汤颖
,
刘晔
,
路勇
,
朱萍
,
何鸣元
催化学报
以类层柱CuZnAl水滑石为前体,经不同温度焙烧制备了一系列甲醇水蒸气重整制氢催化剂.在250℃、水/甲醇比1.3和重时空速2.5 h-1下的反应结果表明,600℃焙烧的催化剂具有优异的活性和稳定性,而≤500℃和≥700℃焙烧后的催化剂活性较差.热重、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和程序升温还原分析结果表明,600℃焙烧时水滑石分解较为完全,析出纳米CuO粒子的同时伴生CuAl2O4尖晶石相,进而在反应过程中对金属Cu纳米粒子和ZnO起到良好的隔离和稳定作用.焙烧温度≥700℃时CuO纳米粒子发生二次团聚,同时CuAl2O4尖晶石相大量生成,造成催化活性位减少,活性较低;而焙烧温度≤500℃时水滑石分解不完全,生成(Cu,Zn)AlxOy(CO3)z复合物且无尖晶石相伴生,造成反应中金属Cu纳米粒子和ZnO聚集,导致催化剂活性较低.
关键词:
氧化铜
,
氧化锌
,
氧化铝
,
水滑石
,
甲醇
,
氢
,
水蒸气重整
,
燃料电池
汤颖
,
刘晔
,
路勇
,
朱萍
,
何鸣元
催化学报
以类层柱CuZnAl水滑石为前体,经600 ℃焙烧制备了一系列不同Cu/Zn/Al质量比的催化剂. 在250 ℃、水/甲醇比为1.3和重时空速为3.28 h-1 的条件下,考察了Cu/Zn/Al质量比对催化剂甲醇水蒸气重整反应性能的影响. 结果发现,最佳Cu/Zn/Al质量比为36.7/13.4/(17～28). 调变Cu的比例不会改变催化剂物相构成和CuO的还原峰温, Cu含量较低的催化剂由于活性位数目少而甲醇转化率低,而Cu含量过高的催化剂甲醇转化率较差可能是因为Cu/Zn比失调. 较低或较高的Zn含量会对催化剂物相构成产生影响,这是导致甲醇转化率随Zn含量变化的主要原因. 较高的Al含量有利于CuO的分散和增大催化剂的比表面积,因此催化剂上甲醇的转化率明显提高. 另外,所制催化剂的Cu/Zn/Al质量比对产物气体的组成没有影响.
关键词:
氧化铜
,
氧化锌
,
氧化铝
,
水滑石
,
甲醇
,
氢
,
水蒸气重整
,
燃料电池
汤颖
,
刘晔
,
路勇
,
朱萍
,
何鸣元
催化学报
采用共沉淀法,用不同金属盐为Cu源和Zn源合成了一系列CuZnAl水滑石,以此为前体经600 ℃焙烧后制得相应催化剂. 用硝酸盐和醋酸盐合成的水滑石结晶度高,其衍生催化剂比表面积大、 Cu的分散性好且易于还原;而用硫酸盐和盐酸盐合成的水滑石结晶度差,其衍生催化剂比表面积小、 Cu的分散性差且不易还原. 反应评价结果显示,用硝酸盐和醋酸盐制得的催化剂活性高、反应稳定性好;而用硫酸盐和盐酸盐制得的催化剂由于低的Cu表面积以及S和Cl的毒化作用而几乎无催化活性. 在醋酸盐制备的催化剂上,产物干气中CO的浓度明显较低,在250 ℃和WHSV=3.28 h-1 的条件下约为0.03%～0.04%, 仅为硝酸盐所制催化剂上CO浓度的1/5;在210 ℃和WHSV=0.5 h-1 的条件下,该催化剂上甲醇几乎完全转化,同时CO浓度降至约0.005%. N2O滴定、 CO2程序升温脱附和程序升温还原结果显示,用醋酸盐和硝酸盐制备的催化剂具有极相近的Cu表面积和表面碱性,但前者CuO的还原峰温较后者低近70 ℃, 归因于ZnO与CuO间的强相互作用,这是催化剂具有良好选择性的可能原因.
