时间分辨热化学原位XAFS方法

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作者 顾颂琦 孙凡飞 +4 位作者 韦尧 宋兴飞 南兵 李丽娜 黄宇营 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3747-3755,共9页

为了利用X射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure,XAFS)谱学技术开展热化学反应动力学研究,在上海光源X射线吸收精细结构谱学线站(BL14W1)开展了时间分辨热化学原位XAFS方法的研究。采用自主研制的数据采集设备解决了时间分... 为了利用X射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure,XAFS)谱学技术开展热化学反应动力学研究,在上海光源X射线吸收精细结构谱学线站(BL14W1)开展了时间分辨热化学原位XAFS方法的研究。采用自主研制的数据采集设备解决了时间分辨XAFS技术中不同类型信号同步触发和同步采集的问题,实现了数据间的精准匹配。在单色器转速为720"/s、数据采集设备采样率为2MS/s、数据长度为1200eV的条件下,获得了一个9.6s的Cu标样的数据谱,通过与常规XAFS数据和标准XAFS数据进行对比,结果表明本文得到的时间分辨XAFS实验系统具有良好的准确性、分辨率和信噪比。在此基础上,进一步结合线站自主研制的原位装置开展了时间分辨热化学原位XAFS方法,并利用高温常压原位装置开展了CuO还原为金属Cu的验证性实验。在230℃恒温氢气气氛下30min内观测到Cu吸收边能量逐渐向低能量处偏移,同时它位于8998eV的主峰强度逐渐减弱并且劈裂为双峰结构,出现明显的金属Cu的特征。实验结果表明此方法达到了捕获物质动态演化过程的预期目的,在拓展XAFS谱学实验平台的同时,为热化学反应的动力学过程研究提供了一种强大的实验手段。 展开更多

关键词 时间分辨 X射线吸收精细结构 原位装置 热化学 反应动力学

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碳酸亚乙烯酯合成体系的热力学计算与分析

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作者 刘奇 张卫海 +3 位作者 贾风雷 于大伟 杨文兵 石磊 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1570-1575,共6页

采用Joback基团贡献法估算碳酸乙烯酯(EC)、氯代碳酸乙烯酯(CEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)的热力学数据,并分析了氯代合成法和直接脱氢法合成VC的热力学特性。计算结果表明,在氯代合成法中,EC与Cl_(2)生成CEC的氯代反应步骤在313~433 K是放热... 采用Joback基团贡献法估算碳酸乙烯酯(EC)、氯代碳酸乙烯酯(CEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)的热力学数据,并分析了氯代合成法和直接脱氢法合成VC的热力学特性。计算结果表明,在氯代合成法中,EC与Cl_(2)生成CEC的氯代反应步骤在313~433 K是放热且自发的,但随着温度升高,反应的自发性降低,标准平衡常数(K^(Θ))减小;氯代合成法中CEC脱氯生成VC的反应步骤在313~433 K是吸热且自发的,随着温度的升高,反应的吸热程度增加,但反应的自发性降低,K^(Θ)减小;直接脱氢法中EC直接脱氢生成VC的反应在373~873 K是吸热的,在373~673 K是非自发的,但在温度高于673 K时,反应则转变为自发的,且随着温度的进一步升高,反应的自发性增强,K^(Θ)随温度升高而增大。 展开更多

关键词 碳酸亚乙烯酯 热力学计算 基团贡献法

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CaSO_(4)与气固产物的竞争反应对煤热解特性的影响

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作者 沈天褀 吕仲彬 +4 位作者 郭悦 陆海洋 张玉辉 贾鑫 许光文 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期26-35,共10页

