循环包装箱全生命周期碳足迹计算方法研究

目的 针对目前循环箱碳足迹的计算缺乏统一标准且相关研究较少，使循环箱的环保价值存疑的问题，本文对循环包装箱的碳足迹进行研究，旨在建立一种适用于循环包装的基于生命周期评价(LCA)方法的碳排放计算模型。方法 基于全生命周期评价方法，参考国内A循环包装企业B2B应用场景，采用eFootprint软件及数据库量化分析。由于聚丙烯材料具有可循环利用的特点，在快递循环包装中广泛应用，本文以聚丙烯材料的循环箱为例进行碳足迹的研究。以1 m²的循环快递包装箱为功能单位，采用“从摇篮到坟墓”的方法对其生产、运营、回收等过程的物耗、能耗及环境排放进行环境影响量化比较。结果 研究评价分析了各个单元过程中对全球变暖潜值这一环境指标的贡献值。结果显示，循环包装箱碳排放贡献主要来源于4个方面:循环使用过程运输排放，约占总排放的57.95%;其次为原材料聚丙烯，约占总排放的24.25%;电力排放包括生产、清洗2个阶段的电力，占总排放的11.71%;报废后垃圾焚烧处理过程排放，占总排放的5.33%。使用近50次的二氧化碳当量为9.854 1 kg/m²。结论 循环包装单次使用排放低于相同面积单位5层瓦楞纸箱的碳排放，说明在理想条件下循环包装具有较高的环保价值。     

生命周期内混合动力燃气热泵碳排放研究

采用生命周期评价的方法,针对一种混合动力燃气热泵系统在全生命周期的碳排放进行了评估。基于生命周期（LCA）评价理论,确定了系统边界,建立了系统生命周期内碳排放核算模型。得到了系统在生产阶段、运输安装阶段、运行阶段和回收利用阶段的碳排放当量。结果表明:系统在运行使用阶段CO2-eq排放量最大,为35387.6kg,大约占据了整个生命周期的84％,主要来源为电力和天然气的使用; 生产安装阶段CO2-eq排放量次之,约为6187kg,运输安装及废弃阶段碳排放量很小,几乎可以忽略。因此,要降低系统在全生命周期中的温室气体排放量,应重点放在对电力和天然气的合理使用和新能源的开发上。对比分析了其与单独电力驱动热泵在全生命周期内的碳排放量。分析结果表明:在全生命周期内,混合动力燃气热泵与单独电力驱动热泵相比碳减排量约为20430.9kg。最后,进一步讨论了系统的碳减排方法和减排潜力。     

一次性纸杯生产过程的环境影响评价

目的 以聚乙烯(PE)淋膜纸杯、聚乳酸(PLA)淋膜纸杯和丙烯酸聚合物涂层纸杯3种一次性纸杯为研究对象,评估和比较不同纸杯对人体健康和环境的影响,为纸杯企业与行业提供参考。方法 采用生命周期评价(LCA)方法,使用eFootprint软件进行一次性纸杯生产阶段的生命周期评价,包括目标与范围确定、清单分析、生命周期影响评价及解释、数据质量评估4个部分。结果 在纸杯用纸的定量均为210 g/m²和淋膜(涂层)层数均为一层的情况下,PE淋膜纸杯、PLA淋膜纸杯和丙烯酸聚合物涂层纸杯生产的分别排放1 839、2 077、1 826 kg CO2 eq.的温室气体,8.88、10.75、8.63 kg SO2 eq.影响酸化的气体和物质,2.93、3.23和2.93 kg (PO4)^3? eq.影响富营养化的物质。结论 综合来看,丙烯酸聚合物涂层纸杯生产过程对环境更为友好。     

