当前位置:文档之家› 稀土催化剂研究进展

稀土催化剂研究进展

稀土催化剂研究进展
稀土催化剂研究进展

稀土催化剂研究进展

摘要

稀土催化材料的研究和发展为La 和Ce 等高丰度轻稀土元素的高质、高效利用提供了有效的途径。稀土元素具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征, 作为催化剂的活性组分或载体使用时表现出独特的催化性能。

本文介绍了稀土催化材料在石油化工,化石燃料催化燃烧、机动车尾气的催化净化,有毒有害废气的治理、固体氧化物燃料电池及移动制氢、稀土催化理论研究等方面的应用和研究现状,并就稀土催化材料研究中存在的问题和稀土催化材料的发展进行了思考和展望。关键词:稀土,催化,环境

THE RESEARCH PROGRESS OF RARE EARCH

CATALYST

ABSTRACT

The research and development of rare earth catalytic materials for light rare earth element provides an efficient way. Rare earth elements is not full of electronic 4f tracks and have characteristics of lanthanide contraction. They shows unique catalytic properties when used as active component of catalyst or carrier.

Rare earth catalytic materials in petrochemical industry has been introduced in this paper, such as: the fossil fuel catalytic combustion, motor vehicle tail gas purification, the management of the poisonous and harmful waste gas, solid oxide fuel cell and mobile hydrogen production, rare earth catalyst application and research status of theoretical research, etc. In this paper, the problems of rare earth catalytic materials and rare earths catalytic materials for the development of thinking and outlook. KEYWORDS: Rare earths, catalysis, environment

目录

第一章引言 (1)

第1.1节稀土元素简介 (1)

第1.2节稀土元素利用概况 (1)

第二章稀土催化材料国内外发展概况 (2)

第2.1节石油化工催化剂 (2)

第2.2节天然气等化石燃料的催化燃烧 (2)

第2.3节机动车尾气的净化催化剂 (3)

第2.4节有毒有害废气的催化净化 (3)

第2.5节固体氧化物燃料电池 (4)

第2.6节移动制氢催化剂 (4)

第三章稀土催化的理论研究 (5)

第四章结论和展望 (5)

参考文献 (7)

第一章引言

第1.1节稀土元素简介

稀土元素由镧系元素(15个元素)和与其密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)组成,具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征,作为催化剂的活性组分或载体使用时表现出独特的催化性能。稀土元素具有特殊的光、电、磁和催化等特性,其应用领域已从冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、农业等传统领域拓展到磁性材料、储氢材料、发光材料、催化材料、高温超导材料等功能材料领域。从20世纪60年代中期开始,国内外对稀土化合物的催化性质进行了广泛的研究,稀土催化材料按其组成大致可分为:稀土氧化物,稀土复合氧化物,稀土-(贵)金属,稀土-分子筛等。研究表明,稀土在催化剂中的存在可以:(1)提高催化剂的储氧能力;(2)提高活性金属的分散度,改善活性金属颗粒界面的催化活性;(3)降低贵金属用量;(4)提高Al2O3等材料的热稳定性;(5)促进水气转化和蒸汽重整反应;(6)提高晶格氧的活动能力等,从而使催化剂的性能得到显著提高。

第1.2节稀土元素利用概况

我国是稀土大国,稀土的储量和产量均为世界第一,但我国的稀土消费量只占世界总量的约1/4,可见我国主要以稀土原料出口,是世界上最大的稀土原料供应国。同时我国还存在稀土利用的不平衡,随着我国稀土永磁、冶金、荧光粉等产量的增加,中重稀土和钕的消费量大幅增加,导致高丰度的元素铈、镧等大量积压。

稀土催化材料是促进高丰度轻稀土元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等大量应用,有效缓解并解决我国稀土消费失衡,并提升能源与环境技术,促进民生,改善人类生存环境的高科技材料。从2005年开始,全球稀土催化材料成为稀土应用需求最大的领域,其最大的应用市场是石油催化裂化催化剂和机动车尾气净化催化剂两大领域。

第二章稀土催化材料国内外发展概况

第2.1节石油化工催化剂

分子筛具有大比表面积、发达的孔道结构、酸性、择型性等,而被广泛应用于催化裂化、加氢裂化、异构化、芳构化、烷基化、脱蜡等过程,产生了巨大的经济和社会效益。从20世纪60年代初开始,以分子筛催化剂代替无定型硅铝催化剂作为裂化催化剂被誉为炼油工业的技术革命。稀土元素作为一个重要组分被引入到裂化催化剂后能显著提高催化剂的活性和稳定性,大幅度提高原料油裂化转化率,增加汽油和柴油的产率。同时,稀土-分子筛催化剂体系还具有原油处理量大、轻质油收率高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。

在分子筛中引进稀土可以调节催化剂的酸性和孔径分布。根据RE3+的种类、交换量和引入方式的不同,可对分子筛的酸中心数目、强度分布等进行调节,从而调变催化剂的性能。如在USY中引入少量RE3+,可使催化剂对汽油的选择性升高[1]。在石油化工的实际应用过程中,往往面临高温、水热环境等苛刻的工况,特别是水热环境会引起分子筛结晶度下降、骨架铝的脱除等,最终导致分子筛结构塌陷而失活。经稀土离子(如La、Ce、Pr等)交换后形成的稀土-分子筛有利于骨架铝的保持,可有效提高分子筛结构的稳定性。

第2.2节天然气等化石燃料的催化燃烧

催化燃烧作为一种环境友好过程,越来越受到人们的关注。催化燃烧是在催化剂的作用下,使燃料与空气在催化剂表面进行非均相的完全氧化反应。与传统的火焰燃烧相比,催化燃烧具有:(1)起燃温度低,燃烧稳定;(2)可在较大的油/气比范围内实现稳定燃烧;(3)燃烧效率高;(4)污染物(NO x、不完全燃烧产物等)排放水平低;(5)噪音低等特点。催化燃烧技术的关键是高性能燃烧催化剂的开发。

天然气催化燃烧用催化剂可分为:(1)负载型贵金属(Pt,Pd)催化剂;(2)负载型非贵金属催化剂(Ni,Co,Mn,Cu,Fe等);(3)复合氧化物催化剂(其中主要有含稀土的钙钛矿型、尖晶石型、萤石型、六铝酸盐等氧化物等)。其中贵金属催化剂具有其他催化剂不可比拟的高活性[2]。

第2.3节机动车尾气的净化催化剂

机动车采用的燃料不同(如汽油、柴油、液化石油气、压缩天然气等),排放的尾气的组成有所不同。对于柴油车尾气的排放控制,除了要对CO和HC进行净化外,对颗粒物和NO x的净化是其难点[3, 4]。对于压缩天然气(CNG)或液化石油(LPG)燃料车,虽然CO和HC的排放量比普通汽油车低许多,但不能解决氮氧化物的污染问题。对于稀燃汽油发动机的尾气治理,难点在富氧条件下的NO选择性还原。

