超临界CO2输送环境中O2、SO2和NO2杂质对X52钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验、表面分析技术水化学模拟计算等方法,对比了在含O₂、SO₂或NO₂杂质超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀行为差异,探讨了杂质及其交互作用对X52钢腐蚀的影响机理。结果表明：在含0.02%(体积分数)O₂的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀速率仅为0.007 mm/a,而在含0.02%SO₂或0.02%NO₂环境中X52钢的腐蚀速率均高于0.300 mm/a;当O₂与SO₂或NO₂共存时,二者交互作用促进腐蚀性物质H₂SO₄或HNO₃形成,进而促进X52钢的腐蚀速率提升;在含不同杂质的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀和成膜反应过程主要由杂质控制,X52钢腐蚀程度不...     

High performance of HNaV6O16·4H2O nanobelts for aqueous zinc-ion batteries with in-situ phase transformation by Zn(CF3SO3)2 electrolyte

Zn(CF₃SO₃)₂as an electrolyte has been widely used to improve the electrochemical performance for ZIBs due to that the bulky CF₃SO₃-can reduce the solvation effect of Zn²⁺and promote the ionic diffusion.Herein,we found that Zn(CF₃SO₃)₂electrolyte can induce different electrochemical mechanisms from ZnSO₄electrolyte.Compared to the ZnSO⁴electrolyte,the HNaV₆O₁₆·4H2_Oelectrode with Zn(CF₃SO₃)₂electrolyte exhibits a high capacity of 444 mAh·g^-1at 500 mA·g^-1with a capacity retention of 92.3%after 80 cycles.Even,at a high rate of 5 Ag-1,the HNaV₆O₁₆·4H₂O electrode delivers an initial discharge capacity of 328 mAh·g^-1with a capacity retention of 93.7%after 1000 cycles.Differing from the mechanism with ZnSO4 electrolyte,the excellent cycle stability of HNaV₆O₁₆·4H₂Oelectrode can be attributed to the in-situ phase transformation to ZnxV₂O₅·nH₂O based on the co-intercalation of Zn²⁺/H⁺.     

阳极电沉积制备CeO2薄膜

用阳极电沉积技术在304不锈钢基体上制备CeO₂薄膜,用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段探讨不同配体阳离子种类、配体浓度和O₂对镀层表面结构的影响规律。结果表明,CH₃COONH₄配体中的铵离子（NH₄⁺）对CeO₂薄膜晶粒的细化具有重要作用,镀液中高CH₃COONH₄配体浓度及镀液的脱氧作用有利于阳极电沉积CeO₂薄膜的致密化;在镀液组成为0.1 mol/L Ce(NO₃)₃和0.2 mol/LCH₃COONH₄、且镀液脱氧的实验条件下,获得了平整致密的纳米晶CeO₂薄膜,其晶粒粒径范围为5~10 nm。     

镍基单晶高温合金N5及其纳米晶涂层在900℃下O2和O2+20%H2O气氛中的氧化行为

以镍基单晶高温合金N5为基体,采用磁控溅射技术在基体表面沉积与其成分相同的纳米晶涂层,并对比研究合金及其纳米晶涂层在900℃下O₂和O₂+20%(体积分数) H₂O气氛中的氧化行为。结果表明,水蒸气加快了合金和涂层的氧化速率,促进合金表面氧化膜的剥落,并且影响了氧化膜的组成和结构。在O₂和O₂+H₂O环境中,合金表面氧化膜都由外层NiO、中间层NiAl₂O₄和内层Al₂O₃组成;但在O₂+H₂O环境中,合金氧化速率较大,外层氧化膜发生剥落。纳米晶涂层显著提高了合金的抗高温氧化性能,在O₂气氛中表面形成Al₂O₃,而在O₂+H₂O气氛中表面氧化膜主要为NiAl₂O₄。同时,纳米...     

L360钢在H2S/CO2环境中腐蚀的预测

运用BP人工神经网络技术建立了预测L360钢在H₂S/CO₂环境中腐蚀的模型,神经网络拓扑结构为5-4-1,网络模型训练成功以后,应用它预测L360钢在H₂S/CO₂中的腐蚀速度.结果表明,人工神经网络模型预测的结果与实验数据相当符合,误差在14%以内.由此可见,BP神经网络模型可以作为预测H₂S/CO₂环境致集输管线腐蚀速率的工具.     

