利用手持技术探究加热过程中石棉网上表面的温度

利用手持技术实时精确测量加热中石棉网上表面不同位置的温度，采用独立样本t检验比较石棉网上表面无铁丝点和有铁丝点间的温度差异与温差差异，通过回归分析探究石棉网上表面温度与其主要影响因素间的关系。研究表明：同等条件下加热中的石棉网上表面无铁丝点与有铁丝点存在显著温度差异，而无铁丝点间的单位距离温差与有铁丝点间的单位距离温差无显著差异；石棉网升温阶段上表面温度与时间、位置的关系可拟合为二元一次线性方程，恒温阶段上表面温度与位置的关系可拟合为一元三次曲线方程；石棉网上表面温度从中心向边缘小幅递减，均匀分布，最大温差小于玻璃仪器的耐热骤变温差。研究结果为化学教育实践中科学使用石棉网以及化学实验教材的编写提供参考依据。     

内蒙五牧场矿区11号煤层原煤大分子结构特征及其形成机制

在对内蒙古自治区呼伦贝尔市伊敏盆地五牧场区11号煤层原煤工业分析、元素分析、¹³C-NMR、FT-IR、XPS等分析基础上,获得了煤大分子结构中碳骨架信息、脂肪结构以及含氧官能团类型及比例、氮原子的存在形式和比例等结构信息。以此为基础,构建了煤的大分子结构模型,并应用 ¹³C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor 对其进行了修正, 获得与实验核磁共振谱图吻合较好的大分子结构模型。大分子结构的芳香结构单元以苯、萘、蒽、菲为芳香结构单元,数量分别是1、2、2、1,醚键、氢化芳环以及邻位亚甲基作为连接芳香结构的主要桥键;氧原子以酚羟基、羰基、羧基的形式存在,数量分别是7、3、2;氮原子分别以吡啶和吡咯的形式存在,甲基和脂肪短链分布在芳香单元的边缘。与相邻矿区的褐煤及相近变质程度的神东长焰煤的比较发现,其形成机制主要是在高温低压环境下,热演化过程中快速失去各种含氧官能团,导致短链脂肪类物质的形成,而低压环境则有利于热演化过程中形成的各种小分子物质逸散导致自由基的缩聚,形成较大的芳香结构单元,但是直链脂肪类物质的存在具有位阻效应,不利于芳香结构单元的定向排列,导致所谓的"化学成分成熟超前于其结构成熟"现象。     

不同铝源与铈锆复合的性能及机制

制备了CZ及CZ/AL,CZ/AS与CZ/AM(铈锆固溶体与氧化铝的复合氧化物),通过X射线衍射(XRD)、比表面(BET)、储放氧(OSC)和透射电镜(TEM)等手段对样品的晶相结构、比表面、储氧性能及微观结构等进行表征。结果表明:CZ/AL及CZ/AS都可形成单一稳定的立方晶型结构,氧化铝的掺杂可提高铈锆固溶体的比表面及耐高温稳定性,其中CZ/AS的比表面最高,CZ/AL储氧性能最大。此外,其复合机理表明,Al2O3与铈锆固溶体在纳米级别上的化学复合与纯粹的机械混合相比,前者具有更加稳定的晶型结构、更大的比表面和更好的储氧性能。     

SO_2气氛下半焦负载Zn/Fe/Ce高温煤气脱硫剂的再生行为研究

以共沉淀法制备了半焦负载Zn/Fe/Ce(物质的量比1.0∶2.0∶0.6)高温煤气脱硫剂,在固定床装置上研究了再生反应温度、进口SO2浓度以及再生气空速对再生性能的影响,并进行三次硫化-再生循环测试。采用XRD、SEM、BET等测试手段对脱硫剂的新鲜样、硫化样及再生样进行了表征。实验结果表明,半焦负载Zn/Fe/Ce高温煤气脱硫剂在SO2气氛下600℃就能发生再生反应,且再生后的主要产物为ZnFe2O4、CeO2和单质硫;最佳再生条件为,再生温度700℃、进口SO2体积分数为12%、再生气空速为5 000 h-1。脱硫剂经过多次硫化-再生循环后,脱硫剂仍能保持较好的硫化活性。     

类椭球氧化锌纳米结构的制备与表征

"用普通氧化锌晶须作为原材料, 采用高压釜腐蚀法和高温(600 ℃)裂解结合的方法合成纳米棒构成的氧化锌类椭球结构．XRD、SEM和TEM结果表明这种类椭球结构是单晶的,纳米棒取向一致,自组装生长而成．"     

Si,Al对激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂层组织性能的影响

为了提高材料表面的耐磨性和高温抗氧化性,利用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了MoFeCrTiW高熵合金涂层,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和磨损试验机等研究了Si,Al添加对高熵合金涂层组织、相结构、耐磨性和高温抗氧化性能的影响。结果表明:激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂层组织为等轴晶,单独添加等物质的量的Si或Al时,涂层分别为共晶组织或树枝晶,同时添加等物质的量的Si和Al时,涂层组织为细小的等轴晶。各高熵合金涂层的主体相均为BCC相,随着Si,Al的添加,BCC相的晶格常数减小。添加等物质的量的Al有助于抑制涂层中金属间化合物的形成,使涂层耐磨性降低;添加等物质的量的Si则会形成含Si的金属间化合物和一些未知相,提高涂层耐磨性。激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂层在800℃的抗氧化性较高,Si、Al的添加可使涂层的高温抗氧化性进一步提高。     

