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氮自掺杂暴露(001)晶面TiO2微米片的可见光光催化CO2还原性能增强

Maxwell Selase Akple , 刘敬祥 , , S. Wageh , Ahmed. A. Al-Ghamdi , 余家国 , 刘升卫

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60989-5

化石能源的使用可产生大量CO2,带来严重的温室效应。光催化CO2还原生产太阳燃料技术既有望缓解温室效应,又可以将低能量密度的太阳能转化为高能量密度的化学能储存起来方便使用。高效光催化材料的开发是发展光催化技术的关键。迄今,在已开发的所有半导体光催化材料中, TiO2仍是广泛研究的明星材料。在实际使用中, TiO2的光催化效率仍受限于其极弱的可见光利用率和较高的电子-空穴复合几率。近年来,越来越多的研究表明TiO2的结构与形貌特征极大地影响其光催化效率。尤其, TiO2的外露晶面设计与晶面效应研究引起了广泛关注。由于具有较高表面能和较多表面不饱和键,起初大多数理论和实验研究认为锐钛矿TiO2(001)晶面是光催化活性晶面。后来,越来越多研究表明并非锐钛矿TiO2(001)晶面的暴露比例越高其光催化活性就越高。最近,我们发现锐钛矿TiO2(001)晶面与(101)晶面在调控光催化CO2还原性能上具有良好的协同效应。密度泛函理论计算表明,锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的能带结构有差异,(001)晶面的导带位置相对于(101)晶面而言较高,而(101)晶面的价带位置相对于(001)晶面而言较低。基于此我们提出,具有合适比例的锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的交界处可以形成最佳的表面异质结或晶面异质结。表面异质结的形成导致光生电子倾向于向(101)扩散,光生空穴倾向于向(001)扩散,从而促进光生电子-空穴分离,降低光生电子-空穴复合几率。在此工作基础上,我们直接以氮化钛为原料,氢氟酸为添加剂,通过简单的水热反应一步合成了氮自掺杂的TiO2微米片。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附以及电化学阻抗谱等方法手段对所制备的光催化剂进行了基本结构与理化性质表征分析,并研究了其可见光光催化CO2还原性能。电镜照片结果表明,我们所制备的氮自掺杂锐钛矿TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面比例分别为65%和35%。基于我们前期研究结果, TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面可以形成表面异质结,具有良好的电荷分离效率,这也得到了电化学阻抗谱研究结果的证明。同时,由于N的原位掺杂,所制备的TiO2微米片具有优异的可见光捕获能力。由于可见光利用效率增强与光生电子-空穴分离效率提高这两方面的综合作用,所制备的氮自掺杂TiO2微米片具有非常好的可见光光催化CO2还原制甲醇性能,比商用P25及氮掺杂TiO2纳米粒子等参考样品的可见光光催化性能更优异。研究表明,通过原位自掺杂方法与晶面设计方法相结合,可以同时改善TiO2的可见光利用效率和光生电子-空穴分离效率,优化TiO2的可见光光催化性能,这也为后续开发新型高效光催化材料提供了新思路。

关键词: 氮自掺杂 , 二氧化钛 , (001)晶面 , 二氧化碳还原 , 表面异质结

首钢烧结配加地粉试验研究

王颖生 , , 成富全 , 赵勇

钢铁

介绍了首钢原料条件下配加地粉对烧结生产影响的实验室研究.随着地粉配入量的增加,烧结矿转鼓强度、成品率改善,燃耗有少量上升,利用系数增加,低温还原粉化指数变差.研究结果表明:在首钢目前条件下,配入10%~20%的地粉是可行的.二烧车间进行了地粉工业试验,其最高配比达到30%,工业试验时烧结各项指标变化与实验室试验结果基本一致.

关键词: 铁矿 , 烧结 , 转鼓强度 , 低温还原粉化

高比例迪粉烧结优化试验研究

武轶 , 黄发元 , 金俊 , 闫媛媛 , 夏征宇 , 熊德怀

钢铁研究

介绍了迪粉(YD粉)烧结配矿优化试验情况及不同硅源对高YD粉配比烧结过程的影响.试验结果表明:用具有高孔隙度的YD矿替代B粉、C粉和E粉后,混合料水分应适当提高,以改善混匀制粒效果.因原料装料密度降低,使原始料层透气性得到改善,烧结生产率得到提高,烧结矿还原性略有改善,T<,D>-T<,S>区间和T<,D>-T<,m>区间均呈现变窄趋势,这有利于改善高炉透气性和降低焦比,但烧结矿TI和成品率呈下降趋势,固体燃耗略有升高.当YD粉配比增加到30%时,不同的硅源对烧结指标的影响较大.

关键词: YD粉 , 烧结 , 配矿 , 硅源

奥沙拉钙配合物的合成、结构及表征

唐云 , 周漫 , 杨燕明 , 王小卫 , 黄帅

人工晶体学报

本文通过CaCl2·2H2O与药物奥沙拉及辅助配体邻菲罗啉在水热条件下得到了一个新的奥沙拉配合物[ Ca(L) (Phen)·4(H2O)]n(H2L=奥沙拉=3,3-azo-bis-6-hydroxybenzoic acid)(1).通过元素分析、红外对配合物进行了表征,并利用X单晶射线衍射仪测定了其结构.结构解析表明,配合物1属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数a=0.8001 (3) nm,b=1.1245(4) nm,c=1.5129(6) nm,α=89.450(6)°,β=86.297(6)°,γ=77.633(6)°,V=1.3268(9) nm3,Z=2,F(000) =636,最终偏差因子(对Ⅰ>2σ(Ⅰ)的衍射点),R1=0.0521,wR2 =0.1538,S=1.045.在该结构中,中心Ca(Ⅱ)离子周围形成了一个稍微扭曲的五角双锥体,分别与一个来自奥沙拉配体的羧基氧原子(单齿)、两个邻菲罗啉中的两个N原子和四个水分子配位.

