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采用焙烧-浸出工艺从LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)回收金属的研究
1
作者 王大辉 彭小平 +2 位作者 陈怀敬 李彦强 宋晓龙 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第6期963-971,共9页
富镍三元锂离子电池因其比容量高、稳定性好等优点广泛应用于新能源电动汽车领域,退役后的正极材料中锂、镍、钴、锰元素的高效回收利用备受关注。本文提出将LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)与添加剂NaHSO_(4)·H_(2)O以不同比例... 富镍三元锂离子电池因其比容量高、稳定性好等优点广泛应用于新能源电动汽车领域,退役后的正极材料中锂、镍、钴、锰元素的高效回收利用备受关注。本文提出将LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)与添加剂NaHSO_(4)·H_(2)O以不同比例混合后在600℃焙烧0.5 h,焙烧产物再经过水浸出,提取金属的新工艺,并对LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)-NaHSO_(4)·H_(2)O体系焙烧过程的化学行为及影响金属回收率的工艺参数进行了研究。结果表明:LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)中添加NaHSO_(4)·H_(2)O在600℃焙烧过程中出现明显的失重与吸热现象,焙烧产物中Li以LiNaSO_(4)的形式存在,Ni、Co、Mn元素以氧化物和金属硫酸盐的形式存在,随NaHSO_(4)·H2O含量的增加,Ni、Co、Mn元素化合态趋向于+2价,焙烧产物的形貌为不规则的块状颗粒。LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)与NaHSO_(4)·H_(2)O混合物质量比为1∶4.49时,焙烧后在60℃水浸0.5 h,Li、Ni、Co、Mn元素的浸出率均可达100%。 展开更多
关键词 报废锂离子动力电池 LiNi_(0.6)co_(0.2)Mn_(0.2)o_(2) 焙烧 金属回收
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基于cDC-GAN替代模型的物理-化学非均质矿层CO_(2)+O_(2)地浸采铀过程模拟 被引量：3
2
作者 刘殿广 杨蕴 +4 位作者 章勇 邱文杰 吴剑锋 王锦国 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4547-4556,共10页
基于物理过程的CO_(2)+O_(2)地浸采铀反应性溶质运移模型需要采用高分辨率网格来捕获介质物理-化学参数空间变异性和对流-弥散-化学反应多过程耦合特征,往往面临巨大的模型计算挑战.传统的替代模型处理高维数据空间分布预测时面临精度... 基于物理过程的CO_(2)+O_(2)地浸采铀反应性溶质运移模型需要采用高分辨率网格来捕获介质物理-化学参数空间变异性和对流-弥散-化学反应多过程耦合特征,往往面临巨大的模型计算挑战.传统的替代模型处理高维数据空间分布预测时面临精度和维数诅咒问题,基于条件深度卷积生成对抗网络(conditional Deep Convolutional Generative Adversarial Network,cDC-GAN),本文提出了一种多重输入图像到输出图像回归的cDC-GAN替代建模组件,建立了高维物理-化学非均质场(渗透率场和铀矿物品位场)和铀浸出浓度分布场之间的映射关系,训练集和测试集样品中结构相似性指数的中值达0.98以上,可以作为砂岩型铀矿CO_(2)+O_(2)溶浸过程数值模型的替代方案.cDC-GAN替代建模不受底层物理模型的限制,进而可为复杂反应性溶质运移模型的参数识别、不确定性分析、全局敏感性分析和模拟优化方案设计等提供通用框架. 展开更多
关键词 co_(2)+o_(2)地浸采铀 深度学习 图像预测 不确定性分析
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铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响
3
作者 杨飞龙 向鑫 +2 位作者 胡立 张桂凯 陈长安 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第5期123-129,共7页
