CaO 掺杂Cu/( NiFe2O4 -10NiO) 金属陶瓷导电性能研究

研究了掺杂CaO的不同金属含量的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的电导率。试验结果表明:受陶瓷基体NiFe2O4-10NiO电导率随温度变化的影响,对于掺杂或未掺杂CaO的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷电导率随温度的升高而提高,并且随材料中金属相Cu含量的增加而提高;当金属相含量Cu由5%提高至17%时,2CaO-Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷960℃下的电导率由18.24 S.cm-1提高到31.09 S.cm-1。由于CaO掺杂后将导致材料中金属相Cu发生团聚和孤立现象,并在陶瓷基体中多以大颗粒存在,从而降低Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的电导率,在900℃时,掺杂CaO后材料的电导率降低约43.3%。     

不同电解温度下 NiFe2 O4基金属陶瓷惰性阳极的熔盐腐蚀行为

采用等静压气氛烧结法制备NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极,在不同温度下进行电解试验,通过分析电解试样的表层形貌及组织成分,研究电解温度对NiFe2O4基金属陶瓷腐蚀的影响,并对其熔盐腐蚀行为进行探讨.研究结果表明:较高温度有利于电解稳定性的提高及表面致密保护层的形成,在925℃和960℃电解温度下阳极较为稳定,槽电压维持在3.0~4.0V之间;在880℃电解温度下阳极出现肿胀和开裂,槽电压异常升高,Al2O3的溶解度较低,抑制了阳极与电解质熔体(尤其是Al2O3)的交互作用,降低了材料的耐蚀性能.     

水热合成纳米NiFe_2O_4粉体

通过水热法采用Ni(N03)2·6H2O和FeCl3·6H2O合成纳米NiFe2O4粉体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征。结果表明,不同PEG和反应温度对合成纳米NiFe2O4粉体有影响。通过扫描电镜分析,不加PEG、加PEG-400和PEG-2 000对近似于球体颗粒粒度大小有影响,而加入PEG-20000,纳米NiFe2O4粉体形状变成了纳米线,均匀分布;不同反应时间对合成纳米NiFe2O4粉体没有明显的影响;而不同反应温度对合成纳米NiFe2O4粉体形状有影响,其影响是从纳米线变化到出现少量颗粒与纳米线混合,再到大量球形颗粒混合纳米线。水热过程是溶解再结晶的过程,部分晶体经高温后结晶成颗粒。     

燃料中水蒸气对(Ba0.2Sr0.8)0.9Ni0.07Fe0.63Mo0.3O3-δ 钙钛矿阳极材料结构和性能的影响

原位溶出技术在制备固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极纳米催化剂具有十分广阔的前景,同时也吸引了很多研究者的注意.在800℃和氢气气氛下还原(Ba_(0.2)Sr_(0.8))_(0.9)Ni_(0.07)Fe_(0.63)Mo_(0.3)O_(3-δ)(BSNFM)制备出NiFe合金纳米颗粒均匀包覆陶瓷阳极的SOFC阳极材料,同时研究了材料在不同湿氢和干氢气氛下材料的结构、形貌及电化学性能.结果表明:在800℃干燥氢气气氛下阳极材料转变为K_2NiF_4结构,而在相同温度湿润氢气氛下结构没有明显变化;虽然(Ba_(0.2)Sr_(0.8))_(0.9)Ni_(0.07)Fe_(0.63)Mo_(0.3)O_(3-δ)阳极材料在干氢气氛下的电导率较低、极化阻抗较大、单电池的总阻抗也较大,然而在干氢气氛下却表现出了比湿润氢气气氛下更优异的电化学性能,如在干氢气氛下800,750和700℃时的功率密度分别达到了904,683和450 mW/cm~2,而在湿氢气氛下相应的的输出分别为832,620和413 mW/cm~2,在不同气氛下均表现出了极好的稳定性.     

