为了提高新型储能材料碳酸锰(MnCO3)的导电性和应用于超级电容器的性能,我们采用简单温和的液相沉积法,在室温下制备出MnCO3/CB复合材料。导电炭黑(CB)先用稀HNO3进行纯化和活化的处理,再将处理后的CB放入NH4HCO3和MnSO4的混合溶液中进行液相沉淀。利用红外和XPS方法观察发现经过稀酸纯化处理后,炭黑表面的负电基团(羧基和醌基)增多,使得其在水中不易团聚,更有利于合成均匀的复合物。利用SEM对复合物形貌进行了表征,直径40 nm的炭黑颗粒将莲花状的碳酸锰颗粒包裹,并在碳酸锰颗粒之间堆积形成含有孔隙的空间结构。利用恒流充放电测试其电化学性能,结果表明,MnCO3/CB复合电极材料的质量比容值是纯粹MnCO3电极材料的2倍并且具有良好循环容量保持率。MnCO3作为一种新近发现的储能材料,合成复合物为其作为超级电容器电极材料提供了新的思路。
采用等体积浸渍法制备了一系列非贵金属NOx储存还原(NSR)催化剂Mn-K2CO3/γ-Al2O3,考察了不同锰的负载量对NSR催化剂的结构和催化活性的影响,同时考察了水和CO2对NOx储存量的影响。应用X射线衍射分析(XRD)、X射线吸收精细结构(EXAFS)、H2程序升温还原(H2-TPR)、CO2程序升温脱附测试(CO2-TPD)等技术,对催化剂的结构进行表征。结果表明,锰主要是以MnO2和Mn3O4的形式存在,还有少量的Mn2O3。随着锰负载量的增加,催化剂对NOx的氧化还原能力增强,但催化剂的比表面积降低,使K2CO3的分散性降低,逐渐由表相K2CO3向体相K2CO3转变。NOx的储存量受到催化剂氧化还原能力和K2CO3的分散性两方面因素的影响。当Mn/Al2O3的质量比为0.10的时候,NOx的储存量最大,达到1.30 mmol·g-1,稀燃/富燃条件下,10个循环后,对NOx的还原效率达到99%以上。向反应气中加入水和CO2后,储存能力下降,其中CO2对储存量的影响比水更大。
针对SnO2作为锂离子电池负极材料循环性能和导电性差的问题,采用水热法制备了SnO2/C复合物。研究了多级结构SnO2的制备工艺并以此为基础制备了SnO2/C复合物,通过XRD、SEM、TEM等分析方法表征了材料的结构、组成和形貌;采用循环伏安、恒流充放电等电化学方法表征SnO2和SnO2/C复合材料的电化学性能。实验结果表明,在200 mA·g-1恒电流密度充放电时,SnO2/C复合物电极充放电循环50次后比容量为346.1 mAh·g-1,远高于SnO2电极;与此同时,无定形碳的引入使SnO2/C复合物电极的倍率性能也显著提高。
通过插层法和离子交换法对埃洛石纳米管(HNTs)进行有机物改性,研究了二甲基亚砜、甲醇以及十六烷基三甲基溴化铵改性对HNTs结构以及吸附脱硫性能的影响,考察了温度、时间和剂油比对吸附剂脱硫性能的影响。采用X射线衍射、红外光谱、透射电子显微镜与N2吸附-脱附测试等对吸附剂进行分析表征。结果表明,有机物改性后HNTs的基本管状结构并未破坏,但层间距和管径有一定变化,吸附脱硫能力有所提高,其中HDTMA改性的埃洛石在温度为30℃、时间为4 h、剂油比为1∶20的条件下容硫量达到9.42 mg/g,脱硫率由未改性HNTs的29.62%提高到58.85%。