在长期高温服役过程中,铀床的氚渗透泄露问题是聚变堆涉氚系统中需要关注的焦点之一,而一种行之有效的解决思路是在内壁制备阻氚涂层.然而,服役过程中通过热扩散渗入涂层内部的铀可能在阻氚涂层氢行为中起作用,进而影响其服役可靠性.基... 在长期高温服役过程中,铀床的氚渗透泄露问题是聚变堆涉氚系统中需要关注的焦点之一,而一种行之有效的解决思路是在内壁制备阻氚涂层.然而,服役过程中通过热扩散渗入涂层内部的铀可能在阻氚涂层氢行为中起作用,进而影响其服役可靠性.基于此,采用第一性原理计算方法,研究了铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响.结果发现,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的存在形式、电荷态及相对稳定性有重要影响.从形成能观点来看,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的形成有利,且α-Al_(2)O_(3)中空位型点缺陷对氢的捕陷能力因铀的引入显著增加.研究结果对α-Al_(2)O_(3)基内壁阻氚涂层在氚工艺系统铀床中应用的可靠性评估具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 铀 本征点缺陷 氢相关缺陷 相互作用 α-Al_(2)o_(3)
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BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合光催化剂的制备及其光催化性能研究
4
作者 王艳 王换换 +2 位作者 刘慧 马文萱 王国永 《现代化工》 北大核心 2025年第6期125-130,共6页
以BiCl_(3)为原料,通过调控Na_(2)CO_(3)用量制备不同的光催化剂,并利用XRD、FT-IR、UV-DRS、XPS、PL等表征手段对其进行表征。结果表明,利用水解法成功合成了BiOCl、Bi_(2)O_(2)CO_(3)和BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)光催化剂,三者均为宽带... 以BiCl_(3)为原料,通过调控Na_(2)CO_(3)用量制备不同的光催化剂,并利用XRD、FT-IR、UV-DRS、XPS、PL等表征手段对其进行表征。结果表明,利用水解法成功合成了BiOCl、Bi_(2)O_(2)CO_(3)和BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)光催化剂,三者均为宽带隙半导体,在可见光下对有色染料有去除效果,主要归功于敏化作用。得益于催化和敏化的联合作用,这些催化剂在全光作用下呈现出较高的去除率,其中BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)催化剂性能最佳。同时,还对其光敏化和光催化的机理进行了研究。 展开更多
关键词 光催化 BioCl BioCl/Bi_(2)o_(2)co_(3) Bi_(2)o_(2)co_(3) 异质结 水解法
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碳包覆CeO_(2)-Co_(3)O_(4)复合材料制备及其亚甲基蓝降解效能的研究与优化
5
作者 孟庆男 梁香灵 +2 位作者 田娜 汤玉斐 赵康 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第6期90-97,共8页
围绕污水处理领域的前沿技术,设计了碳包覆CeO_(2)-Co_(3)O_(4)复合材料制备及其催化性能优化综合实验。实验融合了溶剂热反应、溶胶凝胶反应和模板法,制备出具有“核壳”及“摇铃”结构的复合材料;借助XRD、TEM、SEM、FTIR、N_(2)吸附... 围绕污水处理领域的前沿技术,设计了碳包覆CeO_(2)-Co_(3)O_(4)复合材料制备及其催化性能优化综合实验。实验融合了溶剂热反应、溶胶凝胶反应和模板法,制备出具有“核壳”及“摇铃”结构的复合材料;借助XRD、TEM、SEM、FTIR、N_(2)吸附-解吸附测试等表征手段剖析了材料的结构特性。研究了材料催化活化过一硫酸盐(PMS)降解亚甲基蓝(MB)的性能;建立了材料结构与性能间的联系,并基于最优材料,提出了其催化机制。该实验训练了学生对化学及材料学科知识的理解和综合运用能力,有助于培养他们的实践能力、自主创新意识和科学思维能力。 展开更多
关键词 Ceo_(2)-co_(3)o_(4) 碳 核壳及摇铃结构 亚甲基蓝 PMS活化 实验设计
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O_(2)和温度对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体热分解影响机理研究 被引量：1
6
作者 叶凡超 湛奡 +3 位作者 田双双 李祎 肖淞 张晓星 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期46-54,共9页
C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体是目前具有潜力的可替代SF_(6)的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O_(2)及其含量变化对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)分解特性的影响机理研究较少。本文基于反应分子动力学(ReaxFF-MD)方法,... C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体是目前具有潜力的可替代SF_(6)的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O_(2)及其含量变化对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)分解特性的影响机理研究较少。