关键词: 奥沙拉 , 钙配合物 , 晶体结构

3号板坯铸机拉矫机万向联轴器改造

樊星辰 , 孙博 , 贾广顺 , 李松山 , 甄新刚

连铸

铸机拉矫机万向联轴器主要是将减速机扭矩传递给扇形段驱动辊,为连铸机提供拉矫力.首3号连铸机万向联轴器伸缩位置距离扇形段驱动辊连接法兰较近,在二冷室内极易腐蚀锈死,不易拆卸;同时万向联轴器与扇形段驱动辊法兰连接处螺栓极易松动,造成引锭杆下沉,严重影响生产.对拉矫机万向联轴进行技术改造,解决了万向联轴器伸缩腐蚀锈死和万向联轴器与扇形段驱动辊法兰盘螺栓容易松动的问题.

关键词: 万向联轴器 , 法兰 , 伸缩 , 扭矩

1号高炉降低燃料比和提高喷煤比的工业实践

丁汝才 , 吴铿 , 尹晓莹 , 费三林 , 何海熙 , 韦少华

钢铁

1号高炉的技术装备、工艺水平、自动控制和环保节能等方面的新技术都达到了较高水平。高炉达到设计指标后,在原燃料质量不断提高的同时,采用技术创新与技术进步,解决了高炉单系统流程给生产带来的新问题,使得新技术、新装备能力达到较高水平,生产综合指标不断提高。实现燃料比低于492 kg/t,煤比高于180kg/t,在国内同类高炉中位于领先的水平。

关键词: 高炉;燃料比;喷煤比;高炉操作

1号高炉降低燃料比和提高喷煤比的工业实践

丁汝才 , 吴铿 , 尹晓莹 , 费三林 , 何海熙 , 韦少华

钢铁

1号高炉的技术装备、工艺水平、自动控制和环保节能等方面的新技术都达到了较高水平.高炉达到设计指标后,在原燃料质量不断提高的同时,采用技术创新与技术进步,解决了高炉单系统流程给生产带来的新问题,使得新技术、新装备能力达到较高水平,生产综合指标不断提高.实现燃料比低于492 kg/t,煤比高于180kg/t,在国内同类高炉中位于领先的水平.

关键词: 高炉 , 燃料比 , 喷煤比 , 高炉操作

宽厚板生产线高压水除鳞系统设计及改造

孟祥龙 , 侯宏宙 , 李林 , 王帆 , 王向阳

上海金属

以首4 300 mm宽厚板生产线为例,介绍高压水除磷系统的设计方案,对供水能力进行计算,同时针对在实际生产过程中存在的问题,提出可行的改造方案,给出改造后除磷泵设备的工艺参数及各用水点的压力和流量,最后进行提高系统压力后供水能力核算,验证改造方案的可行性.结果表明,在不改变系统电机容量的前提下,通过改进喷嘴结构和增加除鳞泵的级数可以提高系统的压力,并进一步优化除磷效果.

关键词: 轧钢 , 宽厚板 , 高压水 , 除磷

顶空气相色谱法测定龙苦素中的残留溶剂

汤桦 , 雷根虎 , 李鹏 , 孔祥虹 , 何学文

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2003.02.021

采用顶空气相色谱法对龙苦素中残留的苯、甲苯、对二甲苯、正己烷等有害物质进行分析,并讨论了流速、柱温、平衡温度、平衡时间、抽样次数等因素对测定的影响.分析结果表明,该方法对上述4种有害物质的检测限范围为3~98 μg/L,测定结果的相对标准偏差为0.59%~2.64%,样品的回收率为97.2%~120.0%.方法简便、快速、灵敏、重现性好.

关键词: 顶空气相色谱法 , 龙苦素 , 溶剂残留

焦炭碳素溶蚀能力与显微结构的相关性

马超 , 晁伟 , 李东涛 , 刘洋 , 徐萌 , 徐荣广

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130692

捣固焦由于成本低且性能指标较好而逐步推广使用,然而首高炉在使用捣固焦后出现了炉内压量关系紧张、炉况不顺等问题。为了了解这批焦炭的实际性能,进行了反应性试验、差热试验以及光学组织含量分析,结果表明:焦炭光学组织中镶嵌结构有抑制裂纹发展和缓解热膨胀的作用,而捣固焦的镶嵌组织含量较低,因此在高温和冲击受力的作用下更容易产生裂纹;分析6种焦粉失重曲线可以发现,同性组分ΣISO含量高的捣固焦粉从1000升高到1300℃过程中汽化反应失重率增加更快,在炉内可能引起的粒度降解更严重,从而造成炉况不顺。

关键词: 焦炭 , 捣固焦 , 汽化反应 , 光学组织 , 气孔

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