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《河北工业大学》 2007年
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远红外功能稀土矿物复合材料对液化石油气燃烧影响的研究

朱东彬  
【摘要】: 本文针对燃料燃烧不完全问题,利用天然电气石发射远红外线性能和铈元素的易变价性,以黑电气石和硝酸铈为主要原料,采用沉淀法制备远红外功能稀土矿物复合材料;研究该复合材料的化学组成、晶体结构、表面形貌、表面自由能与远红外发射性能之间的关系;采用国际通用的“烧水法”和烟气分析法评价该材料对液化石油气燃烧过程的影响,建立材料远红外发射性能与燃烧节能和污染物排放之间的定性、定量关系。主要研究结论如下: 稀土铈可使电气石的晶胞体积从1.59255nm3收缩到1.54944nm3,其远红外发射率从0.86提高到0.94。通过XPS深入研究稀土铈对电气石晶胞体积的影响机理,发现Ce4+可促进电气石中Fe2+的氧化与电气石中Fe2+可促进Ce4+的还原相互对应,共同证明稀土铈可促进电气石晶胞体积的收缩。电气石晶胞体积越小其远红外发射性能越好,也就解释了铈元素可提高电气石远红外发射性能的原因。 远红外功能稀土矿物复合材料可改变液化石油气火焰颜色,提高空气中氧气利用率,并降低烟气中CO浓度,可节省液化石油气7.5%。远红外功能稀土矿物复合材料促进液化石油气燃烧的影响机理为其燃烧反应速率的提高。 根据实验结果,建立稀土铈促进电气石中Fe2+氧化模型和稀土矿物复合材料远红外发射性能数学模拟。模拟反映出在材料发射率较低时环境影响作用较大,而在材料发射率较高时,因材料活化作用增强,环境影响作用变小。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB302.2

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