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石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究 被引量：1
1
作者 刘曙民 刘天波 +2 位作者 赵雷 冯震恒 王际童 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第2期11-16,31,共7页
负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样... 负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征,比较其各种性能,研究石油焦石墨化后的变化,并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明:在2750℃石墨化处理后,相较于原石油焦样品,3种石墨化样品结构重排,拥有更明显的规整层状结构;含碳量提升,其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降;均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台,首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后,比容量分别保持在273.00、259.00、226.20 mAh/g,库伦效率接近100%,是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。 展开更多
关键词 石油焦 锂离子电池 负极材料 电化学性能 石墨化程度 首次库伦效率 比容量
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基于Aspen Plus的甲烷联合重整制合成气过程热力学计算
2
作者 庞淑馨 王昊 +2 位作者 王健宇 朱卡克 刘志成 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2890-2900,共11页
甲烷联合重整产物合成气的组成受热力学平衡控制,反应中积炭反应也受操作条件的影响,因此,计算反应条件(原料组成、温度、压力)对产物组成和积炭形成的影响,进行定量热力学分析是工艺设计所需要的。本文使用Aspen Plus软件中的RGibbs模... 甲烷联合重整产物合成气的组成受热力学平衡控制,反应中积炭反应也受操作条件的影响,因此,计算反应条件(原料组成、温度、压力)对产物组成和积炭形成的影响,进行定量热力学分析是工艺设计所需要的。本文使用Aspen Plus软件中的RGibbs模块,建立甲烷联合重整热力学反应模型,采用吉布斯自由能最小化法,考虑所有相关反应的进料组成、温度和压力对平衡反应混合物组成和积炭的影响。首先,设定化学计量比CH_(4)∶(CO_(2)+H_(2)O)=1∶1进料,调控CO_(2)、H_(2)O相对进料比例,结果发现:CO_(2)/CH_(4)比增加时,CH_(4)和CO_(2)转化率升高,但积炭量也相应增加,H_(2)/CO比减小;CH_(4)和CO_(2)的平衡转化率随温度升高而升高,且随着温度升高趋于极限,可通过调节温度从而调控H_(2)/CO比达到所需生产要求。然后,研究了压力对反应平衡的影响,结果表明CH_(4)和CO_(2)的热力学平衡转化率随压力升高而降低,积炭量增加。最后,结合进料比、温度和压力的影响,针对合成气制下游化学产品的不同需求以及特定氢碳比精准调控,模拟计算出合适的反应进料比例,为将来实际生产调控提供了理论计算依据。 展开更多
关键词 热力学 Aspen Plus 甲烷联合重整 吉布斯自由能 二氧化碳 天然气
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电化学法处理香料工业氯化钠有机废盐的研究
3
作者 姚健康 胡硕真 +2 位作者 钮东方 吴建平 张新胜 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期105-115,共11页
为了实现氯化钠有机废盐的资源化利用,以某香料企业的氯化钠有机废盐为研究对象,在单室电化学氧化的基础上提出了一种资源化处理氯化钠废盐的一膜两室电解工艺,在降解废盐有机物的同时获取氢氧化钠。在单室电解槽中探究了废盐中有机物... 为了实现氯化钠有机废盐的资源化利用,以某香料企业的氯化钠有机废盐为研究对象,在单室电化学氧化的基础上提出了一种资源化处理氯化钠废盐的一膜两室电解工艺,在降解废盐有机物的同时获取氢氧化钠。在单室电解槽中探究了废盐中有机物的电化学氧化降解条件和降解途径,研究表明,在电流密度为600 A/m^(2)、反应温度为35℃、初始pH为6的最佳电解条件下,电解8 h后废盐模拟废水化学需氧量(COD)去除率为92.3%,色度去除率为100%,电流效率为32.3%。有机物降解的主要途径为电极产生的活性氯和羟基自由基对有机物的间接氧化。通过调节阳极液pH和进料方式,在相同电解条件下电解8 h,一膜两室工艺阳极COD去除率可达87.2%,阴极氢氧化钠总产量可达11.33 g。该工艺具有反应条件温和、工艺流程简单及无二次污染等特点,可为氯化钠有机废盐的资源化处理提供参考。 展开更多