本文基于反应分子动力学(ReaxFF-MD)方法,通过构建C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体反应体系模型,开展了不同O_(2)含量和温度下C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体的热分解过程模拟,分析了其主要反应路径、产物组成及生成速率等。结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体热分解主要生成CF_(3)、CF_(2)、CF、F、CN和C_(2)F_(5)等粒子,其中CF_(2)和CN的生成量最高,其次是CF_(3)和F。尽管C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中加入O_(2)会使C_(4)F_(7)N的初始分解时间缩短,但是可以有效减少C_(4)F_(7)N的分解量和大部分粒子的生成量,尤其在O_(2)体积分数为6%时C_(4)F_(7)N分解量最少。当O_(2)体积分数为0%~4%时,反应体系中主要分解反应的反应速率减小,而当O_(2)体积分数大于8%时,反应速率增大。当模拟温度高于2600 K时,C_(4)F_(7)N的初始分解时间显著缩短,分解粒子的生成速率加快。研究结论为C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)的应用配比优化及其设备运维诊断提供了理论基础。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/co_(2)/o_(2)混合气体 反应分子动力学 热分解机理 混合气体配比
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CO_(2)+O_(2)浸铀过程中矿物溶解量与沉淀量的逆向平衡模拟
7
作者 杨诗琪 刘金辉 +3 位作者 阳奕汉 李鹏 徐奇 李光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2278-2289,共12页
CO_(2)+O_(2)地浸过程中浸出剂与含矿层矿物相互作用后再将铀从矿石中浸出的同时,由于地下水矿化度不断增高又会产生化学沉淀,导致含矿层堵塞。本文以纳岭沟铀矿现场动态地浸(现场浸出)试验与室内静态浸出试验(常温常压)数据为基础,在... CO_(2)+O_(2)地浸过程中浸出剂与含矿层矿物相互作用后再将铀从矿石中浸出的同时,由于地下水矿化度不断增高又会产生化学沉淀,导致含矿层堵塞。本文以纳岭沟铀矿现场动态地浸(现场浸出)试验与室内静态浸出试验(常温常压)数据为基础,在确定典型浸出剂渗流路径与参与水文地球化学反应的矿物相及反应方向基础上,采用PHREEQC软件对CO_(2)+O_(2)浸铀过程中矿物溶解量与沉淀量进行逆向平衡模拟。模拟结果表明,铀浸出过程中,钾长石、钠长石和钙长石发生了溶解,其在室内静态浸出试验条件下,60~170 d的溶解量分别为0.2~0.26、2.91~3.26、4.58~5.39 mmol/L;在现场浸出条件下的溶解量分别为0.14~1.42、0.27~1.68、0.23~0.75 mmol/L。浸出过程中,伊利石、方解石和三水铝石形成了沉淀,室内浸出条件下,60~170 d的沉淀量分别为5.36~5.9、9.77~11.7、0.40~0.53 mmol/L;现场浸出条件下,其沉淀量分别为0.35~2.79、0.05~1.34、0.39~2.84 mmol/L。以上结果表明,CO_(2)+O_(2)浸铀过程中含矿层的堵塞矿物主要是伊利石、方解石和三水铝石,长石发生黏土化蚀变和方解石沉淀是造成含矿层堵塞的重要机制。 展开更多
关键词 co_(2)+o_(2)地浸采铀 含矿层堵塞 逆向模拟 溶解量 沉淀量
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层状双金属氢氧化物的层间阴离子对衍生的Ni-Al_(2)O_(3)催化剂光热催化CO_(2)甲烷化反应的影响 被引量：2
8
作者 郭李娜 李睿哲 +5 位作者 孙闯 罗小利 石义秋 原弘 欧阳述昕 张铁锐 《物理化学学报》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页
太阳能驱动的二氧化碳(CO_(2))甲烷化反应不仅有助于减少多余的碳排放,而且是生产燃料的重要途径。层状金属双氢氧化物(layered double hydroxides,LDH)可以在高温还原气(H_(2)/Ar)氛围中还原,转化为金属负载于氧化物(MO)的催化剂。这... 太阳能驱动的二氧化碳(CO_(2))甲烷化反应不仅有助于减少多余的碳排放,而且是生产燃料的重要途径。层状金属双氢氧化物(layered double hydroxides,LDH)可以在高温还原气(H_(2)/Ar)氛围中还原,转化为金属负载于氧化物(MO)的催化剂。这些催化剂在CO_(2)加氢反应中作为优秀的光热催化剂被广泛应用。然而,有关LDH的层间阴离子类型如何影响CO_(2)甲烷化活性的研究还相对有限。