本文關(guān)鍵詞：磷鐵真空熱分解及磷鐵加鎳制備金屬磷化物

  更多相關(guān)文章： 磷鐵 金屬磷化物 分子動(dòng)力學(xué)模擬 真空 機(jī)理

【摘要】：本文對(duì)金屬磷化物的結(jié)構(gòu)特性、制備方法及金屬磷化物的利用等進(jìn)行了綜述,并系統(tǒng)地研究了磷鐵與鎳在真空加熱中的相互作用。本文首先從熱力學(xué)角度討論了磷鐵分解及磷鐵與鎳作用可能發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)臨界溫度;然后采用從頭算分子動(dòng)力學(xué)分別對(duì)Fe2P、Fe2NiP、Ni P2和NiP3的真空熱分解機(jī)理進(jìn)行研究;最后,對(duì)磷鐵與鎳進(jìn)行真空加熱實(shí)驗(yàn)探究,考察鎳的加入量及溫度對(duì)產(chǎn)物的影響。熱力學(xué)計(jì)算表明:磷鐵(FeP,Fe2P,Fe3P)在壓力為10Pa~100Pa,實(shí)驗(yàn)溫度900K~1700K范圍內(nèi),會(huì)發(fā)生不同程度的分解,并伴隨生成磷單質(zhì)。其次,對(duì)磷鐵(FeP,Fe2P,Fe3P)與鎳的熱力學(xué)分析表明:在溫度為900K~1700K范圍內(nèi),磷鐵(FeP,Fe2P,Fe3P)和鎳反應(yīng)生成磷化鎳(Ni2P,NiP2,Ni3P,NiP3,Ni5P2,Ni6P5)理論上是可行的,且在此溫度期間,磷化鎳化合物以Ni3P和Ni5P2為主,而磷鐵則主要以Fe2P,Fe3P的形式存在。從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬分析表明:(1)對(duì)Fe2P在1673K,10Pa的條件下進(jìn)行2ps動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn):Fe-P鍵會(huì)發(fā)生斷裂,Fe-Fe鍵趨于穩(wěn)定。(2)對(duì)Fe2NiP在1473K~1673K,10Pa的條件下分別進(jìn)行了10ps動(dòng)力學(xué)模擬,結(jié)果表明:當(dāng)溫度從1473K升高至1673K時(shí),Fe-P鍵和Ni-P鍵有斷裂趨勢(shì),而Ni-Fe鍵和Fe-Fe鍵趨于穩(wěn)定。(3)對(duì)NiP2和NiP3在1673K,10Pa的條件下進(jìn)行5ps動(dòng)力學(xué)模擬,結(jié)果表明:部分Ni-P鍵發(fā)生了斷裂。實(shí)驗(yàn)研究表明:(1)在爐內(nèi)壓力為10~40Pa,溫度為1573K時(shí),使原料磷鐵中的二氧化硅和氧化鈣的摩爾比為1:1,得到的產(chǎn)物上層渣樣主要是以硅酸鹽中Ca2SiO4、Ca3SiO5的形式存在的混合物,下層產(chǎn)品主要是以Fe2P形式存在的脫硅磷鐵,經(jīng)檢測(cè)硅脫至Si%㩳0.07%。(2)在磷鐵與鎳的反應(yīng)中,使物料質(zhì)量比為:脫硅磷鐵:鎳=4~1:2~1,壓力為10~80Pa,在溫度為1373K~1573K范圍內(nèi),均能形成三元化合物磷鎳鐵(FeNi2P);隨著鎳粉加入量的增多,還會(huì)出現(xiàn)Fe0.64Ni0.36;當(dāng)溫度升至1573K時(shí),以上物料比例發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物中均未檢測(cè)到磷化鎳(Ni3P或Ni5P2),說(shuō)明1573K時(shí),磷化鎳(Ni3P或Ni5P2)化合物不能穩(wěn)定存在。
【關(guān)鍵詞】：磷鐵 金屬磷化物 分子動(dòng)力學(xué)模擬 真空 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;O613.62
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 前言9-22
• 1.1 金屬磷化物的分類及結(jié)構(gòu)特性9-10
• 1.1.1 金屬磷化物的分類9-10
• 1.1.2 金屬磷化物的結(jié)構(gòu)特性10
• 1.2 金屬磷化物的制備方法10-13
• 1.3 金屬磷化物的利用研究進(jìn)展13-16
• 1.3.1 金屬磷化物在加氫脫硫（HDS）中的應(yīng)用13-14