关键词 电化学 氯化钠有机废盐 有机物降解途径 资源化
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氮掺杂碳包覆rGO-纳米硅的制备及电化学性能
4
作者 周惠 朱帅波 +3 位作者 王际童 乔文明 余子舰 张寅旭 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期72-81,共10页
通过静电自组装法,将自带负电的石墨烯与用正电荷修饰过的纳米硅进行自组装,再利用多巴胺的黏接特性对复合材料进行氮掺杂碳包覆得到复合材料Si/rGO@CN.通过改变多巴胺的浓度和聚合时间,研究了不同厚度的氮掺杂碳层对复合材料电化学性... 通过静电自组装法,将自带负电的石墨烯与用正电荷修饰过的纳米硅进行自组装,再利用多巴胺的黏接特性对复合材料进行氮掺杂碳包覆得到复合材料Si/rGO@CN.通过改变多巴胺的浓度和聚合时间,研究了不同厚度的氮掺杂碳层对复合材料电化学性能的影响.结果显示,当氮掺杂碳的含量(质量分数)为23.6%时,复合材料表现出优异的电化学性能.在0.2 A/g电流密度下循环200次后容量为943.4 mA·h/g;在1.0 A/g电流密度下的长循环性能测试中,发现其经300次循环后容量仍然保持在753.8 mA·h/g.氮掺杂碳层的均匀连续包覆不仅可以避免硅与电解液的直接接触,还可以缓冲硅纳米材料在脱嵌锂时产生的体积膨胀,维持材料结构的稳定性,而石墨烯的存在提高了复合材料的导电性. 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 硅碳复合 纳米硅 碳包覆
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电子级IPA微量金属离子吸附分离及其模拟
5
作者 张凯 陈寿天宝 +3 位作者 许振良 程亮 陈亮 秦磊 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期653-658,共6页
研究了树脂对异丙醇(IPA)中微量Na^(+)和K^(+)的静态吸附和动态吸附过程,其等温吸附符合Langmuir吸附模型,动力学吸附符合拟一级动力学模型。利用Aspen Adsorption模拟了树脂对IPA中Na^(+)和K^(+)的动态吸附过程,模拟结果和实验测得的... 研究了树脂对异丙醇(IPA)中微量Na^(+)和K^(+)的静态吸附和动态吸附过程,其等温吸附符合Langmuir吸附模型,动力学吸附符合拟一级动力学模型。利用Aspen Adsorption模拟了树脂对IPA中Na^(+)和K^(+)的动态吸附过程,模拟结果和实验测得的穿透曲线吻合良好。通过离子交换树脂去除IPA中的金属离子,最终金属离子质量浓度均低于5.00μg/L。这些结果为IPA中微量金属离子吸附装置的设计提供了依据。 展开更多
关键词 吸附 Aspen Adsorption 电子级IPA 金属离子 树脂
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聚酰亚胺辅助制备高定向石墨烯基全炭泡沫及其在导热聚合物复合材料中的应用 被引量：1
6
作者 熊科 孙智鹏 +5 位作者 胡吉辰 马成 王际童 葛翔 乔文明 凌立成 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期271-282,共12页
石墨烯及其衍生物具有高纵横比的二维层状结构,在加工过程中通常倾向于水平排列。因此,石墨烯基复合热界面材料虽然具有较高的面内热导率,但其表现出的低面外热导率难以满足实际应用需求。本文通过定向冷冻策略制备了竖直排列的聚酰亚胺... 石墨烯及其衍生物具有高纵横比的二维层状结构,在加工过程中通常倾向于水平排列。因此,石墨烯基复合热界面材料虽然具有较高的面内热导率,但其表现出的低面外热导率难以满足实际应用需求。本文通过定向冷冻策略制备了竖直排列的聚酰亚胺/石墨纳米片(PG)导热骨架以提高聚合物复合材料的面外热导率,其中石墨纳米片(GNs)为高导热石墨烯薄膜的粉体边角料。在该过程中,采用水溶性聚酰胺盐溶液直接分散疏水的GNs,热亚胺化后获得的聚酰亚胺在辅助GNs定向排列的同时经石墨化处理转变为人造石墨。同时,GNs的引入提高了PG骨架的有序度和密度,进一步提高了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基复合材料的强度和导热性能。结果表明,所制备的PDMS/PG复合材料(PG:21.1%)的面外热导率达14.56 W·m^(−1)·K^(−1),是纯PDMS的81倍。这种简便的聚酰亚胺辅助二维疏水填料定向排列的方法为各向异性热界面材料的规模制备提供了思路,同时实现了石墨烯薄膜边角料的再利用。 展开更多