综合其难点和从发展的趋势来看,汽车尾气净化催化剂目前要解决的难点是:(1)在更宽A/F比的工作范围内,特别是富氧条件下,提高对氮氧化物还原的选择性。(2)降低起燃温度,减少冷启动时污染物的排放。为此开发了密偶催化剂(CCCs),HC化合物吸附催化剂等[5]。(3)提高催化剂的耐久性和高温稳定性。

第2.4节有毒有害废气的催化净化

除了机动车排放的尾气之外,由工业源排放的SO x,NO x和易挥发性有机化合物等有毒、有害气体也是大气的污染物,严重地影响了人们的身体健康和城乡经济的发展,同时由装饰材料等造成的室内空气污染也越来越引起人们的重视。经济高效的净化技术是解决此类问题的关键,其中催化净化技术是最有效的方法。烟气脱硫按脱硫剂的形态分为湿法和干法两大类。由于湿法烟气脱硫自身的限制,近年来干法烟气脱硫研究及开发得到迅速发展。稀土氧化物作为吸收剂或催化剂的干法脱硫的研究受到普遍关注[6]。稀土氧化物是非常有应用前景的吸收剂,如CeO2/Al2O用于同时脱除烟气中的SO2和NO x,脱氮脱硫效率都大于90%[7]。同时La2O3或CeO2所形成的钙钛矿型、萤石型的稀土复合氧化物在烟气催化还原脱硫方面也显示良好的应用前景,如La2O3在反应气氛中可生成La2O2S,可催化COS与SO2的反应,从而抑制毒性更大的COS的形成。

在光催化净化方面,稀土的引入可以扩大二氧化钛的光吸收区,为二氧化钛空气净化在室内弱光和可见光条件下的有效应用开拓了更大空间[8]。同时,吸附材料和光催化剂复合的方法与技术,结合吸附净化与光催化净化的优势,有望在高效空气净化技术方面形成突破[9, 10]。

第2.5节固体氧化物燃料电池

燃料电池是按电化学方式直接将化学能转化为电能,不受卡诺循环的限制,能量转化效率高,几乎不排放NO x和SO x,同时CO2排放量比常规发电厂减少40%以上。根据所用电解质的不同,燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC),磷酸盐燃料电池(PAFC),质子交换膜燃料电池(PEMFC),熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC),固体氧化物型燃料电池(SOFC)等。其中SOFC的操作温度高(800~1000℃),排出的余热可与燃气轮机、蒸汽轮机等联用,从而能量利用率在燃料电池中处于领先地位,已成为国际上继PEMFC后研究开发的重点。2003年美国能源部推出了“Future-gen”计划,投资10亿美元研究未来的能源工厂技术,以实现发电效率达到60%~70%,发电/供热综合效率达到70%~80%。同时固体氧化物型燃料电池(SOFC)不需要使用贵金属催化剂,并适合于多种燃料(如氢气、甲烷、碳氢化合物等)。Park[11]等报道了Cu-CeO2为阳极的SOFC上在973和1073 K时甲烷、甲苯等的直接电化学氧化性能,最终产物为CO2和H2O,如以丁烷为原料,开环电压可达到0.9 V。构成SOFC的关键部件主要有电解质、阴极、阳极和双极板或连接材料等,稀土在其中各部分中,均发挥着重要的作用。

第2.6节移动制氢催化剂

基于氢气在使用过程中的零排放特性,被视为21世纪最有前途的燃料。在众多的氢气利用技术中,以氢氧燃料电池,特别是质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢气利用的较好平台。但供氢技术的滞后已成为制约燃料电池发展和电动汽车商化的瓶颈之一。在车载移动氢源过程中,至少要需要燃料重整制氢、CO的变换、CO的净化、燃料电池阳极废气的催化燃烧供热等4个过程,稀土元素作为催化剂的重要组分,在以上4个过程中发挥着不可替代的作用。在甲醇、天然气、石脑油重整制氢催化剂中(如负载型Ni系、Cu系催化剂)引入稀土元素可显著提高催化剂的活性、选择性,降低操作温度,提高催化剂的高温稳定性。传统的CO高、低温变换催化剂的温度适用范围较窄,在启动及停工过程的氧化还原气氛交织中容易失活,因此移动氢源需要研究新型的CO变换催化剂。美国ANL 实验室开发的Pt/CeO2,Pt-Re/CeO2变换催化剂比商用的Fe-Cr,Cu-Zn催化剂具有更高的活性和稳定[12]。

第三章稀土催化的理论研究

目前在稀土催化领域理论计算研究主要有:稀土氧化物(主要为CeO2)的晶体和表面性质、储放氧能力、稀土氧化物与贵金属之间的相互作用等。有关CeO2的晶体性质,已通过不同的理论方法被广泛研究,如原子间势函数法(IP),密度泛函广义梯度近似(GGA-DFT),局部密度近似(LDA-DFT),密度泛函理论(DFT+U),HF等。

稀土氧化物(主要为CeO2)的储放氧性能是目前稀土材料理论研究的热点之一。关于CeO2中氧空位的形成,Skorodumova等利用DFT研究指出CeO2中氧空位是通过氧原子离开后留下的两个电子局域在邻近两个Ce4+的4f轨道上而形成的,相应Ce4+还原为Ce3+。Consa和Sayle等分别利用分子力学指出,氧空位更容易在CeO2的表面生成,并且氧空位在CeO2(110)和(211)比在CeO2(111)稳定。但Yang等的结果表明氧空位在CeO2(111)的次表面比在表面上更稳定。

虽然稀土氧化物在许多催化反应中发挥着不可替代的作用,但在大多数情况下还是作为催化剂的载体或助剂,同时由于稀土所含4f电子造成了数学建模的困难和计算量的迅速增加,因此有关稀土催化作用的理论模拟目前研究的较少。随着稀土催化理论研究的发展,将会为深入理解稀土催化的本质提供新的思路。

第四章结论和展望

以催化材料为核心的催化科学和技术是现代化学工业发展的基础,约90%的化学过程都依赖于催化剂,每一种催化新材料的发现,都推动化学工业的跳跃式发展[13-15]。因此,催化材料的研究是化学化工和材料科学中最重要的领域之一。

随着国家对资源的优化利用和可持续发展的需要,对环境保护提出了更加严格的要求,同时随着催化技术的不断发展,对催化材料也提出了更高的要求,稀土元素因特有的催化性能在多种催化材料中发挥着重要的和不可替代的作用[15]。但稀土作为一个独特的催化功能组分或重要的助催化剂,如何在催化材料更好地发挥它的作用和开拓其在新的催化过程中的应用,仍有许多问题不清楚,例如:稀土特有的催化功能是否起因于稀土元素特有的4f电子,如果是,4f电子是怎样发挥作用的?在怎样的化学环境中,可以发挥稀土元素更大的作用?稀土与其他氧化物、稀土与过渡金属和贵金属等相互作用机制及其对催化反应性能影响的

本质是什么?等。随着纳米技术、材料科学及现代表征方法等学科的发展,使人们可以从分子或原子水平上认识稀土在催化材料中的作用。这些都为设计、制备高性能稀土催化材料提供了新的机遇,为发现和发展新结构、新功能的稀土催化材料,并开拓其应领域提供了理论与技术基础。

参考文献

[1] 顾保江, 龙志奇, 黄小卫, 等. 我国稀土化合物产业现状和展望[J]. 稀有金属, 2003,

27(3): 391.