Ni-Ir/Al2O3负载型催化剂的制备及其用于水合肼分解制氢性能

采用一种简单的浸渍-还原工艺制备出镍-铱/氧化铝(Ni-Ir/Al₂O₃)负载型催化剂用于水合肼(N₂H₄·H₂O)催化分解制氢。该催化剂是将活性组分Ni-Ir负载于颗粒状Al₂O₃载体上制备而成，采用TEM、XRD、XPS、BET和H₂-TPD等对其结构进行表征，并结合N₂H₄·H₂O催化分解制氢实验开展了催化剂配方优化、催化反应动力学及循环耐久性研究。结果表明，粒径2～4 nm的Ni-Ir合金活性金属均匀负载于Al₂O₃载体表面，Ni₆₀Ir₄₀/Al₂O₃催化剂在293～353 K温度范围内均表现出优异的肼催化分解活性(>200 h^-1)，在该宽温域范围内的制氢选择性高达99%以上，且...     

碳钢在油水混相介质中的CO2/H2S腐蚀行为

采用极化曲线和电化学阻抗测试，研究了N80钢在50℃的3%NaCl盐水与凝析油混相溶液中，不同CO₂、H₂S分压比(θ=P_CO2/P_H2S)条件下的腐蚀规律；采用SEM、XPS等分析了N80钢表面腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：在饱和CO₂溶液中，随着H₂S含量的增加，碳钢电极的腐蚀减弱；当θ<20时，随着θ增大，腐蚀电流密度逐渐减小，腐蚀主要由H₂S控制，在N80钢表面生成了均匀致密的针状晶型腐蚀产物，主要是FeS和FeS_1-x膜；当20<θ<500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度先增大后减小，腐蚀由CO₂和H₂S共同控制，钢片表面生成了多种晶型腐蚀产物，主要是FeCO₃和FeS_1-x膜；当θ>500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度增大，腐蚀反应由CO_...     

铜质文物在CO2环境中的腐蚀行为及缓蚀剂研究

采用石英晶体微天平(QCM)反应性监测技术，结合Cu表面腐蚀产物分析，揭示了铜质文物在CO₂环境中的初期腐蚀行为。进而针对性地引入苯骈三氮唑(BTA)和L-半胱氨酸(CYS)为主的复配气相缓蚀剂(VCI)以提高对铜质文物的抗腐蚀能力，同时结合电化学阻抗谱(EIS)技术和密度泛函理论(DFT)研究了复配VCI对铜质文物的缓蚀机制。结果表明，CO₂浓度的增大以及相对湿度的升高均会加速铜质文物的腐蚀，在CO₂环境暴露后的初期，腐蚀产物主要为Cu₂O、CuO和CuCO₃·Cu(OH)₂。BTA与CYS对铜质文物腐蚀有显著的协同缓蚀性能，当BTA与CYS复配比为4∶1时，缓蚀率最高为86.2%。由于CYS与BTA相比，其较小的尺寸而产生较少的空间位阻，可以充分填补BTA膜的空隙，使得复合缓蚀剂膜更加致密。     

采用(NH4)2SO4焙烧-水浸工艺提高菱镁矿的利用效率(英文)

研究采用硫酸铵焙烧—水浸工艺提高菱镁矿的利用效率，结合XRD和TG-DTA分析以及对比硫酸铵焙烧MgO的物相变化得到焙烧过程中矿相的转化过程。实验结果表明，在菱镁矿粒度为～74μm、硫酸铵与菱镁矿物料摩尔比为1.6:1、焙烧温度为475℃和焙烧时间为2 h的条件下，镁的提取率达到98.7%。反应中物相转化过程可以概括如下：MgCO₃先转变为(NH₄)₂Mg₂(SO₄)₃，再分解得到MgSO₄。反应遵循化学反应和扩散混合控制机理，其表观活化能为33.02 k J/mol。     

废旧磷酸铁锂电池高值回收制备磷酸铁锂材料

针对传统湿法冶金回收废旧磷酸铁锂电池存在含磷废水排放量大、产品附加值低等问题，提出一种还原酸浸-沉淀-固相再生回收废旧磷酸铁锂正极材料的新方法。区别于传统氧化酸浸，本研究在浸出过程中加入有机还原剂，将铁元素以Fe²⁺的形式浸出到溶液中；然后，通过控制pH值制备Fe₃(PO₄)₂·8H₂O，以此作为再生LiFePO₄正极材料的前驱体，避免了后续混锂烧结过程中Fe³⁺还原不彻底、再生磷酸铁锂纯度低等问题。结果表明：通过控制浸出条件，Li⁺和Fe²⁺的浸出率分别达到98.15%和98.10%。利用氨水调控浸出液pH值，沉淀出形貌为一次片状簇拥成团状结构的Fe₃(PO₄)₂·8H₂O前驱体；最后，将Fe₃(PO₄)₂·8H₂O...     