一维TiO2纳米材料的制备及其光催化性能研究

采用水热法,通过改变水热温度成功制备出一系列一维TiO₂纳米管、纳米线和纳米带。运用X射线衍射、透射电子显微镜、N₂吸附-脱附和紫外-可见光谱等手段表征了材料的结构和性质,并考察了一维TiO₂样品光催化降解气相苯的活性。结果表明,一维TiO₂纳米材料具有较高的比表面积,光吸收出现明显的“蓝移”,光催化活性较P25有所提高,其中140 ℃水热温度下制备出的TiO₂纳米管的光催化活性最佳,80 min内对气相苯的去除率为77%,终产物CO₂的浓度为625 mg/m³。     

Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2共晶陶瓷显微组织及力学性能的影响

为探索第三组元Y₂O₃添加对Al₂O₃/ZrO₂共晶陶瓷显微组织与机械性能的影响,本文利用低温度梯度的高温熔凝法制备了直径为20 mm的Al₂O₃/ZrO₂(Y₂O₃)共晶陶瓷块体,采用SEM、EDS及XRD技术对共晶陶瓷进行微结构分析,并利用维氏压痕法对其硬度和断裂韧性进行测试。SEM结果表明,凝固组织由群集的共晶团结构组成,随着Y₂O₃添加量的增加,共晶团形态由胞状转变为枝晶状,内部相间距在1~2 μm范围内变化。力学测试表明,Y₂O₃摩尔分数小于1.1%时,由于组织内部存在低硬度m-ZrO₂及微裂纹缺陷,故陶瓷硬度较低,约为(9.53±0.22 )GPa;当Y₂O₃摩尔分数为1.1%时,陶瓷硬度最大,约为(18.05±0.27)GPa;当Y₂O₃的摩尔分数大于1.1%时,由于共晶团边界区内气孔缺陷及粗大组织增多,引起陶瓷硬度值略有下降。低Y₂O₃摩尔分数添加时,陶瓷断裂韧性相对较高,约为(6.30±0.16)MPa·m^1/2,这与其内部存在大量微裂纹缺陷有关;随着Y₂O₃添加量的增加,陶瓷的微裂纹数量减少、边界区内缺陷增多,断裂韧性降低。     

典型锂电池中间相炭微球负极材料生产的能耗与碳排放分析

中间相炭微球(MCMB)负极材料作为新型材料受到了社会的关注,同时其制造所带来的环境污染也逐渐增加。本工作针对锂电池MCMB材料开展了全生命周期能耗与碳排放研究, 功能单位定义为生产1 t MCMB负极材料产品,系统边界包括原料获取、能源供应与材料生产阶段,分析了MCMB材料全生命周期的能耗结构,辨识了碳排放的关键影响因素。能耗分析结果显示,1 t MCMB负极材料的全生命周期能耗为149.37 GJ,初级能耗结构为原煤(82.82%)、原油(11.03%)、天然气(6.15%),能源生产阶段对生命周期能耗的贡献度为80.81%。碳排放分析结果显示,生产1 t MCMB负极材料的碳排放总量为11 824.61 kg CO₂-eq,电力、中温沥青和焦炉煤气消耗量对碳排放计算结果的影响最为显著,调整能源结构是降低MCMB负极材料生产碳排放的有效手段。     

温室气体核算国家标准即将出台 为全国碳排放权交易市场启动奠定基础

2014年12月10日,国家发改委正式发布《碳排放权交易管理暂行办法》,积极推动建立全国碳排放权交易市场。为此,今年我国计划完成《发电企业温室气体排放核算方法与报告指南》、《水泥生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》等10项碳排放核算国家标准的制订、审查、报批和发布工作,为2016年即将启动的全国碳排放权交易市场做好技术准备。"目前这项工作正由全国碳排放管理标准化技术委员会(TC 548)的秘书处承担单位中国标准     