低热固相反应法合成反尖晶石型NiFe2O4纳米晶

以NiSO4·7H2O,Fe2(SO4)3和NH4HCO3为原料,在表面活性剂PEG-400存在下,先在室温下研磨反应混合物使其进行固相反应,然后用水洗去混合物中的可溶性无机盐后于80℃下烘干,即得纳米晶NiFe2O4前驱体.通过煅烧前驱体即得反尖晶石型NiFe2O4纳米晶产品.采用TG/DTA,IR,XRD和VSM对前驱体及其热解产品进行表征.结果表明,400℃下煅烧前驱体2h得到粒径约为17.2nm的反尖晶石型NiFe2O4纳米晶,其比饱和磁化强度为32.3emu/g.     

A位缺陷对(Pr0.5Sr0.5)1-xFe0.9Ru0.1O3-δ(0≤x≤0.2)阳极材料电化学性能及稳定性影响的研究

通过燃烧法制备了不同A缺位的(Pr_(0.5)Sr_(0.5))_(1-)_xFe_(0.9)Ru_(0.1)O_(3-δ)(PSFR_x,x=0,0.1,0.2)钙钛矿氧化物,并将其用作固体氧化燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)的阳极材料,研究其在还原气氛中的析出及材料结构演变机理,探索其电化学性能及运行稳定性.实验结果表明,在经过在800℃还原2 h后,所有PSFR_x样品的主要相结构都由ABO_3立方钙钛矿相转化为Ruddlesden-Popper(RP)层状钙钛矿相,同时在表面析出Fe-Ru合金纳米颗粒.XRD结果表明,少量的A缺位(x=0.1)可以抑制在还原过程中的杂相生成,保证了B位金属析出后A_2BO_4层状相的稳定性.随后,对SOFC进行的电化学性能测试,随着A缺位的增加,PSFR_x的电化学输出性能随之先上升后下降,A缺位的最佳缺位比例为x=0.1.在800℃下,以PSFR_(0.1)为阳极的电解质支撑单电池在加湿H_2和C_3H_8的最大功率密度分别为0.747和0.528 W/cm~2.进一步,在以C_3H_8为燃料气、恒电流为0.15 A/cm~2条件下对PSFR_(0.1)为阳极的单电池进行放电测试,实现了稳定的功率输出.     

多金属结核矿浆电解的浸出机理研究

围绕多金属结核的矿浆电解,对多金属结核矿和MnO2在矿浆电解过程中锰的行为规律进行了研究。通过对不同条件下石墨阴极极化曲线的测定和纯二氧化锰矿浆电解浸出行为的研究,查明了多金属结核矿浆电解的阴极浸出反应机理。浸出过程中,阴极上发生的主要是FeCl(3-n)n的还原反应,多金属结核的浸出主要由FeCl(2-n)n,FeCl(3-n)nn来完成。阴极生成的FeCl(2-n)n被结核氧化成FeCl(3-n)又在阴极被还原为FeCl(2-n)n,如此反复。多金属结核的浸出可通过三种途径实现:阴极还原、化学还原和化学溶解,其中多金属结核与阴极碰撞发生的阴极还原反应对锰浸出的贡献率小于5%,多金属结核的浸出主要由FeCl(2-n)n完成。     

溶胶凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3及其性能表征

以溶胶凝胶法合成了La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3(LSF)粉体,用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料.分别利用热分析(TG-DTG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)和交流阻抗谱仪(ACEIS)对粉体和阴极进行表征.结果表明,随着温度升高,经过粉体失水、硝酸盐分解等过程,在600 ℃已基本形成钙钛矿相,1000 ℃时为单一的钙钛矿相,煅烧4 h后的粒径约为80 nm.在800 ℃的阴极界面阻抗为0.12 Ω·cm~2.     

Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的工艺研究

在Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔盐体系中,采用电解法制备Al-Sc中间合金,研究了阴极电流密度、电解时间、氧化铝及氧化钪加入量对电流效率的影响,并采用XRD和SEM对阴极析出产物进行了微观分析。结果表明:在电解温度950℃时,Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的最佳实验条件为:氧化铝加入量1.0%、氧化钪加入量3.0%、电解时间90 min、阴极电流密度1.5 A/cm~2,在此条件下平均电流效率为82.91%,阴极析出产物呈大小不均的球状颗粒,由Al相和Al_3Sc相组成。     