关键词 石墨烯膜 二次利用 热导率 各向异性泡沫 热界面材料
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电子级多晶硅原料中痕量硼磷杂质的脱除研究进展 被引量：1
7
作者 闫可欣 姜洪涛 +3 位作者 高维群 郭晓晖 孙伟振 赵玲 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期83-94,共12页
三氯氢硅和氢气中痕量硼磷杂质的含量是影响多晶硅品质的主要因素。提高硼磷杂质的脱除效率有利于电子级多晶硅的大规模生产,实现我国能源信息产业升级。综述了三氯氢硅和氢气中硼磷杂质脱除方法的研究进展,重点介绍了各类提纯方法的特... 三氯氢硅和氢气中痕量硼磷杂质的含量是影响多晶硅品质的主要因素。提高硼磷杂质的脱除效率有利于电子级多晶硅的大规模生产,实现我国能源信息产业升级。综述了三氯氢硅和氢气中硼磷杂质脱除方法的研究进展,重点介绍了各类提纯方法的特点。其中,反应-吸附-精馏耦合技术集合了精馏法和化学提纯法的优点,是三氯氢硅精制过程中最具有发展前景的方法;吸附法凭借其负载的活性物质对硼磷杂质的高选择性,成为氢气精制最常使用的工艺。最后,系统探讨了吸附剂结构特点及与吸附性能的构效关系,在此基础上总结并展望了多晶硅原料中硼磷杂质脱除面临的挑战和发展方向。 展开更多
关键词 硼磷杂质 吸附 蒸馏 反应精馏 三氯氢硅 氢
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超临界二氧化碳介质中晶圆清洗与选择性刻蚀研究进展
8
作者 张泽欣 郑伟中 +5 位作者 徐益升 胡冬冬 卓欣宇 宗原 孙伟振 赵玲 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期110-119,共10页
随着集成电路特征尺寸的逐渐减小,器件结构会要求更高的纵横比,常规湿法清洗由于表面张力很难进入晶圆深沟槽结构内部,不能满足更细线条工艺要求和高深宽比结构,直接影响沟槽内的污染物去除效果;常规湿法刻蚀各向异性差、结构坍塌严重... 随着集成电路特征尺寸的逐渐减小,器件结构会要求更高的纵横比,常规湿法清洗由于表面张力很难进入晶圆深沟槽结构内部,不能满足更细线条工艺要求和高深宽比结构,直接影响沟槽内的污染物去除效果;常规湿法刻蚀各向异性差、结构坍塌严重、深沟槽刻蚀效果不明显;而等离子体干法刻蚀则存在刻蚀速率慢、光刻胶脱落和黏附、结构损伤、废气处理等一系列问题。超临界清洗和刻蚀技术是最具有前景的环境友好、无损伤技术,能够耦合刻蚀、清洗与干燥工艺为一体,且可以循环使用,安全环保,是晶圆制造过程中常规清洗和刻蚀的首选替代技术。综述了超临界二氧化碳中晶圆清洗与选择性刻蚀的研究进展,重点介绍了超临界二氧化碳共溶剂、微乳液体系在光刻胶剥离以及含硅基底选择性蚀刻中的应用,展望了超临界二氧化碳晶圆清洗和刻蚀存在的问题和发展趋势。 展开更多
关键词 晶圆清洗 晶圆刻蚀 超临界二氧化碳 超临界流体 微乳液
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铜催化草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇生成机理的DFT研究
9
作者 伦国栋 严伟琦 +2 位作者 周静红 朱贻安 李伟 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期553-564,共12页
利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分... 利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分电荷密度分析,阐明了铜催化剂的主要活性位点及1,2-PDO生成的主要路径。结果表明,1,2-PDO主要由乙二醇和甲醇于Cu_(2)O(111)表面通过Guerbet醇缩合反应生成,具体包括醇脱氢、羟醛缩合以及不饱和醛加氢三个过程。Cu_(2)O(111)表面Cu_(us)^(+)及O_(suf)^(-)位点形成的Lewis酸碱对能够促进反应物、产物及反应中间体的吸附且对于1,2-PDO生成过程的整体催化活性更高。Cu_(2)O(111)表面的O_(suf)^(-)位点是醇类脱氢生成醛、羟醛缩合过程中生成烯醇物种以及不饱和醛类中间体加氢的主要活性中心,而C-C偶联反应则发生在Cu_(us)^(+)金属位点上。论文研究结果可为铜催化剂设计和改性以及草酸酯加氢工艺的优化提供理论指导。 展开更多