本文研究了包含不同层间阴离子的镍(Ni)铝(Al)LDH前驱体,通过在H_(2)/Ar气氛中还原处理,制备了一系列Ni负载在氧化铝(Al_(2)O_(3))上的MO催化剂,这些催化剂被命名为NiAl-x-MO(其中x代表CO_(3)、NO_(3)、Cl和SO_(4),分别代表碳酸根、硝酸根、氯离子和硫酸根等阴离子)。其中,NiAl-CO_(3)-MO催化剂表现出50.1%的CO_(2)转化率,99.9%的甲烷(CH_(4))选择性以及94.4 mmol∙g^(−1)∙h^(−1)的CH_(4)产出速率。与之相比,NiAl-Cl-MO和NiAl-SO_(4)-MO催化剂的CO_(2)甲烷化活性极低。H_(2)程序升温脱附(temperature programmed desorption with H_(2),H_(2)-TPD)实验和密度泛函理论计算(density functional theory,DFT)结果表明,低CO_(2)转化率是由于残留的氯(Cl)或硫(S)与金属Ni形成的强配位键阻碍了H_(2)的吸附和活化。因此,在设计LDH衍生的催化剂,特别是用于氢化反应的Ni基催化剂时,应优先考虑层间阴离子在LDH中的重要作用。 展开更多
关键词 光热催化 co_(2)甲烷化 Ni-Al_(2)o_(3)催化剂 层状金属双氢氧化物 层间阴离子
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软模板法诱导Cu/Al_(2)O_(3)深孔道结构促进等离子催化CO_(2)加氢制二甲醚
9
作者 陈柳云 王文举 +7 位作者 陆泰榕 罗轩 谢新玲 黄科林 覃善丽 苏通明 秦祖赠 纪红兵 《物理化学学报》 北大核心 2025年第6期64-77,共14页
等离子体活化非均相催化反应是在温和条件下实现CO_(2)加氢反应的前沿策略。在本研究中,采用软模板法在Al_(2)O_(3-x)上构建了深孔通道结构。以Al_(2)O_(3-x)作为载体,通过浸渍法制备了Cu/Al_(2)O_(3-x)催化剂,并将其应用于等离子体催化... 等离子体活化非均相催化反应是在温和条件下实现CO_(2)加氢反应的前沿策略。在本研究中,采用软模板法在Al_(2)O_(3-x)上构建了深孔通道结构。以Al_(2)O_(3-x)作为载体,通过浸渍法制备了Cu/Al_(2)O_(3-x)催化剂,并将其应用于等离子体催化CO_(2)加氢制二甲醚(DME)反应。在等离子体催化CO_(2)加氢反应中,Cu/Al_(2)O_(3)-0.75/HZSM-5展现出高性能和高放电效率。其等离子体催化CO_(2)加氢的CO_(2)转化率和DME产率分别达21.98%和9.83%,其中CO、CH_(3)OH和DME的选择性分别为25.39%、29.89%和44.72%。Al_(2)O_(3-x)上的深孔道结构能够作为Cu的负载位点,同时介孔结构的限域效应增强了金属-载体之间的相互作用及Cu的金属分散度。更丰富且更强的Brønsted碱性和Lewis酸性位点促进了CO_(2)的吸附、活化及加氢。值得注意地,锚定在深孔道结构中的Cu位点能够形成电场,从而引导等离子体活化CO_(2)中间体进入难以接近的孔隙中进行加氢反应。深孔通道中等离子体活化CO_(2)中间体的加氢对于提升等离子体催化CO_(2)加氢制DME反应效率具有重要意义。 展开更多
关键词 等离子体催化 co_(2)加氢 二甲醚 Al_(2)o_(3) 孔道
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构筑暴露羟基的ZnTi-LDH纳米片及其光催化O_(2)/CO_(2)-甲苯制苯甲醛
10
作者 陈泓屹 周安宁 +5 位作者 陈福欣 贾忻宇 张亚刚 马梦丹 凌洁 李纹龙 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第8期1148-1161,共14页
为破解光催化CO_(2)-甲苯反应中苯甲醛产量和选择性低的问题,本工作构筑了暴露羟基的ZnTi-LDH片光催化剂,同时构建了新型O_(2)/CO_(2)-甲苯协同光催化反应体系。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、XPS等技术表征了ZnTi-LDH催化剂结构,在加... 为破解光催化CO_(2)-甲苯反应中苯甲醛产量和选择性低的问题,本工作构筑了暴露羟基的ZnTi-LDH片光催化剂,同时构建了新型O_(2)/CO_(2)-甲苯协同光催化反应体系。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、XPS等技术表征了ZnTi-LDH催化剂结构,在加压反应釜上,探讨了催化剂组成和O_(2)/CO_(2)比例对O_(2)/CO_(2)协同光催化氧化甲苯反应苯甲醛产量及选择性的影响规律,采用同位素示踪、自由基猝灭、GC-MS、EPR等技术进一步揭示了O_(2)/CO_(2)协同光催化氧化甲苯反应的自由基机理。结果表明,在无溶剂条件下,采用催化剂组成为3∶1的ZnTi-LDH(ZT-3∶1),O_(2)/CO_(2)比例为2∶8时,于氙灯光源下照射12 h,O_(2)/CO_(2)-甲苯反应的CO和苯甲醛产量分别为121.37和947.89μmol/(g·h),选择性分别为96%和60%,其总产量是CO_(2)-甲苯反应的3.02倍,CO和苯甲醛的选择性分别提升了7%和11%。这主要归因于ZT-3∶1具有丰富的-OH基团和较高的比表面积,促进了CO_(2)在催化剂上的吸附活化,O_(2)和CO_(2)的协同作用拓展了自由基反应的路径、提高了载流子利用效率。该研究结果为提高CO_(2)转化效率联产高附加值产物提供了新途径。 展开更多
