8.1选择性催化还原法 在贵金属、碱金属氧化物或沸石等催化 剂的作用下,利用氨还原剂在285~ 400℃下,将NO还原为无害的N2放空

《大学化学 Chemistry》课程PPT教学课件（英文）Chapter 11 Oxidation（氧化）and Reduction（还原）

Acid-base reaction: Transfer of proton Oxidation and reduction: transfer of electron

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2O3/Al2O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段(Fe2O3-Fe3O4/FeO,还原转化率 25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2 s -1

金属元素在自然界很少以单质形态存在 有色金属矿物大多数是硫化物或氧化物 炼铁所用矿物及很多冶金中间产品主要是氧化物形态 钛、锆、铪等金属的冶金中间产品为氯化物 还原反应在从这些矿物提取金属的过程中起着重要作用

一、研究还原过程的意义 金属元素在自然界很少以单质形态存在。有色金属矿物大多数是硫化物或氧化物 炼铁所用矿物及很多冶金中间产品主要是氧化物形态 钛、锆、铪等金属的冶金中间产品为氯化物。还原反应在从这些矿物提取金属的过程中起着重要作用

运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2O3+C、NiFe2O4+C、NiO+Fe2O3+C和Ni+Fe2O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2O3体系中由于NiFe2O4及Fe-Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别

利用光学体视显微镜和高温热台对CO气体还原Fe2O3过程进行原位观察,并结合扫描电镜、能谱和红外光谱分析,研究掺入CaO对还原过程中铁晶须生成和生长机理的影响.实验结果表明:铁晶须是在实现FeO→Fe转变时形成和不断生长的;CaO对氧化铁的还原有抑制作用,当掺入CaO质量分数 ≥ 8%时,没有铁晶须生成和生长.因此,可以通过控制CaO掺入量的方式抑制铁晶须的生成和生长,进而减少矿粉颗粒团聚的发生

利用微生物电池对微生物在矿物表面电子传递的过程进行了实验研究.结果表明:Geobacter metallireducens还原Fe(OH)3过程中直接接触方式起着重要作用,而微生物在矿物表面吸附形成的生物膜是一个关键因素,生物膜的形成又是一个相对较长的过程;细胞在固体表面的吸附并成膜是一种重要的代谢途径,而电子传递中间体AQDS虽然能在初期有效加快还原速率,但是当细胞吸附完成后,其作用就不再显著了,说明微生物催化矿物氧化还原反应动力学受生物膜控制.加速微生物在矿物表面成膜及保持其稳定性是影响微生物浸矿速率的重要因素

通过1350-1550℃下Fe-Cr2O3、Fe2O3-Cr2O3和FeCr2O4的碳还原实验,结合X射线衍射和扫描电子显微镜考察不同形态铁（Fe、Fe2O3和FeO）对Cr2O3还原的影响.同一温度下最终还原度及还原速率均呈现Fe2O3-Cr2O3-C〉FeCr2O4-C〉Fe-Cr2O3-C的趋势,三种样品的还原都经历了氧化物→碳化物→Fe-Cr-C合金的过程;低碳碳化物的产生以及较早形成金属液相使Fe2O3-Cr2O3还原更充分,合金液相中碳溶解量低导致FeCr2O4的还原率偏低,而碳化物偏多、合金液相偏少阻滞了Fe-Cr2O3还原率的提高.实验得到Fe-Cr2O3-C、FeCr2O4-C和Fe2O3-Cr2O3-C体系的表观活化能分别为142.90、111.84和128.9 kJ·mol-1