以聚合氯化铝(PAC)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为原料制备了PAC-PDMDAAC复合絮凝剂,将其用于海水的净化处理。考察了PDMDAAC与Al的不同质量比对絮凝指数FI、形成絮体厚度及体系稳定动力学参数的影响,确定了PAC-PDMDAAC复合絮凝剂的PDMDAAC/Al最适宜配比。采用Box-Behnken响应面法分析了絮凝剂投加量、反应pH值之间的交互作用及其对浊度和CODMn去除效果的影响。实验结果表明:与聚合氯化铝(PAC)相比,PAC-PDMDAAC复合絮凝剂净化海水过程中形成絮体更大,沉降性能更好;随着PDMDAAC与Al质量比的增大,絮凝指数FI曲线上升越快速,絮体分层厚度越大,沉降速度越快,稳定动力学参数越大。PAC-PDMDAAC复合絮凝剂的最适宜混凝条件为:反应体系pH值为7.5,絮凝剂投加量为15.3 mg/L,在该条件下复合絮凝剂对海水CODMn和浊度的去除率均值分别为65.2%和87.4%,实验结果与响应曲面模型预测值基本相符。
改良西门子法是生产多晶硅的主流工艺。简述了多晶硅行业的生产背景和现状,介绍了多晶硅行业现今所面临的困境和多晶硅生产中原料三氯氢硅中痕量硼、磷杂质的高效分离方法,并讨论了多晶硅生产中原料三氯氢硅中硼、磷杂质的存在形式和分离难点,概述了多晶硅生产中原料三氯氢硅中痕量硼、磷杂质的多种高效分离方法,主要包括部分水解法、络合法、吸附法等。通过对各种分离方法进行综合性的分类和分析讨论,指出了现存方法的优缺点,提出了三氯氢硅中痕量硼、磷杂质分离技术在工业化时的关键难题,并对各种分离方法的应用前景进行了展望。
通过向聚苯胺/环氧涂层中添加适量的火山灰微米粒子(TMP),有效提高了涂层的防腐性能,同时考察了TMP含量对涂层防腐性能的影响。实验结果表明添加TMP后的涂层在95℃、12% NaCl溶液中浸泡60 d后仍具有较高的低频阻抗值;其中,添加量为10%(质量分数)的涂层的阻抗值最高,为1.27×109 Ω·cm2,说明该涂层仍具有较好的防腐性能。另外,该复合涂层的附着力有所改善,并具有优异的耐热冲击性能。
采用激光测定装置研究了温度、降温速率、磷酸三丁酯(TBP)对磷酸二氢铵(ADP)的介稳区的影响,重点研究了其介稳区的变化规律,计算了不同条件下磷酸二氢铵的介稳区和表观成核级数。测定了磷酸二氢铵在磷酸三丁酯存在下的诱导期,并应用经典成核理论计算成核参数。研究结果表明:磷酸二氢铵的介稳区宽度在高温区狭窄而在低温区较宽,介稳区宽度随着降温速率的增大而变大,磷酸三丁酯的加入增大了介稳区、诱导期和成核参数。
采用ANSYS软件建立了卧螺离心机整机的流固耦合有限元模型,并通过流固耦合数值模拟分析得到了卧螺离心机负载工况下的滞后量、离心液压随转速变化关系以及转子系的真实应力状态。结果表明,离心机内部流场最大压力位于进料分布器出口段的转鼓内壁面处,转子系最大位移发生在螺旋输送器中部、最大应力位于螺旋叶片根部与螺旋筒体连接处,在正常工况下均满足强度、刚度要求;振动测试试验得到的临界转速与数值模拟结果相一致,验证了有限元模拟的准确性,并针对卧螺离心机独特的双转子结构提出测定副临界转速来推算临界转速的方法。
液滴平均尺寸和液滴尺寸分布是描述不溶液-液分散程度的2个重要参数,决定着两相接触面积的大小,进而决定着相间的传质、传热和化学反应速率。利用CFD方法详细研究了水-油两相在搅拌槽内的分散过程,发现叶轮转速、分散相体积分数和连续相黏度对分散效果有显著影响。当两相组成一定时,增大叶轮转速和连续相黏度均有利于两相的分散。在一定范围内,液滴平均直径与叶轮转速、分散相体积分数均为对数线性关系,相关系数高达0.999。基于个数的液滴尺寸分布在不同转速和连续相黏度条件下出现了双峰分布,而基于体积的液滴尺寸分布则始终为单峰分布。