深井软岩无机有机复合注浆加固材料研发与应用 被引量：7

1

作者 管学茂 李雪峰 +4 位作者 张海波 杨政鹏 李海艳 狄红丰 张莉 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-11,共11页

千米深井软岩大巷围岩大变形、裂隙闭合和渗透性差等问题突出,要求注浆材料可注性好、凝结速度快、早期强度高,黏结性能强。为此,设计采用“组分优化+超细化+纳米增强+有机改性”协同制备无机注浆材料新方法,研发出硫铝酸钙、石膏、石... 千米深井软岩大巷围岩大变形、裂隙闭合和渗透性差等问题突出,要求注浆材料可注性好、凝结速度快、早期强度高,黏结性能强。为此,设计采用“组分优化+超细化+纳米增强+有机改性”协同制备无机注浆材料新方法,研发出硫铝酸钙、石膏、石灰三元胶凝体系最佳质量比为50∶40∶10的无机注浆材料。超细化后结石体4 h抗压强度提高163.0%,初步实现早强快凝;开发了具有纳米晶核诱导结晶和锂离子促溶协同作用的纳米锂铝类水滑石增强材料,使超细注浆材料2 h强度提高183.7%;合成了煤岩界面具有定向耦合效应的有机调节剂,通过与浆液和煤界面的键合作用形成桥梁,显著提高了浆液结石体与煤岩界面黏结。协同制备的无机有机复合注浆加固材料粒径小(D95<10μm),凝结快(<8 min),早期强度高(2 h强度11.5 MPa),黏结性能强(砂岩黏结强度3.12 MPa)。研究开发出了具有“高早强、高可注、高黏结”性能的深井软岩无机有机复合注浆加固材料。现场应用试验采用高压注浆方式,浆液可注入煤样大裂隙和微裂隙,连通孤立裂隙实现高压劈裂,松散煤体得到压实。煤壁表面裂隙漏浆和锚杆孔漏浆可以实现自封闭。微观观测表明高压注浆下浆液可以增加裂隙开度,注入更加微细的裂隙。最后,提出未来注浆材料的发展方向。 展开更多

关键词 千米深井 软岩大巷 组分优化 超细化 纳米增强 有机调节剂 注浆加固

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可溶性P_(2)O_(5)对超细硫铝酸盐水泥基双液注浆材料早期水化性能的影响及机理 被引量：2

2

作者 张建武 管学茂 +2 位作者 汪潇 金彪 张小婷 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期56-61,共6页

为了指导磷石膏在超细硫铝酸盐水泥基双液注浆材料(SCBGM)中的高效应用,研究了可溶性P_(2)O_(5)对大水灰比下SCBGM早期水化性能的影响及作用机理。结果表明,可溶性P_(2)O_(5)的加入不显著影响SCBGM浆体的凝结时间。可溶性P_(2)O_(5)掺量... 为了指导磷石膏在超细硫铝酸盐水泥基双液注浆材料(SCBGM)中的高效应用,研究了可溶性P_(2)O_(5)对大水灰比下SCBGM早期水化性能的影响及作用机理。结果表明,可溶性P_(2)O_(5)的加入不显著影响SCBGM浆体的凝结时间。可溶性P_(2)O_(5)掺量为0%~1.5%时,随着其掺量的增加,SCBGM早期强度逐渐增大。在1.5%最佳掺量下,可溶性P_(2)O_(5)可显著提高早期SCBGM中钙矾石的生成量,还可以显著优化硬化体中钙矾石的分布特征,使其由团簇状转变为显著的搭接交错分布状态,进而充分发挥钙矾石晶体的强度骨架效应。 展开更多

关键词 可溶性P_(2)O_(5) 硫铝酸盐水泥 注浆材料 水化

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高性能无机-有机复合注浆材料研究 被引量：32

3

作者 管学茂 张海波 +6 位作者 杨政鹏 李海艳 路建军 狄红丰 帅波 徐驰 王国普 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期902-910,共9页