关键词:
氧化铜
,
氧化锌
,
氧化铝
,
水滑石
,
甲醇
,
氢
,
水蒸气重整
,
燃料电池
刘远荣
,
陈伟民
,
汤颖
,
杜勇
,
张利军
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00541
制备了bcc结构Al-Fe-Mn和fcc结构Al-Cu-Ni三元铝合金单相固态半无限长和有限长 (或薄膜型) 扩散偶, 通过EPMA测得相应成分-距离曲线, 并采用实用型数值回归法计算了相应合金体系1273 K时随成分变化的互扩散系数, 所得结果均满足热力学稳定条件. 基于所测得互扩散系数及Fick第二定律, 重现了实验测定的成分-距离曲线, 证实了所获得互扩散系数的可靠性. 进一步分析结果表明, 该实用型数值回归法不仅可以高效准确地计算单相三元扩散偶随成分变化的互扩散系数, 还能很好地解决传统方法不能处理的情况, 如扩散通道上无交点的扩散偶和有限长 (或薄膜型) 扩散偶等.
关键词:
铝合金
,
扩散
,
互扩散系数
,
数值回归法
刘远荣
,
陈伟民
,
汤颖
,
杜勇
,
张利军
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00541
制备了bcc结构Al-Fe-Mn和fcc结构A1-Cu-Ni三元铝合金单相固态半无限长和有限长(或薄膜型)扩散偶,通过EP-MA测得相应成分-距离曲线,并采用实用型数值回归法计算了相应合金体系1273K时随成分变化的互扩散系数,所得结果均满足热力学稳定条件.基于所测得互扩散系数及Fick第二定律,重现了实验测定的成分-距离曲线,证实了所获得互扩散系数的可靠性.进一步分析结果表明,该实用型数值回归法不仅可以高效准确地计算单相三元扩散偶随成分变化的互扩散系数,还能很好地解决传统方法不能处理的情况,如扩散通道上无交点的扩散偶和有限长(或薄膜型)扩散偶等.
关键词:
铝合金
,
扩散
,
互扩散系数
,
数值回归法
汤颖
,
陈娟
,
杜勇
,
张利军
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.100003
寻找新一代镍基单晶高温合金中Re的替代元素以实现少Re甚至无Re化是当前高温合金领域的研究热点。从扩散系数角度出发寻找具有与Re相当或者更低扩散系数的元素是有效的研究策略之一。在多元合金中,互扩散系数矩阵可全面表征任一合金元素的扩散能力。因此,精确测定不同合金元素在镍基高温合金γ和γ′相中随成分和温度变化的互扩散系数矩阵是当务之急。首先,概述当前镍基高温合金互扩散系数矩阵测定的现状,以及用于多元合金互扩散系数测定的传统Matano-Kirkaldy方法和新型数值回归方法。由于传统Matano-Kirkaldy方法效率低,文献中鲜有镍基高温合金三元及更高组元体系互扩散系数矩阵的报道。本研究小组最近基于Fick第二定律和原子移动性概念发展起来的新型数值回归方法,可用于任意组元合金精准互扩散系数矩阵的高通量测定。随后以Ni-Al-Ta三元合金γ相为例详细阐述新型数值回归法用于合金互扩散系数矩阵高通量测定以及测定结果的可靠性验证过程。之后,简述本研究小组关于镍基高温合金γ和γ′相互扩散系数矩阵测定的最新进展。目前已经完成了核心三元合金体系Ni-Al-X( X=Rh, Ta, W, Re, Os和Ir)γ及γ'相互扩散系数矩阵的高通量测定,并对结果可靠性进行了细致的验证。通过对比不同元素在镍基高温合金中的互扩散系数,初步提出新一代镍基高温合金中Re的可能替代元素及合金成分设计的关键。最后,指出镍基高温合金互扩散系数矩阵测定的下一步工作和互扩散系数矩阵高通量测定的发展方向。
关键词:
镍基高温合金
,
互扩散系数
,
高通量
,
数值回归方法
,
材料基因组
