油井用复合低温早强剂的制备与性能研究

针对低温环境导致水泥浆强度发展缓慢难题,本文合成了C-S-H早强晶种,并将其与Li₂CO₃、 Na₂SO₄、 NaAlO₂共混制备了一种适用于深水低温环境的油井水泥早强剂。首先,采用FT-IR、XRD、EDS与SEM分析了C-S-H早强晶种的化学组成、结构与微观形貌;其次,对复合低温早强剂的早强性能进行了研究。结果表明：5℃下,低温早强剂早强效果显著,将水泥石8 h、12 h、 24 h的抗压强度由0MPa提升至0.6、0.8、1.4 MPa。早强机理分析结果表明：低温早强剂中的C-S-H早强晶种的成核作用与Na₂SO₄、NaAlO₂、Li₂CO₃共同作用,加速了水化诱导期水化颗粒表面不渗透膜的破裂,使水泥浆水化诱导期提前结束进入加速阶段,从而提高低温下水泥石的早期抗压强度。      

离子色谱法同时测定饮水中9种阴离子

建立离子色谱抑制电导检测法同时测定饮水中F^-、Cl O₂^-、Cl^-、NO₂^-、Cl O₃^-、Br^-、NO₃^-、H₂PO₄^-和SO₄^2-9种阴离子的方法。采用SH-AP-2型阴离子交换柱为分离柱，以4.0 mmol/L Na₂CO₃-4.0 mmol/L Na HCO₃溶液为淋洗液，流量为0.80 m L/min，采用等度洗脱方式将9种阴离子完全分离，利用抑制电导检测。Cl O₂^-、Cl O₃^-的质量浓度在0.05～2.0 mg/L范围内，SO₄^2-     

Recent advances in solving Li2CO3 problems in garnet-based solid-state battery: A systematic review(2020–2023)

Garnet solid electrolytes are one of the most promising electrolytes for solid-state batteries.However,Li₂CO₃ is a critical issue that hinders the practical application of garnet-based solid-state lithium-ion batteries.There are two sources of Li₂CO₃ contamination.The main one is the aging of garnet electrolytes in the atmosphere.Garnet electrolytes can react with H₂O and CO₂ in the air to form Li₂CO₃,which r...     

不同碱基物质对燃煤烟气脱氯的影响

实验探究NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃这三种常见的碱基物质在模拟燃煤烟气中的实际表现，发现三种碱基物质均具有一定的脱氯性能，NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃的脱氯性能依次下降，以脱氯效率70%为目标，使用三种碱基物质Na/Cl比分别需要达到5.8、7.1、8.7。高浓度SO₂的存在对烟气脱氯有竞争作用，随着SO₂浓度的提高，脱氯效率线性下降，不同碱基物质下，SO₂浓度对脱氯效率的影响规律基本一致，SO₂浓度每增加100 mg/m³，脱氯效率下降约1.4%。由于三种碱基物质达到相同脱氯效率时的Na/Cl比不同，综合考虑成本和溶解性，NaOH最具工业应用价值。     

多级孔ZSM-5分子筛的制备及催化噻吩烷基化性能研究

用不同浓度的Na₂CO₃溶液处理ZSM-5分子筛,采用XRD、XRF、SEM、N₂吸附脱附及NH₃-TPD方法对处理前后的ZSM-5分子筛进行表征,并考察了Na₂CO₃溶液处理对ZSM-5分子筛孔结构、酸性以及噻吩烷基化性能的影响。结果表明,Na₂CO₃溶液处理在保持ZSM-5分子筛微孔骨架结构的同时,增加了ZSM-5分子筛的比表面积、外表面积和介孔体积,并调变了酸性。Na₂CO₃溶液处理提高了ZSM-5分子筛催化剂的噻吩烷基化活性和噻吩选择性。一定反应条件下,随着Na₂CO₃溶液浓度增加,多级孔ZSM-5分子筛的噻吩烷基化性能逐渐提高,而噻吩选择性先增加后下降。当Na₂CO₃溶液浓度为2 mol/L时,分子筛的噻吩转化率和噻吩选择性分别为81.26 %和73.15%。当Na₂CO₃溶液浓度为3 mol/L时,噻吩转化率和选择性分别为90.57 %和72.59%。     

ClONO2与Cl(2P3/2)的反应机理

在密度泛函理论B3LYP/6-31G^*水平上,研究了ClONO₂+Cl(²P_3/2)Cl₂+NO₃和ClONO₂+Cl(²P_3/2)ClO+ClONO(cis)及ClONO₂+Cl(²P_3/2)ClOCl+NO₂的反应机理.计算得到各可能反应途径的过渡态,并经过内禀反应坐标(IRC)分析加以证实.反应ClONO₂+Cl(²P_3/2)Cl₂+NO₃反应活化能垒最低,为4.5kJ/mol,是反应主通道.     

