经济实惠的纳米复合材料:可用于吸附有害气体
研究团队使用单步共沉淀方法制造了一种廉价的Mn-Zn-Fe三元金属氧化物纳米复合材料,用于在潮湿环境中的环境温度下去除SO2和H2气体。对于SO2和H2S,选择100和500 ppm的浓度来准确描述工业可用性和去除这些污染物的有效性。金属氧化物在潮湿环境中表现最佳,完全矿化为无毒副产物。除了研究影响吸附机制的成分外,研究人员还使用不同的显微镜和光谱方法彻底研究了吸附动力学。
二氧化锰、氧化锌和铁氧体被用来制造金属氧化物纳米复合材料。使用化学吸附在室温下在湿和干设置中对SO2和H2S气体的去除进行了评估。SO2和H2S气体分子在地表水层中的溶解和分解使吸附剂在潮湿环境中表现出更高的气体去除能力。在较小的吸附剂负载和流速下,金属氧化物的吸附能力更好。H2S气体矿化为硫、硫化物和亚硫酸盐,经彻底的光谱调查证实。铁和锰的氧化还原过程在分子氧和吸附水的存在下调节矿化过程。
尽管锌离子不参与氧化反应,但Zn2+最有可能与亚硫酸盐和硫化物反应。SO2矿化与硫酸盐的产生有关,这是由氧化环境中铁和锰的氧化还原活性驱动的。研究结果表明,三元金属氧化物纳米复合材料可以在干湿环境中实现小浓度SO2和H2S的矿化和气体去除。该团队最终开发出一种独特的吸附材料,用于有效矿化和去除有害含硫物质的气体,这可能在深度脱硫操作中证明是有用的。
铽铁化合物:可用于极低温度的磁致伸缩材料
俄罗斯乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学院乌拉尔分院金属物理研究所的科研人员对一种磁致伸缩材料进行改进,可在极低温度下使用,用于制造强声、超声波发生器、磁场和电流传感器等。研究成果发表在《Journal of Alloys and Compounds》杂志上。
铽和铁的化合物(铽铁氧体)是一种常见的磁致伸缩材料,在外部磁场影响下能改变大小和形状,但它的使用温度范围窄,需要高强度磁场。科研人员对这种材料进行了改进,添加锰(合金化),从而使磁致伸缩材料在液氮温度(约-193°C)下的磁致伸缩值比原化合物高四分之一,在室温条件下,与原化合物性能相当。
此外,改进后的材料对外界施加的磁场强度要求降低,不但降低了能耗,生产成本也会相应降低。