原位析出法制备CoCu纳米颗粒均匀修饰PrSr(CoCu)0.2Mn0.8O4-δ陶瓷阳极材料

利用原位析法制备出CoCu合金(CCA)纳米颗粒均匀包覆的Ruddlesden-Popper(RP)型层状钙钛矿PrSr(CoCu)_(0.2)Mn_(0.8)O_(4-δ)(RP-PSCCM)材料,通过XRD和SEM两种表征方法证明该阳极的晶体结构和表面析出的颗粒情况.RP-PSCCM-CCA阳极材料的电导率、对称电池的极化阻抗及单电池的性能等测试结果表明,RP-PSCCM-CCA具有优异的催化活性.RP-PSCCM-CCA阳极材料拥有较低的活化能,在800℃时电导率达到0.55 S/cm,优于传统的钙钛矿阳极.在800℃下的H_2气氛中,RP-PSCCM-CCA-GDC/LSGM/RP-PSCCM-CCA-GDC对称电池的极化阻抗达到0.125Ω·cm~2,而RP-PSCCM-CCA-GDC/LSGM/LSCF-GDC单电池的最大功率密度也达到了696 mW/cm~2,远超过其他的钙钛矿阳极,特别是Cu基阳极材料.以C_3H_8为燃料时,单电池有着稳定的功率输出,表明RP-PSCCM-CCA是一种优异的抗积碳陶瓷阳极材料.     

框式电解铜米冷压块生产阴极铜

铜米直接电解工艺是一种高铜回收率、高电流效率的废铜线材回收技术。针对直接电解铜米工艺的优缺点,提出并开展了使用阳极框(钛篮)电解铜米冷压块生产阴极铜的试验。结果表明,电解液温度升高时,电流效率升高但阴极铜质量下降;提高电解液循环速度时,较多铜粉颗粒被带至阴极表面,造成阴极铜质量下降;增加阴极电流密度,阳极产生大量铜粉颗粒并在框内聚集,对阴极铜质量产生一定的负面影响。在温度50℃、电解液循环速度14L/h、阴极电流密度200A/m~2的条件下直接电解48h,可以得到表面致密的阴极铜产品,阴极电路效率为93.15%,阴极铜沉积速率为1.39g/h。     

Na3AlF6-K3AlF6-AlF3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的工艺研究

在Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃熔盐体系中,采用电解法制备Al-Sc中间合金,研究了阴极电流密度、电解时间、氧化铝及氧化钪加入量对电流效率的影响,并采用XRD和SEM对阴极析出产物进行了微观分析。结果表明: 在电解温度950 ℃时,Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃熔体中电解制备Al-Sc中间合金的最佳实验条件为: 氧化铝加入量1.0%、氧化钪加入量3.0%、电解时间90 min、阴极电流密度1.5 A/cm2,在此条件下平均电流效率为82.91%,阴极析出产物呈大小不均的球状颗粒,由Al相和Al3Sc相组成。     

膨润土-钢渣复合颗粒对Zn~(2+)的去除机理

为了探索酸性矿山废水中重金属离子的高效协同处理方法和开发新型多功能处理材料,采用自行研制的膨润土-钢渣复合颗粒对含Zn~(2+)酸性矿山废水的去除效果和实验现象进行对比实验研究,并利用SEM和XRD进行微观分析,结果表明:该复合颗粒不仅可以释放碱度中和酸,而且对Zn~(2+)的吸附、化学沉淀作用发生于整个反应过程,对Zn~(2+)的平衡去除量可达8.01 mg/g;SEM表面微观分析揭示了复合颗粒表面吸附Zn~(2+)并形成沉淀后还会继续吸附Zn~(2+)并发生聚沉作用,即发生了吸附-聚沉协同作用;XRD微观分析进一步揭示了Zn~(2+)在复合颗粒表面的赋存状态主要以Zn-SiO相结合的矿物相以及Zn_(12)(CO_3)_3SO_4(OH)_(16)聚合沉淀存在。膨润土-钢渣复合颗粒可发挥吸附-聚沉协同作用,是处理含重金属离子酸性矿山废水的优良多功能矿物环保材料。     