关键词 草酸二甲酯加氢 CU催化剂 1 2-丙二醇 密度泛函理论 反应机理
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由乙烯焦油制备锂离子电池负极材料用碳质前驱体的氧化反应机理与反应动力学
10
作者 郭天瑞 陈荣起 +2 位作者 高伟 王艳莉 詹亮 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期354-366,共13页
为了得到优质的碳质前驱体,研究了乙烯焦油在空气中的氧化反应机理及其反应动力学,并制备出高软化点沥青应用于锂离子电池负极石墨材料的包覆改性。根据热重曲线将乙烯焦油的氧化过程分成350−550、550−700和700−900 K三个阶段,并采用质... 为了得到优质的碳质前驱体,研究了乙烯焦油在空气中的氧化反应机理及其反应动力学,并制备出高软化点沥青应用于锂离子电池负极石墨材料的包覆改性。根据热重曲线将乙烯焦油的氧化过程分成350−550、550−700和700−900 K三个阶段,并采用质谱和红外技术对不同反应温度下的尾气成份进行在线分析以揭示乙烯焦油在空气中的氧化反应机理。根据不同反应温度下乙烯焦油与氧气的热失重曲线,整个反应过程被分为4个阶段,进一步利用Coats-Redfern等转化率法分析17种常用反应动力学模型与实验数据的拟合度,筛选出最适宜表达乙烯焦油与氧气的反应动力学模型。结果表明:(1)在乙烯焦油的氧化过程中,芳香化合物的支链先与氧气反应生成醇类、醛类小分子化合物和含有过氧自由基的芳香化合物,然后含有过氧自由基的芳香化合物进行热缩聚反应形成分子量更大的芳香族化合物;(2)可采用四级反应模型描述乙烯焦油的前3阶段反应动力学,活化能分别为47.33、18.69和9.00 kJ·mol^(−1);可采用三维扩散模型描述第4阶段的反应动力学,其活化能为88.37 kJ·mol^(−1)。(3)经所制沥青包覆改性后,石墨负极循环300圈后的容量保持率由51.54%增长为79.07%。 展开更多
关键词 乙烯焦油 氧化反应机理 反应动力学 碳质前驱体 锂离子电池
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ZSM-5分子筛结构对苯烷基化反应性能影响的数值模拟研究
11
作者 黄静茹 陈佳轩 +4 位作者 张群锋 阮晋 朱来 叶光华 周兴贵 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2544-2555,共12页
以ZSM-5分子筛催化苯和乙烯烷基化为体系,建立并验证了一种三维各向异性扩散-反应数学模型,该模型考虑了分子筛形貌、孔结构和扩散各向异性的影响。模拟发现当分子筛颗粒体积和abc轴尺寸保持不变时,改变分子筛形貌并不会显著影响其表观... 以ZSM-5分子筛催化苯和乙烯烷基化为体系,建立并验证了一种三维各向异性扩散-反应数学模型,该模型考虑了分子筛形貌、孔结构和扩散各向异性的影响。模拟发现当分子筛颗粒体积和abc轴尺寸保持不变时,改变分子筛形貌并不会显著影响其表观活性,因而该情况下无须调控分子筛形貌;而当分子筛颗粒体积不变时,仅缩短b轴尺寸才能显著降低扩散阻力,提高催化剂表观活性,因而合成ZSM-5分子筛时缩短b轴尺寸最有利于扩散和反应。在分子筛颗粒中引入大孔可显著提高分子筛催化剂利用率和表观活性,保持大孔孔隙率不变时,减小大孔孔径更有利。存在最优大孔孔隙率以平衡扩散阻力和活性材料含量,当分子筛粒径4μm、大孔孔径300 nm时,最优大孔孔隙率0.16,对应最高表观反应速率80.5 mol/(m^(3)·s)。另外,由于分子筛内扩散各向异性的影响,当大孔取向平行于c轴时最有利。结果可为苯和乙烯烷基化ZSM-5分子筛催化剂乃至其他分子筛催化剂的设计优化提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 苯烷基化 ZSM-5分子筛 扩散-反应模型 孔道 扩散各向异性 颗粒形貌
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煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能 被引量：15
12
作者 张传祥 张睿 +4 位作者 成果 谢应波 詹亮 乔文明 凌立成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期252-256,共5页
