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高校科技成果盡在科轉(zhuǎn)云

本發(fā)明公開了一種含氧化鈰的低合金鋼焊條，屬焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。該焊條藥皮主要組分(重量比)為：大理石39-48％，螢石18-26％，鈦鐵10-12％，低碳硅鐵5-8％，中碳錳鐵 3-6％，云母4-4.5％，純堿0.5-1％，CeO2-5為2.6-3.4％。將上述組分的藥粉材料混合均勻后用鈉水玻璃做粘結(jié)劑在活塞式油壓機(jī)上將藥粉壓涂在直徑為4mm的H08A焊芯上做成低合金鋼焊條。優(yōu)點(diǎn)是：采用該藥皮的堿性焊條熔敷金屬的力學(xué)性能與現(xiàn)有低合金鋼焊條E 5515-G 型焊條的力學(xué)性能相比：抗拉強(qiáng)度提高了35.64-43.27％，屈服強(qiáng)度提高了45.18-52.11％，沖擊功提高了24.50-26.49％，而硬度卻不下降。雖然焊條制造成本提高了2.1％，但由于焊前和焊后無需采用特殊的工藝措施，因此焊條性價(jià)比高。

高比表面積二氧化鈦主要用于催化劑載體材料。針對(duì)脫硝催化劑用納米二氧化鈦，比表面積大，催化活性高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，主要應(yīng)用在處理氮氧化物，電廠、汽車尾氣等催化劑領(lǐng)域。同時(shí)納米二氧化鈦具有光催化活性，對(duì)治理霧霾有非常重要的作用。該技術(shù)的特點(diǎn)是比表面積可控、催化活性高、使用壽命長(zhǎng)。開發(fā)了納米二氧化鈦的研制方法。采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時(shí)控制濃度、溫度、pH 等工藝參數(shù)，可以制備比表面積從 10~350m2/g，顆粒大小尺度可控的納米二氧化鈦。

以機(jī)械混合、擴(kuò)散、化學(xué)反應(yīng)速率、成核速率、長(zhǎng)大速率等諸因素為變量，建立“液相化學(xué)反應(yīng)膠粒析出相變過程的數(shù)學(xué)方程組及邊界條件”，提出 “連續(xù)有序液相沉淀納米粉體制備技術(shù)”。該技術(shù)可以制備粒度在10-200nm高分散的氧化物納米顆粒 ，包括BaTiO3，Y3Al5O12及一系列稀土氧化物，并擁有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 1.通過液相反應(yīng)膠粒析出機(jī)理分析，采用此液相沉淀技術(shù)在低溫800℃條件下制備了四方相鈦酸鋇納米粉體。通過反應(yīng)前液體鋇鈦比的精確控制，以及洗滌工藝控制，使粉體的鋇鈦比達(dá)到003比1。制備的納米粉體在40-60nm之間，粒度分布窄、分散性好、燒結(jié)活性高。目前此液相沉淀技術(shù)已經(jīng)成功延伸至牙科納米氧化鋯粉體和稀土摻雜鈦酸鋇基納米粉體的制備。 2.續(xù)有序液相沉淀技術(shù)制備Y3Al5O12納米粉體 3.稀土氧化物納米粉體的制備

"表面涂層技術(shù)是改善材料性能的有效技術(shù)之一，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。將涂層與基體材料的優(yōu)良性能相結(jié)合可以有效降低材料的磨損，提高材料的強(qiáng)度，提高材料的高溫抗氧化性等性能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)TiN、CrN等單一涂層材料難易滿足其需要，通過復(fù)合單層材料而成的納米多層膜涂層擁有單層材料無法比擬的綜合性能而越來越被重視，成為了一種具有廣闊應(yīng)用前景的材料，具有重大的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 技術(shù)特點(diǎn)：該項(xiàng)目制備出了異結(jié)構(gòu)TiAlSiN/Si3N4、CrAlSiN/Si3N4納米多層膜及同結(jié)構(gòu)TiCrAlN/TiAlN納米多層膜，其硬度可超過36 Gpa，抗氧化溫度超過了800℃；可以根據(jù)實(shí)際性能需求選擇單層材料制備具有特殊性能的納米多層膜涂層材料。 "

