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本研究通过水热-浸渍两步法成功制备了不同Mn负载量的二元xMn/Ce(xMnOx/CeO2)催化剂,并评估了催化剂在甲苯催化氧化反应中的性能。研究结果表明,引入MnOx能显著提高催化剂的甲苯氧化活性。特别是当Mn负载量为10%(10Mn/Ce)时,在气体空速为60000 mL/(g·h)的条件下,t90(甲苯转化率达到90%时的温度)仅为233℃,显示出最优的甲苯催化氧化活性。这一结果说明,适量加入MnOx能够显著提高催化剂的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,发现MnOx的加入在MnOx与CeO2之间形成了界面效应,这显著改变了Mn/Ce催化剂的物理化学性质。由于界面效应的作用,不仅提高了10 Mn/Ce催化剂中Ce3+、Mn3+离子的浓度以及氧空位的浓度,而且还降低了催化剂表面Ce−O键强度,使得表面晶格氧更易于参与甲苯的催化氧化,提升了催化剂的氧化还原性能,从而促进了甲苯的催化氧化。本研究不仅成功制备了具有优异甲苯氧化活性的Mn/Ce催化剂,而且揭示了其背后的界面效应机制,为VOCs高效氧化催化剂设计与制备提供了简单有效的方法与思路。 ...
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铜因其高导电和高延性的优点在电刷及电触头材料有着广泛的应用前景。随着电力输送行业的快速发展,铜本身低强度的劣势已无法满足需求,亟需开发一种高强高韧的铜基复合材料(CMCs)来弥补铜材料的缺陷。氮化硼纳米片(BNNSs)因其优异的力学及高温结构稳定性能,有望作为铜基复合材料良好增强体,为我国航空航天及交通运输等产业开发出极具战略意义的复合材料。本文采用粉末冶金工艺制备了具有高综合性能的BNNSs增强铜基复合材料(BNNSs/Cu)。研究了不同热处理条件下复合材料微观组织及界面演变特征,测试复合材料力学性能、电导率及摩擦磨损性能的变化规律。结果表明:通过铜基体微合金化处理(添加1wt%Ti),在BNNSs界面处生成了致密且均匀的TiN过渡层和TiB晶须,改善了BNNSs与铜基体的界面结合。BNNSs/Cu-(Ti)-900℃复合材料的抗拉强度为408 MPa,延伸率为15.5%,且电导率仍保持91%国际退火铜标准(IACS)的高水平,摩擦系数降低至0.58(纯铜基体:0.80)。本文所得的铜基复合材料在获得优异力学性能和耐磨性能同时,仍保持良好的导电性,为开发高性能电接触材料及摩擦材料提供了技术指导。 ...
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采用六方氮化硼(h-BN)、蔗糖和尿素以干法球磨的方式高产率制备了氨基和羟基功能化的氮化硼纳米片(BNNS-AH),对BNNS-AH进行了详细的表征,制备的BNNS-AH的厚度为1.5 nm,层数为4~6,平均直径约为1.5μm,产率可达91.0%,在水中稳定的分散液浓度可达30 mg/mL。然后以共混的方法制备了聚三唑树脂/氮化硼纳米片复合材料(PTA树脂/BNNS-AH复合材料),并研究了BNNS-AH的添加量对PTA树脂/BNNS-AH复合材料热性能的影响。结果表明:与PTA纯树脂相比,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)、质量失重5%时的温度(Td5)、导热系数均有明显提升,其中当BNNS-AH质量分数为3.0%时,复合材料的Tg达到243℃,提高了32℃;Td5达到362℃,提高了19℃;导热系数为0.33 W·m-1·K-1,提高了64.5%。 ...
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目的通过调节化学气相沉积(CVD)的工艺参数,实现碳纳米管(CNTs)在氮化硼(BN)包覆的碳化硅纤维(SiCf)表面的可控生长。方法通过控制单一变量,采用扫描电子显微镜、热重分析、X射线光电子能谱等表征手段,系统地研究了CVD工艺参数和BN表面改性对CNTs形貌、长度、含量的影响。结果通过改变CVD工艺参数,实现了对CNTs形貌、长度、含量的调节与控制,获得了CNTs和BN协同改性的SiC纤维(SiC@BN-CNTs)。其中,SiC@BN-OH在反应温度为700℃、反应时间为20 min等参数下具有最大的CNTs产率(质量分数为10.6%),且形貌良好、含量较高。结论浸渍催化剂和缩短碳源与载体的距离对生长CNTs有积极影响,增加了CNTs的长度和生长密度;通过调节反应温度和时间能够实现对CNTs长度、含量的精确控制,从而获得高质量、高结晶度的CNTs;在反应器中,气体和催化剂的含量相互影响,在制备过程中需要考虑气体和催化剂的比例,按比例同时增加气体和催化剂的流入速率能够获得更好的结果。BN表面羟基化改性处理增强了BN对催化剂的吸附,促进了催化剂颗粒的分散,提高了CNTs的产率。 ...
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