-1 100℃研究了不同条件下的NO还原效率,考察了SO_2的影响,采用XRD、SEM和EDS分析了反应后金属铁表面的组分和微观结构特征。结果表明,丙烯在金属铁作用下具有良好的NO还原效果。在N_2气氛,温度超过800℃后,金属铁作用下丙烯还原NO的效率达到了95%以上。在模拟烟气、富燃料条件下,温度高于900℃时,丙烯与金属铁还原NO的效率超过了90%。SO_2对丙烯在金属铁作用下还原NO的效率影响很小。机理分析表明,当丙烯与金属铁共同还原NO时,一方面,NO被金属铁直接还原,同时丙烯还原氧化铁为金属铁;另一方面,丙烯通过再燃机理还原NO,同时再燃中间产物被氧化铁氧化为N_2。     

通过“由矿石炼铁”这一课的教学我如何贯徹基本生产技术教育的

(一) 首先通过“一氧化碳还原氧化铁”的演示实驗,为講解工業上煉铁的基本生产原理打下基础:这个实驗,按照大綱和教材的規定,在初三化学里做,在高三化学里不做,但我联系着該班学生的实际情况,他们在初中时学習的是旧教材,沒有做过这个实驗,因此我决定补做这个实     

一氧化碳发生器装置的改进

根据初中化学教学参考书介绍,制一氧化碳要取250ml烧瓶一个配双孔塞,附分液漏斗和短弯导管各一。然后用浓硫酸与甲酸加热80℃至90℃制一氧化碳。此实验规定浓硫酸用40至50ml,甲酸5至10ml。我们通过多年教学实践总结认为:1.分液漏斗、烧瓶容器过大,盛装浓硫酸和甲酸的量过多,浪费药品较严重。2.因为烧瓶容器较大,加热反应排空气的时间不易掌握。若空气未排完收集的一氧化碳点燃易发生爆炸,若排空气的时间过长,又怕大量的一氧化碳逸出,污染空气,影响教师的身体键康。3.一般农村中学实验条件较差,分液漏斗没有,一氧化碳制取就遇到困难。     

钕铁硼废料焙砂的碳热还原试验研究

钕铁硼废料中含有大量的铁,现有回转窑焙烧-HCl浸出预处理工艺难于将其回收利用。基于稀土氧化物和铁氧化物还原性质差异,以钕铁硼废料焙烧产物(简称为焙砂)为对象,在高温井式窑炉中开展焙砂碳热还原试验研究,考察了还原介质(焦炭、石墨和块煤)、介质粒度、还原温度、还原时间、配碳比、物料厚度等条件对铁还原率的影响。结果表明,焦炭具有较好的还原效果,在还原温度为1200℃,还原时间为4 h,配碳比为30%,物料厚度为22 mm的条件下,焙砂中铁的还原度高达88.08%,为综合回收利用钕铁硼废料中铁资源提供了理论基础和方法途径。     

虚拟实验在初三化学实验教学中的实践与应用

正1利用虚拟实验突破课堂实验教学由于时间空间的限制,亲自动手进行探究实验成了学生的一种奢望,虚拟实验则给课堂带来新尝试。比如在一氧化碳还原氧化铁的实验教学中,教师利用问题引导学生在电子触摸屏上利用拟真仪器设计实验装置,进而处理产物检验、尾气处理、操作顺序等问题,不断完善实验过程,培养学生的科学探究能力。又比如在气体制取复习课上,教师在虚拟实验室上展示有关药品和仪器,让学生拖动仪器连接装置和变动装置以满足不同的实验需求,从而帮助学生深化理解实验原理,突破实验复习课。     

铁铈氧化物程序升温还原过程的研究

运用原位穆斯堡尔谱、XRD测定等方法剖析了铁铈氧化物的程序升温还原过程。结果表明，金属离子间的相互作用使得氧化铁的还原温度升高，还原反应活化能提高，抗还原能力增强。     