[2] Choudhary T V, Banerjee S, Choudhary V R. Catalysts for combustion of methane and

lower alkanes[J]. Applied Catalysis A: General, 2002, 234(1): 1-23.

[3] Adams K M, Cavataio J V, Hammerle R H. Lean NO x catalysis for diesel passenger cars:

Investigating effects of sulfur dioxide and space velocity[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 1996, 10(1): 157-181

[4] 王斌, 吴晓东, 冉锐, 等. 稀土在机动车尾气催化净化中的应用与研究进展[J]. 中国

科学: 化学, 2012, 42(9): 1315-1327.

[5] Heck R M, Farrauto R J. Automobile exhaust catalysts[J]. Applied Catalysis A: General,

2001, 221(1): 443-457

[6] Cheng W C, Kim G, Peters A W, et al. Environmental fluid catalytic cracking

technology[J]. Catalysis Reviews, 1998, 40(1-2): 39-79.

[7] Hedges S W, Yeh J T. Kinetics of sulfer dioxide uptake on supported cerium oxide

sorbents[J]. Environmental progress, 1992, 11(2): 98-103.

[8] 陈俊涛, 李新军, 杨莹, 等. 稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响[J]. 中国

稀土学报, 2003, 21(12): 67-71.

[9] 郝郑平, 李风仪, 胡春. 催化材料在工业源及局部环境污染物净化方面的研究与应用

[J]. 中国基础科学, 2003, 4: 17.

[10] 张俊平, 王艳, 戚慧心. 铕, 铈, 钇离子对TiO2催化剂的改性作用[J]. 中国稀土学

报, 2002, 20(5): 478-480.

[11] Park S, Vohs J M, Gorte R J. Direct oxidation of hydrocarbons in a solid-oxide fuel

cell[J]. Nature, 2000, 404(6775): 265-267.

[12] Yoon C W, Sneddon L G. Ammonia triborane: a promising new candidate for

amineborane-based chemical hydrogen storage[J]. Journal of the American Chemical Society, 2006, 128(43): 13992-13993.

[13] 郭耘, 卢冠忠. 稀土催化材料的应用及研究进展[J]. 中国稀土学报, 2007, 25(1): 1-1.

[14] 詹望成, 郭耘, 郭杨龙, 等. 稀土催化材料的制备, 结构及催化性能[J]. 中国科学: 化

学, 2012, 42(9): 1289-1307.

[15] 崔梅生, 张娜. 稀土催化材料及其应用[J]. 稀土信息, 2013 (7): 19-21.

稀土顺丁橡胶的技术开发与市场前景

稀土顺丁橡胶的技术开发与市场前景摘要: 本文介绍了稀土顺丁橡胶的技术发展状况,汇总了中石油锦州石化公司、德国朗盛公司、意大利欧洲聚合物公司、俄罗斯Efremov公司、中国台湾奇美公司、韩国锦湖公司和其他生产商的稀土顺丁橡胶的生 产现状,介绍了稀土顺丁橡胶装置的生产状况和生产技术特点,从催化 体系、聚合工艺的和改性技术方面综述了稀土顺丁橡胶的研发热点,介 绍了国内外稀土顺丁橡胶的技术,包括正在不断发展的稀土顺丁橡胶的 技术,我国稀土顺丁橡胶的工业开发和工艺特点,提出了我国稀土顺丁 橡胶的发展建议。 关键词:稀土顺丁橡胶,生产技术,发展状况,生产装置,发展建议 稀土顺丁橡胶是以稀土化合物为主催化剂制得的具有高顺式-1,4-结构含量的聚丁二烯,因稀土元素中钕的化合物具有最高的催化活性而被广泛利用,故又称为钕系顺丁橡胶。稀土顺丁橡胶具有高度的立构规整性,在拉伸作用下表现出类似天然橡胶的诱导结晶性能,因而具有较高的生胶强度。稀土顺丁橡胶自黏性高,加工性能优异,在耐磨耗、抗疲劳、生热、耐老化和滚动阻力等性能方面优于传统的镍、钛、钴系顺丁橡胶,符合高性能轮胎在高速、安全、节能、环保等方面发展的需要,是当今发展最快的顺丁橡胶品种[1]。 1 稀土顺丁橡胶的技术发展状况 我国是世界上最早利用稀土催化剂进行丁二烯聚合研究和稀土顺丁橡胶生产技术开发的国家之一。 早在20世纪60年代中科院长春应用化研究所在世界最早发表了其研究成果利用稀土的催化体系都可以获得高顺式结构(摩尔分数大于94%)和高相对分子质量(30—60万)的聚丁二烯。[2,3] 此时国外主要采用铈系催化剂丁二烯在苯溶液中聚合合成超高顺式丁二烯橡胶的开发[4,5],体系中铈是易变价金属,能催化氧化,能加快橡胶老化,而苯又有毒。1970年长春应用化研究所发现以氯代烷基铝改进的稀土化合物/烷基铝催化剂具有较高的活性,系统地研究了稀土催化剂的组成和聚合反应规律,研制出

