Pt-Ru疏水催化剂氢水液相催化交换性能及反应机理

氢水液相催化交换（LPCE）是从水中分离氨同位素的一种重要方法，具体可用于重水提氚、含氚废水处理及重水生产等，疏水催化剂制备是LPCE的关键技术之一。改进催化剂制备方法，提高活性金属分散度，或在Pt中部分掺入其他金属，制备Pt基二元疏水催化剂，均可提高催化剂活性，降低催化剂成本。已证实，Pt中适量掺入Ir，Ti和Cr等金属，可提高疏水催化剂活性，而对Pt-Ru疏水催化剂催化LPCE反应的研究，目前无文献报道。     

氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂, H₂PtCl₆为前驱体溶剂, 甲醛为还原剂, 采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂, 用XRD, TEM和XPS对其进行表征. 改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂, 催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制, pH值从1.6增加至11.3, 铂纳米粒子的平均粒径由3.3 nm减小到1.8 nm. pH值11.3时催化剂中Pt(0), Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%, 30.8%和25.9%. 选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN), 得到Pt/C/FN疏水催化剂, 考查其对氢水液相交换反应的催化活性, Pt粒径越小, 催化剂活性越高.     

Z箍缩驱动聚变-裂变混合堆总体概念研究进展

Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从Z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、燃料循环等关键问题方面,对Z-FFR工程概念总体研究情况进行了介绍。     

LiAlO_2陶瓷小球的堆外放氚行为

将LiAlO2陶瓷小球置于裂变反应堆中辐照,采用热解吸技术研究该类产氚材料的堆外放氚特性,考察了升温速率、载气组分、催化活性元素和提氚温度对氚释放行为的影响;采用电子自旋磁共振(ESR)实验技术研究了辐照缺陷的顺磁特征。结果表明:LiAlO2中氚的扩散速度慢,热解吸活化能高,氚释放主要分布在750~1000K;表面氢同位素交换反应贡献大,释氚形态受载气条件的影响较大,当氦气中添加H2时,会增大HTO转化成HT的比例;中子辐照会在LiAlO2中诱生F+,O-和O2-等缺陷色心,其退火湮灭行为与氚释放过程存在一定关系。     

高压微波制备Pt／C催化剂的工艺研究

利用高压微波消解仪密闭带压、升温速率可控的特点,选择XC-72碳黑为载体,乙二醇为碳黑分散溶剂和还原剂,研究反应温度、升温速率、水含量、Pt含量及表面活性剂等工艺条件对Pt粒子尺寸及其分散度的影响．研究结果表明,快速升温到190℃、控制反应体系中水含量和Pt含量等工艺条件,可以得到Pt粒子平均粒径小于3．1nm的Pt／C催化剂,且Pt粒子分布均匀,无团聚．     

锂陶瓷氚增殖剂的中子辐照性能与产氚行为

D-T聚变堆采用氚增殖剂与中子反应生成氚来保证其燃料的“自持”。Li₂O、LiAlO₂、Li₂ZrO₃、Li₂TiO₃和Li₄SiO₄等锂陶瓷材料由于具有良好的化学稳定性、机械力学性能和产氚性能等优点,是聚变堆主要的候选产氚材料,而其在中子辐照环境下的各种性能和行为是氚增殖包层模块设计所关心的重要内容。本文介绍了国际上锂陶瓷产氚增殖剂的辐照实验研究概况,对材料的辐照性能(材料稳定性、热导性、离子电导性和活化性能等)、堆内/堆外产氚行为、影响氚在陶瓷材料中扩散或释放的各种因素,以及近来关注较多的辐照缺陷与释氚行为的相互关系等方面进行了归纳、分析和总结,同时针对中国确定的氦冷固态球床包层模块的技术路线,提出了需要广泛而系统地开展锂陶瓷基础研究的建议,指出今后国际上氚增殖剂的研究重点是高燃耗(>10%)和高荷载破坏情况下锂陶瓷材料的辐照产氚性能,以及聚变堆氚增殖包层工程条件因素,如磁场、等离子体诱发电流和中子倍增剂等对锂陶瓷小球释氚行为的影响。     

助熔剂对无机质子导体BaZrO_3结构及形貌的影响

利用高温固相法制备了无机质子导体BaZrO3。研究了助熔剂的添加对材料的合成温度及微观形貌的影响。通过添加LiF及Li2CO3为助熔剂,可以在1500℃,保温8h合成很好的单相样品。且LiF为助熔剂制备样品的结晶性明显高于Li2CO3为助熔剂制备的样品。XRD精修表明所合成的样品为很好的单相样品。能带计算分析样品的带隙为3.236eV。通过加入LiF及Li2CO3为助熔剂,明显改善了样品的微观形貌,其中LiF为助熔剂样品的颗粒尺寸较小、团聚少,分散性好。当LiF及Li2CO3添加量为8%时,晶界处有小颗粒析出,这种小颗粒为提高材料的质子导电性提供了潜在的可能性。     

金属Pt表面氢同位素解离吸附的热力学研究

基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论,对氢原子采用6-311G"基函数,Pt选择赝势基组LanL2DZ,优化得到Pt-H和Pt-H2结构和微观性质,Pt-H分子平衡键长和谐振频率分别为0.1528nm和2336cm-1,与实验值一致.氢气分子吸附于Pt表面反应的Gibbs自由能⊿G0为正值,远大于解离反应⊿G0值,氢气在Pt表面不能以完整分子形式与Pt结合,易于解离成氢原子.计算了氢同位素在Pt表面解离反应的⊿S0,⊿H0,⊿G0和平衡压力,并导出它们与温度的关系.由⊿G=0kJ.mol-1计算得0.1MPa时H2,D2和T2的脱附温度分别为962K,919K和892K,大多数反应Pt-H(D或T)都能稳定存在.     

冷冻干燥法制备Li2O氚增殖剂陶瓷小球

以Li₂CO₃粉末为原料,采用一种冷冻干燥湿法工艺,制备出综合性能较好的Li₂O陶瓷小球。通过研究冷冻成形、煅烧、分解和烧结等工艺过程,优化了Li₂O陶瓷小球的制备工艺,并对获得的Li₂O陶瓷小球进行了性能表征。结果表明:冷冻成形制备的凝胶小球在650 ℃煅烧后可得到纯净的Li₂CO₃小球,再于真空条件下多步程序升温至720 ℃可制得主要相为Li₂O的小球,小球尺寸分布均匀,直径约为0.8 mm,平均晶粒尺寸为9 μm,于900 ℃高温烧结后小球的密度可达理论密度的69.5%。