Ni-Al layered double hydroxides electrodeposition from a chloride solution

Ni-Al LDHs was electrodeposited from a NiCl₂-AlCl₃ solution. In order to analyze the electrodeposition process, electrolytes with initial Al content range of 0–20% were used. With increasing Al content in the sample, the preferred orientations of (0 0 3) and (0 0 6), increased crystallinity, and decreased interlayer spacing were observed from the XRD results. A dissolution–recrystallization of (0 0 3) plane was detected among the Ni-Al LDHs from the strongly alkaline solution soaking results, which was found to be conducted easily in high Al-containing samples. The pH of the Al-containing electrolyte was much lower than that of pure NiCl₂ solution because lower pH was needed to start a precipitation reaction in the AlCl₃-NiCl₂ solution. The electrodeposition yield and current efficiency were found to decrease obviously in the electrolytes with initial Al content higher than 10%, which was attributed to the increasing Al content in the sample and diffusion of the complex ions. The electrodeposition pattern was in-situ in the electrolyte initially containing 10% Al, then, it developed toward and off in-situ in electrolytes initially containing 0–10% and 10–20% Al.     

Ni-Al类水滑石的制备及其Ni/Al2O3加氢脱硫研究

采用共沉淀方法合成了不同Ni/Al比的镍铝类水滑石,将其作为催化剂前驱体,制备了Ni/Al2O3加氢脱硫催化剂.通过X射线衍射法(XRD),程序升温还原(H2-TPR),热重分析(TG),傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对催化剂进行了表征.利用10 mL固定床装置在不同温度,压力,体积空速和氢油比条件下对Ni/Al2O3催化剂的加氢脱硫活性进行了评价.结果表明,XRD图和FT-IR图中均出现了Ni-Al类水滑石的特征峰,TG图呈现出两个明显阶段的失重,在Ni-Al2O3-HT的XRD图中最强的衍射角对应单质金属Ni粒子的(111)晶面.脱硫结果显示Ni-Al类水滑石作为前驱体在适当的条件下,FCC汽油的硫含量降至10 ppm以下.类水滑石作为前驱体的Ni/Al2O3加氢脱硫活性很好,说明类水滑石作为前驱体在加氢脱硫领域有好的应用前景.     

以NiAl-NO3-LDH为前驱体制备Ni-Al2O3催化剂及其催化乙酰丙酸加氢性能

以NO₃^-插层类水滑石（NiAl-NO₃-LDH）为前驱体制备了一系列不同Ni/Al摩尔比的Ni-Al₂O₃催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能.表征结果表明,随着Ni/Al摩尔比的增加,类水滑石层板结构中存在的游离态γ-AlOOH物种逐步演变为游离的Ni（OH）₂物种,制备的催化剂中金属-载体相互作用逐渐减弱,Ni物种分散度逐渐降低,表面酸性中心数量先增多后减少;当Ni/Al摩尔比为3时,所制备的催化剂表面具有最丰富的酸性中心和加氢中心.在酸性中心和加氢中心的协同作用下,该催化剂表现出优异的催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能及良好的使用稳定性.在160℃,4 MPa氢气条件下反应5 h时,γ-戊内酯的收率最高可达92.7%.     

花瓣状Co-Al双金属硫化物/泡沫镍电极材料的制备及其超级电容性能的研究

采用低成本的两步水热法直接将Co-Al双金属硫化物生长在泡沫镍上,成功制备了CoAl₂S₄/Ni电极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等手段对其结构、形貌和超级电容性能进行了表征。结果表明,CoAl₂S₄/Ni电极材料呈现花瓣状的三维多孔结构,且表面粗糙,这种结构有利于电解液和电极材料的充分接触,具有良好的导电性和比电容性能;当电流密度为1A/g时,电极的放电比容量高达2187.1 F/g, 循环100次后比电容的保持率为90.1%,相关研究为超级电容器电极材料的制备及性能研究提供思路。     

Mo,Ta, W在NixAl1-x(x=0.25,0.5,0.75) 中的择优占位

用多体势结合分子动力学计算了L1₂型NiAl₃, L1₂型Ni₃Al, L1₀型NiAl和B₂ 型NiAl的晶格常数, 结合能以及合金形成热; 分析了结构性点缺陷在上述四种合金中的存在形式; 在此基础上研究了合金化元素Mo, Ta, W在Ni_xAl_1-x(x=0.25,0.5,0.75)中的择优占位行为. 计算结果表明: 对于四种结构的Ni-Al合金, 偏离理想化学配比时,主要的结构缺陷形式是反位置; 根据占位能最小化, 第三组元元素Mo, Ta, W在上述四种Ni-Al中都显著优先占据Al格位. 关键词： 多体势 Ni-Al合金 占位     