以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4∶1,800℃条件下活化1 h制备的活性炭比表面积达3059 m... 以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4∶1,800℃条件下活化1 h制备的活性炭比表面积达3059 m2/g,总孔容为1.66 cm3/g,中孔率63%.该活性炭在3 mol/L KOH电解液中的比电容为322 F/g,大电流密度下充放电时的比电容保持率高,漏电流仅有0.06 mA,是理想的超级电容器电极材料. 展开更多
关键词 活性炭 超级电容器 比表面积 比电容
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基于DFT的环己酮肟液相贝克曼重排机理研究
13
作者 咸国义 陈立芳 漆志文 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期302-311,共10页
为了研究质子酸催化的环己酮肟液相贝克曼重排反应机理,使用密度泛函理论中的B3LYP-D3/6-31G(d)方法研究了反应中的过渡态内禀反应坐标,并使用SMD隐式溶剂模型模拟了液相环境。利用前线分子轨道和表面静电势确定了反应的主导因素,通过... 为了研究质子酸催化的环己酮肟液相贝克曼重排反应机理,使用密度泛函理论中的B3LYP-D3/6-31G(d)方法研究了反应中的过渡态内禀反应坐标,并使用SMD隐式溶剂模型模拟了液相环境。利用前线分子轨道和表面静电势确定了反应的主导因素,通过频率计算获得了过渡态和中间体的Gibbs自由能,确定了速率控制步骤。重排反应不可逆,而水解可逆,环己酮肟先进行双分子重排,然后进行反向水解。低温下,少量水对反应影响较小,提出了环己酮肟最有可能发生双分子重排-水解反应路径。在乙腈溶剂中,静电效应是环己酮肟与质子发生亲电反应的主导因素,局部亲电/亲核性是质子化环己酮肟与水或环己酮肟发生亲核反应的主导因素。本研究有助于深入理解环己酮肟液相贝克曼重排过程,并为避免发生副反应的固体催化剂设计提供理论基础。 展开更多
关键词 环己酮肟 贝克曼重排 催化 化学反应 反应机理
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石墨负极颗粒对锂离子电池容量衰减及SEI膜生长影响的模拟研究
14
作者 闻文 王慧艳 +2 位作者 周静红 曹约强 周兴贵 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期366-376,共11页
以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取... 以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取决于石墨负极材料的结构。基于SEI膜的生长动力学,构建了电池容量衰减模型,模拟计算了石墨负极颗粒粒径对于电池容量衰减及SEI膜生长过程的影响。结果表明,负极材料颗粒粒径越大,SEI膜厚增加速度越快,电池使用寿命显著降低;在充放电循环过程中,首次循环容量衰减速度最快,随着后期SEI膜厚的增加,老化速率减缓并趋于稳定;溶剂在SEI膜中的扩散系数和SEI层孔隙率的降低,会减缓电池容量衰减速度;溶剂通过SEI膜向内扩散至电极表面的步骤是SEI膜连续生长过程中的控速步骤。研究结果可为锂离子电池石墨电极涂层制备工艺优化提供基础知识及指导。 展开更多
关键词 电化学 锂离子电池 数学模拟 电极电解质界面 石墨
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颗粒分辨的乙炔选择性加氢固定床反应器数值模拟
15
作者 李泓宇 刘祥坤 +3 位作者 施尧 曹约强 钱刚 段学志 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3610-3622,共13页
乙烯产量是反映国家石油化工发展水平的关键指标。构建了颗粒分辨的乙炔选择性加氢固定床反应器模型,分析圆柱形颗粒堆积结构对传递过程以及操作条件对其反应性能的影响。结果表明,床层压降主要集中在反应器入口段,该段乙炔加氢反应速... 乙烯产量是反映国家石油化工发展水平的关键指标。构建了颗粒分辨的乙炔选择性加氢固定床反应器模型,分析圆柱形颗粒堆积结构对传递过程以及操作条件对其反应性能的影响。结果表明,床层压降主要集中在反应器入口段,该段乙炔加氢反应速率最高,但在后半段催化剂颗粒未被充分利用,而且反应器内存在明显的径向温度梯度。入口压力的增加和空速的降低均有利于提升乙炔转化率,但同时会降低乙烯选择性,其中乙烯选择性对压力更敏感,而乙炔转化率对空速更敏感;反应温度和氢炔比的提高均有利于促进乙炔生成乙烯的速率,但会导致乙烯富集在催化剂颗粒的外表面,其进一步向颗粒内部扩散时过度加氢生成乙烷,使乙烯选择性降低。 展开更多