气体分析法测定铝电解电流效率

气体成分与电流效率的关系,原先是根据阳极一次反应是析出CO_2,而电流效率损失是由于金属被CO_2氧化的理论。现在为了兼顾CO_2与C之间的副反应以及没有反映在气体成分中的那部分电流效率损失,推导得一个新的式子:γ=(1 CO_2％)(1 X)/2-γ_2。根据对工业电解槽的长期测定结果,估算了x值和γ_2值。并研究了正常电解过程中和阳极效应前后的CO_2浓度变化特征曲线。报道了槽上气体燃烧时的火苗颜色与电流效率的对比关系。     

提高直接电脱氧法电流效率的研究进展

简要总结了国内外直接电脱氧法制备金属及合金的发展现状.从电解材料、阴极活性改进及阴极制备条件等方面详细阐述了提高直接电脱氧法电流效率的研究进展,展望了直接电脱氧法未来的研究方向和发展趋势     

离子交换膜电解槽活性阴极材料的研究概况

氯碱工业离子交换膜电解法应用的阴极材料的研究重点是选择合适的阴极基体材料 (如铁阴极或镍阴极 ) ,以及对阴极基体进行改性处理 (即本文所称的活性阴极 )。本文介绍了活性阴极的定义、种类、制备方法及在工业上的应用 ;并根据所收集的资料 ,系统地阐述了各种活性阴极及活性涂层的选择原则、成分和制备方法     

矿用高压电机主绝缘用粘合树脂纳米改性研究

为研究纳米颗粒对矿用高压电机主绝缘用粘合树脂材料介电强度的影响,采用纳米SiO_2对环氧桐马酸酐粘合树脂进行纳米改性研究。制备了SiO_2纳米颗粒质量分数在0～5wt%的SiO_2/粘合树脂纳米复合试样。对不同温度等级下材料的交、直流击穿场强进行测试,基于威布尔分布对测量结果进行了分析,研究结果表明:粘合树脂的交、直流击穿场强均随纳米SiO_2添加量的增加先上升后下降;在不同温度条件下,低含量(0.5wt%、1wt%)纳米SiO_2添加可有效提高粘合树脂材料的交、直流击穿场强。纳米粒子与树脂基体之间形成的界面区会改变材料内部结构以及载流子在复合电介质内部的输运过程,从而影响材料的击穿特性。     

熔盐电解精炼制备高纯铪工艺研究进展

核能工业的快速发展,所需铪的纯度越来越高,简单的热还原法生产的金属铪不能满足人们的需求。现在熔盐电解精炼利用不同金属在阴极析出的电位不同进行电解精炼,而电解所需的溶质HfCl_4、K_2HfCl_6、K_2HfF_6等,熔盐体系的选取,电解温度的设定,溶质加入量和阴极电流密度及电解时间都对电流效率和产品纯度产生重要影响。选择合理的工艺参数对生产原子能级海绵铪有重要的意义。     

CaO掺杂Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷致密化及力学性能

采用冷压-烧结技术制备了CaO掺杂的Cu／（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷,研究了掺杂CaO的不同金属相cu含量的Cu／（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷相对密度及力学性能。试验结果表明：在1200％的烧结温度下,金属相含量为5％、10％和17％的2％CaO掺杂样品的相对密度分别为97．63％、96．10％和95．05％,比未掺杂CaO材料的相对密度提高约15％,且与未掺杂CaO材料在1250℃烧结时所获试样致密度相接近。当材料致密度一致时,掺杂2％CaO对Cu／（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷的抗弯强度及抗热震性能的影响较小。     

清华大学"矿物粉体的表面化纳米修饰"通过部级鉴定

“矿物粉体的表面化纳米修饰”是在矿物颗粒表面包覆 1层纳米颗粒 ,其表面既具备了纳米颗粒的的优异特性 ,又改变了微米级矿物颗粒的表面特征。将纳米化修饰后的矿物粉体填充到聚合物材料基体中 ,将缓解锐利的棱角和平整的晶体解理面造成的复合材料内的局部应力集中问题 ,从而获得高性能的复合材料。本项目选用廉价的碳酸钙和二氧化碳为反应体系中的主要原料 ,具有工业化基础和非常低的纳米化修饰工艺成本 ,该技术属于原创性发明。中国科学院葛昌纯院士、中国工程院陈清如院士、邱定蕃院士和张国成院士为鉴定委员 ,于 2 0 0 3年 7月 2 2日通…