基于灰热载体的煤热解过程中,煤灰对煤热解特性的影响与其所含的CaSO_(4)密切相关,但由于CaSO_(4)与还原气和半焦之间存在复杂的竞争反应,导致CaSO_(4)对热解的影响规律和作用机制尚不明确。在固定床反应器中考察了500℃~850℃条件下CaS... 基于灰热载体的煤热解过程中,煤灰对煤热解特性的影响与其所含的CaSO_(4)密切相关,但由于CaSO_(4)与还原气和半焦之间存在复杂的竞争反应,导致CaSO_(4)对热解的影响规律和作用机制尚不明确。在固定床反应器中考察了500℃~850℃条件下CaSO_(4)对煤热解特性的影响规律,同时开展了CaSO_(4)-模拟热解气的气-固反应实验和CaSO_(4)-半焦的固-固反应实验,用于探究CaSO_(4)与还原气和半焦之间的竞争反应。结果表明:添加CaSO_(4)在低温时对H2收率无显著影响,但850℃时添加CaSO_(4)导致H2收率由1.11%降到0.96%,模拟热解气与CaSO_(4)的气-固反应验证了2H_(2)+CaSO_(4)→CaS+2H2O是H2收率降低的主要原因。高于700℃时,添加CaSO_(4)导致CO和CO_(2)的收率显著增加,如850℃时CO和CO_(2)收率分别由原煤热解时的11.57%和15.2%增加到添加CaSO_(4)热解时的31.60%和20.3%,CaSO_(4)与半焦的固-固反应证实了2C+CaSO_(4)→CaS+2CO_(2)和4C+CaSO_(4)→CaS+4CO是CO和CO_(2)收率增加的主要原因。结合热解过程中CaSO_(4)的分解率及质量衡算,固-固反应导致的CaSO_(4)的分解量约占总分解量的91.95%,表明相较于CaSO_(4)与还原气的气-固反应,热解过程中CaSO_(4)的分解主要归因于CaSO_(4)与半焦的固-固反应,这是CO和CO_(2)的变化量远高于H_(2)变化量的本质原因。 展开更多

关键词 煤热解 CaSO_(4) 气-固反应 固-固反应 竞争反应

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热化学反应工程科学与技术发展与展望

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作者 宋兴飞 贾鑫 +2 位作者 安萍 韩振南 许光文 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3513-3533,共21页

“热”诱发、“热”驱动的热化学反应是人类最早认识的化学反应,占据工业化学反应的绝大部分,是能源转化、资源加工、循环经济等的重要反应,涉及发电、供热、冶金、建材、废物消纳等重大工业行业,这些行业是与人类活动相关的CO_(2)排放... “热”诱发、“热”驱动的热化学反应是人类最早认识的化学反应,占据工业化学反应的绝大部分,是能源转化、资源加工、循环经济等的重要反应,涉及发电、供热、冶金、建材、废物消纳等重大工业行业,这些行业是与人类活动相关的CO_(2)排放源的主体,在总碳排放中占比90%以上。在“双碳”目标下,热化学反应科学和技术的创新发展凸显更加特殊和重要的作用,其重要内容之一就是“支撑热化学反应工程化”的科学与技术,即“热化学反应工程”。针对“热”诱导、“热”驱动的化学反应,本文深入归纳和分析其相关科学和技术从古至今的发展特点,凝练形成了五个具有不同科学与技术特点的典型发展时期。总结典型热化学反应相关行业的重要科学与技术的发展及其对社会进步的贡献和影响,阐明“双碳”战略背景下“热化学反应工程”的科技创新机遇和贡献“碳中和”的潜力,揭示了通过碳减排、碳替代和碳循环的技术创新和应用推广,可有效推动我国各种“超级碳排放源”的碳排放强度和碳排放量的大幅降低,实现年60亿吨级二氧化碳的消减。 展开更多

关键词 热诱发 热驱动 热化学反应工程 碳中和 工程热化学

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无机工业固体废弃物高温热化学转化的基础研究

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作者 邹旭 付亮亮 +5 位作者 胡枋伶 宋佳 高佳辉 张庆瑾 许光文 白丁荣 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3756-3775,共20页

