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功能化含钨介孔硅材料的直接合成表征及其在多相氧化脱硫中的应用

张铭 , 朱文帅 , 李宏平 , 荀苏杭 , 李猛 , 李亚男 , 魏延臣 , 李华明

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61103-2

温和条件下,燃油深度脱硫一直是非常重要的研究课题.目前,加氢脱硫(HDS)是石油工业上广泛采用的脱硫技术,它能够有效脱除燃油中的硫醚、硫醇和等无机硫化物,但对于芳香族硫化物(如二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩等),则效果较差.对于上述有机硫化物的深度脱除,现有的加氢脱硫技术需要更为苛刻的反应条件,如高温、高压、高活性贵金属催化剂等,这势必导致燃油成本的大幅上升.因此,世界各国科学家都加强了高效非加氢脱硫方法的研究,主要包括氧化脱硫法、吸附脱硫法、萃取脱硫法和生物脱硫法等,其中氧化脱硫法是一种公认的具有应用前景的高效脱硫技术,该技术只需在常温常压下进行,可将含硫化合物氧化成其相应的砜类物质后,再用溶剂萃取法或吸附法除去.氧化脱硫反应中所涉及氧化剂有过氧化氢、有机过氧化物和氧气等.在这些氧化剂中,过氧化氢由于其活性高,在氧化反应后的副产物只有水,而被广泛研究.
  离子液体作为一种低温熔融盐,因其独特的理化性质,如无蒸气压、低毒性、良好的溶解性以及结构可调等,受到了广泛的关注.其中,功能化多酸基离子液体不仅具备离子液体的特点,还具备多金属氧酸盐的优势,已被用于燃油的均相氧化脱硫过程中.但是,此过程中离子液体往往用量较大,催化剂难于回收和循环利用,氧化剂用量较大,阻碍其在工业中的应用.为了克服上述缺点,本课题组以多酸基离子液体[C16mim]3PW12O40和正硅酸四乙酯为原料通过溶胶-凝胶法直接合成了一系列含钨功能化介孔复合材料 W-SiO2,其中咪唑型阳离子作为介孔模板剂,而多酸阴离子作为金属源.采用 XRD, IR, Raman, BET, DRS, TEM等测试手段对所合成的材料进行了表征.结果表明,钨活性物种是以氧化钨的形式存在,并且能够均匀地分散在载体二氧化硅上,所合成的材料比表面积为513–743 m2/g,孔体积为0.37–0.50 cm3/g,孔径为2.91–3.20 nm.将所合成的材料 W-SiO2-20应用于燃油氧化脱硫反应(过程中无需有机溶剂),结果表明,所合成的复合材料既能作为吸附剂来吸附有机硫化物,又能作为催化剂来活化过氧化氢以氧化有机硫化物.在最优条件(反应温度60oC, O/S摩尔比为2.5,反应时间40 min)下,二苯并噻吩脱除率可100%,而且反应体系易于循环使用,7次循环后脱硫率无明显降低.此外,还考察了复合材料在相同条件下对于不同硫化物的脱除效果,结果表明,反应活性顺序为4,6-DMDBT> DBT> BT> DT.

关键词: 多相氧化脱硫 , 氧化钨 , 介孔二氧化硅 , 一锅法合成 , 有机硫化物

固定化硫酸盐还原菌处理含铊废水效果及其解毒机制

张鸿郭 , 熊静芳 , 李猛 , 庞博 , 黄晓武 , 陈迪云 , 罗定贵 , 王伟彤 , 陈永亨

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2017.03.2016070301

生物固定化是一种新型防控水源地水体重金属污染技术.实验采用固定化硫酸盐还原菌(SRB)处理含铊废水,并研究了SRB处理含铊废水的机理,研究结果表明,包埋后SRB仍能够保持较强活性,pH和接触时间对固定化SRB处理含铊废水具有较大影响,包埋小球pH耐受性较好,最适pH值是6,处理在720min达到饱和量.菌液包埋量和废水中硫酸根离子浓度对固定化处理含铊废水作用重要,处理量高达253.94 μg·g-1.采用EDS和XRD分析了反应体系中沉淀物的组成,表明溶液和小球沉淀物中均含有硫化铊,硫化铊沉淀是固定化SRB处理含铊废水过程中铊污染去除的重要机制,固定化SRB可有效防控水源地铊污染.

关键词: 固定化硫酸盐还原菌 , 毒性 , 机理 , 沉淀

纳米铝粉与微米铝粉对复合推进剂能量特性的影响

李猛 , 赵凤起 , 罗阳 , 徐司雨 , 郝海霞 , 裴庆 , 姚二岗

稀有金属材料与工程

为研究纳米铝粉与微米铝粉对推进剂能量特性的影响规律,采用最小自由能原理计算了含纳米铝粉和微米铝粉的端羟基聚丁二烯(HTPB)复合推进剂能量特性.结果表明,粒径大于150 nm的铝粉,其有效铝含量大于80%,纳米铝粉的氧化层厚度对推进剂配方能量特性参数标准理论比冲影响较大,且粒径越小,影响程度越大,微米铝粉的氧化层厚度对标准理论比冲基本无影响.纳米铝粉和微米铝粉对燃气平均相对分子质量的影响均较小.