含钼催化剂研究进展

含钼催化剂研究新进展 摘要含钼催化剂广泛用于多种化工生产过程,在含钼精细化学品的研究与开 发中占有重要地位。简要介绍了我国近年来一些含钼催化剂的研究进展和有关文献1前言 催化是现代十分重要的化工技术,据统计,发达国家近三分之一的国民经济总 产值来自催化技术。含钼催化剂在催化领域占有重要地位,广泛用于石油加工和化 工生产,如合成气制造、基本有机合成和精细化工产品等的的生产。因此,长期以 来国内外对含钼催化剂的创新和改进不断进行。这也引起我国钼业界的广泛关注, 逐渐成为我国钼深加工领域的一个新的发展方向。现仅就我国近年来含钼催化剂的 一些新进展作简要介绍。 2烷烃的化学加工催化剂 2.1烷烃芳构化催化剂 四烷无氧脱氢芳构化,为甲烷活化和转化的一个新的研究热点。王林胜等在1 993年首次报道一种以HZSM-5分子筛为载体的含钼催化剂使甲烷于无氧条件下高选择性地转化为苯。该催化剂是甲烷芳构化反应的典型催化剂。此后,对这种催化剂 的研究活跃。舒玉瑛等用机械混合、机械混合后焙烧、机械混合后微波处理等方法 制备这种催化剂,并考察了其对甲烷芳构化反应的催化性能。结果表明:机械混合 法、固相反应法和微波处理法制备的Mo/HZSM-5催化剂,比一般浸渍法能明显提高 芳烃的选择性和减少积碳生成;在不同制法的Mo/HZSM-5催化剂上,Mo物种落位不同,机械混合法、固相反应法和微波处理法能使Mo物种较多地落位于分子筛外表面 ,这对甲烷芳构化反应有利,并明显减少积碳的生成。 王军威等用浸渍法、机械混合法和水热法制备了Mo/HZSM-5催化剂,并考察了 钼含量和反应时间对丙烷芳构化反应的影响,深入研究了Mo物种对HZSM-5分子筛结构和酸性的作用。 最近,田丙伦等报道了对Mo/MCM-22催化剂用于甲烷无氧芳构化的研究结果。MCM-22为晶粒呈片状、含两种孔道结构的高硅沸石分子筛。同Mo/HZSM-5催化剂相比,Mo/MCM-22催化剂稳定性更好,苯产物的选择性较高 。用浸渍法制备的Mo担载量为6%的Mo/MCM-22催化剂性能最佳。此外,还研究了添加钴对Mo/MCM-22催化反应性能和催化剂积碳性质的影响。 2.2烷烃选择氧化催化剂 甲基丙烯酸(MAA)是重要的有机化工原料,当前主要用烯烃为原料生产。然而,饱和烃较烯烃来源广泛,更经济易得,故近年来由异丁烷氧化制MAA已成研究 与开发的新方向。采用一般热表面催化法由异丁烷选择氧化制取MAA主要存在的问 题是MAA选择性低,浓度反应产物(COx)高达40%。激光促进表面反应法是很有应用前景的光催化合成新技术。最近,陶跃武等分别采用在铋钼复合氧化物、钒钼复 合氧化物表面上激光促进异丁烷选择氧化制MAA,取得选择性达到90%和无COx产生的良好结果。

稀土催化剂研究进展

稀土催化剂研究进展 摘要 稀土催化材料的研究和发展为La 和Ce 等高丰度轻稀土元素的高质、高效利用提供了有效的途径。稀土元素具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征, 作为催化剂的活性组分或载体使用时表现出独特的催化性能。 本文介绍了稀土催化材料在石油化工,化石燃料催化燃烧、机动车尾气的催化净化,有毒有害废气的治理、固体氧化物燃料电池及移动制氢、稀土催化理论研究等方面的应用和研究现状,并就稀土催化材料研究中存在的问题和稀土催化材料的发展进行了思考和展望。关键词:稀土,催化,环境

THE RESEARCH PROGRESS OF RARE EARCH CATALYST ABSTRACT The research and development of rare earth catalytic materials for light rare earth element provides an efficient way. Rare earth elements is not full of electronic 4f tracks and have characteristics of lanthanide contraction. They shows unique catalytic properties when used as active component of catalyst or carrier. Rare earth catalytic materials in petrochemical industry has been introduced in this paper, such as: the fossil fuel catalytic combustion, motor vehicle tail gas purification, the management of the poisonous and harmful waste gas, solid oxide fuel cell and mobile hydrogen production, rare earth catalyst application and research status of theoretical research, etc. In this paper, the problems of rare earth catalytic materials and rare earths catalytic materials for the development of thinking and outlook. KEYWORDS: Rare earths, catalysis, environment

稀土永磁材料的研究进展 应用物理学专业毕业设计 毕业论文

稀土永磁材料的研究进展应用物理学专业毕业设计毕业论文

内蒙古科技大学本科毕业论文 题目:稀土永磁材料的研究进展学生姓名: 学院:物理科学与技术学院 学号: 专业:应用物理学 班级: 指导教师: 二〇一一年六月

摘要 稀土永磁材料在国民经济中占有重要的地位。本文从稀土永磁材料特点出发,介绍了稀土永磁材料发的相关发展应用,并进行了钕铁硼永磁体的粘结研究。 关键词:稀土永磁;粘结 Abstract Lanthanon permanent magnet is of importance in the country economy. In this paper, from characteristic of lanthanon permanent magnet, application and development are introduced, and stick investigation of NdFeB have been discussed. Keywords: Lanthanon permanent magnet; stick

目录 引言_______________________________________________________________ 5 1.稀土永磁材料的概要介绍 ____________________________________________ 5 2.十七种稀土元素 ____________________________________________________ 6 3.钕铁硼NdFeB_____________________________________________________ 6 4.日美等国的相关发展状况和我国稀土永磁材料发展展望 __________________ 7 4.1日美等国的相关发展状况______________________________________________ 7 4.2我国稀土永磁材料发展及展望__________________________________________ 8 5.钕铁硼永磁体的粘结研究 ____________________________________________ 8 5.1按要求配量__________________________________________________________ 9 5.2预估方案____________________________________________________________ 9 5.3检查效果,确认并验证最佳方案_______________________________________ 10结语______________________________________________________________ 11

顺丁橡胶合成工艺

顺丁橡胶的合成工艺一、总论 1.顺丁橡胶 1.1.概述 顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(C 4H 6 )n。顺丁橡胶 是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上。根据催化剂的不同,可分成镍系、钴系、钛系和稀土系(钕系)顺丁橡胶。顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比,硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异,动负荷下发热少,耐老化性尚好,易与天然橡、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品,还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。 1.2.顺丁橡胶的发展史 1910-1911年,前苏联用碱金属引发丁二烯聚合得到橡胶状物质。20世纪30年代初,德国和前苏联开始生产以金属钠为催化剂的丁二烯橡胶,称为丁钠橡胶,其结构规整性差,物性和加工性能不好,还不能算做顺丁橡胶。20世纪50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理论的实践,促进了顺丁橡胶合成技术的迅速发展。1956年,美国以AlR3-TiBr4催化体系合成顺丁橡胶。随后钴系、镍系及稀土系(钕系)催化剂相续发展,顺丁橡胶生产能力已仅次于丁苯橡胶,位居合成橡胶各胶种第二。2013年世界合成橡胶生产者协会统计丁二烯橡胶(主要为顺丁橡胶)产能为471.8万吨/年。 我国在上世纪70年代采用自主开发的技术实现了顺丁橡胶工业化生产,采用的是镍系催化剂,其生产技术一直处于世界先进水平行列。中国石化、中国石油和一些民企均拥有镍系顺丁橡胶生产装置,2011年总产能达66万吨/年,产品销往世界各国。未来几年,我国镍系顺丁橡胶产能将进一步扩大,预计我国镍系顺丁橡胶产能将超过100万吨/年。 稀土顺丁橡胶因其优异的性能被视为镍系顺丁橡胶的升级品种,逐渐被工业界所重视。稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相比具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨耗和抗疲劳等物理机械性能,符合高性能轮胎在高速、节能、安全、环保等方面发展的需要,常用于高性能绿色轮胎。中国早在上世纪60年代就开始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于当时经济发展落后,未能实现工业化生产。1998年在国家863计划的支持下,中国石油锦州石化公司在镍系万吨级顺丁橡胶生产装置上成功地生产出了稀土顺丁橡胶。2011年,中国石油独山子石化公司稀土顺丁橡胶生产装置投产,中国稀土顺丁橡胶生产装置实现了零突破。2012年,中国石化北京燕山分公司3万吨/年稀土顺丁橡胶生产装置也投产。未来几年,我国将新增20多万吨/年稀土顺丁橡胶的产能,届时中国稀土顺丁橡胶总产能达30万吨/年以上,成为稀土顺丁橡胶第一大生产大国。 2.溶液聚合 2.1.概述 将聚合单体溶解于溶剂中,然后在催化剂的催化下进行的聚合反应。在溶液聚合中溶剂起到传热介质的作用。 溶液聚合分为均相和非均相聚合两种情况。 2.2.聚合方式