针对千米深井巷道围岩大变形控制难题,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中要求注浆改性材料具有“高渗透、高强度、高黏结”性能。“高渗透”可以通过减小粒度、增加界面润湿性来实现;“高强度”可以通过优选快速水化矿... 针对千米深井巷道围岩大变形控制难题,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中要求注浆改性材料具有“高渗透、高强度、高黏结”性能。“高渗透”可以通过减小粒度、增加界面润湿性来实现;“高强度”可以通过优选快速水化矿物,添加纳米增强材料来实现;“高黏结”可以通过添加有机调节剂,增加界面润湿并形成强化学键来实现。本文以超细化的硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比研发了无机注浆材料,材料粒径D 95<7.0μm,最佳配比为硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰质量比5∶4∶1;合成了纳米锂铝类水滑石增强材料,具有锂离子增强和纳米晶核诱导结晶双重协同增强作用,当掺量为无机注浆材料质量的2%时,抗压强度提高145%,达到12.3 MPa;采用“一锅法”合成了两亲性有机调节剂,掺量为无机注浆材料质量的3%时,可以将水与煤表面接触角从72.80°减小到19.23°,并在注浆材料与裂隙表面间形成氢键作用,显著改善界面润湿性,增加界面黏接强度。以无机注浆材料、纳米锂铝类水滑石、有机调节剂按95%,2%,3%的质量百分比混合制备了微纳米注浆材料,材料初、终凝时间分别为8.0,13.0 min,2 h抗压强度为10.2 MPa,煤的黏结强度大于煤自身拉伸断裂强度。微纳米注浆材料在口孜东矿进行了超前注浆应用,可以良好注入10μm开度的裂隙,与裂隙表面结合紧密,锚杆拉拔力由注浆加固前的37 kN提高到注浆后的145 kN。 展开更多

关键词 千米深井 微纳米注浆材料 纳米增强 有机调节剂 黏结强度

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微纳米无机注浆材料研发与应用 被引量：19

4

作者 张海波 狄红丰 +6 位作者 刘庆波 侯成岩 郑冬冬 柴虎成 周宏范 刘浪 管学茂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期949-955,共7页

随着煤矿开采深度的增加,千米深井巷道围岩大变形控制难题急需解决,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中注浆“改性”环节要求注浆材料具有高渗透性和早强性。以硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比和... 随着煤矿开采深度的增加,千米深井巷道围岩大变形控制难题急需解决,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中注浆“改性”环节要求注浆材料具有高渗透性和早强性。以硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比和超细粉磨方法研发了具有早强、高渗透性的微纳米无机注浆材料,测试了材料粒径、比表面积、抗压强度、泌水率和凝结时间;采用自制的注浆模拟系统测试了微纳米无机注浆材料注浆加固煤体效果;在中煤新集口孜东矿进行了现场应用。材料性能实验结果表明,硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰三者最优质量比为10∶8∶2,经超细化加工,材料粒径达到6.7μm,比表面积为1200 m 2/kg,达到微纳米级别;水灰比为1.0时,6 h抗压强度达到6.8 MPa,泌水率低至2.8%,初凝时间为10 min。煤体注浆加固模拟实验结果表明,注浆前后煤样强度提高24.4%;现场工程应用结果表明,注浆前后锚杆拉拔力提高了2倍,浆液大量填充煤体裂隙,提高了煤体完整性,扫描电镜观察说明浆液可以通过10μm裂隙,渗透性良好。与传统水泥基注浆材料相比,微纳米无机注浆材料具有更高的渗透性和早期强度;与有机化学注浆材料相比,微纳米无机注浆材料为无机矿物材料,不燃,具有更低的成本和使用安全性。 展开更多

关键词 千米深井 微纳米无机注浆材料 模拟注浆 强度 锚杆拉拔

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基于湿法碳化电石渣的碳酸钙制备及其性能调控研究

5

作者 张赛赛 张欣雨 +3 位作者 沈园园 朱建平 刘松辉 管学茂 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期181-188,共8页