电场辅助镁锰超疏水类水滑石膜的制备及耐蚀性研究

为了进一步提升镁合金作为生物医用材料的临床应用，本研究采用电场辅助法在ZK60镁合金表面制备了超疏水类水滑石膜(SH)以提高耐蚀性，并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了膜层的表面成分和形貌，实验结果表明膜层表面主要成分为肉豆蔻酸钙(Ca[CH₃(CH₂)₁₂COO]₂)和镁锰类水滑石膜(Mg₆Mn₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O)。用电化学测试和接触角测试表征了膜层的耐蚀性，最佳制备工艺下超疏水膜层试样接触角达到152.5°，腐蚀电流密度(4.73×10^-7A·cm^-2)与基体(6.53×10^-5 A·cm^-2)相比下降了约2个数量级，显著减缓了镁合金基体在模拟体液(SBF)中的降解速率。     

新标09CrCuSb耐酸钢的耐50%H2SO4腐蚀性能

通过电化学测试和全浸腐蚀试验,研究了不同温度(25,50,60,70℃)条件下新标09CrCuSb耐酸钢在50%H₂SO₄溶液中的腐蚀行为。结果表明：随着温度从25℃升至70℃,新标09CrCuSb钢的腐蚀速率整体呈现增大趋势,在70℃时,腐蚀速率达到最高,为2.70 g/(m²·h),这与随温度升高,腐蚀产物中具有保护性作用的Fe₃O₄含量减少,无保护作用的FeSO₄·H₂O含量增加以及锈层中微孔变化有关。另外,由于新标调整了09CrCuSb钢中Cu、Mo、Sn、Sb、W等元素的含量,与旧标09CrCuSb钢相比,阳极维钝电流密度J_维钝降低,同等温度条件下,新标09CrCuSb钢的耐蚀性得到较大改善。     

纳米ZrO2 粉体的制备及其水悬浮液性能

以ZrOCl₂·8H₂O为锆源,通过水热法合成了纳米二氧化锆(ZrO₂)粉体。结果表明,ZrO₂颗粒为椭球形,粒径主要在40～100nm范围内,粒径分布窄。通过测量ZrO₂的Zeta电位和粒径,研究了不同pH条件下水悬浮液中此ZrO₂粉体的表面电荷和分散性能。发现ZrO₂粉体的等电点(IEP)为pH=9.0,在远离IEP处ZrO₂颗粒分散性好,而在IEP处则团聚严重。     

核桃青皮提取物与Nd(NO3)3对Al在HCl溶液中的缓蚀协同效应

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究核桃青皮提取物(WGHE)和稀土盐Nd(NO₃)₃复配缓蚀剂对Al在HCl溶液中的缓蚀协同效应及作用机理。结果表明：由失重法测试得出WGHE与Nd(NO₃)₃在对Al在1.0 mol/L HCl介质的腐蚀具有中等程度的缓蚀效率，25 oC时最大缓蚀率分别为67.8%和79.1%，将二者复配使用后产生缓蚀协同效应，40 oC时0.5 g/L WGHE和1.0 g/L Nd(NO₃)₃的缓蚀率高达90.4%。WGHE和Nd(NO₃)₃复配前后均在铝表面吸附形成缓蚀保护膜，并且吸附规律符合Langmuir吸附等温式。WGHE与Nd(NO₃)₃复配后更能有效抑制阴极反应。Nyquist图谱近似呈“椭圆”特征，WGHE与Nd(NO₃)₃复配...     

水含量对超临界CO2输送管道腐蚀的影响

通过模拟实验和表面分析技术等方法,对比研究有无杂质的超临界CO₂输送环境中水含量对X65管线钢腐蚀行为的影响,并探讨不同水含量环境中杂质对X65钢腐蚀的影响机理。结果表明：在超临界CO₂-H₂O环境中,即使水含量达到饱和溶解度0.4114%,X65钢也仅发生轻微腐蚀,腐蚀速率为0.0013 mm/a。在O₂、H₂S、SO₂和NO₂杂质共存的超临界CO₂-H₂O环境中,水含量由0.002%增加至0.4114%,X65钢腐蚀速率由0.0181 mm/a增加至0.2901 mm/a。杂质与杂质间交互作用显著促进腐蚀性液相形成,进而加剧X65钢的腐蚀。在低含水量环境中,X65钢腐蚀过程由杂质间反应产物控制;而在高含水量环境中,杂质和杂质间反应产物共同控制X65钢的腐蚀过程。     

钕的添加对V2O5-MoO3/TiO2平板式脱硝催化剂性能的影响

本研究制备了一系列不同Nd含量的V₂O₅-MoO₃-Nd₂O₃/TiO₂平板式脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、XPS、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD和红外光谱等表征手段对催化剂进行分析。结果表明:适量的Nd2O3(0.25%、0.5%,质量分数)可以增强V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂的还原性能,增加了催化剂的Oα/(Oα+Oβ)比率,从而提升了催化剂的脱硝活性。然而,过量Nd₂O₃(0.75%、1%)的添加,会导致催化剂酸性性能的显著降低,造成催化剂脱硝性能的下降。此外,过量Nd的添加还会对催化剂的耐磨性能有负面影响。各催化剂中,VMoN d(0.5%)/Ti催化剂显示了最佳的脱硝活性。并且,该催化剂还显示了优良的抗SO₂、H₂O性能。     