钢铁产品全生命周期的碳排放计量方法研究

2022年6月22日，欧盟通过了碳边境调节机制的提案，该提案将钢铁行业纳入征税范围，对中国钢铁行业的碳排放计量提出了新的要求。在国内碳交易大背景下，中国钢铁行业的碳排放核算和计量依托于《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》(试行),主要考虑企业边界内碳排放，涵盖钢铁生产阶段及制造阶段的碳排放，缺少对钢铁产品碳排放计量的研究。文章基于全生命周期理论，结合钢铁行业碳排放计量标准，开展钢铁产品的碳排放计量方法研究，为中国钢铁产品应对碳边境调节机制提供技术支撑。     

APTES交联型聚酰亚胺气凝胶的制备与表征

以低成本的3-氨丙基三己氧基硅烷(APTES)为交联剂,4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)或均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐单体,采用溶胶-凝胶和化学亚胺化方法,结合CO₂超临界干燥技术,制备出两种不同二酐单体的交联型聚酰亚胺气凝胶。采用FTIR、SEM、N₂吸脱附、万能材料试验机、热重分析等手段来表征样品的化学组成、微观形貌、孔结构、压缩性能及热稳定性,研究了二酐单体种类对聚酰亚胺气凝胶的压缩性能及热稳定性的影响。结果表明:采用BPDA和PMDA制备的交联型聚酰亚胺气凝胶都具有纳米尺度的纤维状网络结构,具有密度低(0.102 g/cm³和0.121 g/cm³)和比表面积大(295 m²/g和311 m²/g)的特性。以PMDA为单体的交联型聚酰亚胺气凝胶10%应变对应的压缩强度和压缩模量分别为0.37 MPa和5.3 MPa,高于以BPDA为单体的交联型聚酰亚胺气凝胶(0.17 MPa和3.0 MPa)。此外,前者制得的聚酰亚胺的初始热分解温度为543 ℃,高于后者制得的聚酰亚胺的初始热分解温度(502 ℃)。     

含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷热种子的制备与表征

本工作将钙铁氧体与溶胶-凝胶法制得的生物活性玻璃陶瓷复合,制备了含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷磁热种子。对所制得材料的物相组成、磁性、体外生物活性、磁生热能力及磁热对肿瘤细胞的杀伤效应、组织相容性进行了表征。结果表明,材料主晶相为CaSiO₃、Ca₅(PO₄)₃F和CaFe₂O₄。充磁约8×10⁵ A·m-1时,材料饱和磁化强度约5 A·m²·kg-1,矫顽力约2×10⁴ A·m-1。暴露在342 kHz、1×10³ A/m的交变磁场下,0.1 g材料20 min内即能实现升温约40 ℃。在浸泡入模拟体液中14 d后,材料表面能形成不连续的含有碳酸根生物的活性层。MTT细胞增殖实验显示材料无细胞毒性,MG63细胞能在材料上粘附和生长。将材料与VX2细胞在交变磁场下复合培养20 min,材料周围出现明显的死亡细胞圈。兔肌肉植入实验显示材料组织相容性良好。     

Functionalization of Porous Carbon Materials with Designed Pore Architecture

Recent progress in syntheses of porous carbons with designed pore architecture has rejuvenated the field of carbon chemistry and promises to provide new advanced materials. In order to reap the full benefit of designer carbons, it is necessary to develop chemistries for functionalizing the porous carbon surfaces. This Review examines methods of functionalizing porous carbon through direct incorporation of heteroatoms in the carbon synthesis, surface oxidation and activation, halogenation, sulfonation, grafting, attachment of nanoparticles and surface coating with polymers. Methods of characterizing the functionalized carbon materials and applications that benefit from functionalized nanoporous carbons with designed architecture are also highlighted.     

高导热C/C复合材料的研究进展

综述了高导热C/C复合材料的研究现状及进展.从C/C复合材料的导热机理出发,分析了C/C复合材料的热物理性能以及影响其导热性能的因素.介绍了不同类型碳纤维、基体炭的导热性能,以及高导热C/C复合材料的制备及改性.     