关键词 甲苯氧化 o_(2)/co_(2)-甲苯 光催化 co_(2)还原 ZnTi-LDH
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Co_(2)O_(3)/Ni_(2)O_(3)密着剂对搪瓷涂层界面行为及密着机制的影响
11
作者 洪昊 李文生 +2 位作者 李翠霞 俞雷 张婷 《表面技术》 北大核心 2025年第16期92-99,191,共9页
目的以镍、钴氧化物密着剂为基础,探索其协同作用及氧化态对碳钢搪瓷涂层密着界面反应过程的影响机制,以期进一步提升搪瓷涂层的密着性能。方法采用磨加法在Q235钢基体上制备了分别含有质量分数为1%Ni_(2)O_(3)、1%Co_(2)O_(3)、0.5%Ni_... 目的以镍、钴氧化物密着剂为基础,探索其协同作用及氧化态对碳钢搪瓷涂层密着界面反应过程的影响机制,以期进一步提升搪瓷涂层的密着性能。方法采用磨加法在Q235钢基体上制备了分别含有质量分数为1%Ni_(2)O_(3)、1%Co_(2)O_(3)、0.5%Ni_(2)O_(3)+0.5%Co_(2)O_(3)和0.5%NiO+0.5%CoO密着剂(组合)的4种搪瓷涂层,通过落重冲击和拉脱附实验评价了涂层的结合性能,采用扫描电子显微镜、能谱仪和电子探针对涂层界面反应和元素扩散机制进行分析。结果Co_(2)O_(3)比Ni_(2)O_(3)密着剂更易在界面处形成沉积层,Ni_(2)O_(3)在烧结过程中释放的氧气会促进钴的密着反应,Co^(2+)/Co^(3+)向界面处扩散促进了Ni^(2+)的扩散并在界面处形成沉积层,可见同时磨加镍、钴氧化物密着剂具有一定的协同促进作用。Co^(3+)高的标准电极电位促进了釉层与基体的电偶腐蚀反应,使界面处的枝晶数量增加。结论钴密着剂具有比镍密着剂更优的密着性能,高价态氧化物有利于促进界面密着反应,因此Ni_(2)O_(3)+Co_(2)O_(3)密着剂组合比NiO+CoO具有更优的密着效应。 展开更多
关键词 搪瓷涂层 coo/co_(2)o_(3) Nio/Ni_(2)o_(3) 密着 界面行为
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Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)肖特基结光催化降解环丙沙星性能研究
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作者 王敏 辛德华 +6 位作者 邱云 章薇 王玉春 刘赵荣 史蒙 石乐 谈国强 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第4期142-151,160,共11页
Bi_(2)O_(2)CO_(3)因其独特的二维层状结构在光催化环境净化领域引起了广泛关注.但太阳能利用率低、光生载流子复合率高等缺点限制了Bi_(2)O_(2)CO_(3)的应用.为了克服上述缺点,本文将高温热聚合和溶剂热反应相结合,制备得到了一系列Ag/... Bi_(2)O_(2)CO_(3)因其独特的二维层状结构在光催化环境净化领域引起了广泛关注.但太阳能利用率低、光生载流子复合率高等缺点限制了Bi_(2)O_(2)CO_(3)的应用.为了克服上述缺点,本文将高温热聚合和溶剂热反应相结合,制备得到了一系列Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合光催化材料,并通过降解环丙沙星评价其光催化性能.结果表明,Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)的光催化性能明显高于单组分Bi_(2)O_(2)CO_(3).最佳的Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)样品在模拟太阳光和近红外光照射下对环丙沙星的降解速率分别为0.0254 min^(-1)和0.2272 h^(-1),为Bi_(2)O_(2)CO_(3)的5.91和10.42倍,相应的矿化率分别为69.64%和62.18%.Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)光催化活性的提高可以归因于金属Ag的局域表面等离激元共振效应和界面肖特基结的协同作用,这不仅增强了材料体系对可见光和近红外光的吸收能力,同时提高了光生电子-空穴对分离效率.此外,所制备Ag/Bi_(2)O_(2)CO_(3)具有良好的循环稳定性.本研究为构筑高活性全光谱响应的Bi_(2)O_(2)CO_(3)基光催化材料提供了新思路. 展开更多
关键词 AG Bi_(2)o_(2)co_(3) 肖特基结 全光谱催化 环丙沙星
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CO_(2)/O_(2)气氛下旋风筒气固分离与换热的数值模拟
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作者 王艺 梅书霞 +4 位作者 何峰 谢峻林 张超 邓玉华 刘长江 《化学工程》 北大核心 2025年第2期44-50,共7页