1,3-二甲基-2-咪唑啉酮-AlCl3-Cu2O离子液体电沉积金属铜

为找到一种电沉积金属铜的新方法,选用1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、AlCl₃和Cu₂O(摩尔比为90∶10∶4)的溶剂化离子混合液体进行铜的恒电位电沉积,并分析了电解质的离子结构、电导率、黏度和密度等。拉曼光谱和核磁共振分析表明DMI-AlCl₃-Cu₂O体系中存在[AlCl₂(DMI)₄]⁺、AlCl₃(DMI)₂和[AlCl₄]^-等离子团,DMI-AlCl₃-Cu₂O体系的电导率、黏度和密度随温度在323～373 K区间内呈线性变化。循环伏安研究表明,铜的起始还原电位为-0.4 V(vs Al),还原峰电位为-1.35 V;在-1.1 V至-1.4 V条件下恒电位电沉积得到金属铜,在-1.1 V和-1.4 V电位下电沉积得到的产物表面较平整,在-1.2 V和-1.3 V电位下电沉积得到的产物...     

轻稀土离子水合物Re3+(H2O)n(n=1~12,Re=La、Ce、Pr、Nd)的DFT研究

采用Material studio的DMol3模块研究了La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺四种离子的水合物Re³⁺(H₂O)_n(n=1~12),分析了几何优化后的构型的几何结构、结合能、前线轨道、电荷、振动情况。结果表明:La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺四种轻稀土离子第一水化层的最小水合数分别为4、6、7、7;在相同水合数条件下,Re—O的平均键长大小顺序为La>Ce>Pr>Nd,Re³⁺(H₂O)₁₀的Re—O平均键长约为2.6?,轻稀土离子水合物的水化层半径约为3.22~3.59?。轻稀土离子的水化反应为放热反应,当水分子配位数相同时,结合能大小顺序为La>Ce>Pr>Nd。电荷分析结果显示,水合反应过程中稀土离子得到电子,当第一水化层填满后,Re³⁺(H₂O)_n性质逐渐趋于稳定,Re离子的电荷量在2e左右。前线轨道分析结果显示,不同于离子半径的变化,四种稀土离子自身的硬度大小顺序为La>Nd>P>Ce。模拟的La³⁺(H₂O)_n的红外光谱显示,随着水分子数量的增加,V_sym和V_asym峰发生蓝移;当n大于10时,V_sym和V_asym峰不再发生蓝移,说明第一水化层外的水分子没有与La离子发生反应。     

DD3高温合金与Ti3AlC2陶瓷的真空钎焊

通过对比试验优选出了合适钎料,并进行了后续钎焊试验.在钎焊温度800~900℃,保温时间为10 min的条件下,采用Ag-Cu-Ti钎料实现了DD3镍基高温合金与Ti₃AlC₂陶瓷的真空钎焊连接.利用扫描电镜、能谱仪、XRD等对接头的界面结构进行了分析.结果表明,接头的典型界面结构为DD3/AlNi/Al₃(Ni,Cu)₅+Al(Ni,Cu)+Ag_ss/(Al,Ti)₃(Ni,Cu)₅/Al₄Cu₉+AlNi₂Ti+Ag_ss/TiAg/Ti₃AlC₂.接头的力学性能测试表明,在钎焊温度为850℃,保温时间为10 min的条件下,接头的最高抗剪强度可达135.9 MPa,断裂发生在靠近钎缝的Ti₃AlC₂陶瓷侧.降低和提高钎焊温度对接头界面组织影响不大,但接头强度有一定程度下降.     

溶胶-凝胶/高温氢还原工艺制备Mo-Al2O3-La2O3复合粉末

Al₂O₃协同La₂O₃强韧化的钼及钼合金具有优越的综合力学性能，通过粉末冶金方法制备钼及钼合金的关键在于获得超细或纳米Mo-Al₂O₃-La₂O₃粉末。本文以仲钼酸铵、硝酸铝、硝酸镧和柠檬酸为原料，采用溶胶-凝胶-煅烧-高温氢还原工艺制备Mo-Al₂O₃-La₂O₃复合粉末，利用XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对粉末的微观组织结构进行表征。结果表明：当水浴温度为85℃、p H=1、柠檬酸与钼酸铵的质量比为1.7时，形成了网状结构大分子交联的络合物前驱体，这有利于在后续高温还原过程中制备超细或纳米Mo复合粉末。前驱体粉体在550℃煅烧3 h后，粉末主要由MoO₃和Al₂(Mo O₄)₃组成。采用一步高温氢还原时，还原3 h后MoO<...