基于程序升温氢化表征的Ni-Al2O3催化剂上CO2-CH4重整反应积炭研究

采用水热沉积法制备Ni-Al₂O₃催化剂,用于CO₂-CH₄重整反应;基于程序升温氢化（TPH）表征,研究了反应时间、温度、原料气CO₂/CH₄比例和空速等因素对CO₂-CH₄重整反应过程中Ni-Al₂O₃催化剂上表面积炭行为的影响。结果表明,表面积炭是导致催化剂重整反应失活的重要原因。随反应时间的延长,催化剂表面积炭量增多,虽未成比例增加,但其TPH峰温有向高温方向移动的趋势,表明所积之炭的石墨化程度增加。反应温度和空速对催化剂表面积炭也有一定影响,且空速的影响更大。另外,由于CO₂消炭反应（CO₂+C=2CO）的存在,CO₂/CH₄比例对表面积炭的影响也很大。CO₂/CH₄比例太低,不能明显抑制积炭;随着CO₂/CH₄比例增加,积炭将得到有效抑制,但CO₂/CH₄比例过高,CO₂在产物中的分离和回收再利用将使成本增加。     

焙烧条件对浆态床CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂性能的影响

结合行星式球磨机,采用机械化学法制备Ni-Al₂O₃催化剂,考察了焙烧温度和焙烧时间对Ni-Al₂O₃催化剂晶相结构、还原特征、孔道结构和浆态床CO甲烷化性能的影响。通过XRD、H₂-TPR、BET、XPS和TPH等方法对反应前后催化剂进行表征。结果表明,焙烧温度从350℃升高到700℃,活性前体NiO仍在载体表面高度分散,催化剂还原峰温向高温方向偏移。其中,450℃条件下焙烧所获得的cat-450试样比表面积最大,为350 m²/g。评价结果显示,焙烧温度从350℃升高到700℃,CO转化率、CH₄选择性和收率均呈先升高后降低的趋势,于450℃达到最大值,分别为97.8%、88.2%和86.2%。另外,焙烧时间对催化剂的还原性能影响较小,对载体Al₂O₃的晶相结构有一定影响。随焙烧时间延长,CO转化率稍有降低,而后增大;焙烧时间为4 h,CH₄选择性和收率均较大。     

燃料对燃烧法制备Ni-Al_2O_3催化剂结构及浆态床甲烷化催化性能的影响

分别采用浸渍燃烧法和共燃烧法制备了一系列Ni-Al_2O_3催化剂,并对催化剂进行了表征,研究了燃料种类对不同方法制备的催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响.结果表明,以尿素、甘氨酸和乙二醇为燃料时,采用浸渍燃烧法制备的Ni-Al_2O_3催化剂织构性质均与载体相近,各催化剂金属Ni分散度和Ni晶粒相差不大,甲烷化性能接近,在260℃反应温度下CO转化率在80.1%~83.5%之间.而共燃烧法制备的Ni-Al_2O_3催化剂受燃烧过程影响明显,以甘氨酸和乙二醇为燃料时制得的催化剂比表面积较小,金属Ni分散度低且Ni晶粒较大,因而甲烷化活性较低;以尿素为燃料制备的催化剂比表面积大且Ni晶粒较小,CO转化率和CH_4选择性分别达到84.7%和91.1%.     

Hydrogen Production From Crude Bio-oil and Biomass Char by Electrochemical Catalytic Reforming

We reports an efficient approach for production of hydrogen from crude bio-oil and biomass char in the dual fixed-bed system by using the electrochemical catalytic reforming method. The maximal absolute hydrogen yield reached 110.9 g H₂/kg dry biomass. The product gas was a mixed gas containing 72%H₂, 26%CO₂, 1.9%CO, and a trace amount of CH₄. It was observed that adding biomass char (a by-product of pyrolysis of biomass) could remarkably increase the absolute H₂ yield (about 20%-50%). The higher reforming temperature could enhance the steam reforming reaction of organic compounds in crude bio-oil and the reaction of CO and H₂O. In addition, the CuZn-Al₂O₃ catalyst in the water-gas shift bed could also increase the absolute H₂ yield via shifting CO to CO₂.     

镍铝介金属镀膜之抗坑蚀行为

采用3种原子百分比Ni52Al48,Ni60Al40及Ni70Al30成分的靶材以阴极电弧放电离子被覆技术制备不同组成的Ni＿Al薄膜于AISI1045中碳钢基材表面上,并观察镀膜微结构与成分随靶材成分的变化,评估应用Ni＿Al于抗坑蚀功能方面的可行性.研究结果显示:使用上述3种靶材所获致的镀膜组成依次为Ni62Al38,Ni63Al37及Ni69Al31,镀膜镍含量随靶材镍含量增加而增加.3种镀膜的相组成均以Ni3Al为主,从富镍Ni70Al30靶材所得的镀膜尚含有部分镍相.镀膜具有极强的附着性并反映在镀膜的抗坑蚀性上.在纯水中,所有的Ni＿Al镀膜试片均能提高中碳钢基材的抗坑蚀性,约达10倍.在3.5wt%盐水与3.5wt%盐酸中亦分别有两倍以上的效果.而在这3种测试环境中,3种镀膜试片的坑蚀损失差别均不明显,无法判断镀膜组成对抗坑蚀性的影响.从动电位极化曲线可以看出,镀膜试片均能大幅提高基材在盐酸与盐水溶液中的抗蚀性,然而因坑蚀破坏而形成的孔洞会由于孔蚀而导致腐蚀加剧,造成镀膜试片在腐蚀溶液中之抗坑蚀效果低于电化学量测时所预期的保护效果.