稀土Dy~(3+),Tm~(3+)单掺杂的四硼酸锌磷光体的热释光

通过高温固相法合成了Dy3+,Tm3+单掺杂的四硼酸锌(ZnB4O7)磷光体,测定了室温下这2个磷光体经60Coγ-射线辐照后的三维热释光谱。从三维热释光谱可以观察到:这2个磷光体的主发光峰均位于218℃;ZnB4O7∶Tm3+磷光体的主热释光峰的发射波长为366、453、475、651和754 nm,ZnB4O7∶Dy3+磷光体的主热释光峰的发射波长为480、573、665和755 nm,分别为稀土离子Tm3+和Dy3+的特征跃迁发射。对于Tm3+掺杂的ZnB4O7磷光体,热释光发射强度较高,在辐射剂量学领域有潜在的应用。利用峰形法,评估了ZnB4O7∶Tm3+磷光体在218℃时发光峰的动力学参数,其陷阱深度E为1.64 eV,频率因子为3.42×1016s-1,遵循二级动力学。     

TNT高温热解及含碳团簇形成的反应分子动力学模拟

ReaxFF-MD模拟三硝基甲苯(TNT)高温热解显示增加了伦敦耗散力项(E_lg)的ReaxFF/lg 势函数在含能材料平衡密度计算方面具有优越性. 产物识别分析得出TNT热解的主要产物为NO₂、NO、H₂O、N₂、CO₂、CO、OH以及HONO,且最终产物为H₂O、N₂和CO₂. 使用ReaxFF势函数模拟同样过程进行比较性分析显示,在主要产物和最终产物方面与ReaxFF/lg 作用结果具有一致性,但在化学反应动力学方面表现出一些差异. ortho-NO₂键断裂和C―NO₂→C―ONO重排布-断裂形成NO₂和NO是TNT热解的主要初级反应,且前者产生速率大于后者,NO₂和NO形成后很快参与次级反应并最终形成N₂. 高温热解中形成OH等小分子会促进H₂O的形成. 环上基团相互反应或直接脱落后,主环间C―C键才发生断裂,但温度升高会加快主环断裂,并进一步分解形成CO₂,这也是高温条件下CO₂分布产生波动的一个重要原因. 并且当晶胞中的TNT分子几乎完全分解时,系统的势能开始明显衰减. 与温度相比,密度对热解中最大含碳团簇形成的影响更明显. 并且,模拟结果显示,在TNT完全分解前已经出现含碳中间体的聚合现象. 此项工作表明使用ReaxFF/lg 反应力场研究TNT高温热解可以提供具体的动力学和化学方面的信息,并有助于理解含能材料的爆轰问题并可进行安全评估.     

基于膦酸基的高温质子交换膜的研究进展

提高质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的工作温度,不但可以提高电催化剂的活性以及电催化剂对原料气中CO等杂质气体的耐受能力,少用甚至不用Pt 等贵金属作电催化剂,还可以简化PEMFCs的水热管理系统,提高PEMFCs的综合能量转化效率. 实现高温PEMFCs的核心是开发能够适用于高温PEMFCs的高温质子交换膜(HT-PEM),是PEMFCs的研究热点. 在众多HT-PEM候选材料中,基于膦酸基的质子交换膜材料是最具前途的候选材料之一,是制备HT-PEM的主要研究方向. 本文综述了基于膦酸基的HT-PEM的研究进展,讨论了膦酸基参与的质子传导机理,比较了纯聚合物膦酸膜、膦酸基接枝改性膜、酸-碱两性膜、掺杂型复合膜的电导率、物理化学稳定性、机械性能等. 最后,展望了基于膦酸基的HT-PEM的发展趋势.     

水热-溶胶-凝胶法合成多壁碳纳米管-Na3V2（PO4）3复合物及其作为锂离子电池正极材料的性能

采用水热和溶胶-凝胶相结合的方法,制备了具有良好电化学性能的新型多壁碳纳米管-Na₃V₂（PO₄）₃（MWCNT-NVP）复合材料（MWCNT的质量分数为8.74%）. 通过场发射扫描电子显微镜表征可知,MWCNT分散在NVP纳米颗粒之间,并起到“电子导电线”的作用. 与纯Na₃V₂（PO₄）₃相比,MWCNT-NVP具有更高的比容量和更优异的循环性能. 在0.2C（35.2 mA·g^-1）的电流密度下,3.0-4.5 V的电压范围内,MWCNT-NVP的初始比容量为82.2 mAh·g^-1. 循环100次以后,比容量为72.3 mAh·g^-1. 在1.0-3.0 V充放电时,MWCNT-NVP的初始容量为100.6 mAh·g^-1. 100次循环以后,其容量保持率高达90%. 同时,交流阻抗测试表明,由于MWCNT的存在,MWCNT-NVP的导电性有了显著的提高. 以上结果表明,MWCNT-NVP是一种良好的锂离子电池电极材料.