丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.01.014
采用粉末冶金法在3种温度下制备了60Ni40Fe,10Cu50Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe3种合金,并分别作为惰性阳极在700℃钾冰晶石低温体系(CR=1.3)中进行5 A级的实验室规模铝电解,电解电流密度为0.5 A·cm-2,电解时间为8.0 h.3种NiFe合金阳极体系电解过程相差明显,不含有Cu的60Ni40Fe合金阳极电解过程槽电压波动较大,原铝的纯度仅为91.23%;65Cu25Ni10Fe合金阳极电解过程中槽电压比较平稳,平均槽电压为3.422 V,但是原铝中杂质Cu含量达到4.5%;10CuSONi40Fe合金阳极电解过程槽电压比较平稳,平均槽电压为3.829 V,原铝的纯度可达99.74%,是3种合金中电解性能最优的阳极.采用XRD,SEM和EDS等手段分析合金阳极电解后表面组成、结构及形貌的变化情况.表明3种NiFe合金阳极表面氧化膜成分相差明显,60Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe合金阳极表面分别生成了NiO和Ni0.8Cu0.2O,结构比较疏松.10Cu50Ni40Fe合金阳极表面氧化膜的元素扫描表明各元素为层状分布,在合金基体表面生成了比较致密的Ni1.25Fe1.85O4,Ni1.25Fe1.85O4对合金阳极具有很好的保护作用,抑制了熔盐及氧对合金基体的腐蚀.
关键词:
NiFe合金
,
铝电解
,
惰性阳极
,
钾冰晶石
,
腐蚀
丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.03.027
铝电解工业已有百余年的历史,以惰性阳极为代表的新工艺是铝电解研究的热点问题.惰性阳极主要分为陶瓷阳极、金属陶瓷阳极和金属阳极3类,本文分析了3种惰性阳极的特点,并重点评述会属阳极的研究近况.钾冰晶石电解质体系作为一种铝电解新型低温电解质体系,具有操作温度低、Al2O3,溶解性能好等优势.指出在钾冰晶石低温体系中应用金属阳极将成为今后铝电解很有希望的一种新工艺.
关键词:
惰性阳极
,
金属阳极
,
铝电解
,
钾冰晶石
阚素荣
,
孟庆勇
,
袁敏娟
,
卢世刚
,
丁海洋
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.026
采用流体静力称重法研究了K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>铝电解质体系的密度.探讨了K<,3>AlF<,6>,AlF<,3>含量和温度与K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度的关系.实验结果表明:K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度与温度成较好的线性关系,温度升高,密度降低;随着AlF<,3>含量的降低,体系的密度对温度的变化更加敏感.相同过热度下,固定KR(钾冰晶石含量),随着AlF3含量的增加,体系的密度呈现出不同的变化规律,相同过热度条件下,对于较低的KR=0.1值,随着AlF<,3>含量的增加,体系的密度逐渐下降,对于较高的KR=0.5值,随着AlF<,3>含量的增加,体系密度先降低后增加,存在最低点.相同过热度下,固定AlF<,3>含量,随着KR增加,体系密度也呈现出不同的变化规律,当AlF<,3>为22%,随着KR增大,体系密度变化不大;当AlF<,3>为26%,30%,随着KR增大,体系密度先降低后增加.
关键词:
密度
,
钾冰晶石
,
低温
,
铝电解
袁敏娟
,
阚素荣
,
孟庆勇
,
张向军
,
丁海洋
,
卢世刚
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.02.028
采用质量差法研究了不通电时Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系中铝的溶解度.实验首先测定了不同时间内铝溶解的情况,并确定铝饱和溶解的时间为3h.主要研究了初晶温度、过热度、电解质组成,以及电解质融化之后的熔盐深度对铝溶解度的影响.实验选用刚玉坩埚盛装电解质.测试结果表明,初晶温度为670-900℃的电解质,铝的溶解度为0.05%-0.50%(质量分数).在初晶温度较低的电解质中,铝的溶解度较低,反之较高.对于某个特定体系来说,提高过热度会增加铝的溶解度.电解质的组成对铝溶解度的影响是:增大KR,可以降低铝的溶解度;AlF3含量增加,铝溶解度降低;对于KR=30,AlF3 =26%(质量分数)的电解质,出现了异常的情况.另外,减少电解质的用量,降低熔盐的深度,也会造成铝的挥发损失,并最终导致铝的溶解增加.总之,影响铝溶解度的因素是多方面的,抑制铝的溶解损失,可以从改变电解质的组成、降低初晶温度、减少铝的挥发等方面着手.
关键词:
低温
,
钾冰晶石
,
铝电解
,
铝溶解度
,
质量差法
马士玉
,
郑少华
,
郭洪娜
,
丁海洋
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.095
采用溶胶-凝胶法制得粒径为57nm的无定形纳米ZrO2粒子.用硅烷偶联剂KH560、KH570、A151、钛酸酯、硬脂酸等表面活性剂对其表面进行修饰.修饰后对改性效果进行激光粒度,红外光谱,扫描电镜,透射电镜,X射线衍射分析.实验证明:A151改性效果较好,改性后无机纳米粒子表面的羟基和有机集团发生化学键结合,无机纳米粒子表面性质由亲水憎油向亲油憎水转变.