随着工业的持续发展,煤、油页岩、菱镁矿、铁矿等矿物资源的用量不断增加,产生大量无机工业固体废弃物,低效的固废处置方式造成了巨大的环境污染和资源浪费。基于常见典型工业固体废弃物的化学组成,结合热力学分析结果,提出一种工业固... 随着工业的持续发展,煤、油页岩、菱镁矿、铁矿等矿物资源的用量不断增加,产生大量无机工业固体废弃物,低效的固废处置方式造成了巨大的环境污染和资源浪费。基于常见典型工业固体废弃物的化学组成,结合热力学分析结果,提出一种工业固体废弃物高温热化学转化方法,直接将无机工业固体废弃物转化为高附加值材料。该高温热化学转化方法通过热力学分析确定理想的目标产物及反应温度,利用热质传递效率高和易于放大的流化床,使单一或多种固体废弃物混合物中的各化学成分间发生固-固高温热化学反应,制成所需的复相材料使用或经进一步加工制得具有更高附加值的终端产品。通过对菱镁矿浮选尾矿、硼泥、油页岩渣、铁尾矿、铝灰、煤矸石等多种固体废弃物实验,获得了相应的复相粉体材料,验证了该方法的可行性。同时,通过选择性混合多种固体废弃物,改变反应物组成,可以调控目标产物及其含量。实验结果表明,利用高温流态化热化学反应技术,无机工业固体废弃物可成功转化为高附加值产物。研究成果对实现无机工业固体废弃物的有效利用、减少资源浪费、保护生态环境、推动绿色、低碳和可持续发展提供了又一途径,也为相关固体废弃物的综合利用提供了具体数据支撑。 展开更多

关键词 无机工业固体废弃物 高温热化学 流态化 颗粒技术 复相粉体材料

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菱镁矿除杂提质研究进展

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作者 齐笑 付亮亮 +1 位作者 白丁荣 许光文 《耐火材料》 CAS 北大核心 2024年第3期257-262,共6页

杂质的存在严重影响镁质产品的质量和应用范围,因此对菱镁矿的除杂提质加工具有至关重要的意义。综述了近年来菱镁矿除杂提质技术研究进展,并展望了菱镁矿除杂技术未来的发展方向,以期为菱镁矿资源利用率的提高提供助力。

关键词 菱镁矿 杂质 赋存形式 化学除杂 氯化焙烧法

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乙烯基醚系列产品合成过程的热力学研究

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作者 周千惠 魏文胜 +3 位作者 张卫海 杨文兵 贾风雷 石磊 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第3期53-62,共10页

乙烯基醚是一类重要的聚合单体,但针对其合成过程的系统热力学分析尚未见报道。分别采用Benson法、Joback法等方法,以经典热力学公式为基础,计算了乙炔与不同醇(甲醇、乙醇、丁醇、异丁醇以及叔丁醇)合成对应乙烯基醚类化合物(乙烯基甲... 乙烯基醚是一类重要的聚合单体,但针对其合成过程的系统热力学分析尚未见报道。分别采用Benson法、Joback法等方法,以经典热力学公式为基础,计算了乙炔与不同醇(甲醇、乙醇、丁醇、异丁醇以及叔丁醇)合成对应乙烯基醚类化合物(乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基丁醚、乙烯基异丁醚以及乙烯基叔丁醚)的热力学参数,包括在反应温度为283~363 K下的焓变(△_(r) H^(θ))、熵变(△_(r) S^(θ))、吉布斯自由能(△_(r) G^(θ))和反应平衡常数(K)。系统分析和总结了不同结构的醇与乙炔发生亲核加成反应过程的难易程度,以及热力学反应参数的变化规律。结果表明,所有反应均为强放热反应且均可自发进行,反应温度越低反应进行得越彻底。即使在近室温(283 K)条件下,乙烯基醚类化合物仍可顺利合成,且反应温度越低,安全性越高。本研究结果可为乙烯基醚工业化生产提供理论指导。 展开更多

关键词 乙烯基醚类 热力学分析 反应平衡常数

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菱镁矿输送床轻烧过程模拟与分析

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作者 齐鹏翔 安萍 +3 位作者 宋晓锋 王超 韩振南 RIZKIANA Jenny 《沈阳化工大学学报》 CAS 2024年第1期7-16,共10页