氮化物作为催化剂的研究进展

氮化物作为催化剂的研究进展 内容摘要:近年来,被誉为“准铂催化剂”的过渡金属氮化物因其优良的催化活性已受到世界各国学者的广泛关注。大量的研究表明,过渡金属氮化物在氨的合成与分解、加氢精制等许多涉氢反应中都表现出良好的催化活性。过渡金属氮化物的制备方法有高温法和程序升温氮化法, 程序升温氮化法的显著优点是可以制备出高比表面积的金属氮化物。研究人员不仅对金属氮化物催化剂的制备方法进行了大量的研究,并且发现负载型金属氮化物具有负载量低、比表面积大等优点。因此, 金属氮化物的负载化研究正成为目前的研究热点。 关键词:过渡金属、氮化物、催化剂、结构、性能、工业 Nitride as a catalyst research progress Grade: grade 09 Applied Chemistry Specialty Name: Hong Huaiyong number: 122572009003 Abstract:In recent years, known as the" Platinum" transition metal nitride because of its excellent catalytic activity has been subjected to extensive concern of scholars all over the world. A large number of studies show that, transition metal nitride in ammonia synthesis and decomposition, hydrogenation and so many wading hydrogen reaction showed good catalytic activity. Preparation of transition metal nitride has high temperature method and temperature-programmed nitridation, temperature-programmed nitridation method has the advantages of preparation of high specific surface area of the metal nitride. The researchers not only on the metal nitride catalyst preparation method was studied, and found that the load type metal nitride having load low, large specific surface area and other advantages. Therefore, a metal nitride load research is becoming the research hotspot at present. Key word:Transition metal, nitride, catalyst, structure, performance, industry 引言 过渡金属氮化物是元素N插入到过渡金属晶格中所生成的一类金属间充型化合物,它兼具有共价化合物、离子晶体和过渡金属三种物质的性质,从而表现出优良的物理和化学性能。它作为一类具有很高硬度、良好热稳定性和抗腐蚀特性的新型功能材料,已经在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀分机械领域得到应用。而且它在氨合成与分解、加氢脱硫/脱氮(HDS/HDN)、F-T合成等许多涉氢反应都具有优良的催化活性,不逊色于Pt和Rh等贵金属催化剂的性能,被誉为“准铂催化荆”。过渡金属氮化物作为一种有应用前景的新型加氢精制催化剂已引起人们的广泛关注,成为国际催化荆新材料领域的研究热点。本章概述了这一催化新材料的最新研究进展。 1.过渡金属氮化物的结构和电子特征 过渡金属氮化物是一种间充化合物,是由于氮原子填隙似的融进过渡金属的晶格中形成的,它们倾向于形成组成可在一定范围内变动的非计量间隙化合物。其固态化学特征类似于纯金属,具有简单的晶体结构特征。其中的金属原子形成

稀土在石化催化剂中的应用

稀土在石化催化剂中的应用 (李才英,石油化工科学研究院,北京100083) 作者简介:炼油催化剂专家。1942年6月25日生。1964年毕业于北京理工大学。中石化石油化工科学研究院催化裂化催化剂研究室副主任、高级工程师。1972年开始从事沸石分子筛催化剂的研究,1983——1985年作为访问学者在英国帝国理工学院化学系进行沸石分子筛离子交换的研究。作为发明人之一,已经申请了20余篇专利。是自然科学突出贡献政府津贴获得者。 一、前言 石油炼制与化工是稀土应用的一个重要领域,也是使用并消耗稀土的大户之一。在石化工业中,催化技术占有极其重要的地位,稀土主要被用于制备含稀土的催化剂,应用在各种催化反应过程之中。 在石油炼制方面,由于我国的原油偏重,用蒸馏的方法只能得到约30%的轻质油。剩下的重质油可通过二次加工,进一步获得汽油和柴油等轻质油品。催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段,我国70%以上的汽油和30%以上的柴油均来自催化裂化。 催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。自六十年代以来使用高活性的沸石分子筛裂化催化剂,稀土作为一个组分被引入到裂化催化剂中,从而,开创了稀土在裂化催化剂中应用的新局面。我国在七十年代也开发成功了稀土分子筛催化剂,并实现了工业规模的生产和使用。随着国民经济的发展,原油加工能力不断扩大,催化裂化的处理量已为原油加工能力的36%。裂化催化剂的产量,质量和品种也有了很大的发展,稀土在其中继续发挥着它的重要作用。本文将重点介绍近年来稀土在裂化催化剂中的应用情况,对于稀土在环保类型催化剂中我们所涉及的一些工作,也将作一简单介绍。 二、稀土在催化裂化催化剂中的应用 1.稀土可改善分子筛的稳定性和催化性能 目前,沸石分子筛是裂化催化剂中必不可少的活性组分。所用的合成分子筛, 及其它金属阳离子是一种结晶的铝硅酸钠,只有当其孔道中的钠离子被H+,NH+ 4 交换后,它才能呈现出固体酸性,具有催化作用。轻稀土(La、Ce、Pr…)离子为三价阳离子,对沸石分子筛有亲和力易于交换,且交换后的分子筛晶体结构稳定性好,活性高,对汽油的选择性好。因此,自1962年初次在工业上应用,很快

稀土功能材料研究现状

稀土功能材料研究现状 摘要:稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库,因其在电、光、磁等方面具有独特性质,故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词:稀土、功能材料、研究现状 引言 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称,即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础,对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平,提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。 被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3—12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质,使其在功能材料领域获得了广泛的应用。因此,无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。 1、传统领域中的稀土材料 1.1稀土在农轻工中的应用 早在20世纪五六十年代,稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果,先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点:一是作为植物的生长、生理调节剂,使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性;二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害,对环境无污染[2]。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可