本項(xiàng)目針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中存在的鋁合金機(jī)匣變色、耐磨性不夠高等困擾企業(yè)多 年的技術(shù)難題，經(jīng)過工藝改進(jìn)和優(yōu)化，開發(fā)出了納米尺度陽(yáng)極氧化新技術(shù)，解決 了鋁合金機(jī)匣變色的技術(shù)難題。近5年來，采用納米陽(yáng)極氧化新技術(shù)處理的鋁合 金機(jī)匣40余萬件，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1200萬元，每年節(jié)約成本200萬元。同時(shí), 在節(jié)能排放方面產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。

我國(guó)的化石能源結(jié)構(gòu)是以煤為主、石油和天然氣為輔，這是由于各種化石能源的貯藏量的不同而造成的。目前為止，已探明的煤炭?jī)?chǔ)量為1.5萬億噸，按年采20億噸，可開采750年，而石油儲(chǔ)量為16000萬噸，僅占世界總量的3%左右，可開采年限只有20.6年；天然氣的消費(fèi)僅占2.1%。煤的利用主要是利用其燃燒熱，一般用于直接燃燒，因此熱值較低的煤，如裼煤等，其利用途徑受到較大的限制；另一方面，煤炭在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫等氣體。二氧化硫會(huì)導(dǎo)致酸雨，進(jìn)而污染環(huán)境，是要嚴(yán)格控制排放的對(duì)象；二氧化碳是最主要的溫室氣體，也需對(duì)其排放進(jìn)行控制。因此，以煤作為燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷（CH4，天然氣的主要組成）是一種高能值、零排放的清潔燃料和化工原料，其利用過程具有高效性和環(huán)境友好性，是未來能源發(fā)展的主要方向之一。到目前為止，我國(guó)天然氣的開發(fā)與利用在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重較小，而且儲(chǔ)量也不富足，但我國(guó)生物質(zhì)的貯量相當(dāng)巨大，作為潛在的物質(zhì)資源寶庫(kù)是人類未來的能量、食物和化學(xué)原料的重要來源。隨著石油、煤炭等化石資源的日益枯竭，在當(dāng)前大力發(fā)展多元能源的形勢(shì)下，如何利用以碳和氫為主要成分的煤和生物質(zhì)制取CH4替代天然氣和作為化工原料，改變我國(guó)當(dāng)前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，既有效利用資源，又發(fā)展?jié)崈裟茉矗瑢?shí)現(xiàn)能源的有效替代并同時(shí)解決環(huán)境問題，是當(dāng)前的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。超臨界水部分氧化制技術(shù)以生物質(zhì)或劣質(zhì)煤為原料，采用超臨界水部分氧化技術(shù)，通過發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng)生成氫氣或甲烷，可以實(shí)現(xiàn)部分替代天然氣。目前，本技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利多項(xiàng)。

表面涂層技術(shù)是改善材料性能的有效技術(shù)之一，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。將涂層與基體材料的優(yōu)良性能相結(jié)合可以有效降低材料的磨損，提高材料的強(qiáng)度，提高材料的高溫抗氧化性等性能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)TiN、CrN等單一涂層材料難易滿足其需要，通過復(fù)合單層材料而成的納米多層膜涂層擁有單層材料無法比擬的綜合性能而越來越被重視，成為了一種具有廣闊應(yīng)用前景的材料，具有重大的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