利用Aspen Plus对菱镁矿输送床轻烧过程进行系统模拟.通过外接菱镁矿分解动力学方程Fortran子程序建立第一级旋风预热器内同时进行气固换热(煅烧炉出口的高温烟气与预热菱镁矿原料)与菱镁矿预分解反应模型(简称气固换热预分解模型),并... 利用Aspen Plus对菱镁矿输送床轻烧过程进行系统模拟.通过外接菱镁矿分解动力学方程Fortran子程序建立第一级旋风预热器内同时进行气固换热(煅烧炉出口的高温烟气与预热菱镁矿原料)与菱镁矿预分解反应模型(简称气固换热预分解模型),并与先进行气固换热、后发生固体绝热预分解反应的模型(简称固体绝热预分解模型)进行对比.结果表明气固换热预分解模型计算得到的预分解率更大、系统的能量效率更高、能耗更低.基于此模型,进一步研究轻烧温度、菱镁矿含水量对轻烧过程的影响,结果表明:随着轻烧温度和菱镁矿含水量的增加,系统能量效率逐渐降低、能耗逐渐增加,特别是菱镁矿含水量对整个轻烧系统的可操作性影响显著. 展开更多

关键词 预分解 过程模拟 输送床 轻烧 Fortran编程

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甲烷化固定床反应器及催化剂数值模拟研究进展

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作者 马世龙 王富荣 +2 位作者 宋晓锋 孙正龙 安萍 《辽宁化工》 CAS 2024年第8期1227-1231,共5页

对固定床在甲烷化数值模拟方面的研究进展进行了综合评述。比较了固定床反应器中一维、二维和三维模拟方法差异。一维和二维模拟计算量小,可用于优化甲烷化工艺。三维模拟更接近真实反应器,计算结果与实验结果的误差更小,更有利于反应... 对固定床在甲烷化数值模拟方面的研究进展进行了综合评述。比较了固定床反应器中一维、二维和三维模拟方法差异。一维和二维模拟计算量小,可用于优化甲烷化工艺。三维模拟更接近真实反应器,计算结果与实验结果的误差更小,更有利于反应器的结构优化。关注甲烷化固定床反应器传热研究,探索模拟关键点。描述了甲烷化反应器数值模拟中所使用的催化剂模型的发展,三维催化剂模型模拟能准确预测出催化剂内部反应的细节,更适合研究不同形状的催化剂对甲烷化反应的影响。推断出今后甲烷化反应器数值模拟的重点和研究方向。 展开更多

关键词 数值模拟 甲烷化 固定床 传热

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流化床煅烧菱镁矿联产CO_(2)与气氛对产物活性的影响

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作者 黄哲哲 《辽宁化工》 CAS 2024年第7期1012-1017,共6页

CO_(2)的大量排放会导致气候变化,威胁人类生存。如何遏制与中和碳排放,高效实现碳捕捉,已经是科研工作者最关心的话题之一。利用流化床颗粒采样器,通过改变升温速率、流化气氛,研究菱镁矿非等温条件下的反应特性与N_(2)、CO_(2)条件下... CO_(2)的大量排放会导致气候变化,威胁人类生存。如何遏制与中和碳排放,高效实现碳捕捉,已经是科研工作者最关心的话题之一。利用流化床颗粒采样器,通过改变升温速率、流化气氛,研究菱镁矿非等温条件下的反应特性与N_(2)、CO_(2)条件下对产物活性的影响,利用TG、BET、XRD、SEM对轻烧产物的活性及微观结构进行表征。结果表明:CO_(2)气氛抑制菱镁矿分解,当原料分解完全后,温度继续升高,晶粒尺寸逐渐变大,比表面积变小,柠檬酸法显色时间变长,活性降低;改变升温速率,升温速率变化越快,菱镁矿内外受热温度越不均,内外分解差异越大,菱镁矿分解率越低,柠檬酸显色时间越长;相同条件下,与N_(2)气氛相比,CO_(2)气氛的柠檬酸法显色时间用时更久,即产物的活性由微观结构与分解率决定。 展开更多