基于干法水泥生产系统的富氧燃烧结合CO_(2)回掺工艺,对N_(2)/O_(2)和CO_(2)/O_(2)2种气氛下C1旋风预热器中的流场分别进行数值模拟研究,对比气流场分布情况、气固分离效率和气固换热效果。研究表明:2种工况下气流场基本一致,但CO_(2)/O... 基于干法水泥生产系统的富氧燃烧结合CO_(2)回掺工艺,对N_(2)/O_(2)和CO_(2)/O_(2)2种气氛下C1旋风预热器中的流场分别进行数值模拟研究,对比气流场分布情况、气固分离效率和气固换热效果。研究表明:2种工况下气流场基本一致,但CO_(2)/O_(2)气氛下流场中的整体速度更高,阻力损失也更大;N_(2)/O_(2)和CO_(2)/O_(2)工况下气固分离效率几乎不变,分别为93.45%和93.67%;CO_(2)/O_(2)工况下气固换热效果低于N_(2)/O_(2)工况,气固温差由58 K增至69 K。 展开更多
关键词 旋风预热器 数值模拟 co_(2)/o_(2)气氛 气固分离 气固换热
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Ni-Al_(2)O_(3)/3D g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其光热催化CO_(2)还原性能研究
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作者 尹琦 张蕊 +3 位作者 马杰 徐松 王亚男 李忠玉 《现代化工》 北大核心 2025年第10期103-109,共7页
开发了一种新型Ni-Al_(2)O_(3)/NCN复合材料,用于高效光热催化CO_(2)还原。该复合材料由嵌套在三维石墨化碳氮化碳(NCN)中的NiAl-LDH衍生的Ni-Al_(2)O_(3)组成,被固定在漂浮在水面上的碳化木材(C-wood)表面,形成一个三相体系(CO_(2)、H2... 开发了一种新型Ni-Al_(2)O_(3)/NCN复合材料,用于高效光热催化CO_(2)还原。该复合材料由嵌套在三维石墨化碳氮化碳(NCN)中的NiAl-LDH衍生的Ni-Al_(2)O_(3)组成,被固定在漂浮在水面上的碳化木材(C-wood)表面,形成一个三相体系(CO_(2)、H2O和催化剂)。优化后的复合材料具有良好的CO_(2)光热还原性能,还原速率为425.85μmol/(g·h)。该性能分别是纯NCN和Ni-Al_(2)O_(3)的4.6倍和4.2倍。Ni和Al_(2)O_(3)的结合赋予Ni-Al_(2)O_(3)/NCN优异的光吸收性能,产生光热效应,提高了表面温度,促进了催化反应。此外,Ni-Al_(2)O_(3)/NCN界面的形成显著促进了电子-空穴对的有效分离与传输。 展开更多
关键词 光热催化co_(2)还原 全光谱 氮化碳 Ni-Al_(2)o_(3) 协同效应
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n(Cu)/n(Zn)对Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂CO_(2)加氢制甲醇催化性能的影响
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作者 刘大李 王聪 +2 位作者 刘新伟 杨磊 于一夫 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第5期132-141,共10页
CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响... CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响。为了探究n(Cu)/n(Zn)对CZA催化剂物化特性和催化性能的影响,采用共沉淀-焙烧法制备了一系列不同n(Cu)/n(Zn)的CZA催化剂,采用XRD、SEM、HRTEM、XPS、ICP-MS、H_(2)-TPR和CO_(2)-TPD等多种表征手段对催化剂进行了表征,并将其用于催化CO_(2)加氢制CH_(3)OH反应。结果表明,n(Cu)/n(Zn)会影响催化剂的Cu颗粒粒径、比表面积、表面Cu^(+)与Cu^(0)数量之比(N(Cu^(+))/N(Cu^(0)))、还原性能和表面碱度等理化性质。CZA-R-2(n(Cu)/n(Zn)为2)的Cu颗粒粒径为5.32 nm,比表面积达到53.5 m^(2)/g,表面N(Cu^(+))/N(Cu^(0))为0.900。在220℃、2 MPa和气体空速为7500 mL/(h·g)条件下,CZA-R-2具有最佳的CO_(2)转化率(15.5%)和CH_(3)OH选择性(67.0%),且此时CH_(3)OH产率达到10.4%。此外,CZA-R-2在此条件下平稳运行超200 h,具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 Cu/Zno/Al_(2)o_(3)催化剂 co_(2)加氢 甲醇 n(Cu)/n(Zn)
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CO_(2)加氢制甲醇非贵金属催化剂研究进展与展望