• 1.3.2 金屬磷化物在加氫脫氮（HDN）中的應(yīng)用14
• 1.3.3 金屬磷化物在加氫脫氧（HDO）中的應(yīng)用14-15
• 1.3.4 金屬磷化物在負(fù)極材料中的應(yīng)用15
• 1.3.5 金屬磷化物在其它方面的應(yīng)用15-16
• 1.4 計(jì)算機(jī)模擬的理論基礎(chǔ)16-20
• 1.4.1 密度泛函理論16-18
• 1.4.2 從頭算分子動(dòng)力學(xué)18-19
• 1.4.3 計(jì)算應(yīng)用的軟件及模塊19-20
• 1.5 本論文研究目的及內(nèi)容20-22
• 第2章 磷鐵熱力學(xué)計(jì)算及討論22-58
• 2.1 熱力學(xué)理論計(jì)算公式22-23
• 2.2 磷化工副產(chǎn)磷鐵分解熱力學(xué)研究23-46
• 2.2.1 磷鐵分解生成P(g)發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究23-29
• 2.2.2 磷鐵分解生成P_2(g)發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究29-34
• 2.2.3 磷鐵分解生成P_3(g)發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究34-40
• 2.2.4 磷鐵分解生成P_4(g)發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究40-46
• 2.3 副產(chǎn)磷鐵中雜質(zhì)SiO_2與CaO反應(yīng)的熱力學(xué)研究46-48
• 2.3.1 CaO與SiO_2之間的相互作用47
• 2.3.2 CaO與SiO_2反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算47-48
• 2.4 磷鐵和鎳反應(yīng)的熱力學(xué)研究48-57
• 2.4.1 磷鐵（FeP）和鎳（Ni）可能發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究48-52
• 2.4.2 磷鐵（Fe_2P）和鎳（Ni）可能發(fā)生的反應(yīng)及熱力學(xué)研究52-55
• 2.4.3 磷鐵（Fe_3P）和鎳（Ni）可能發(fā)生的反應(yīng)如式（2.66）～（2.71）55-57
• 2.5 小結(jié)57-58
• 第3章 磷鐵熱分解及磷鐵與鎳的從頭算分子動(dòng)力學(xué)58-70
• 3.1 計(jì)算方法58
• 3.2 結(jié)果與討論58-68
• 3.2.1 Fe_2P動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果58-60
• 3.2.2 Fe_2NiP動(dòng)力學(xué)模擬的結(jié)果60-64
• 3.2.3 NiP_2和NiP_3計(jì)算結(jié)果與討論64-68
• 3.3 小結(jié)68-70
• 第4章 磷鐵真空熱分解及磷鐵與鎳反應(yīng)實(shí)驗(yàn)70-87
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)過(guò)程70-72
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備72-73
• 4.3 分析檢測(cè)方法73
• 4.4 磷鐵脫硅的行為分析73-75
• 4.5 磷鐵與鎳相互作用的行為分析75-85
• 4.5.1 磷鐵與鎳（4:1）真空反應(yīng)行為的研究75-78
• 4.5.2 磷鐵與鎳（2.4:1）真空反應(yīng)行為的研究78-80
• 4.5.3 磷鐵與鎳（3:2）真空反應(yīng)行為的研究80-82
• 4.5.4 磷鐵與鎳（1:1）真空反應(yīng)行為的研究82-85
• 4.6 小結(jié)85-87
• 第5章 結(jié)論與展望87-90
• 參考文獻(xiàn)90-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果98-99
• 致謝99

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