关键词 菱镁矿 非等温 联产CO_(2) 流化床

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抚顺油页岩热解及其产物特性研究

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作者 梅杰 王旭 韩振南 《辽宁化工》 CAS 2024年第8期1215-1218,共4页

在固定床反应器中研究了油页岩颗粒的热解特性,该固定床反应器内部中心安装一个内构件用于定向导出气体。实验研究了两反应器内部物料的升温速率、热解温度对热解产物分布、页岩油组成的影响。结果表明:内构件反应器内部物料的传热速率... 在固定床反应器中研究了油页岩颗粒的热解特性,该固定床反应器内部中心安装一个内构件用于定向导出气体。实验研究了两反应器内部物料的升温速率、热解温度对热解产物分布、页岩油组成的影响。结果表明:内构件反应器内部物料的传热速率作用更为明显,其在热解温度为1 000℃时升温速率相比无内构件提高了约1.6倍。内构件反应器抑制热解气体的二次反应作用显著,提高了页岩油的收率,并且在1 000℃时收率最高,达到6.81%。而无内构件反应器页岩油的收率则明显下降,其在1 000℃页岩油收率变为最低2.27%,但能够改善页岩油品质。 展开更多

关键词 热解 内构件 二次反应 油页岩

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草酸二乙酯新合成过程的热力学分析和实验验证 被引量：5

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作者 万思玉 石磊 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期121-128,共8页

报道新颖的草酸二甲酯(DMO)与乙醇(EtOH)通过酯交换路径一步合成高品质草酸二乙酯(DEO)。采用基团贡献法及Watson公式估算过程中各物质的热力学参数,并通过经典热力学公式计算在常压和温度323−368 K时合成DEO各步反应的焓变、熵变、吉... 报道新颖的草酸二甲酯(DMO)与乙醇(EtOH)通过酯交换路径一步合成高品质草酸二乙酯(DEO)。采用基团贡献法及Watson公式估算过程中各物质的热力学参数,并通过经典热力学公式计算在常压和温度323−368 K时合成DEO各步反应的焓变、熵变、吉布斯自由能及平衡常数。通过实验测定不同温度和原料比例下DMO转化率、产物组成和反应平衡常数并与理论估算值比较。发现实测DMO转化率与估算值误差在1%内,实测平衡常数与估算值基本一致。经过严格的实验验证,证明经热力学方法估算的热力学参数比较可靠。模拟真实催化精馏条件,以塔釜DEO纯度达99.9%为目标计算353 K时塔釜的初始原料和最终产物组成,当塔釜EtOH含量高于2.59%,初始n(EtOH)/n(DMO)大于2.10时可使DEO纯度达到指标,并显著降低整体工艺能耗,是一个高效绿色的DEO生产工艺。 展开更多

关键词 草酸二甲酯 草酸二乙酯 酯交换 热力学 基团贡献法 催化精馏

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基于MFBRA和XPS的山西高硫无烟煤热解脱硫动态释放和相互转化规律的实验研究

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作者 鲁鹏 付亮亮 +4 位作者 徐铮 白浩隆 李亚芾 白丁荣 许光文 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期693-702,共10页

利用微型流化床反应分析仪(MFBRA),开展了两种山西高硫无烟煤的热解脱硫实验。通过对含硫气体动态释放的在线快速检测、结合原料煤和热解半焦的形态硫以及含硫组分的X射线光电子能谱(XPS)分析,研究了含硫气体释放特征及相应半焦含硫组... 利用微型流化床反应分析仪(MFBRA),开展了两种山西高硫无烟煤的热解脱硫实验。通过对含硫气体动态释放的在线快速检测、结合原料煤和热解半焦的形态硫以及含硫组分的X射线光电子能谱(XPS)分析,研究了含硫气体释放特征及相应半焦含硫组分在热解过程中的变化,重点探讨了高硫无烟煤在氢气气氛下各含硫组分的动态释放和相互转化过程及规律。研究结果表明,高硫无烟煤有机硫含量越高,在氢气气氛下的脱硫效率越高;两种高硫无烟煤在氢气气氛下热解硫释放均呈现两个阶段,对应热解脱硫峰值温度分别为530-560℃和812-830℃。第一阶段由黄铁矿的还原反应引起,第二阶段以有机硫裂解为主;在低温热解条件下高硫无烟煤中无机硫会向有机硫转变,而在较高温度下发生不同形态有机硫之间的迁移。本研究结果将为高硫无烟煤制备低硫煤的技术开发提供方法指导和基础数据。 展开更多