目的为充分利用生产乙炔气体过程中产生的电石渣(carbide slag,CS),解决电石渣堆存污染问题的同时实现CO_(2)的封存,本文开展了湿法碳化方法调控电石渣合成不同晶型碳酸钙的可行性研究。方法首先,在室温条件下,考察不同CO_(2)通气速率... 目的为充分利用生产乙炔气体过程中产生的电石渣(carbide slag,CS),解决电石渣堆存污染问题的同时实现CO_(2)的封存,本文开展了湿法碳化方法调控电石渣合成不同晶型碳酸钙的可行性研究。方法首先,在室温条件下,考察不同CO_(2)通气速率对电石渣湿法碳化过程的影响,合成方解石型碳酸钙;然后在80℃条件下,利用氯化镁作为晶型调控剂,合成文石型碳酸钙;最后,采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征不同条件下电石渣碳化产物的组成和形貌,从晶体结构角度分析电石渣碳化反应的过程及合成不同晶型碳酸钙的机理。结果结果表明,室温条件下,电石渣主要碳化生成方解石,不同通气速率仅影响反应前期,实验得到的最优通气速率为4 L/min。80℃条件下,产物转变为文石型碳酸钙晶须。与文石型碳酸钙结构相比,方解石型碳酸钙结构更稳定,室温下易生成;而文石属亚稳态,需氯化镁调控和高温条件。晶体结构与空间群等的差异是导致方解石和文石在不同反应条件下碳化产生的本质原因。结论室温下电石渣碳化吸收CO_(2)同时生成方解石型碳酸钙;在改变反应温度和使用晶型调控剂的情况下可调控碳化产物为文石型碳酸钙。研究结果对实现电石渣的高附加值资源化利用、减少环境污染和CO_(2)的固化封存有指导作用。 展开更多

关键词 电石渣 湿法碳化 氯化镁 碳酸钙晶须 晶型调控

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微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒 被引量：3

6

作者 罗树琼 江壮壮 +3 位作者 张海波 毛宇翔 潘崇根 杨雷 《非金属矿》 CSCD 北大核心 2022年第4期97-101,106,共6页

采用微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒,研究了拜耳法赤泥掺量、烧成温度、保温时间对陶粒吸水率、孔隙率、表观密度的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)表征其微观结构。结果表明,拜耳法赤泥掺量为20%,烧成温度为1100℃,保... 采用微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒,研究了拜耳法赤泥掺量、烧成温度、保温时间对陶粒吸水率、孔隙率、表观密度的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)表征其微观结构。结果表明,拜耳法赤泥掺量为20%,烧成温度为1100℃,保温时间为15 min,制备的陶粒性能较好,1 h吸水率为0.25%,孔隙率为0.26%,表观密度为2.06 g/cm^(3);陶粒中形成了赤铁矿、中长石、拉长石、钠长石物相。本研究为拜耳法赤泥和渣土的大规模利用及微波烧成技术制备陶粒提供了参考。 展开更多

关键词 微波烧成 拜耳法赤泥 渣土 陶粒 温度

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氧化石墨烯对高掺量粉煤灰水泥基材料性能的影响及机理 被引量：7

7

作者 张建武 汪潇 +4 位作者 李志新 徐卓越 金彪 苏嘉俊 管学茂 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期240-243,共4页

研究了氧化石墨烯(GO)对高掺量粉煤灰水泥基材料(粉煤灰掺量50%)性能的影响。结果表明,随着GO掺量的增加,水泥基材料的凝结时间逐渐缩短。掺入1%的GO,其初凝和终凝分别缩短了50min和55min;水泥基材料的抗折强度随着GO掺量增大先增加后减... 研究了氧化石墨烯(GO)对高掺量粉煤灰水泥基材料(粉煤灰掺量50%)性能的影响。结果表明,随着GO掺量的增加,水泥基材料的凝结时间逐渐缩短。掺入1%的GO,其初凝和终凝分别缩短了50min和55min;水泥基材料的抗折强度随着GO掺量增大先增加后减小,当GO掺量为0.6%时,水泥基材料7d和28d抗折强度和抗压强度最佳,相对于空白组分别提高了34%和8.7%,但GO对水泥基材料抗压强度没有显著影响。采用XRD和SEM分析了GO作用机理,发现GO能够促进水泥矿物的早期水化反应,进而加快粉煤灰的早期火山灰反应。此外,GO还可以充当模板调控作用,生成具有花瓣状结构的水化产物。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 粉煤灰 水泥基材料 性能 机理

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应力预养护对硫铝酸盐注浆材料强度与微结构的影响 被引量：1

8

作者 狄红丰 张海波 +4 位作者 侯成岩 郑冬冬 柴虎成 刘浪 管学茂 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期163-168,共6页

