空气呼吸模式CO2激光等离子体光谱观察

为了了解采用脉冲CO₂激光推进空气呼吸模式时光船参数等对产生等离子体的影响，介绍了利用实验室自行研制的紫外预电离TEA CO₂激光器进行的激光等离子体实验。实验采用底面直径为60mm、焦距为5mm和10mm的抛物面光船。介绍了空气呼吸模式激光等离子体的谱和明显的特征谱线，以及等离子体的时间演化过程。结果表明：空气呼吸模式等离子体的持续时间约为20μs，在6μs左右时信号强度达到最大值；激光脉冲作用后，信号迅速衰减；10mm光船产生的等离子体信号峰值和持续时间均略长于5mm光船的。     

CO吸附和加氢反应过程的原位高压MAS NMR研究

应用原位变温高压MAS核磁共振技术,对比研究了CO在不同Rh基催化剂上的吸附和加氢反应过程. ²⁹Si MAS NMR研究结果表明：Rh基催化剂中加入金属助剂后,载体Silicate-1上的表面硅羟基减少,助剂金属与硅羟基作用锚锭在载体表面.¹³C MAS NMR研究结果表明：当引入CO/H2混合气后,在Rh/Silicate-1催化剂上只能观测到气相CO、线式吸附CO和孪式吸附CO的快速交换信号;而在Rh-Mn/Silicate-1和Rh-Mn-Li/Silicate-1催化剂上,还观测到了倾斜式吸附的CO共振信号,表明助剂Mn或Mn-Li的加入促进了CO的吸附. 随着反应温度升高,CO/H₂在Rh/Silicate-1催化剂上转化生成CO_²,进一步升高温度会有CH₄生成;而CO/H₂在RhMnLi/Silicate-1催化剂上反应活性更高,在较低的温度下就会转化生成CO₂,但未观测到甲烷的生成. ¹H MAS NMR 谱显示,反应后载体Silicate-1上硅羟基的量会减少,表明CO与载体部分表面硅羟基反应生成了CO₂.     

双金属团簇Cu12Fe吸附CO和H2的理论研究

基于第一性原理密度泛函理论(DFT)方法研究了Cu₁₂Fe团簇的结构稳定性、热力学稳定性和反应活性.计算得出正二十面体Fe原子核心团簇Ih-core比正二十面体Fe原子壳层团簇Ih-shell的热力学稳定性更强.通过分析吸附能讨论了CO和H₂在Ih-core团簇上的吸附构型.计算结果表明,Ih-core团簇以顶角Corner位吸附CO时吸附能最大,吸附模型最稳定,H₂吸附过程中发生了解离,两个氢原子均形成表面Facet位吸附构型.最后,通过分析前线轨道得到吸附过程的轨道信息.     

运行参数对TVSA碳捕集机组性能影响的实验研究

以样机规模的变温真空吸附碳捕集(TVSA)机组为实验研究对象,结合响应面法(RSM)评估了运行参数对机组性能的影响。采用Box-Behnken设计(BBD)设置实验方案,而后根据实验数据构建回归模型进行分析。结果表明,除解吸温度和真空压力的交互作用对纯度的影响是显著的(P<0.05)外,其它参数间交互作用对各响应量的影响均不显著,可以忽略。对纯度影响最大的是解吸温度,对回收率影响最大的是解吸温度和真空压力,对比能耗影响最大的是真空压力。     

基于相图低成本高温混合熔盐的配制及其热物性

基于相图计算,制备了三种碳酸盐-氯盐体系混合盐,利用同步热分析仪对所配制熔盐的熔点、潜热、初晶点、分解温度进行了测定,选出性能较好的混合盐,进而对其进行比热测试、热循环稳定性测试和蓄热成本计算。结果表明,0.18K₂CO₃-0.14Na₂CO₃-0.68NaCl混合盐具有较低的熔点、较高的潜热与分解温度和良好的热循环稳定性,与Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃混合熔盐相比具有更低的相变蓄热成本。     

Advances in high carbon dioxide separation performance of poly(ethylene oxide)-based membranes