2015-2020年中国稀土顺丁橡胶市场运营监测报告

2015-2020年中国稀土顺丁橡胶市场运营监测与发展前景分析报告 中国产业信息网

什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等,为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场,但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代,不但要了解自己现状,还要了解对手动向,更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说,行业研究报告的核心内容包括以下五方面:

行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言,发展战略的制定通常由三部分构成:外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系,行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间;企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务: 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据

2015-2020年中国稀土顺丁橡胶市场运营监测与发展 前景分析报告 【出版日期】2015年 【交付方式】Email电子版/特快专递 【价格】纸介版:7000元电子版:7200元纸介+电子:7500元 【报告编号】R329763 报告目录: 稀土顺丁橡胶优异的生胶性能和结构在其应用过程中得到了充分体现,混胶具有更高的拉伸强度、更低的滞后损失及疲劳生热,具有优异的抗屈挠性能、更好的抗湿滑性能,还具有十分可贵的低滚动阻力等特点。而这些特点正是提高轮胎的高速性、耐久性、节能性所必需的性能。 中国产业信息网发布的《2015-2020年中国稀土顺丁橡胶市场运营监测与发展前景分析报告》。内容严谨、数据翔实,更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展动向、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,以及我中心对本行业的实地调研,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行研究分析。它是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行

我国异戊橡胶发展时机已经成熟

我国异戊橡胶发展时机已经成熟 钱伯章,朱建芳 (上海擎督信息科技公司金秋科技传播室,上海 200127) 摘要:介绍了我国异戊橡胶的发展前景。异戊橡胶是国内天然橡胶制品的最佳替代品,天然橡胶价格高位运行,国内异戊橡胶市场需求空间巨大等因素都为异戊橡胶的发展带来机遇,异戊橡胶合成技术已基本达到工业化水平,乙烯工业规模发展为异戊橡胶提供了原料保证。 关键词:异戊橡胶;生产;消费;发展前景 2005年,我国天然橡胶消费量约为230万,t 比2001年增长64%;合成橡胶消费量约为270万,t比2001年增长50%。2006年,橡胶总消费量比上年增长10%。据分析预测,今后我国橡胶市场需求仍将持续旺盛。为了弥补国内天然橡胶资源的不足,除了进口天然橡胶外,寻求替代品,积极开发异戊橡胶,也是解决天然橡胶资源短缺的有效途径。 异戊橡胶(I R)具有优异的综合性能,可以单独使用,也可与天然橡胶(NR)或其他合成橡胶并用。在载重轮胎制造中可以完全替代天然橡胶,在帘布胶、胶管胶带、医用材料及制鞋工业中也获得广泛应用。用I R制造的轮胎生热低、耐磨性和耐寒性均优于天然橡胶,国外70%~80%的I R 用于轮胎制造,另有10%~15%的I R用于其他橡胶制品工业。 1世界异戊橡胶生产现状 世界异戊橡胶工业化生产始于20世纪60年代。70年代初,一些以合成法制备异戊二烯为原料的异戊橡胶装置因高成本、高能耗被迫关闭或拆除,但日本和美国等以乙烯装置副产异戊二烯为原料的装置一直处于生产状态。前苏联和东欧上世纪六七十年代优先发展异戊橡胶,年产能一度达到100万t以上,约占世界总能力的80%,80年代末期的年消费量曾高达80多万t。截至2006年,世界异戊橡胶装置年生产能力在111万t 以上,其中年产能力美国17万,t日本10.9万,t 俄罗斯71.5万,t罗马尼亚9.1万,t荷兰年产能力2.7万t。 2006年,世界异戊橡胶产量约62万,t其中俄罗斯产量约占68%。俄罗斯对世界异戊橡胶的发展起着重要作用。近年来俄罗斯异戊橡胶产量呈现较快增长,从2000年的31.8万t上升到2003年的39.3万t和2006年的42万;t出口量也从2000年的8.5万t上升至2003年的14.3万t和2006年约16万t。据统计,2006年我国从俄罗斯进口异戊橡胶约4.5万t。 2我国异戊橡胶发展前景 2.1异戊橡胶是国内天然橡胶的最佳替代品 目前我国已成为世界上最大的橡胶消费国,天然橡胶和合成橡胶的消费量均位居世界第一,因而也成为世界最大的天然橡胶和合成橡胶进口国。据了解,2005年和2006年我国天然橡胶进口量分别为141万t和161万,t进口依存度都超过了70%。 表1我国天然橡胶资源构成 2003年2004年2005年 产量/万t566049 进口量/万t120128141 总资源量/万t176188190 进口依存度/%686874 据国际橡胶研究组织预测,中国橡胶消费量占全球橡胶产量的比例将从2005年的21%增长到2020年的33%。预计未来天然橡胶缺口将超过200万t。国内天然橡胶产量的增长速度远远赶不上表观消费量的增长速度。因

聚丙烯催化剂研发进展及发展趋势

聚丙烯催化剂研发进展及发展趋势(一) 自20世纪50年代Ziegler-Natta(Z-N)催化剂问世以来,聚丙烯催化剂经过不断 改进得到了很大的发展,目前已经从需要脱灰、脱无规物的第一代催化剂发展到高活性、高立构规整性的高效第五代催化剂。催化剂的活性已由最初的几十倍提高到几百万倍,聚丙烯等规指数已达98%以上,生产工艺得到了简化。目前,催化剂仍是推动聚丙烯技术发展的主要动力,Z-N催化剂和单活性中心催化剂都将继续发展。Z-N催化剂将在高活性、高定向性的基础上向系列化、高性能化发展,不断开发性能更好的新产品;茂金属和非茂单活性中心催化剂(SSC)在聚丙烯领域的应用得到深入发展,其发展目标是进一步实现技术的工业化和启动需求量较大的通用产品市场。 1 Ziegler-Natta催化剂 目前,世界上PP生产所用的大多数催化剂仍是基于Ziegler-Natta(Z-N)催化体 系,即TiCl 3 沉积于高比表面和结合Lewis碱的MgCl 2 结晶载体上,助催化剂是 Al(C 2 H 5 ) 2 Cl等烷基铝类化合物,其特点是高活性(通常在50kgPP/g催化剂左右)、 高立构规整性、长寿命和产品结构的稳定性好。20世纪90年代以来,美国、西欧和日本等世界主要的PP生产商研究开发工作的重点主要集中于该类催化剂体系的改进上。 早在第一代Z-N催化剂出现后,人们就发现添加第三组分(多为给电子体,又称 为Lewis碱)对烯烃聚合行为和聚合物性能都会产生很大的影响。只有改变催化剂中的给电子体(分为内给电子体和外给电子体两类),才能最大可能地改变催化剂活性中心的性质,从而最大程度地改变催化剂的性能。因此,新型给电子体的开发一直是5开发的热点。 1.1内给电子体 目前,内给电子体主要有1,3-二酮、异氰酸酯、1,3-二醚、烷氧基酮、烷氧基 酯、丙二酸酯、琥珀酸酯、1,3-二醇酯、戊二酸酯、邻苯二甲酸高级酯、卡宾类化合物以及环烷二元酸酯等,其中使用最多的是1,3-二醚、琥珀酸酯和1,3-二醇酯类。 (1)以1,3-二醚类化合物为内给电子体的催化剂。1,3-二醚类化合物内给 电子体是由Basell公司开发的。以1,3-二醚类化合物为内给电子体的丙烯聚合 催化剂具有高活性、高氢调敏感性及窄相对分子质量分布等特点,并且在聚合过程中不加入外给电子体时仍可以得到高等规度的PP。在较高温度和较高压力下,用该类催化剂可使丙烯抗冲共聚物中的均聚PP基体具有较高的等规度,提高了结晶度。即使熔体流动指数很高时,PP的刚性也很好,非常适合用作洗衣机内桶专用料。目前,Basell公司已经开发了一系列基于二醚类内给电子体的催化剂,据称催化剂的活性超过100 kg/g(以每克催化剂生产的聚合物的质量计),聚合物的等规指数大于99%。