在煤矿千米深井巷道注浆加固示范工程中,注浆结石体抗压强度常高于常压下的抗压强度,针对此问题,采用自制加压装置模拟应力作用对注浆材料浆液进行加压预养护,通过测试试样强度、表观密度、孔隙率、水化产物种类和微观结构,分析应力对... 在煤矿千米深井巷道注浆加固示范工程中,注浆结石体抗压强度常高于常压下的抗压强度,针对此问题,采用自制加压装置模拟应力作用对注浆材料浆液进行加压预养护,通过测试试样强度、表观密度、孔隙率、水化产物种类和微观结构,分析应力对材料强度增强的作用机理。结果表明:10 MPa的应力可以显著提高注浆材料结石体的抗折、抗压强度,抗折强度最大增加24.3%,抗压强度最大提高21.6%;应力可促进早期钙矾石的生成且不改变水化产物种类,提高结石体密度。分析认为,应力通过促进钙矾石的生成速率,降低结石体孔隙率和最可几孔径的方式提高结石体的强度,即提高结石体的密度,增加钙矾石相互搭接的紧密程度,进而提高注浆材料结石体的抗折、抗压强度。检测结石体密度在某种意义上可以评估注浆加固的加固效果。 展开更多

关键词 硫铝酸盐 注浆材料 应力模拟装置 微结构 强度增强机理

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聚合物改性水泥基材料研究进展 被引量：3

9

作者 周蓉 王继茹 张海波 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期275-279,共5页

利用聚合物对水泥进行改性提高水泥基材料的力学性能,已成为近年的研究热点。聚合物掺入水泥后,能细化水泥基材料的微观结构,改善水泥基材料的凝结时间、流动性、力学性能和耐久性。综述了近年来丁苯乳液、聚氨酯、环氧树脂、羟丙基甲... 利用聚合物对水泥进行改性提高水泥基材料的力学性能,已成为近年的研究热点。聚合物掺入水泥后,能细化水泥基材料的微观结构,改善水泥基材料的凝结时间、流动性、力学性能和耐久性。综述了近年来丁苯乳液、聚氨酯、环氧树脂、羟丙基甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺等聚合物在水泥基材料中的研究进展,介绍了聚合物使用过程中存在的问题,指出加强无机-有机原位增韧改性水泥基材料及其耐久性研究,制备性能优异的环境友好型水泥基材料将是未来的研究方向。 展开更多

关键词 聚合物 水泥基材料 力学性能

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微波活化粉煤灰的微观结构及粉煤灰-水泥浆体的早期性能 被引量：3

10

作者 罗树琼 葛亚丽 +2 位作者 潘崇根 袁盛 杨雷 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期100-105,共6页

微波辐照是激发粉煤灰活性的一种高效低碳的活化方式,高活性粉煤灰有利于早强混凝土的制备。本工作首先研究了微波辐照温度(600℃、700℃、800℃)对粉煤灰物理化学性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成和... 微波辐照是激发粉煤灰活性的一种高效低碳的活化方式,高活性粉煤灰有利于早强混凝土的制备。本工作首先研究了微波辐照温度(600℃、700℃、800℃)对粉煤灰物理化学性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成和微观形貌进行表征,然后研究了活性粉煤灰-水泥浆体的早期性能。研究结果表明:微波辐照促使粉煤灰中的石英相和莫来石相向非晶相转化,极大地提高了粉煤灰的活性。当微波辐照温度为800℃时,与未活化粉煤灰相比,活性粉煤灰非晶相含量从49.13%增加到了58.71%,且28 d活性指数高达94.13%,提高了33.06%。与未活化粉煤灰-水泥浆体相比,800℃微波辐照的粉煤灰-水泥浆体的早期力学性能提升非常显著,其中1 d的抗压强度增加了41.36%。因此,微波辐照活化粉煤灰的合适温度为800℃。 展开更多

关键词 微波辐照 粉煤灰 活化 微观结构 水化

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基于交互正交试验的304不锈钢冲蚀磨损性能的影响因素研究 被引量：8

