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含钒溶液制备储能用高纯五氧化二钒研究进展
1
作者 任艳国 刘彪 +5 位作者 杜浩 王少娜 吕页清 潘博 王立皓 王海旭 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第9期139-149,共11页
近年来,随着新能源、电子材料及化学工业的快速发展,高纯五氧化二钒(V_(2)O_(5))的市场需求大幅增长,尤其是在全钒液流电池(VRFB)中的应用。全钒液流电池作为一种新型绿色环保的大规模储能系统,具有能量存储独立、功率与容量可调、安全... 近年来,随着新能源、电子材料及化学工业的快速发展,高纯五氧化二钒(V_(2)O_(5))的市场需求大幅增长,尤其是在全钒液流电池(VRFB)中的应用。全钒液流电池作为一种新型绿色环保的大规模储能系统,具有能量存储独立、功率与容量可调、安全高效等优点,其核心成分钒电解液的主要原料即为高纯五氧化二钒。综述了从含钒溶液中制备储能用高纯五氧化二钒的研究进展,重点探讨了不同原料(如钒渣、钒钛磁铁矿、废催化剂、石煤等)的提钒工艺及其主要杂质。针对含钒溶液中的杂质(如Fe、Al、Si、P、Cr等),详细介绍了化学沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法等净化除杂方法及其优缺点。未来,研发更高效、绿色、低成本的高纯钒制备技术,解决现有技术的瓶颈,如降低化学沉淀法的化学品消耗、优化溶剂萃取法的废水处理和萃取剂回收、提升离子交换法树脂性能及降低再生成本,将对储能用高纯钒的发展至关重要,推动储能领域的进一步进步。未来发展趋势包括:开发低毒、高效、易回收的新型萃取剂;优化离子交换过程以减少洗脱剂消耗;通过精确调控沉淀条件实现高纯钒的直接沉淀;发展连续化、智能化反应与分离集成系统;强化工艺内物料的循环利用,推动钒电池等储能技术的可持续发展。 展开更多
关键词 高纯五氧化二钒 除杂 钒储能 研究进展
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逆水煤气变换反应机理及催化剂研究进展 被引量：1
2
作者 李鹏阳 王改荣 +5 位作者 牛佳星 王小艾 韩星 张彩东 田志强 李兰杰 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)... 逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)转化为CO路径中H2是否直接参与还原反应,分为氧化还原机理和缔合机理,其中,缔合机理包括甲酸盐、羧酸盐以及碳酸盐三种路径,并介绍了近年来关于RWGS反应机理研究的最新发现;其次综述了RWGS反应中的CO_(2)和H2共进料热催化转化催化剂体系和化学循环催化剂体系的研究进展,分析讨论了Pt、Ni、Cu等金属基催化剂和金属碳化物、磷化物催化材料的RWGS反应性能,以及钙钛矿型储氧材料(OSM)在化学循环反应中的应用。最后,针对目前存在的问题和未来可能的解决方案进行了讨论与展望,以期为后续RWGS催化材料的研究提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 逆水煤气变换 二氧化碳 一氧化碳 反应机理 催化剂
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CO_(2)还原合成甲醇反应器研究进展
3
作者 李鹏阳 张彩东 +4 位作者 王改荣 田志强 韩星 牛佳星 李兰杰 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
CO_(2)还原合成甲醇是实现碳减排和碳资源利用的有效途径之一。反应器作为CO_(2)还原合成甲醇反应系统的核心,其优化和创新至关重要。介绍了CO_(2)还原合成甲醇3种催化途径(热催化、光催化和电催化),综述了CO_(2)还原合成甲醇反应器研... CO_(2)还原合成甲醇是实现碳减排和碳资源利用的有效途径之一。反应器作为CO_(2)还原合成甲醇反应系统的核心,其优化和创新至关重要。介绍了CO_(2)还原合成甲醇3种催化途径(热催化、光催化和电催化),综述了CO_(2)还原合成甲醇反应器研究进展及其优缺点,并对反应器后续的研究方向和应用前景进行了展望。热催化反应器改进可采用原位冷凝、原位吸附和膜分离技术,旨在打破热力学平衡限制和解决副产水导致的催化剂失活问题,但膜在热催化条件下不具备长期稳定性,因此开发高热稳定性、高化学稳定性的膜材料是关键。光催化作为绿色路线应用前景广阔,但目前反应器效率较低且需要恒定光源,而系统稳定性不佳也制约了其规模放大,可通过改进反应器结构和研发新型光活化材料,提高反应器光利用、光捕获性能,以及改善传质。电催化途径反应条件温和,可以再生电力为驱动,工业应用潜力巨大,在反应器(电解槽)中应用气体扩散电极(GDE)可有效增强传质和提高电极效率,但存在气体扩散层堵塞、系统稳定性差和膜寿命短等问题。 展开更多
关键词 CO_(2)还原 甲醇 热催化 光催化 电催化 反应器
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CO_(2)加氢制甲醇催化剂理化性质对催化性能影响研究进展