金属催化剂的研究进展

金属催化剂的研究进展 1前言 催化技术作为现代化学工业的基础,正日益广泛和深入地渗透于石油炼制、化学、高分子材料、医药等工业以及环境保护产业中,起着举足轻重的作用。长期以来,工业上使用的传统催化剂往往存在着活性低、选择性差等缺点,同时常需要高温、高压等苛刻的反应条件,且能耗大,效率低,不少还对环境造成污染。为此人们在不断努力探索和研究新的高效的环境友好的绿色催化剂[1]。本文重点讲解金属催化剂的作用机理,以及金属催化剂在甲醇气相羰基化合成碳酸二甲酯的应用、茂金属催化剂的应用以及金属催化剂在乙烯环氧化合成环氧乙烷的应用。 2金属催化剂的作用机理 2.1 金属催化剂的吸附作用 众所周知,吸附是非均相催化过程中重要的环节,过渡金属能吸附O2、C2H4、C2H2、CO、H2、CO2、N2等气体,强化学吸附能力与过渡金属的特性有关,是因为过渡金属最外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子,容易与气体分子形成化学吸附键,吸附活化能较小,能吸附大部分气体,需主要的是d轨道半充满或者全充满,较稳定,不易与气体分子形成化学吸附键。由此可知,过渡金属的外层电子结构和d轨道对气体的化学吸附起决定作用,有空穴的d轨道的金属对气体有较强的化学吸附能力,而没有d轨道的金属对气体几乎没有化学吸附能力,由多相催化理论,不能与反应物气体分子形成化学吸附的金属不能作催化剂的活性组分。 催化反应中,金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子,从而使后者能够在金属表面上发生化学反应,金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关,一般情况下,处于中等强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性,因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂,不易参与反应;而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附[2]。 2.2 金属-载体间的相互作用 我们课题组研究的是甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯,使用的是负载型

磁性材料研究进展

磁性材料 引言 磁性材料作为重要的基础功能材料,已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及人们日常生活的各个领域,对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫顽力的高低,对磁性材料进行分类:矫顽力大于1000A/m则称为硬磁材料,当硬磁材料受到外磁场磁化后,去掉外磁场仍能保留较高的剩磁,因此又称之为永磁材料或恒磁材料;矫顽力小于lOOA/m则称为软磁材料;矫顽力100A/m

永磁材料长期稳定性研究进展

永磁材料长期稳定性研究进展Ξ 刘国征1,2,3,夏宁2,赵明静1,刘小鱼1,鲁富强2,李波3,喻小军3 (11包头稀土研究院,内蒙古 包头 014030; 21稀土冶金及功能材料国家工程研究中心,内蒙古 包头 014030; 31钢铁研究总院,北京 100083) 摘 要:永磁材料的长期稳定性对永磁应用器件的长期可靠使用是极为重要的。本文介绍了永磁材料长期稳定的理论模型的发展和在不同永磁材料中的应用,总结了温度、耐蚀性、镀层防护、永磁体的L/D因素等对烧结钐钴稀土永磁材料短期和长期稳定性的影响,讨论了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐蚀性差的缺点,科技人员近年来所进行的研究和改善的途径,提出解决烧结钕铁硼永磁材料的长期稳定性应用应采取的途径。 关键词:长期稳定性;钐钴永磁材料;钕铁硼永磁材料;永磁应用器件 中图分类号:O482152 文献标识码:A 文章编号:100420277(2010)022******* 钕铁硼稀土永磁材料因有最高的磁性能而广泛地应用于电机、家用电器、计算机、医疗器械等行业。近年来,随着军工、节能环保等新能源领域风力发电机、混合动力汽车的发展,对所使用的稀土永磁材料的磁性能、使用温度和稳定性都提出了更高的要求,而永磁材料的稳定性变得更为重要。 永磁材料磁性能的稳定性是永磁材料的重要参数,主要是指永磁材料充磁后,内外因素的影响使磁性能改变的程度[1~3]。通常用磁性能的变化率来表示其稳定性。常见引起磁性能变化的因素有:温度、时间、电磁场、辐射、机械震动与冲击、化学作用等。对于钕铁硼永磁材料来说,由于居里温度低、热稳定性差、耐蚀性不好已普遍共知,对此已有众多研究人员进行了研究,通过添加元素C o提高了居里温度[4,5],添加Dy、Tb、Al、G a、Nb、Cu等元素提高了内禀矫顽力,大大改善了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性[6~9],通过添加元素[10]和提高磁体密度、采用防腐镀层[11]等方法,使烧结钕铁硼的耐蚀性得到很大改善,提高了磁体的化学稳定性,基本满足了各类应用器件的一般需求。但随着风力发电机、混合动力汽车和军工装备应用的发展,要求永磁体要具有高可靠性、长寿命,即在20年内磁体的磁通或剩磁损失在0%~10%这一范围内。这一类磁体应用的环境条件较复杂,既有四季气候温度、湿度变化,又承受振动、冲击及内外退磁场带来的影响。因此永磁材料的长期稳定性已成为永磁材料研究和该应用领域极为关心的参数。而对于烧结钕铁硼永磁体的时间稳定性或长期稳定性的研究一直不够深入,是当今关注的重点。本文重点综述永磁材料长期稳定性的研究和理论研究状况,影响永磁材料长期稳定性的因素以及相对准确预测永磁材料长时间稳定性的方法。 1 永磁材料长期稳定性理论模型研究永磁材料的剩磁随时间变化而降低的现象早已被人所共知。对于永磁材料,在其内部的磁畴和磁区域的排列状态随时经受着来自内部和外部因素的扰动而重新排列达到低能状态,因此而引起剩磁的降低。早在1949年,为了解释这一现象,Street R[12]以及Neel Louis[13]提出了假设并建立了理论模型。Neel Louis假定在磁体的局部区域存在磁场而影响了磁体的磁状态。这些磁场可为热扰动、机械振动、外磁场以及地球磁场等产生。在稳定的环境下,这些磁场随着时间随机性产生,使磁体内部状态不断 第31卷第2期2010年4月 稀 土 Chinese Rare Earths V ol131,N o12 April2010 Ξ收稿日期:2010201207 基金项目:国家自然科学基金项目资助(50761001) 作者简介:刘国征(19622),男,内蒙古赤峰人,博士研究生,正高级工程师,主要从事磁性材料研究。