11

作者 李平 赵焰杰 王李波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期149-153,共5页

设计了带交互作用的L 8(27)多因素/因子正交试验方案,利用自制旋转式冲蚀磨损试验机系统研究了冲击速度(V)、料浆温度(T)和硫酸浓度(C)三个因素及其交互作用因子(V×T,V×C,T×C,V×T×C)对304不锈钢冲蚀磨损性能... 设计了带交互作用的L 8(27)多因素/因子正交试验方案,利用自制旋转式冲蚀磨损试验机系统研究了冲击速度(V)、料浆温度(T)和硫酸浓度(C)三个因素及其交互作用因子(V×T,V×C,T×C,V×T×C)对304不锈钢冲蚀磨损性能的影响,采用极差和方差分析考察了各因素/因子对冲蚀磨损性能的影响程度,并利用SEM观察了冲蚀磨损后试样的表面形貌,分析了冲蚀磨损机理。结果表明:对304不锈钢冲蚀磨损性能的影响程度依次为T>C>T×C>V>V×T×C>V×T>V×C,其中T、C、交互作用T×C、V四项的影响高度显著,三因素之间的交互作用V×T×C也表现出一般显著,其余因素/因子不显著。在多因素影响的正交试验研究时,不应忽略因素间的交互作用。 展开更多

关键词 正交试验 冲蚀磨损 影响因素 交互作用 显著性 304不锈钢

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水热合成托贝莫来石固化重金属研究进展 被引量：4

12

作者 罗树琼 赵明慧 +2 位作者 杨雷 葛亚丽 毛宇翔 《新型建筑材料》 2022年第2期9-14,29,共7页

首先对水体中重金属的来源、危害、处理办法及其优缺点进行分析;其次对托贝莫来石结构、性质与应用进行介绍,综述了传统水热条件下托贝莫来石吸附重金属的研究进展;对微波及其加热原理进行介绍,综述了微波水热条件下合成托贝莫来石的研... 首先对水体中重金属的来源、危害、处理办法及其优缺点进行分析;其次对托贝莫来石结构、性质与应用进行介绍,综述了传统水热条件下托贝莫来石吸附重金属的研究进展;对微波及其加热原理进行介绍,综述了微波水热条件下合成托贝莫来石的研究进展;提出未来使用托贝莫来石永久固化重金属的几个问题。 展开更多

关键词 重金属离子 托贝莫来石 微波水热合成 永久固化

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微波水热合成粉煤灰基托贝莫来石 被引量：1

13

作者 罗树琼 赵明慧 +4 位作者 葛亚丽 常金丹 杨雷 谢玉芬 毛宇翔 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期183-189,共7页

为了解决传统水热合成粉煤灰基托贝莫来石时间长、能耗高的问题,提出使用微波水热合成粉煤灰基托贝莫来石。以粉煤灰、氢氧化钙为原料,在Ca和Al+Si摩尔比0.83、液固比30 mL/g、合成温度220℃的条件进行微波与传统水热合成试验,并进行XRD... 为了解决传统水热合成粉煤灰基托贝莫来石时间长、能耗高的问题,提出使用微波水热合成粉煤灰基托贝莫来石。以粉煤灰、氢氧化钙为原料,在Ca和Al+Si摩尔比0.83、液固比30 mL/g、合成温度220℃的条件进行微波与传统水热合成试验,并进行XRD,SEM,FTIR,N2吸附测试。结果表明,微波与传统水热合成的主要产物均为铝代托贝莫来石,呈长片状。与传统水热合成产物相比较,微波水热合成产物平均孔径较小、比表面积大,合成时间仅为传统水热合成时间的一半。因此,采用微波水热合成粉煤灰基托贝莫来石更具优势,为微波蒸压技术制备以托贝莫来石为主要水化产物的加气混凝土提供了技术指导和理论参考。 展开更多

关键词 微波 水热合成 粉煤灰 托贝莫来石

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五角石墨烯吸附H_(2)S的第一性原理计算 被引量：2

14

作者 孟浩 李得生 +1 位作者 王向岭 王军凯 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第3期73-79,共7页

硫化氢作为一种神经毒物和腐蚀性气体污染物,严重威胁人体健康并限制工业的发展.本文采用第一性原理计算的方法,研究了H_(2)S气体分子在原始五角石墨烯、非金属掺杂及金属掺杂五角石墨烯上的吸附行为.详细计算了H_(2)S气体分子与五角石... 硫化氢作为一种神经毒物和腐蚀性气体污染物,严重威胁人体健康并限制工业的发展.本文采用第一性原理计算的方法,研究了H_(2)S气体分子在原始五角石墨烯、非金属掺杂及金属掺杂五角石墨烯上的吸附行为.详细计算了H_(2)S气体分子与五角石墨烯之间的吸附构型、吸附能及电荷转移.结果表明:1)原始五角石墨烯和非金属元素掺杂五角石墨烯与H_(2)S气体分子间仅为微弱的物理吸附,无法直接用于吸附H_(2)S气体;2) Co、Ni、Cu及Ti掺杂的五角石墨烯对H_(2)S气体的吸附作用显著增强.当金属掺杂在sp^(2)C位置时,掺杂五角石墨烯对H_(2)S气体的吸附效果较好,此时的吸附均为化学吸附;3) Co、Ni、Cu及Ti掺杂的五角石墨烯均可作为H_(2)S气体的传感/捕获材料.其中Cu掺杂五角石墨烯吸附H_(2)S气体的效果最好.本文的研究结果对设计开发基于五角石墨烯的H_(2)S气体传感/捕获材料提供了理论指导. 展开更多