該催化劑屬專利技術(shù)，適用于在20~25℃條件下處理含酚廢水和焦化廢水。 含酚廢水是一種對(duì)人類危害十分嚴(yán)重而又普遍存在的工業(yè)廢水，酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對(duì)人類、水產(chǎn)生物及農(nóng)作物都有極大危害。鋼鐵工業(yè)、煤氣化工業(yè)中的煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960~1000℃，得到焦碳和一些化工產(chǎn)品，同時(shí)，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量難以生物降解的芳香族有機(jī)化合物、雜環(huán)及多環(huán)化合物，且酚含量較高，處理比較困難，這些污染物如果未經(jīng)處理或處理不當(dāng)隨廢水排放，將對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染。尋找高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的處理方法一直是含酚廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 含酚廢水處理目前常用的方法有：生化法、Feton試劑氧化法、催化濕式氧化法等。華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院提到（華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)22(2005，4)79~81）生化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理，處理后水的酚、氰含量基本達(dá)標(biāo)，但生化處理后的廢水色度仍然很高，含有大量難降解有機(jī)物，其COD不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，在不改變主體生化法工藝的情況下，還需要對(duì)生化系統(tǒng)的外排水進(jìn)行深度處理。Fenton試劑是Fe2+和H2O2的組合（Chem. Soc．65(1894)899~9lo），在酸性（2.5~4.0）條件下Fe2+能有效地催化H2O2產(chǎn)生OH—，OH— 具有極強(qiáng)的氧化能力，它可將有機(jī)污染物在短時(shí)間內(nèi)氧化降解。由于Fe2+是溶解在溶液中的，F(xiàn)e2+難與反應(yīng)介質(zhì)分離回收，易流失和引起二次污染。催化濕式氧化法是八十年代國(guó)際上發(fā)展起來的一種處理高濃度難生物降解有機(jī)廢水的處理技術(shù)（U S 4699720,1987）。它是在反應(yīng)釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機(jī)物氧化成CO2、H2O等無害物，以達(dá)到凈化的目的。至今有多種過渡金屬氧化物被認(rèn)為對(duì)濕式氧化有催化活性，大連化學(xué)物理研究所的杜鴻章、房廉清等人在（水處理技術(shù)23(1997，2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長(zhǎng)，是催化濕式氧化法較有效的催化劑，但由于該方法所用的催化劑價(jià)格昂貴，污水處理所用的設(shè)備成本高，使其應(yīng)用受到極大限制。 技術(shù)內(nèi)容： 主要解決的技術(shù)問題是：提出一種價(jià)格低廉，可回收的，在20~25℃條件下處理含酚污水簡(jiǎn)便易行的催化劑。 活性炭載氧化鐵催化劑，其組分和含量為： 氧化鐵重量百分比含量為1.0~10.0％，活性炭重量百分比含量為90.0~99.0％。 活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水的方法： 取含酚廢水或焦化廢水100mL放入250mL錐型瓶中，加入制備好的氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑1.5g，調(diào)節(jié)溶液pH=5．0，于20-25℃攪拌20~30min，過濾，濾液即為處理過的含酚廢水。用氧化鐵重量百分比含量為2.0％或5.0％的活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水，具有與氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑同樣的效果。 與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)： 活性炭載氧化鐵催化劑制備方法簡(jiǎn)便易行，價(jià)格低廉，可回收，在20~25℃條件下處理含酚污水簡(jiǎn)便易行。活性炭載氧化鐵催化劑的制備是以三氯化鐵(FeCl3)和活性炭為原料，將鐵氧化物載到活性炭上，催化劑制備方法簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、易于回收、催化活性高。用該催化劑處理含酚廢水，可在pH=5.0的弱酸性條件下，在20~25℃的室溫條件下直接進(jìn)行，不需要加熱，大大地節(jié)約了能源，活性炭載氧化鐵催化劑可直接處理污水，不需要加H2O2或通O2，易于操作，反應(yīng)條件溫和，處理成本低廉，COD能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(<150mg/L)，COD去除率高，可達(dá)到94％以上。