4
作者 李鹏阳 王改荣 +3 位作者 张彩东 田志强 牛佳星 李兰杰 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第11期12-20,35,共10页
化石能源大规模利用造成CO_(2)大量排放,并引发了系列气候问题。将CO_(2)转化为甲醇可实现CO_(2)的减排和资源化利用,是当前的研究热点。CO_(2)加氢制甲醇催化剂已得到了广泛研究,但存在催化活性低、甲醇选择性差以及反应过程中产生的... 化石能源大规模利用造成CO_(2)大量排放,并引发了系列气候问题。将CO_(2)转化为甲醇可实现CO_(2)的减排和资源化利用,是当前的研究热点。CO_(2)加氢制甲醇催化剂已得到了广泛研究,但存在催化活性低、甲醇选择性差以及反应过程中产生的水导致催化剂失活和反应速率降低等问题。全面了解催化剂理化性质与催化性能之间的关系,对于开发高效稳定的催化体系至关重要。首先介绍了CO_(2)加氢制甲醇的3种反应机理;然后综述了关于CO_(2)加氢制甲醇催化剂理化性质对催化性能影响的研究进展,包括金属比表面积和孔隙率、金属颗粒尺寸和分散度、氧空位、酸碱性、金属-载体相互作用以及还原性等;最后对CO_(2)加氢制甲醇催化剂的未来研究进行了展望。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 甲醇催化剂 理化性质 催化性能
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大规格H13钢连铸坯的高温热塑性
5
作者 孙晓冉 赵中昱 +3 位作者 佘亚东 赵轶哲 刘需 张静江 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期39-42,51,共5页
利用Gleeble-3800型热模拟试验机在600~1250℃温度范围对直径大于120 mm的大规格H13钢连铸坯进行高温热塑性试验,研究了其高温热塑性,观察了断口形貌和断口附近的显微组织,分析了断裂机理。结果表明:随着温度升高,H13钢连铸坯的抗拉强... 利用Gleeble-3800型热模拟试验机在600~1250℃温度范围对直径大于120 mm的大规格H13钢连铸坯进行高温热塑性试验,研究了其高温热塑性,观察了断口形貌和断口附近的显微组织,分析了断裂机理。结果表明:随着温度升高,H13钢连铸坯的抗拉强度持续下降,断面收缩率先降后升再降;中温脆性区和低温脆性区相连形成的“口袋”脆性区范围较宽,为600~1150℃,此时断裂方式为沿晶断裂和准解理断裂,断口附近存在晶界裂纹;高温热塑性区范围较窄,为1150~1250℃,此时断面收缩率大于60%,断裂方式以韧性断裂为主,断口附近组织未出现明显裂纹。H13钢的高温热塑性区范围窄,说明其连铸和热轧环节的可操作温度区间窄,现场生产对温控要求高。 展开更多
关键词 H13钢 大规格连铸坯 高温热塑性 显微组织 拉伸断口
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氢基竖炉生产直接还原铁的工艺特点及减碳环节
6
作者 冀宗贺 刘艳峰 +3 位作者 李兰杰 田志强 牛佳星 王小艾 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期20-25,共6页
在国家“双碳”战略目标背景下,钢铁行业作为高碳排放的重点领域,加速推进绿色低碳转型已刻不容缓。依托焦炉煤气资源丰富的优势,我国氢基竖炉直接还原技术对国外已成熟应用的Midrex法和HYL/Energiron法进行优化改进,其以富氢或纯氢气... 在国家“双碳”战略目标背景下,钢铁行业作为高碳排放的重点领域,加速推进绿色低碳转型已刻不容缓。依托焦炉煤气资源丰富的优势,我国氢基竖炉直接还原技术对国外已成熟应用的Midrex法和HYL/Energiron法进行优化改进,其以富氢或纯氢气体为还原剂生产固态海绵铁,已在多个项目中取得阶段性成果。为此,本文重点探讨氢基竖炉直接还原技术的工艺特点、减碳机制以及经济价值。结果表明:氢基竖炉生产系统包含多个部分,核心是氢基竖炉本体,其以H_(2)还原为主、CO还原为辅,生产的DRI成分稳定、化学反应活性高。该工艺的减碳关键环节:借助炉内条件,CH_(4)-CO_(2)重整避免外部重整带来的高能耗问题,可实现能源循环利用;采用MDEA化学吸附法,能够高效脱除CO_(2);而在CO_(2)利用环节,通过多级精制工艺可制备出纯度达99.9%的食品级CO_(2)产品,创造显著的经济效益。基于焦炉煤气的氢基竖炉直接还原零重整工艺结合CCUS技术,相比传统高炉炼铁,可实现碳减排超60%,同时大幅降低粉尘、SO_(2)、NO_(x)等污染物排放。 展开更多
关键词 氢基直接还原 碳排放 碳捕集 短流程 氢冶金
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电感耦合等离子体原子发射光谱基体匹配校准法测定镍基合金中铬含量 被引量：3