关键词 五角石墨烯 第一性原理计算 H_(2)S吸附 掺杂

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电场作用下S修饰C_(24)N_(24)从CO_(2)/N_(2)混合气体中选择性吸附CO_(2)的第一性原理计算 被引量：1

15

作者 张世轩 王岚 +3 位作者 王向岭 张淑洁 邢盈盈 王军凯 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第2期1-9,共9页

在燃烧后气体中选择性捕获CO_(2),对减缓因CO_(2)浓度过高引发的环境问题具有十分重要的意义.本文采用第一性原理计算的方法,研究了外加电场作用下S修饰C_(24)N_(24)富勒烯(S@C_(24)N_(24))对CO_(2)的选择性吸附性能.首先研究了S@C_(24)... 在燃烧后气体中选择性捕获CO_(2),对减缓因CO_(2)浓度过高引发的环境问题具有十分重要的意义.本文采用第一性原理计算的方法,研究了外加电场作用下S修饰C_(24)N_(24)富勒烯(S@C_(24)N_(24))对CO_(2)的选择性吸附性能.首先研究了S@C_(24)N_(24)的结构和性质,发现其具有良好的稳定性.其次,研究了无电场时S@C_(24)N_(24)对CO_(2)的吸附行为,发现其吸附为弱的物理吸附.另外,进一步研究了外加电场作用下S@C_(24)N_(24)对CO_(2)的吸附行为.结果表明,结合距离(CO_(2)与S)和CO_(2)的键角(O=C=O)随电场的增大而减小;当电场增加到0.018 a.u.时,物理吸附转变为化学吸附.关闭电场时,化学吸附又转化为物理吸附.此外,即使在相同的电场条件下,S@C_(24)N_(24)对N_(2)的吸附也为弱的物理吸附.这表明,通过控制外加电场的开/关,S@C_(24)N_(24)可以从CO_(2)/N_(2)混合气体中选择性捕获/释放CO_(2),可作为选择性捕获CO_(2)的优良候选材料. 展开更多

关键词 C_(24)N_(24) 第一性原理计算 CO_(2)吸附 外加电场

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碳纳米锥吸附Na的第一性原理计算

16

作者 马沛原 王军凯 +1 位作者 邢静怡 王向岭 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第5期53-61,共9页

本文采用第一性原理计算结合从头算分子动力学的方法,研究了碳纳米锥(CNC)、B和N掺杂碳纳米锥(B-CNC和N-CNC)的稳定性,结果表明CNC、B-CNC和N-CNC均可以稳定存在.在此基础上分别研究了Na原子在CNC、B-CNC和N-CNC上的吸附行为.结果表明:1... 本文采用第一性原理计算结合从头算分子动力学的方法,研究了碳纳米锥(CNC)、B和N掺杂碳纳米锥(B-CNC和N-CNC)的稳定性,结果表明CNC、B-CNC和N-CNC均可以稳定存在.在此基础上分别研究了Na原子在CNC、B-CNC和N-CNC上的吸附行为.结果表明:1)Na原子在CNC五元碳环中心顶部位置的吸附最强,吸附能为-2.52 eV.CNC的能隙(Eg)为1.96 eV.2)B和N掺杂CNC后,B-CNC和N-CNC的导电性均显著增强.3)与CNC相比,Na原子在B-CNC上的吸附增强,而在N-CNC上的吸附则显著减弱.这表明B-CNC有望作为Na离子电池的负极材料.本文的研究结果对以CNC为负极材料的Na离子电池的研究提供了理论指导. 展开更多

关键词 碳纳米锥 第一性原理计算 Na吸附 掺杂

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