关键词 高硫无烟煤 含硫气体释放过程 形态硫 转变规律 微型流化床

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中国流态化技术研发史略 被引量：3

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作者 金涌 程易 +2 位作者 白丁荣 张晨曦 魏飞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2761-2780,共20页

现代流态化技术始于20世纪40年代其在石油催化裂化工艺的成功应用,迄今已有近80年的发展历史。在中国,流态化技术在经历了艰难的初期发展阶段后,随着改革开放和科技复兴才开始深入系统的基础及其工业应用的研究,进入到快速发展的高潮期... 现代流态化技术始于20世纪40年代其在石油催化裂化工艺的成功应用,迄今已有近80年的发展历史。在中国,流态化技术在经历了艰难的初期发展阶段后,随着改革开放和科技复兴才开始深入系统的基础及其工业应用的研究,进入到快速发展的高潮期和稳定发展期。本文在回顾了世界流态化研究的起源与进展后,概述了流态化技术在中国数十年的发展历程。按照流态化技术在中国发展的三阶段,依据本文作者的亲历和认知,回顾了中国学者多年来对世界和中国流态化理论和技术发展所做的重要贡献,特别是在产业化技术方面取得的成果。最后,展望了流态化技术未来的研究和技术发展方向。 展开更多

关键词 流态化技术 工业应用 历史沿革

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铁磁金属基复合材料电磁波吸收研究进展

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作者 王刚 张栋 《辽宁化工》 CAS 2022年第11期1622-1625,共4页

电磁吸波材料作为一种可以与电场或磁场分支相互作用的特性功能介质,在过去20年中受到了广泛的关注并取得了长足的发展,其中铁磁金属基复合材料由于其协同损耗机制以及多样化的成分和微观结构设计一直被认为是高性能电磁吸波材料的候选... 电磁吸波材料作为一种可以与电场或磁场分支相互作用的特性功能介质,在过去20年中受到了广泛的关注并取得了长足的发展,其中铁磁金属基复合材料由于其协同损耗机制以及多样化的成分和微观结构设计一直被认为是高性能电磁吸波材料的候选材料。近年来,人们对具有独特核壳结构的铁磁金属基复合材料的制备越来越感兴趣。一方面,核壳结构可以保证涂层良好的化学均质性,对易腐蚀组分提供一定的保护作用;另一方面,在不同电磁组分之间形成充分的非均质界面,有利于增强极化效应,以极化损耗的方式加剧电磁能量的消耗。本文首先介绍了电磁波吸收理论,然后从内嵌铁磁金属芯和外嵌介电壳层两方面重点介绍了铁磁金属基核壳结构复合材料的研究进展。此外,还总结了铁磁金属单体颗粒以及铁磁金属@SiO_(2)复合材料,通过分析其电磁吸收性能,提出了核壳铁磁金属基复合材料发展面临的挑战。 展开更多

关键词 铁磁金属基复合材料 核壳结构 协同效应 界面极化 电磁波吸收

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抑制性气氛中菱镁矿分解特性与动力学研究 被引量：1

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作者 李希艳 张虹 +5 位作者 刘雪景 杨昊 徐帅 李佳欣 解佳祺 许光文 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期50-55,92,共7页