关键词:
纳米添加剂
,
表面改性
,
纳米ZrO2
,
润滑油
孟庆勇
,
阚素荣
,
卢世刚
,
丁海洋
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.022
采用EDTA络合滴定法研究了粉末状α-Al2O3在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的溶解度和溶解速度.探讨了K3AlF6、AlF3含量和温度对氧化铝在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中溶解度和溶解速度的影响,并测定了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系初晶温度30℃以上溶解度和溶解速度,比较了含钾冰晶石熔盐体系和传统钠冰晶石基熔盐体系Al2O3溶解度方面的差异.实验结果表明:K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的α-Al2O3溶解速度很快,在5～10 min内溶解已经达到饱和;850℃时,KR每增加0.2,Al2O3溶解度增加约0.5%(质量分数);随着K3AlF6含量的增加Al2O3溶解度相应的增加,相对于高钾冰晶石含量体系而言,较低K3AlF6含量时,增加K3 AlF6的量对提高氧化铝溶解度幅度更加显著;与传统钠冰晶石电解质体系相比K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系Al2O3的溶解度明显增大,当KR≥0.3时,差异愈加显著.
关键词:
α-Al2O3
,
低温体系
,
EDTA滴定法
,
溶解度
,
溶解速度
刘峻峰
,
冯玉杰
,
吕江维
,
丁海洋
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.06.007
采用浸渍法和溶胶-凝胶法分别制备了含Mn中间层和SnO2表面催化层,并结合高温热氧化工艺制备了Ti/SnO2和Ti/MnOx/SnO2电催化电极.采用SEM、EDS和XPS等方法对两种电极进行了表征,使用大电流加速寿命实验详细研究了涂层的表面形貌、元素组成和化学态对两种电极稳定性的影响.结果表明:Ti/MnOx/SnO2电极的稳定性是Ti/SnO2电极的4.8倍,涂层使电极的稳定性显著提高.致密的涂层和较多的晶格氧能有效减少或阻止阳极的腐蚀,是电极稳定性提高的主要原因.
关键词:
无机非金属材料
,
Ti/MnOx/SnO2电极
,
中间层
,
稳定性
,
电催化氧化
赵春荣
,
杨娟玉
,
丁海洋
,
卢世刚
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12725
以酚醛树脂(PF)作为碳源,纳米SiO2为硅源,在1300℃氩气气氛下通过碳热还原反应,制备出具.有核壳结构的SiC/SiO2纳米线.采用X射线分析衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱(Raman)对产物的组成、形貌、微观结构等进行了表征.结果表明；SiC/SiO2纳米线长可达数毫米,单根SiC/SiO2纳米线由直径30 nm的β-siC晶体为内核和厚度约12 nm的无定形SiO2壳层组成；室温下SiC/SiO2纳米线的PL发光峰与β-SiC单晶的发光特征峰相比有蓝移.最后,讨论了核壳结构SiC/SiO2纳米线的生成机制.
关键词:
SiC/SiO2核壳结构纳米线
,
碳热还原
,
酚醛树脂
,
光致发光
丁海洋
,
冯玉杰
,
刘峻峰
催化学报
采用循环伏安和Tafel曲线两种方法评价了Pt电极、钛基二氧化钌电极(Ti/RuO2)及钛基二氧化锡电极(Ti/SnO2)的电催化氧化性能. 结果表明,在500 mg/L的苯酚溶液中, Pt, Ti/RuO2和Ti/SnO2电极氧化苯酚的峰电位依次为0.93, 0.95和1.40 V(vs Ag/AgCl). Tafel曲线表明,三种电极析氧过电位的顺序依次是Ti/RuO2＜Pt＜Ti/SnO2, Ti/SnO2电极的Tafel斜率约为0.45 V, 且在高电流密度下其析氧过电位较Ti/RuO2电极高 1.4 V. 以苯甲酸为羟基自由基捕获剂,采用荧光光谱法间接检测了三种电极生成羟基自由基的量. 结果表明,·OH 生成量的大小与电极的析氧电位高低顺序相一致, Ti/SnO2电极较另两种电极生成的·OH 多.
关键词:
电催化
,
阳极
,
循环伏安法
,
Tafel曲线
,
羟基自由基
,
苯酚
,
降解
冯玉杰
,
丁海洋
,
张文军
材料科学与工艺
采用热分解法制备了稀土Dy、Nd、Eu及Gd掺杂Ti/SnO2-Sb电极,以苯酚为目标有机物,研究了所制备电极降解有机物的性能,在500 ms/L苯酚溶液中进行了所制备电催化电极的循环伏安(CV)特性分析,研究发现4种稀土(Dy、Nd、Eu和Gd)掺杂电极中苯酚在Nd掺杂Ti/SnO2-Sb(Ti/SnO2-Sb-Nd)电极上的直接氧化的峰电流最高,为4.46 mA/cm2.在0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行了Tafel曲线测试,4种稀土掺杂Ti/SnO2-Sb电极的析氧电位分别为2.293、2.313、2.277、2.263 V(vs.Ag/AgCl).结果表明,所制备的4种稀土掺杂电极降解苯酚的性能与采用CV和Tafel曲线方法分析的结果一致,可以采用电化学方法评价电极的电催化氧化性能.
关键词:
苯酚
,
SnO2电极
,
循环伏安
,
Tafel曲线
,
稀土