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作者 刘洁 谭胜楠 +3 位作者 戚振南 任玲玲 葛晶晶 孙中华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2250-2255,共6页
铬元素在镍基合金中具有多重作用,对增加合金涂层耐磨性具有突出贡献,同时,铬能在高温燃气作用下生成致密的氧化保护膜,显著提高合金抗高温氧化和热疲劳性能。在高铬含量的情况下,铬容易与合金中的钛、铝、钼等元素形成有害相而降低合... 铬元素在镍基合金中具有多重作用,对增加合金涂层耐磨性具有突出贡献,同时,铬能在高温燃气作用下生成致密的氧化保护膜,显著提高合金抗高温氧化和热疲劳性能。在高铬含量的情况下,铬容易与合金中的钛、铝、钼等元素形成有害相而降低合金的强度。对镍基合金中铬元素的准确定值非常关键。镍基合金样品使用氢氟酸、盐酸、硝酸经过微波消解后,采用基体匹配,配制校准溶液测定镍基合金中铬元素在分析谱线的净强度从而计算得出含量。针对镍基合金中镍、钼、铁等高含量元素对铬含量测定有干扰,选择干扰元素少、灵敏度适中的266.602 nm为分析谱线,系统考察了基体效应和共存元素的干扰效应,采用配制校准溶液时,将含量大于5%的元素均进行等同含量的匹配,配制铬元素低标校准溶液Kl Cr,配制铬元素高标校准溶液Kh Cr,制备样品溶液KS Cr,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪,依次测定低标校准溶液Kl Cr、样品溶液KS Cr、高标校准溶液Kh Cr在分析谱线的净强度,按照公式计算得出铬含量。利用标准参考物质评价了方法的准确性,采用YS/T 539.4—2009进行对比分析验证了方法的可靠性。结果表明,方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.05和0.10μg·mL^(-1),测定结果的相对标准偏差(RSD)不大于2.5%,标准参考物质的测定值与认定值对比分析结果的相对误差(RE)小于2.5%。该方法操作方便、检测准确,拓宽了ICP-OES光谱法测定镍基合金中铬元素含量的检测范围,检测下限由2%降为0.1%,检测范围上限由30%升为33.5%,大大提高了镍基合金中铬元素含量检测的效率和准确度,适用于各种牌号的镍基合金中铬元素含量的测定。 展开更多
关键词 电感耦合等离子体原子发射光谱 基体匹配 校准法 镍基合金 铬
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铊在冶金过程中的迁移和富集 被引量：1
8
作者 任可飘 王静松 +4 位作者 李岩 佘雪峰 薛庆国 左海滨 王广 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第3期311-321,382,共12页
铊是一种典型的稀有分散元素,其毒性远高于Hg、Cd、Cu、Pb、As等元素。虽然铊在地壳中含量很低,但是经过冶金过程富集后,冶金副产物中的铊含量远高于地壳丰度。世界上铊的主要生产来源为锌、铅、铜的烟道粉尘,有色冶金部分以锌、铅、铜... 铊是一种典型的稀有分散元素,其毒性远高于Hg、Cd、Cu、Pb、As等元素。虽然铊在地壳中含量很低,但是经过冶金过程富集后,冶金副产物中的铊含量远高于地壳丰度。世界上铊的主要生产来源为锌、铅、铜的烟道粉尘,有色冶金部分以锌、铅、铜冶炼过程为例,黑色冶金就钢铁冶金各工序中铊元素含量、相关化学反应和富集走向进行综述。本文介绍铊在冶金过程的迁移行为和富集走向,为铊元素开路和固废资源化利用提供相关研究支撑,以实现绿色冶金的目标,并服务于国家生态文明战略。 展开更多
关键词 铊元素 冶金过程 粉尘 迁移行为 富集走向
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管线钢连续冷却相变行为及组织演变规律研究
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作者 武晓龙 周玉青 +6 位作者 杨玉厚 王娇娇 石帅 高云哲 赵林林 李继峰 苏冬艳 《热加工工艺》 2025年第13期82-88,共7页
利用Gleeble-3800热模拟试验机、扫描电镜、金相显微镜及硬度仪研究了X80管线钢在不同冷速下的相变行为,以及冷速对X80管线钢组织和硬度的影响规律,并结合热膨胀法及金相-硬度法绘制管线钢的连续冷却转变曲线。结果表明:热形变促进针状... 利用Gleeble-3800热模拟试验机、扫描电镜、金相显微镜及硬度仪研究了X80管线钢在不同冷速下的相变行为,以及冷速对X80管线钢组织和硬度的影响规律,并结合热膨胀法及金相-硬度法绘制管线钢的连续冷却转变曲线。结果表明:热形变促进针状铁素体在10~20℃/s冷速范围内形成,而在静态CCT曲线中未出现针状铁素体区。热形变促进冷却过程中的相变,造成动态CCT的相变点比静态CCT高;而冷速增加会抑制冷却过程中的相变,冷速越大相变滞后越严重,相变温度越低。不同冷速下形成的组织类型不同,导致了硬度随冷速的增加而增加,而析出相不是影响硬度的关键因素。 展开更多
关键词 X80管线钢 冷速 析出相 相变行为 CCT曲线
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