异戊橡胶生产技术进展

17 中国橡胶一、异戊橡胶概述 顺式1,4结构的聚异戊二烯,即异戊橡胶(IR),其主要物理机械性能与天然橡胶相近,具有优良的弹性、密封性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性和抗撕裂性、抗张强度和伸长率,综合性能良好,是天然橡胶的最佳替代物,可广泛应用于轮胎、胶带、胶管等橡胶加工领域。异戊橡胶工业化生产按催化剂体系可分为锂系异戊橡胶(Li-IR)、钛系异戊橡胶(Ti-IR)和稀土异戊橡胶(Nd-IR)。 异戊橡胶的生产主要受下游用户使用习惯,异戊二烯的价格和天然橡胶的价格3个因素共同决定。2011~2014年,异戊橡胶的价格伴随着天然橡胶的价格,从每吨胶40000元降到了10500元,新建的橡胶装置纷纷停车。2013年开始,全球天然胶开始出现供过于求现象,预计未来天然橡胶价格仍将在低位震荡,对应的异戊橡胶价格也将持续低位徘徊。另一方面,原材料异戊二烯的价格仍较高,预计今年异戊橡胶生产前景并不乐观。 二、异戊橡胶的生产发展 1.我国异戊橡胶的生产发展20世纪中期,吉林化学工业公司研究院和长春应用化学研究所最早开始了合成异戊橡胶的研究,合作开发了钛系异戊 异戊橡胶生产技术研究进展及生产和市场发展 中石化北京化工研究院燕山分院 辛益双 橡胶的合成技术,之后又成功开发了稀土异戊橡胶并建立了中试装置,合成出了几十吨异戊橡胶。1980~1987年,吉化公司研究院又在580升聚合釜试验,提高橡胶的技术经济指标,顺式含量达95%,1987 年完成1.3万吨/年异戊橡胶装置基础设计。1992年,上海高桥石化也提出了建设1万吨/年异戊橡胶装置的预可行性报告。 近年来,我国在异戊橡胶,特别是稀土异戊橡胶的研究开发方面取得了重大进展。 (1)中国科学院长春应用化学研究所先后成功开发出采用钛系和稀土催化剂体系的IR 合成技术,并且其稀土催化剂体系的IR 合成技术应用在山东神驰石化有限公司的年产3万吨的装置上。 (2)吉林石化公司研究院在20世纪70年代研究基础上, 2006年开始加快了IR 的研发步伐,完成了小试、模试和中试技术的研究,产品达到国外同类产品水平,成功应用于全钢载重子午线轮胎胎面胶,并通过了国家橡胶轮胎质量监督检验中心认证,形成了具有自主知识产权的4万吨/年的 IR 成套技术工艺包。2007年6月,有消息报道中科院长春应化所和吉化分公 司合作完成了新型稀土异戊橡胶小试技术的开发研究。 (3)2010年,在茂名鲁华化工有限公司建成国内首套异戊橡胶工业化生产装 行业综述

稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁材料及其应用发展现状 稀土永磁钕铁硼材料最重要的应用领域之一是支撑现代电子信息产业的重要基础材料,与人们的生活息息相关,小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器,大到汽车、发电机、医疗仪器等,永磁材料无所不在。正是由于广泛应用了稀土永磁材料,众多电子产品的尺寸进一步缩小,性能大幅度改善。 一、全球稀土永磁产业近况 近年来,由于发达国家生产成本高,而国际市场磁体价格却不断下降,在这些国家继续生产磁体已难以为继,因此以美、欧为代表的西方发达国家磁材企业纷纷进行了产业调整,使钕铁硼产业的国际格局发生了重大变化。 烧结磁体方面,2000年美国的Ugimag公司被卖给了麦格昆磁,2003年麦格昆磁进行了产业调整将其关掉,将磁材生产转移到中国来。21世纪初,英国的摩根集团收购了德国西门子下属的真空冶炼公司(Vacuumschmelze或VAC)和美国的坩埚公司,但是在2003年6月份,摩根集团关闭了美国的坩埚公司(Crucible)。2005年摩根集团把德国真空冶炼公司卖给了美国的JPMorgan。目前,美国的稀土产业已从昔日的辉煌到今日的全部没落。在欧洲只有两家烧结钕铁硼的生产厂家,一家是在德国的真空冶炼公司,一个是在芬兰的Neorem 公司。2003年6月,日立金属购买了住友金属下住友特金的股份,成为全球最大的钕铁硼生产企业,并于2004年4月1日更名为NEOMAX,并停止了日立金属在美国的磁体生产。2007年4月1日NEMOMAX在日本退市,成为日立金属的全资子公司。日本还有两家企业,一家是TDK,这是一家老牌磁性材料生产企业;还有一家就是信越化工。NEMOAX、TDK和Neorem在中国已建立磁体后加工基地。德国VAC与中科三环合作,2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业。除了欧洲和日本两地外,其余的烧结钕铁硼磁体生产企业全部集中在中国。 自1990年以来,全球烧结钕铁硼磁体产量增长迅猛,年均增长率保持在25%左右。进入二十一世纪,尽管日、美、欧等发达国家稀土永磁产业的发展止步不前,但由于中国稀土永磁产业的超常发展,使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。2005年,全球烧结钕铁硼产量为42300吨,中国的产量为33000吨,占世界总产量的78%,保持了强劲的增长态势。日本烧结钕铁硼磁体原地踏步,处于维持状态。美国烧结钕铁硼磁体2004年后全部消亡。 粘结磁体方面,全球的生产能力大部分集中在日本企业。有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到上海爱普生磁性器件有限公司;另一家是日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司70%的股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了台湾的海恩公司,其深圳的海恩美格也是一个科技水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余基本在中国。 全球粘结钕铁硼磁体产量年均增长率为18%,基本保持了一个稳定增长的态势。2005年,虽然全球粘结钕铁硼磁体产量比2004年略有下降(1%左右),但中国的粘结钕铁硼产量保持了11%的增长。中国粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的40%,带动了全球产业的发

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档