Poly(ethylene-oxide)(PEO)-based membranes have attracted much attention recently for CO2 separation because CO2 is highly soluble into PEO and shows high selectivity over other gases such as CH4 and N2.Unfortunately,those membranes are not strong enough mechanically and highly crystalline,which hinders their broader applications for separation membranes.In this review discussions are made,as much in detail as possible,on the strategies to improve gas separation performance of PEO-based membranes.Some of techniques such as synthesis of graft copolymers that contain PEO,cross-linking of polymers and blending with long chains polymers contributed significantly to improvement of membrane.Incorporation of ionic liquids/nanoparticles has also been found effective.However,surface modification of nanoparticles has been done chemically or physically to enhance their compatibility with polymer matrix.As a result of all such efforts,an excellent performance,i.e.,CO2 permeability up to 200 Barrer,CO2/N2 selectivity up to 200 and CO2/CH4 selectivity up to 70,could be achieved.Another method is to introduce functional groups into PEO-based polymers which boosted CO2 permeability up to 200 Barrer with CO2/CH4 selectivity between 40 and 50.The CO2 permeability of PEO-based membranes increases,without much change in selectivity,when the length of ethylene oxide is increased.     

Mg-Ni/BaTiO_3催化剂上CH_4/CO_2重整反应研究

采用等体积浸渍法制备了MgO改性的一系列Mg-Ni/BaTiO3催化剂,并在固定床反应装置上考察了这些催化剂对CO2重整CH4反应的催化活性。结果表明,MgO质量负载为5%的Mg-Ni/BaTiO3催化剂活性最好。考察了不同浸渍顺序对催化剂性能的影响,结果表明,先浸镁盐后浸镍盐制得的催化剂催化性能更为理想。XRD、TPR和TPD表征发现,与催化剂Ni/BaTiO3相比,MgO的添加有利于提高催化剂的催化活性和抗积炭性能,对催化剂起到了良好的改性作用。     

混合胺溶液耦合CaO吸收-矿化CO2特性及矿化过程关键影响因素研究

有机胺捕集CO₂是一种有效的燃烧后碳捕集(PCC)技术,同时CO₂矿物碳酸化是一种安全和稳定封存CO₂的方法。本研究通过将两种方式结合,以MEA/MDEA混合胺溶液作为CO₂吸收剂,以CaO作为CO₂矿化原料,研究了不同混合胺溶液配比、温度、反应时间和CaO添加比例等条件下混合胺溶液耦合CaO吸收-矿化CO₂性能。结果表明,在常温常压下CaO可对MEA/MDEA溶液中吸收的CO₂进行有效矿化并同时实现MEA/MDEA溶液的再生;并且经过五次循环吸收-矿化实验后,MEA/MDEA溶液仍保持了较高的CO₂转化率(77.4%)和CO₂循环负荷(1.03 mol/L)。FT-IR和XRD表征分析表明,CaO的添加向MEA/MDEA溶液中提供了大量Ca²⁺和OH^-,可分别与溶液中的CO₃^2-/HCO₃     

基于密度泛函理论的CO2吸附微观机理比较研究

为探究吸附法捕获CO₂过程中的微观机理和吸附剂材料间的作用关系,基于密度泛函理论方法,综合比较了典型吸附剂包括煤基官能团、Fe、限域离子液体、Na₂CO₃、SrTiO₃与CO₂的吸附过程和差异性.根据不同计算策略,着重分析比较了吸附能、结构优化参数、吸附构型以及原子分布等参数.结果表明,化学吸附中CO₂分子与吸附面呈平行关系时通常吸附能最大;在一种材料的同类型官能团中,吸附能大小与氧原子的数量呈正相关关系;吸附过程中C-O键的伸长活化会生成一种重要的中间产物CO₂^-.提出在探寻CO₂吸附材料时可以在含氧原子较多的官能团、活性金属表面等方面进一步探究.最后对基于密度泛函理论的CO₂的吸附机理的进一步研究方向进行了展望.     

腔镜形变对圆筒组合型CO2激光器模式的影响

针对具有锁相结构的圆筒组合型CO2激光器,分析了其注入锁定的原理,利用等价条形腔理论,建立了分析其输出基模的数学模型。利用该模型,研究了不同形变量对圆筒形腔输出基模的影响。结果表明,为了获得与注入光束模式类似的光场分布,复曲面镜与圆筒形谐振腔中平面镜镜面中心的形变量应控制在0.07倍波长以内。同时,分析在不同腔镜参数情况下腔镜形变对输出模式造成的影响,其结果有利于进一步优化谐振腔的参数设计。