利用热重分析仪研究了菱镁矿在含产物(CO_(2))抑制性气氛中的分解反应特性,并根据Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法计算获得了反应动力学参数。结果表明:随着反应气氛中CO_(2)浓度的增加,菱镁矿分解受到的抑制作用显著增强,初始分... 利用热重分析仪研究了菱镁矿在含产物(CO_(2))抑制性气氛中的分解反应特性,并根据Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法计算获得了反应动力学参数。结果表明:随着反应气氛中CO_(2)浓度的增加,菱镁矿分解受到的抑制作用显著增强,初始分解温度与反应活化能呈对数型增加,最大反应速率对应温度则呈指数型增加;在含不同浓度的CO_(2)气氛中菱镁矿分解均遵循成核与生长控制模型G(x)=-ln(1-x)。该论文为实际工业生产中菱镁矿煅烧及资源利用提供了理论依据。 展开更多

关键词 热重分析 菱镁矿 抑制气氛 反应动力学 分解

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基于甲烷脉冲法的Fe_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)载氧体还原特性研究

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作者 周小文 杜杰 +1 位作者 张战国 许光文 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2611-2623,F0001,共14页

开发高效廉价铁基载氧体是天然气化学链重整制氢技术走向应用的关键。为探究高效铁基载氧体设计的基本依据,利用自行设计的脉冲反应器和气体产物全量同步在线分析系统,在800℃和无内外扩散影响的条件下研究了不同Fe_(2)O_(3)质量分数的F... 开发高效廉价铁基载氧体是天然气化学链重整制氢技术走向应用的关键。为探究高效铁基载氧体设计的基本依据,利用自行设计的脉冲反应器和气体产物全量同步在线分析系统,在800℃和无内外扩散影响的条件下研究了不同Fe_(2)O_(3)质量分数的Fe_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)载氧体的甲烷脉冲法还原特性。结果表明:Fe_(2)O_(3)的还原反应依两段机理进行,随载氧体颗粒内Fe_(2)O_(3)含量的多少可停止于Fe_(3)O_(4),也可完全进行至FeO;气相产物中CO_(2)与CO的摩尔比随CH_(4)脉冲次数的变化规律也与Fe_(2)O_(3)含量密切相关。对用α-Al_(2)O_(3)粉末稀释高Fe_(2)O_(3)质量分数载氧体粉末的方法制备的低Fe_(2)O_(3)质量分数颗粒进行的脉冲还原实验结果,进一步揭示单位时间进入单个载氧体颗粒内的CH_(4)量与其Fe_(2)O_(3)含量的摩尔比决定单个颗粒以及整个床层的Fe_(2)O_(3)还原度。最后对还原度和CH_(4)转化率以及CO_(2)选择性数据进行关联分析,发现只有将载氧体的还原过程止于生成Fe_(3)O_(4)阶段才能得到较高的CO_(2)选择性,从而达到低成本回收高纯CO_(2)的目的。 展开更多

关键词 甲烷 脉冲 化学链 制氢 载氧体 反应器

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片状、球形及枝晶结构Co颗粒的可控制备与吸波机制研究

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作者 张栋 王康军 陈娜 《沈阳化工大学学报》 CAS 2023年第3期249-259,共11页

铁磁金属颗粒可以实现电磁特性的有效调控,但颗粒局部团聚会诱发涡流效应,限制材料吸波性能的进一步提高.本文通过简单温和的溶剂热法分别制备了二维片状、三维球形以及枝晶形貌的Co颗粒.与球形及枝晶颗粒相比,Co微米片在C~Ku(4~18 GHz... 铁磁金属颗粒可以实现电磁特性的有效调控,但颗粒局部团聚会诱发涡流效应,限制材料吸波性能的进一步提高.本文通过简单温和的溶剂热法分别制备了二维片状、三维球形以及枝晶形貌的Co颗粒.与球形及枝晶颗粒相比,Co微米片在C~Ku(4~18 GHz)波段呈现出强、宽、薄的吸波特性.SEM表征结果显示制备的Co微米片直径为12~78μm,厚度为0.1~0.5μm,VSM测量表明Co微米片具有优异的静态磁性能,饱和磁化强度高达148.6 A·m^(2)/kg,矫顽力为0.96 A/m.电磁性能测试表明Co微米片具有强介电损耗和磁损耗能力,以其为填料时,最强反射损耗(RL max)在5.0 GHz处高达62.77 dB,有效吸收带宽1.2 GHz,涂层厚度仅为2.37 mm.Co微米片吸收频带宽(完全覆盖C、X和Ku波段),反射损耗强,匹配厚度薄,为合理设计薄、轻、宽、强的电磁波吸收剂提供了良好的模型材料. 展开更多