一氧化碳还原氧化铜的微型实验

在师专无机化学实验和化学教学法实验中均有一氧化碳还原氧化铜的实验内容。一氧化碳有剧毒,所以,做一氧化碳还原氧化铜的实验时,应力求试剂用量小,减少污染,保证安全。     

高分散费-托合成铁/活性炭催化剂的研究——Ⅰ.铁/活性炭催化剂的恒温还原及其穆斯堡尔谱

使用原位穆斯堡尔谱研究了非担载铁氧化物和不同担载量的铁/活性炭催化剂在不同温度下的还原,详细分析了活性炭载体上高分散超顺磁铁物类的穆斯堡尔谱。还原前铁/活性炭催化剂中的铁物类为结构松散的α-Fe_2O_3和没有充分脱水的氧化铁,铁的担载量不很小时可经Fe_3O_4还原到金属态,但活性炭载体可稳定Fe~(3+)使之难以还原,在500℃氢气中大部分铁才还原为金属。铁的担载量很小时,其还原以Fe~(2+)为中间产物,0.2%Fe/AC氢气化剂在500℃氢气还原18小时生成磁分裂金属铁和超顺磁金属铁(δ=0.37mm/s,△=0,H=0),其正的同质异能移表示了铁-活性炭间的电荷转移。     

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。     

铁与氧气反应产物的讨论

运用热力学原理基础知识,分析铁燃烧生成四氧化三铁,铁在常温下生锈生成氧化铁的反应属性,说明它们都是热力学自发进行的反应。对氧化铁、四氧化三铁与氧化亚铁相互转化的温度条件作简要说明。     

氧化铬对γ-氧化铁还原行为的影响

氧化铬对γ氧化铁还原行为的影响陈林深吕光烈杨芸黄寅身（杭州大学中心实验室材料结构研究所，杭州３１００２８）关键词还原热重法，铁铬变换催化剂，Ｘ射线衍射分析，氧化铁，氧化铬分类号Ｏ６４３／ＴＱ４４掺铬Ｆｅ２Ｏ３是合成氨工业中重要的变换催化剂．...     

铁对烃类制氢催化剂还原性能的影响

用程序升温还原(TPR)和X-射线衍射(XRD)法研究了铁对两类典型的烃类制氢催化剂还原性能的影响。观察到单组分氧化铁的还原经过两个步骤,而氧化镍则一步还原成镍,且前者比后者难还原。若把氧化铁加进两类催化剂中,发现在一定条件下氧化铁可促进两类催化剂的还原。其作用的机制是氧化铁先与载体发生固溶,使Ni~(2+)在高温下向载体扩散的过程受到抑制,从而减弱了氧化镍和载体之间的相互作用。     

钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成

通过油酸盐前驱体高温热解法制备出大小均匀的钴掺杂四氧化三铁球形纳米粒子, 其钴/铁摩尔比可以通过调节油酸钴与油酸铁的比例进行调变. 当产物中钴/铁摩尔比从0.024增加到0.156, 所制备的氧化铁纳米粒子的饱和磁矩从39 emu·g^-1逐渐减小到30 emu·g^-1, 而矫顽力从0 Oe升至190 Oe. 在305℃下, 随着反应体系的热解时间由0.5 h 增加到3 h, 所制备出的氧化铁纳米粒子尺寸逐渐由7 nm增加到14 nm. 热解时间较短时, 以高价态的四氧化三铁的晶型为主, 辅之以少量的氧化亚铁; 热解时间增加至2 h, 产物的晶型为四氧化三铁和氧化亚铁的复合物; 而继续增加热解时间至3 h, 除四氧化三铁和氧化亚铁之外, 还出现少量的零价态的CoFe合金, 说明铁(钴)元素经历了由三价到二价, 最后被还原为零价的过程. 随着反应温度的升高, 产物的尺寸逐渐增大, 同时产物中氧化亚铁的含量增多.     

高比表面SiC的合成及其在CO氧化反应中的应用

采用蔗糖为碳源, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 分别以草酸、硝酸铁、硝酸镍为催化剂, 用溶胶-凝胶法制备碳化硅前驱体, 考察了制备过程中催化剂的种类以及反应温度和时间对凝胶形成的影响. 发现以硝酸铁为催化剂最有利于凝胶的形成, 碳/硅物质的量比为4的前驱体在氩气气氛1350 ℃下加热10 h, 碳热还原反应趋于完成. 以该条件下合成的多孔碳化硅(比表面积133 m2·g-1)作为催化剂载体, 通过等量浸渍法获得Pt/SiC催化剂, 将其应用于一氧化碳氧化的模型反应中. 研究结果表明该催化剂有较好的催化活性和稳定性. 引入镍助剂的PtNi/SiC催化剂能进一步提高一氧化碳催化氧化反应的活性.