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作者 陆诗建 华凯敏 +4 位作者 陈志强 季轩宇 康国俊 刘玲 程若霖 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第8期11-38,共28页
人为CO_(2)排放激增引发的环境危机加速了碳中和技术的发展,其中CO_(2)加氢制甲醇因兼具碳减排、绿氢储能与高附加值化学品转化潜力备受关注,但其工业化应用受限于高效催化剂的开发与反应机制的深入解析。围绕具有良好工业前景的非贵金... 人为CO_(2)排放激增引发的环境危机加速了碳中和技术的发展,其中CO_(2)加氢制甲醇因兼具碳减排、绿氢储能与高附加值化学品转化潜力备受关注,但其工业化应用受限于高效催化剂的开发与反应机制的深入解析。围绕具有良好工业前景的非贵金属催化体系,系统综述其热力学路径、催化剂设计与反应机理的最新进展。研究指出,Cu基催化剂通过活性位优化与界面工程显著提升活性位点密度与氧空位再生能力;In_(2)O_(3)基催化剂因高氧空位稳定性与抗烧结特性展现优异性能;Zr基固溶体催化剂则通过晶格应力与氧空位协同作用效应优化电子结构,突破单组分性能瓶颈。此外,载体比表面积与路易斯酸碱位、助剂的选择及其电子转移功能以及制备策略对金属活性位的精准调控,被证实为关键优化方向。反应机理层面,实验与理论计算揭示甲酸盐路径(^(*)HCOO主导)与逆水煤气变换–羰基化路径(^(*)COOH解离)的竞争机制,具体主导机制与催化剂结构特性密切相关。本综述通过多维度整合催化剂设计、表界面特性、反应性能与动力学行为的关联性研究,为构建新型高效CO_(2)制甲醇体系的开发提供理论支撑,推动碳循环技术与绿氢经济的深度融合,对碳中和目标下能源-环境协同技术发展具有重要参考价值。 展开更多
关键词 co_(2)加氢制甲醇 非贵金属催化剂 Cu基催化剂 In_(2)o_(3)基催化剂 Zr基固溶体催化剂 co_(2)加氢反应机制
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双金属负载γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化CO_(2)有机胺富液解吸性能
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作者 邱微 宁一睿 +4 位作者 赵澍 张毅然 李珂 黄震 林赫 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期99-108,共10页
有机胺溶液吸收法是一种前景广阔的CO_(2)捕集技术,但高再生能耗导致该方法的成本较高。开发高催化活性和稳定性的固体酸催化剂是降低有机胺溶液再生能耗的重要途径。以γ-Al_(2)O_(3)为载体,采用浸渍法制备了一系列双金属负载氧化铝固... 有机胺溶液吸收法是一种前景广阔的CO_(2)捕集技术,但高再生能耗导致该方法的成本较高。开发高催化活性和稳定性的固体酸催化剂是降低有机胺溶液再生能耗的重要途径。以γ-Al_(2)O_(3)为载体,采用浸渍法制备了一系列双金属负载氧化铝固体酸催化剂ZrM/γ-Al_(2)O_(3)(M=Ni、Fe、Ce或Cu,Zr和M质量分数均为10%),并对其在富CO_(2)单乙醇胺溶液(MEA富液)中的催化解吸性能和作用机理等进行了研究。结果表明,在解吸温度为91℃、搅拌速率为500 r/min和MEA富液CO_(2)负载量为0.5 mol/mol的条件下,ZrNi/γ-Al_(2)O_(3)具有最优的催化解吸性能,其CO_(2)解吸速率峰值、CO_(2)解吸量和相对能耗(与未加入催化剂的空白组相比)分别为1.92 mmol/min、46.53 mmol和55.04%。在吸收温度为40℃、解吸温度为92℃下经历8次吸收-解吸循环后,ZrNi/γ-Al_(2)O_(3)仍具有较好的催化解吸性能,其作用下MEA富液的再生能耗较空白组仍降低了23%左右,因此ZrNi/γ-Al_(2)O_(3)循环稳定性良好。N_(2)吸/脱附、NH3-TPD和Py-IR等表征结果显示,ZrM/γ-Al_(2)O_(3)具有适宜的织构性质和酸性,其丰富的B酸和L酸位点在MEA富液的催化解吸过程中发挥了关键作用。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 催化解吸 双金属负载氧化铝 固体酸催化剂 解吸机理
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酸处理制备高性能Co_(3)O_(4)催化剂及其催化分解N_(2)O污染研究
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作者 万思彤 张琬悦 +2 位作者 杜媛婷 熊英 于海彪 《现代化工》 北大核心 2025年第5期125-130,共6页