电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能

采用计时电流法沉积纳米MnO₂电极材料,利用Scharifker-Hills成核理论模型分析时间-电流(i-t)曲线判断了MnO₂成核机理。 对3种不同的成核方式制得的MnO₂材料进行电化学超级电容性能测试、用SEM观察了其微观形貌。 比较了不同沉积方法对沉积材料结构、电容性能的影响。 计时电流测试发现,在0.1 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.365 V,初始成核符合瞬时成核机理,在0.01 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.418 V,初始成核存在瞬时成核和连续成核两种不同机理,在0.5 mmol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.515 V,初始成核则符合连续成核机理。 超级电容性能测试发现,瞬时成核下制得的MnO₂电极材料相对于另外两种成核方式得到的电极材料具有更好的电容性能,这是因为瞬时成核更易于形成多孔、纳米片(棒)状等高比表面积的沉积物,表明制备方法影响MnO₂电极材料电容性能。     

乙炔氢氯化均相催化反应动力学和机理的研究——氯化汞、氯化铋复合催化剂体系

本文研究了在HgCl₂-BiCl₃复合催化剂作用下,乙炔氢氯化制氯乙烯均相催化反应的动力学,获得该反应速率方程为:r=(k+k'[BiCl₃]/[H⁺])[HgCl₂]·[H⁺]^3[CH≡CH].在25℃时k=0.00239,k'=0.0269,根据实验结果,提出了由两个复杂的连串反应组成的平行反应机理,相应的表观活化能为13.4Kcal/mol及14.8Kcal/mol.     

二氧化碳碳化沉淀制备碳酸钇的反应过程研究

CO₂碳化沉淀制备特殊物性金属化合物粉体具有成本低、操作简单等优点,已成功应用于纳米、大比表面稀土氧化物的制备。以Y元素为研究对象,针对酸/碱体系下CO₂碳化沉淀制备碳酸钇的反应过程进行研究。结果表明,氯化钇的引入会迅速与H₂CO₃-H₂O体系中的HCO₃^-离子反应生成Y₂(CO₃)₃·xH₂O,从而促进H₂CO₃的电离,导致pH小于9.0的溶液中HCO₃^-的占比小于1%。在酸性体系下,CO₂首先发生溶解吸收电离,然后Y³⁺与HCO₃^-反应进行沉淀,而NaOH的加入中和了反应释放出的H⁺,从而控制碳化体系pH;整个碳化过程符合一级反应动力学模型,由传质扩...     

质子平衡方程各组分浓度动态图与碳酸氢钠溶液pH计算

NaHCO₃水溶液的质子平衡方程为：[H₂CO₃]+[H⁺]=[OH^-]+[CO■]。随溶液浓度c的变化,H₂CO₃,H⁺,OH^-和CO■的相对含量也会发生变化。提出并绘制了质子平衡方程中各组分浓度随溶液浓度c变化的动态图。从动态图上,可以直观地观察到哪些组分是主要组分,哪些组分是次要组分,哪些组分相对含量可以忽略不计,从而得到不同浓度区间溶液的不同pH近似式。对动态图的研究,不仅可以发现新的pH近似式,还可以帮助正确解读pH近似式的物理意义。值得强调的是,动态图对溶液中存在的各类质子转移平衡也能提供全新的认识。较浓溶液中,质子转移平衡■占据支配地位。9.1×10^-6 mol·L^-1稀溶液中,反应■^-占据支配地位。     

由碳酸钠诱导形成的油酸钠蠕虫状胶束的流变学性质

当Na₂CO₃浓度逐渐增加时, 用流变学的方法研究了阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)在溶液中从胶束转变成蠕虫状胶束的过程. 首先测量体系剪切粘度(η)和剪切速率的关系得到零剪切粘度(η₀). 然后由动态振荡实验得到复合粘度(|η^*|)、动态模量(储能模量G'、损耗模量G"和结构松弛时间τ_s)等物理量. 应用Cox-Merz规则和Cole-Cole图, 证明NaOA (0.040～0.080 mol/L)/Na₂CO₃ (0.25～0.50 mol/L)体系形成蠕虫状胶束, 且蠕虫状胶束的动态粘弹性在NaOA (0.050～0.080 mol/L)/Na₂CO₃ (0.35～0.45 mol/L)范围是符合Maxwell模型的线性粘弹性流体.     

