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采用热力学的方法对以五氧化二钒为原料制取碳化钒的工艺过程进行了分析,分析表明:钒氧化物的转化过程中遵守逐级还原理论。钒氧化物碳化过程中,不转化为金属钒,直接转化为碳化钒。在钒氧化物的转化过程中,应尽可能使其转化为二氧化钒。若采用气相还原碳化的方法,可通过调节气体的流量、配比、还原与碳化工艺参数进行质量控制。
为工业化生产提供实验室研究基础,本文以V2O5和纳米碳黑为原料,利用碳热还原法,在常压下碳管炉中得到了V8C7粉末。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM),分析了原料对反应进程的影响。结果表明:采用普通球磨干混的方式时,比表面积(BET)为112m2/g的碳黑可以加速反应进程,过低或过高都不利于反应的进行;细粒径的V2O5原始粉末可明显加快反应进程,终得到大小均匀,粒度1μm以下的球形碳化钒粉末。反应机理研究表明,固-固反应的速率与反应组元的颗粒大小和混合均匀程度,以及不同反应组元之间的接触面积有很大关系。
目前,关于等离子熔覆Fe/VC复合涂层的研究报道较少。在Q235低碳钢表面等离子熔覆含纳米VC颗粒的Fe50合金粉末(Fe/n-VC),采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度计及摩擦磨损机,研究了n-VC含量对Fe/n-VC熔覆层的组织结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明:Fe50熔覆层中加入2%n-VC后,熔覆层中γ-Fe相消失,主要由α-Fe和(Cr,Fe)_7C_3相组成,当n-VC含量达到10%时,熔覆层中出现了VC相; Fe/n-VC熔覆层以亚共晶方式结晶,当n-VC含量超过5%时,界面处出现大量等轴晶,柱状晶消失,共晶组织发生枝化,变成菊花状;随着n-VC含量的增加,Fe/n-VC熔覆层的显微硬度和常温耐磨性能显著提高,当n-VC含量达到10%时,熔覆层的硬度达686.42 HV5 N,磨损率仅为9.50×10^(-16)m^3/(N·m)。
正丁烷氧化制备顺酐是低碳烷烃高值化利用的典型代表,钒磷氧(VPO)催化剂是该反应工业催化剂。通过调控有机相法合成过程中还原时间、回流时间和磷钒物质的量比3种实验参数,合成系列VPO催化剂,结合多种分析手段,探索合成条件对催化剂结构的影响规律,获得精细调控催化剂合成的方法和优条件,催化正丁烷选择性氧化反应,转化率可达93.8%,顺酐收率达62.4%。进而构筑VPO催化剂,揭示VPO催化正丁烷选择性氧化制顺酐反应中的构效关系。