Co_(3)O_(4)作为氧化亚氮(N_(2)O)催化分解反应中最有潜力的催化剂,面临着反应温度过高、抗杂质气体性能差等问题。在微观结构上对Co_(3)O_(4)催化剂进行设计,采用酸性环境对Co_(3)O_(4)表面进行适当刻蚀,制备富有缺陷的Co_(3)O_(4)催... Co_(3)O_(4)作为氧化亚氮(N_(2)O)催化分解反应中最有潜力的催化剂,面临着反应温度过高、抗杂质气体性能差等问题。在微观结构上对Co_(3)O_(4)催化剂进行设计,采用酸性环境对Co_(3)O_(4)表面进行适当刻蚀,制备富有缺陷的Co_(3)O_(4)催化剂以提高其催化分解N_(2)O的性能。结果表明,采用0.2 mol/L硝酸,在室温下对Co_(3)O_(4)处理1 h后所得到的0.2MCo_(3)O_(4)-N催化剂活性最佳。N_(2)O的完全催化分解温度由单纯Co_(3)O_(4)的475℃降低至0.2MCo_(3)O_(4)-N的400℃。经硝酸处理后,0.2MCo_(3)O_(4)-N表面产生大量缺陷位点,且比表面积也比未处理前增加1倍,具有一定的介孔结构,孔径约为5.6 nm。由于缺陷位的产生,催化剂表面的Co—O键被弱化。此外,所得催化剂具有很好的催化稳定性,在5%O_(2)和100μL/L NO杂质气体共存于反应气的条件下,该催化剂在400℃持续反应10 h后,催化性能几乎没有降低。 展开更多
关键词 催化分解N_(2)o 酸刻蚀 co_(3)o_(4) 缺陷位点 杂质气体
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三元材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)的制备及Na^(+)掺杂改性研究 被引量：1
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作者 杨福 解玉龙 《无机盐工业》 北大核心 2025年第3期43-49,共7页
高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增... 高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增强结构稳定性的有效策略。采用共沉淀法制备了Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM-x%Na)正极材料(其中x%为物质的量分数)。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)手段对NCM-x%Na材料进行形貌和结构表征,通过充放电测试系统对其电化学性能测试。结果表明:Na^(+)掺杂可以有效减小颗粒尺寸和抑制阳离子混排程度,扩大了锂层间距,从而有助于提高锂离子的扩散速率;当x=2时Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)样品(NCM-2%Na)有最佳的电化学性能,在2.7~4.4 V、0.1C下循环100次后放电比容量为139.0 mA·h/g(容量保持率为86%),较NCM高出17%;在2.0C下NCM-2%Na材料放电比容量为82.2 mA·h/g,远远高于未改性的LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(39.4 mA·h/g);在0.1C、0.2C、0.5C、1.0C、2.0C下对其倍率性能测试,其中0.1C倍率下循环25次后NCM-2%Na容量保持率为90%,较NCM高出9%;反应动力学显示,NCM-2%Na有更小的电荷转移电阻,且锂离子扩散系数要高于NCM,使电荷传输动力学得到提升。 展开更多
关键词 高镍 正极材料 LiNi_(0.65)co_(0.15)Mn_(0.2)o_(2) Na^(+)掺杂 倍率性能
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Al掺杂LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)材料结构改性及电化学性能研究
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作者 邢建祥 杨延朴 +3 位作者 杨集舜 徐越 杨廷海 杨刚 《材料导报》 北大核心 2025年第1期122-126,共5页
三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)由于其适中的价格和高能量密度而广受关注,但低循环稳定性使其商业化应用受限。本研究以Al为掺杂元素,采用共沉淀结合高温固相的方法制备不同数量的Al原子取代Mn位的三元NCM523微... 三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)由于其适中的价格和高能量密度而广受关注,但低循环稳定性使其商业化应用受限。本研究以Al为掺杂元素,采用共沉淀结合高温固相的方法制备不同数量的Al原子取代Mn位的三元NCM523微米颗粒型正极材料。结果表明,适量的Al掺杂可以增强过渡金属层的稳定性,显著改善NCM523材料循环稳定性差的问题。Al掺杂量满足Al/Li物质的量比为7%时获得了最佳的电化学性能,在2.7~4.5 V、0.1C倍率下首次放电比容量为165.7 mAh·g^(-1),经50次循环后衰减为134.3 mAh·g^(-1),容量保持率为81.05%。高温(55℃)环境下,Al/Li物质的量比为7%的样品依然保持最佳的电化学性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 LiNi_(0.5)co_(0.2)Mn_(0.3)o_(2) AL掺杂 循环稳定性
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