关键词 Co微米片 磁性材料 溶剂热法 微波吸收

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典型煤灰组分与热解产物相互作用的研究

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作者 王明睿 贾鑫 +3 位作者 陆海洋 张玉辉 白昊 许光文 《沈阳化工大学学报》 CAS 2023年第3期200-207,共8页

以CaSO_(4)、Fe_(2)O_(3)作为煤灰典型组分,开展典型煤灰组分与热解产物(热解气、半焦)相互作用的实验研究,并针对一些新反应、新结论利用HSC进行热力学验证.结果表明,热解温度范围内热解还原气(H_(2)、CO)与CaSO_(4)或Fe_(2)O_(3)发生... 以CaSO_(4)、Fe_(2)O_(3)作为煤灰典型组分,开展典型煤灰组分与热解产物(热解气、半焦)相互作用的实验研究,并针对一些新反应、新结论利用HSC进行热力学验证.结果表明,热解温度范围内热解还原气(H_(2)、CO)与CaSO_(4)或Fe_(2)O_(3)发生氧化还原反应,降低了H_(2)和CO浓度,升高了CO_(2)浓度.半焦与CaSO_(4)或Fe_(2)O_(3)混合物在高温下逸出大量CO和CO_(2).结合热力学分析,可以推断固体碳基还原剂被CaSO_(4)或Fe_(2)O_(3)大量氧化成CO和CO_(2),且随着温度的升高,气体产物中CO比例逐渐增加,而CO_(2)比例一直下降.此外,实验及热力学研究均证明Fe_(2)O_(3)氧化活性高于CaSO_(4),Fe_(2)O_(3)优先与还原性气体或者固体发生氧化还原反应. 展开更多

关键词 CaSO_(4) Fe_(2)O_(3) 热解气 半焦 相互作用 热力学

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不同方法制备的Cu/SiO_(2)催化剂对己二酸二甲酯加氢制1,6-己二醇的影响

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作者 王英斌 王康军 +3 位作者 刘蝈蝈 宋雨莹 秦王昕 张亚芳 《沈阳化工大学学报》 CAS 2023年第3期208-217,共10页

分别采用沉积沉淀法、溶胶凝胶法和蒸氨法制备Cu/SiO_(2)催化剂.利用N_(2)吸附-脱附、N_(2)O滴定、XRD、FT-IR、H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD对催化剂的物理化学性质进行表征,并考察其己二酸二甲酯加氢合成1,6-己二醇的性能.结果表明:虽然溶... 分别采用沉积沉淀法、溶胶凝胶法和蒸氨法制备Cu/SiO_(2)催化剂.利用N_(2)吸附-脱附、N_(2)O滴定、XRD、FT-IR、H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD对催化剂的物理化学性质进行表征,并考察其己二酸二甲酯加氢合成1,6-己二醇的性能.结果表明:虽然溶胶凝胶法和蒸氨法因层状硅酸铜的存在具有较高的铜分散度和表面酸性等性质,但受制于较小孔径结构,反而是传统的沉积沉淀法制备的Cu/SiO_(2)催化剂因较大的孔径具有更高的反应活性.在反应温度200℃、反应压力5.0 MPa、液时空速0.6 h^(-1)和n(氢)/n(酯)=175的条件下该催化剂可稳定运行50 h,己二酸二甲酯的转化率可达99.8%,1,6-己二醇的选择性可达98.2%. 展开更多

关键词 己二酸二甲酯 1 6-己二醇 酯加氢 Cu/SiO_(2)催化剂 制备方法

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