热解碳基碳/碳复合材料的内耗特征与机制

以高纯石墨为对照材料,初步研究了热解碳基碳/碳复合材料的内耗行为,并根据实验结果提出了碳/碳复合材料的内耗机制:热滞弹性机制与静滞后型内耗机制。纤维/基体的界面内耗效应对碳/碳复合材料的内耗特性影响很大,它的存在使碳/碳复合材料产生了一些较为反常的内耗现象。      

应用纳米压痕技术测试沥青炭的力学性能

以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍技术制备了4D炭/炭复合材料。利用纳米压痕技术研究了后处理温度和炭基体位置对沥青炭力学性能的影响。研究结果表明,在同一工艺状态下,束内沥青炭的硬度和模量要远低于束间沥青炭的硬度和模量。经过900℃后处理的沥青炭的模量出现小幅降低,而硬度则出现一定的增加。     

粉末涂层碳纤维制备碳/碳复合材料研究进展

综述了国内外碳/碳复合材料的主要用途和制备方法,通过比较发现粉末预涂层制备碳/碳复合材料是一种低成本、短制备周期的理想方法,它包括基体树脂和碳纤维的选择、碳纤维的表面处理及碳纤维丝束的铺展.采取层压成型制备试样,经高温炭化和石墨化制备碳/碳复合材料.     

高摩擦学性能碳／碳复合材料研制

探索了高摩热学性能碳／碳（Ｃ／Ｃ）复合材料的制备途径，设计出了高摩擦学性能Ｃ／Ｃ材料的组织模型，并按模型制备出了在碳纤维上分布着球状沉积碳组织的Ｃ／Ｃ材料，实验表明：这种Ｃ／Ｃ材料具有良好的摩擦磨损性能，刹车力矩和速度的关系曲线平稳，初始力矩峰值小，摩擦系数适中；磨损率小，摩擦面光滑；试样无分层、碎裂、掉块等失效情况。     

炭布铺层2D炭/炭复合材料研究

采用预浸炭布铺层制作炭／酚醛树脂基层合板,后经炭化、致密制备了二维炭／炭复合材料（２Ｄ－Ｃ／Ｃ）,检测了其工艺过程中的尺寸变化,测试了力学、导热、热膨胀、高等离子烧蚀性能。结果表明,２Ｄ－Ｃ／Ｃ在工艺过程中Ｚ向有明显的收缩现象,炭化收缩率达６．９９％,石墨化收缩率达５．５５％。２Ｄ－Ｃ／Ｃ的层间剪切强度（ＩＬＳＳ）大于１２．６ＭＰａ,拉伸强度大于１３３．７ＭＰａ,位伸模量大于５８．６ＧＰａ,压缩强     

模板法合成多孔炭材料的研究现状

模板法为多孔炭材料的可控与定向合成开辟了一条新的技术途径,已成为近几年国内外材料制备领域的研究热点。介绍了模板法合成多孔炭的原理及其特征,综合分析了模板类型、炭前驱体的种类、合成工艺的特点,重点综述了微孔炭、介孔炭、大孔炭的模板合成,并展望了多孔炭材料的发展方向。     

高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析

聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。     

毡基碳/碳复合材料氧化动力学研究

本文研究了不同温度(773～1173K)条件下,毡基碳/碳复合材料的氧化动力学行为,并利用扫描电镜观察分析了不同氧化程度的碳/碳复合材料显微组织。实验结果表明:毡基碳/碳复合材料在各温度下氧化速度均不随时间而变化。在高于和低于873K时,其氧化机制不同,二者的活化能分别为128kJ/mol和96kJ/mol;同时,碳/碳复合材料氧化过程中。碳毡优先氧化,随着氧化过程进行到后期,基体碳氧化程度加剧。另一方面,毡基碳/碳复合材料的氧化速度主要受该材料的表面反应、气体扩散、催化剂等因素的影响。