关键词 乙炔选择性加氢 固定床反应器 数值模拟 传质 传热
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焦化油品微旋流脱焦粉实验研究 被引量：12
16
作者 李志明 杨强 +4 位作者 沈其松 王剑刚 阎超 左鹏 汪华林 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1018-1024,共7页
焦化油品(包括焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油等)通常不同程度携带焦粉,20μm以下焦粉难以脱除,严重影响下游装置正常生产。笔者设计了25mm液-固微旋流分离器,考察微旋流除焦粉分离性能,并与理论计算值对比。结果表明,微旋流器分离焦粉... 焦化油品(包括焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油等)通常不同程度携带焦粉,20μm以下焦粉难以脱除,严重影响下游装置正常生产。笔者设计了25mm液-固微旋流分离器,考察微旋流除焦粉分离性能,并与理论计算值对比。结果表明,微旋流器分离焦粉的分离效率随着流量增加先上升后下降,并存在最优分流比;在进口焦粉颗粒平均粒径为25μm、流量为0.86m3/h、分流比为5%时,分离效率在92%以上,分割粒径为6μm,适用于含焦粉焦化油品的分离净化。在旋流器的高效工作区,采用平衡轨道模型和停留时间模型计算的分割粒径值均比较接近实验值,而在小流速时偏差较大。 展开更多
关键词 切割粒径 分离模型 微旋流器 焦粉 焦化油品
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凝固浴槽的圆形自由射流数值模拟
17
作者 邓启帆 王贝 +1 位作者 沈春银 戴干策 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期94-100,共7页
非溶剂致相分离的干喷湿纺法所制中空纤维膜的微结构与凝固浴的流场结构密切相关。常见的凝固浴流动更新类似于圆形自由射流。该流场结构不仅影响溶液纺丝的稳定性,还影响其分相成膜时的双扩散行为。合适的湍流模型能提高计算的准确性... 非溶剂致相分离的干喷湿纺法所制中空纤维膜的微结构与凝固浴的流场结构密切相关。常见的凝固浴流动更新类似于圆形自由射流。该流场结构不仅影响溶液纺丝的稳定性,还影响其分相成膜时的双扩散行为。合适的湍流模型能提高计算的准确性与可靠性,因此采用9种湍流模型来模拟圆形自由射流流动,得到了不同模型下的流体速度分布、起始段长度、湍流动能(k)、卷吸量等参量结果,并与实验值及理论解进行对比分析。结果表明,在k与湍流动能耗散率(ε)中增加了两个附加项(D,E)的Launder与Sharma(LS)模型,对速度分布的预测最准确,轴向无量纲速度平均误差为7.14%,起始段长度与实验值相比平均误差最小为10.7%;Prandtl数σk对水流扩散有较大影响,通过修正σk,能提高LS模型的速度分布预测能力,当σk取0.15时,起始段与主体段的平均相对误差降至2.75%,雷诺数为6378.2条件下的卷吸量预测平均误差为3.57%。因此,在具有圆形自由射流的凝固浴槽数值模拟中,建议采用LS模型。 展开更多
关键词 数值模拟 湍流模型 自由射流 卷吸效应 凝固浴槽
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干喷湿纺制备中空纤维膜的喷丝头结构优化模拟
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作者 王贝 邓启帆 +1 位作者 沈春银 戴干策 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期72-80,共9页
在干喷湿纺法制备中空纤维膜的过程中,喷丝头作为关键的纺丝组件之一,其尺寸及内部几何形状对于聚合物分子链的取向和最终的膜形态有着重要影响,通过优化喷丝头结构有助于提高膜丝可纺性和产品质量。采用数值模拟的方法,建立三维喷丝头... 在干喷湿纺法制备中空纤维膜的过程中,喷丝头作为关键的纺丝组件之一,其尺寸及内部几何形状对于聚合物分子链的取向和最终的膜形态有着重要影响,通过优化喷丝头结构有助于提高膜丝可纺性和产品质量。采用数值模拟的方法,建立三维喷丝头溶液流道模型,探讨了环隙直管长度、环隙间距、锥形流动角等流道结构参数对溶液在喷丝头内的剪切流动、出口挤出胀大以及气隙中拉伸流动的影响。模拟结果表明:纺丝液流经喷丝成型孔入口处的压力及压力降随着直管长度增加而增大,随环隙间距、锥形流动角的增大而减小,且环管流道越长,越有助于溶液流动充分发展;相比于直管长度,环隙间距和锥形流动角对溶液的挤出胀大行为影响更显著,随着环隙间距和锥形流动角的增大,挤出胀大现象减弱。直管长度和锥形流动角对气隙中的初生纤维外径分布影响不明显。增大直管长度和环隙间距、采用锥形环管,有利于增加膜丝取向度和强度、提高纺程中的流动稳定性。模拟优化得到的喷丝头结构为直管长度1.1 mm,环隙间距0.11 mm(即长隙比为10左右),锥形流动角大于30°。 展开更多