CO2-adsorbent spongy electrode for non-aqueous Li–O2 batteries

Regulation of the Li₂CO₃ byproduct is the most critical challenge in the field of non-aqueous Li–O₂ batteries.Although considerable efforts have been devoted to preventing Li₂CO₃ formation,no approaches have suggested the ultimate solution of utilizing the clean Li₂O₂ reaction instead of that of Li₂CO₃.Even if extremely pure O₂ is used in a Li–O₂ cell,its complete elimination is impossible,eventually generating CO₂ gas during charge.In this paper,we present the new concept of a CO₂-adsorbent spongy electrode(CASE),which is designed to trap the evolved CO₂ using adsorption materials.Various candidates composed of amine functional groups(–NH2)for capturing CO₂ were screened,with quadrapurebenzylamine(QPBZA)exhibiting superior CO₂-adsorbing ability among the proposed candidates.Accordingly,we fabricated the CASE by sandwiching QPBZA between porous carbon layers,which facilitated the transport of gaseous products.The new electrode was demonstrated to effectively capture the evolved CO₂ during charge,therefore altering the reaction pathways to the ideal case.It is highly advantageous to mitigate the undesirable CO₂ incorporation in the next discharge,resulting in improved cyclability.This novel concept of a CO₂-sponging electrode provides an alternative route to the realization of practically meaningful Li–O₂ batteries.     

新型ITSOFC复合电解质氧化铈-硫酸盐的制备和表征

制备了一种适用于中温固体氧化物燃料电池的新型两相复合电解质钐掺杂二氧化铈SDC-(Li/Na)₂SO₄. 使用XRD和SEM表征该复合电解质的物相结构和观察电解质片的截面形貌,交流阻抗法测量其400 ^oC ～ 700 ^oC的电导率. 结果表明,SDC-(Li/Na)₂SO₄由结晶相SDC和无定形相(Li/Na)₂SO₄组成. 在中温范围（500 ^oC ~ 700 ^oC）该复合电解质电导率比SDC显著增大并随温度升高呈三段变化：T<500 ^oC,表观离子传导活化能为1.28 eV;500 ^oC ～ 550 ^oC第二相硫酸盐融化,电导率激增;T≥550 ^oC,电导率又缓慢增加,活化能降为0.30 eV,与SDC和文献报道的SDC-(Li/Na)₂CO₃相比,其电导率均显著提高,如550 ^oC时SDC-(Li/Na)₂SO₄的电导率可达0.217 S·cm^-1,分别为SDC和SDC-(Li/Na)₂CO₃的25倍和3.2倍. 硫酸盐的熔融改变了离子在电解质中的传导机制,显著提高了SDC-(Li/Na)₂SO₄复合电解质的中温电导率.     

Regulating the nucleation of Li2CO3 and C by anchoring Li-containing carbonaceous species towards high performance Li-CO2 batteries

Li-CO₂ batteries provide an attractive and potential strategy for CO₂ utilization as well as energy conversion and storage with high specific energy densities.However,the poor reversibility caused by the decomposition obstacles of Li₂CO₃ and C products is still a challenge for Li-CO₂ batteries,which seriously influences its electrochemical performances.Herein,a free-standing MnOOH arrays cathode has been prepared and employed in Li-CO₂ battery,which realizes a great improvement of electrochemical performances by adjusting the discharge products distribution.Experiments coupled with theoretical calculations verifies that the formation of Li-containing carbonaceous species(LiCO₂,LiCO and Li₂ CO₃)bonded with MnOOH through Li ion regulates the nucleation behavior of Li₂CO₃ and C,making them grown on MnOOH uniformly.The fine Li₂ CO₃ grains(with a size about 5 nm)embedded into carbon matrix greatly enlarges the contact interface between them,facilitating the transmission of electrons through the discharge products and finally improves CO₂ evolution activity.This ingenious design strategy of regulating discharge products distribution to improve electrochemical performances provides a promising way to develop advanced Li-CO₂ batteries.     

Improved electrochemical properties in the Li3Fe2(PO4)3 by titanium and vanadium doping

Ti⁴⁺ ions were introduced to the VO₄^3- substituted Li₃Fe₂(PO₄)₃ by sol-gel method. Simultaneous substitution of Ti⁴⁺ for Fe³⁺ and VO₄^3- for PO₄^3- in the Li₃Fe₂(PO₄)₃ resulted in a net improvement in the rate capability and cycling performance, as compared with the single Ti⁴⁺ or VO₄^3- substituted compound.     