关键词: 纳米铝粉 , 微米铝粉 , 复合推进剂 , 能量特性

芳基取代蒽衍生物的合成及发光性能研究

吕宏飞 , 张惠 , 杨杰 , 吴绵园 , 李猛 , 徐虹 , 白雪峰

液晶与显示 doi:10.3788/YJYXS20163112.1105

为提高有机电致发光材料热稳定性和发光效率,设计合成了新型萘基蒽类蓝光材料。以9-溴-10-(2-萘基)蒽为原料,分别同4-(1-萘基)苯硼酸和4-(2-萘基)苯硼酸在四(三苯基膦)钯催化下进行 Suzuki 偶联,合成10-(2-萘基)-9-(4-(1-萘基)苯基)蒽(NPNA-1)和10-(2-萘基)-9-(4-(2-萘基)苯基)蒽(NPNA-2)。采用红外、核磁对其结构进行表征,通过TG、DSC 分析对其热稳定性进行研究,采用紫外和荧光光谱对其光谱性能进行表征。在波长378 nm 波长光激发下,二者均显现出了强发光性能,NAPA-1的λmax 为424 nm,NAPA-2的λmax 为428 nm,均为优秀的蓝光材料。

关键词: 有机电致发光 , 芳基蒽 , 铃木偶联 , 蓝光材料

高铝铁矿焙烧球团非等温还原研究

张作良 , 陈韧 , 孙野 , 李晓亮 , 李玲玲 , 李猛 , 邹宗树

材料与冶金学报

采用CO、H2对高铝铁矿焙烧球团在高温同步热分析仪(NETZSCH STA 409C/CD)中进行非等温还原.结果表明:焙烧球团经CO还原后,随着设定温度由1 273K升高到1 473K,最终还原度由32.21%仅增加到46.78%;而经H2还原后,随着设定温度由1 273K升高到1 573K,最终还原度由81.93%增加到100%.在纯氢气还原条件下,高铝铁矿焙烧球团中的铁氧化物是可以被彻底还原的.

关键词: 高铝铁矿石 , 焙烧球团 , 非等温还原 , 还原度 , 铝铁分离

回转叶片式磁流变减振器的特性研究

马久河 , 吕建刚 , 张磊 , 李猛

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2006.01.013

在一定假设的基础上,建立了回转叶片式磁流变减振器的阻尼力计算模型,通过原理性试验验证了理论分析的合理性,提出了可调倍数的概念,指出了获得较大的可调倍数是回转叶片式磁流变减振器获得实际应用的关键技术.对如何提高可调倍数提出了一些看法.

关键词: 回转叶片式 , 磁流变液 , 减振器 , 特性研究

定径水口浇铸电炉铝脱氧钢防水口堵塞

孙永喜 , 刘景华 , 徐锡坤 , 李猛 , 王新权

钢铁

分析研究中间包定径水口堵塞问题,在没有降低钢水中铝含量和改变水口材质的条件下,优化与水口堵塞有关的工艺制度和正确控制与水口堵塞有关的工艺参数,解决了中间包定径水口浇铸电炉铝脱氧钢水口堵塞问题.

关键词: 定径水口 , 电炉铝脱氧钢 , 水口堵塞

TC4合金微弧氧化工艺电场结构研究

王凤彪 , 侯博 , 张金豹 , 李猛 , 李亚鹏

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2015.07.002

为了探讨微弧氧化膜层制备工艺理论,需对工艺中能量转变过程进行深入研究.利用微孤氧化电源,在恒电压/恒电流不同条件下制备含有氧化钛和双相钙磷成分的膜层试样,通过扫描电子显微镜观测膜层表面和截面形貌和结构特征;从热能和动能角度研究了微弧氧化系统各组成单元压降情况及系统导热散热特点.结果表明,恒流模式下,随占空比升高,电源电压和膜层压降升高,而工作液压降不变;获得了电源能量消耗组成情况,表征了能量转换过程和膜层范围内电势分布情况.揭示了微弧放电能量转换过程,对该工艺理论研究具有定量的意义.

关键词: TC4合金 , 微弧氧化 , 压降 , 能量转换 , 电势分布

机械合金化合成TiB2/Fe3Al纳米复合粉体

李猛 , 汤文明 , 郑治祥 , 唐红军 , 吴玉程

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.09.017

采用铁、铝、钛、硼四元粉体机械合金化与后续热处理的方法合成纳米TiB2/Fe3Al复合粉体,并利用XRD、DSC、SEM和TEM等对粉体进行了表征.结果表明:在球磨过程中,四元粉体形成了Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体,有序度不断降低,逐渐向非晶态转变,同时粉体晶粒尺寸逐渐细化,球磨40 h后Fe(Al,Ti,B)的晶粒尺寸为9.6 nm并在热处理过程中Fe(Al,Ti,B)分解生成纳米Fe3Al和TiB2复合粉体,同时发生组成相晶粒生长,结构有序度提高等转变.

关键词: TiB2/Fe3Al纳米复合粉体 , 机械合金化 , 热处理

机械合金化及热处理过程中Ti50C50二元系统的结构演变

汤文明 , 李猛 , 郑治祥 , 吴玉程 , 唐红军

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.06.007

使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究了Ti5oC50元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变以及热处理对粉体结构的影响,讨论了TiC机械合金化合成机制.研究结果表明,机械合金化合成TiC遵循逐渐扩散反应机制,反应首先形成纳米晶Ti(C)粉体,球磨10h析出TiC,随着球磨过程的进行,TiC的量逐渐增多,晶格常数增加,晶粒尺寸降低.球磨80 h后,粉体主要由纳米晶TiC构成,晶粒尺寸6nm,但仍有少量的Ti(C)剩余.热处理促进残余的Ti(C)转变成TiC,同时导致TiC粉体晶粒生长,晶粒尺寸增大,晶格畸变程度降低,有序度提高.

关键词: 机械合金化 , TiC , 反应机制 , 结构演变 , 热处理

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