关键词 中空纤维膜 喷丝头 挤出胀大 结构优化 数值模拟
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KOH与NaOH活化法所制活性炭孔结构及电化学性能的比较 被引量：21
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作者 谢应波 张维燕 +3 位作者 张睿 成果 张传祥 凌立成 《炭素技术》 CAS CSCD 2008年第2期9-14,共6页
采用沥青焦为原料,以KOH和NaOH化学活化法制备出不同碱炭质量比(R)系列活性炭。用氮气吸附和脱附等温线计算出BET比表面积、DFT孔径分布及孔容,并且通过直流循环充放电、循环伏安等表征方法研究了其电化学性能。实验结果表明,R值对所制... 采用沥青焦为原料,以KOH和NaOH化学活化法制备出不同碱炭质量比(R)系列活性炭。用氮气吸附和脱附等温线计算出BET比表面积、DFT孔径分布及孔容,并且通过直流循环充放电、循环伏安等表征方法研究了其电化学性能。实验结果表明,R值对所制活性炭的BET比表面积、DFT孔径分布及孔容均有良好的调控作用。KOH化学活化法对孔径分布调节更加明显,当R=5时所制活性炭微孔含量从R=3时的73.08%下降到46.15%。KOH活化法所制活性炭具有更大的质量比电容,其最大值分别为278.1F/g(3mol/LKOH)、174.5F/g(1mol/L(C2H5)4NBF4/PropyleeneCarbonate(PC))。NaOH活化法所制活性炭则具有更大的体积比电容和单位比表面积比电容,其值分别达143.0F/cm3、21.46μF/cm2(3mol/LKOH)。 展开更多
关键词 活性炭 化学活化 比表面积 超级电容器
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氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料的制备及其电化学性能 被引量：12
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作者 陈阳 张梓澜 +3 位作者 隋志军 刘芝婷 周静红 周兴贵 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1105-1112,共8页
采用水热法制备了氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料及作为比较的三维石墨烯、氢氧化镍纳米线、还原氧化石墨烯和氢氧化镍纳米线/还原氧化石墨烯,通过X射线衍射、扫描电镜、热失重分析和氮气吸脱附表征了材料的形貌、结构和组成,并采... 采用水热法制备了氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料及作为比较的三维石墨烯、氢氧化镍纳米线、还原氧化石墨烯和氢氧化镍纳米线/还原氧化石墨烯,通过X射线衍射、扫描电镜、热失重分析和氮气吸脱附表征了材料的形貌、结构和组成,并采用循环伏安法和恒电流充放电测试了复合材料的电化学性能.结果表明:氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料中直径为20-30 nm的氢氧化镍纳米线和三维结构的石墨烯紧密结合,相互交联形成网状结构,其比表面积达到136 m2·g-1,孔径分布20-50 nm,氢氧化镍纳米线的含量达到88%(w,质量分数).在6 mol·L-1的KOH电解液中,复合材料的比电容在1 A·g-1电流密度下达到1664 F·g-1,在1 A·g-1电流密度下循环3000次后的比电容保持率为93%.将复合材料的比电容和循环性能与氢氧化镍纳米线、氢氧化镍纳米线/还原氧化石墨烯、三维石墨烯和还原氧化石墨烯的性能进行比较,发现三维石墨烯较还原氧化石墨烯具有更高的比表面积和三维多孔结构,可以更大地提高活性物质的利用率,进而提高复合材料的比电容和稳定性. 展开更多
关键词 石墨烯凝胶 三维多孔 比电容 水热法 电容保持率
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