钠和钾离子对磷酸二氢根拉曼光谱的影响

磷酸二氢根(H₂PO^-₄)溶液在生物缓冲、分子识别、晶体生长等方面有着重要的研究价值。 本文以KH₂PO₄(KDP)和NaH₂PO₄(NaDP)溶液为研究对象,利用原位微区拉曼光谱研究钠离子和钾离子对H₂PO^-₄溶液团簇聚合及化学键振动的影响,讨论单价阳离子(K⁺,Na⁺)的差异、溶液浓度对H₂PO^-₄拉曼位移变化和成核诱导时间的影响。 结果表明,拉曼位移变化、成核诱导时间随阳离子溶液电负性的增加、浓度的降低而增大。 在拉曼光谱中观察到P(OH)₂和PO₂振动峰在成核过程中发生偏移,表明由氢键作用导致的团簇构型逐渐稳定,化学键逐渐增强,深化溶液结晶过程中对溶液结构和化学键的理解。     

利用数字化实验探究乙酸乙酯分别与碳酸钠和氢氧化钠相互作用的差异

乙酸乙酯的制备与性质是中学化学的重要实验活动。乙酸乙酯在碱性条件下容易发生水解,但制备时却用碱性的Na₂CO₃溶液收集,这很容易引起学生的困惑。基于Arduino平台设计数字化实验,利用多传感器同步检测,从多角度定量比较乙酸乙酯分别与Na₂CO₃和NaOH溶液反应的差异,并探讨温度、浓度和搅拌对反应的影响,旨在帮助师生深度理解乙酸乙酯与Na₂CO₃和NaOH相互作用的差异。研究发现,虽然在化学热力学上自发,但乙酸乙酯在常温和搅拌条件下与饱和Na₂CO₃溶液几乎不发生反应,在非饱和Na₂CO₃溶液或较高温度下则可发生,而不管在何种条件下与NaOH溶液均能发生强烈作用。由此,基于数字化实验,为常温下饱和Na₂CO₃溶液可用来收集乙酸乙酯提供了充分的证据和理由。     

碳酸钠对选择性非催化还原反应影响的研究

在管式石英反应器中研究了Na₂CO₃对氨水-SNCR以及尿素-SNCR的影响。结果表明,添加少量的Na₂CO₃可以明显提高低温区域的脱硝效率,同时使NH₃泄漏曲线明显往低温方向偏移,尿素-SNCR过程尾部HNCO泄漏明显降低;添加少量的Na₂CO₃可以明显降低N₂O排放,这在尿素-SNCR过程中尤为明显;Na₂CO₃的添加明显提高了尿素热解气中HNCO向NH₃的转化率,这是尿素-SNCR过程中HNCO泄漏可以显著降低,N₂O排放得以大量减少的主要原因;Na₂CO₃添加量相同时,较低氨氮比工况的脱硝效率促进作用相对更为明显,较高氨氮比工况脱硝温度窗口宽度的扩展作用相对更为有效,而较低氧含量工况的脱硝效率促进效果也相对更为显著。     

Li4SiO4对CO2捕集性能的实验研究

以Li₂CO₃和SiO₂为原料,通过高温固相合成法合成了CO₂捕集剂Li₄SiO₄,并用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成的材料在CO₂捕集前后的晶相变化以及微观结构进行了表征。通过热重分析仪(TGA)研究了Li₄SiO₄材料吸附CO₂的性能,并在小型热态实验台架上进行了CO₂热态捕集实验。实验结果表明,Li₄SiO₄对CO₂的捕集性能受Li₄SiO₄合成温度、CO₂的吸附温度以及气体中CO₂含量的影响,在700 ℃下制得的Li₄SiO₄具有最佳的CO₂吸附特性,最大吸附增量可达34%。Li₄SiO₄的吸附能力随着CO₂含量和吸附时间的增加而增加,当CO₂浓度分别为75%、67%、60%时,700 ℃ Li₄SiO₄对CO₂最大吸附量分别可达6.68 mmol/g、3.37 mmol/g、2.02 mmol/g (理论量8.33 mmol/g)。     

Li2O-(LiX)2-B2O3-Al2O3-MxOy系玻璃的形成、结构和离子导电性

本工作系统研究了Li₂O-(LiX)₂(X=F,Cl,Br,I)-B₂O₃-Al₂O₃-M_xO_y(M=Al,Ti,Zr,P,Y,Nb,Ta,Cr,Mo,W)系玻璃的形成、结构和离子导电性。为此。确定了Li₂O-B₂O₃-Al₂O₃系玻璃的形成范围及部分组成玻璃中(LiX)₂的饱和含量;测量了玻璃的电导率,迁移数,Raman和红外光谱,转变温度,密度,动态压缩系数,进行了离子交换和浸蚀实验。