基于联合电解催化交换工艺的含氚轻水深度净化技术研究

随着核能的发展和环保意识的增强,核设施中氚的排放越来越引起人们的重视.为了有效地控制液态氚的排放,针对内陆核电、国际热核聚变实验堆和福岛核电站3种含氚废水(轻水)体系开展了基于联合电解催化交换工艺的深度净化除氚的技术研究,系统性地评价了所需要的理论塔板数与不同除氚目标和富集程度的关系;并进一步分析了含氚轻水处理量与天然水消耗量之间的关系.结合上述分析,最后给出了具体的工艺设计示例,并提出了在含氚水进料量较大的情况下,宜采用模块化的设计方案.     

埋地石油管道阴极防腐措施与风险预警研究

根据埋地管道阴极保护现状,总结了阴极保护原理、分类.阴极保护主要是基于电化学腐蚀原理,采用外加电流及牺牲阳极两种保护方式.分析了目前准则存在的不足,阴极保护准则没有对管道允许受到的直流干扰程度做出明确的规定且-850 mV(CSE)准则不适用交流干扰情况,另外GB/T 21448—2008准则的适用温度不能超过40℃.分析了基于数值模拟研究埋地管道阴极保护的方法,阴极保护数值模拟基于理论建立阴极保护数学模型,设置边界条件对模型加以求解即可得到管道沿线的电位分布情况.结合管道风险预警理论对埋地管道的风险预警进行了研究.对埋地管道腐蚀风险预警流程进行设计,其应遵循风险识别、风险分析及风险等级划分的流程,时刻监视防腐措施的运行效果.     

氧化酸浸过程中高温合金废料中镍、钴元素的浸出行为

废旧镍基高温合金含有镍、钴等多种稀贵金属元素,是具有极高回收价值的二次资源.但是绝大部分高温合金废料未被资源化利用,造成了资源浪费和经济损失.采用盐酸、硝酸、过氧化氢对合金废料进行氧化酸浸,分别研究酸浸液配比、固液比、搅拌强度、浸出时间对浸出率的影响.结果表明,最佳工艺条件为:盐酸浓度11 mol·L-1,浓硝酸用量20 mL,过氧化氢用量50 mL,搅拌强度300 r·min-1,固液比1:8,浸出时间3 h,在上述条件下,高温合金废料中镍、钴的浸出率分别为82.98％、79.74％.     

电感耦合等离子体质谱法在青海某地区铌矿物化学物相分析中的应用

为了准确快捷有效地对青海某地区铌矿物进行化学物相分析研究,采用电感耦合等离子体质谱法测定各相态中的铌,建立了一套准确快速测定铌矿物化学物相的分析方法.通过对溶剂的选择,实现对易解石、黄绿石、铌钙矿、铌铁矿、钛铁金红石和分散相的分离与测定.物相分析试样以两份完成,一份在550～600℃的高温炉中焙烧,氟化铵溶解易解石中铌.另一份试样不经高温焙烧,用含氯化亚锡的盐酸溶解分散相中的铌;用含氢溴酸的氟化铵溶解易解石和黄绿石中的铌;用含氢氟酸的硫酸溶解铌钙矿中的铌;用含氢氟酸的盐酸溶解铌铁矿中的铌;用焦硫酸钾熔融提取钛铁金红石中的铌,最后用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定以上各相态中铌的质量分数.在ICP-MS工作条件下连续7次测定样品空白,计算各铌相态的方法检出限(3S/N)分别为0.023、0.021、0.018、0.025、0.016、0.007μg·g-1.对7个铌矿物样品进行铌物相分析,做精密度和准确度试验,符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130.3—2006)的要求.     

新型海洋材料在储能领域的应用进展

能源与环境是世界发展的两大议题。海洋资源丰富,蕴含结构多样、性质丰富的生物质材料、矿物材料等,在储能领域展现出良好的应用前景。对新型海洋材料,如海洋生物质材料、衍生碳功能材料和海洋矿物材料等在储能领域的应用做了系统评述。海洋生物质材料自然界储量丰富、环境友好,被广泛应用于储能体系的黏结剂等功能组分;海洋生物质碳化材料富含丰富的孔隙结构,作为先进电极显示出优异的应用潜力;海底矿物材料被作为电极材料和模板材料应用于储能体系中,海底矿物的开采是其未来应用的重要技术保障。对新型海洋材料的类型以及在储能领域中的应用形式做了总结,并对海洋与能源的交叉发展做了展望,以期进一步推动新型海洋材料的可持续利用。     

高镍三元正极材料表面碱性物质研究进展

高镍三元正极材料表面形成的碱性物质容易导致电池容量衰减加快、寿命缩短,因而调控三元材料表面碱性物质对于提高锂离子二次电池的功能和安全性至关重要。综述了高镍锂离子电池三元正极材料表面碱性物质的形成机理及处理手段,从不同角度阐述了环境中的水、二氧化碳对表面碱性物质形成的影响。探讨了表面碱性物质形成过程中,由于锂离子和过渡金属的迁移与固化引发的表面结构的相变现象,造成了三元正极材料的加工储存性能的恶化。还对降碱工艺中的洗涤、干燥、低温烧结等过程进行了重点说明,阐述了洗涤工艺对三元材料表面碱性物质降低及对材料性质的影响,指出需选择合适的洗涤、干燥条件,减小材料表面发生的变异。最后结合目前降碱工艺对后续研究方向提出了建议。     

近30年全球大停电事故发生的深层次原因分析及启示

2019年以来,委内瑞拉、阿根廷、美国、印尼、英国等多国相继发生多起大停电事故,电网安全成为各方关注的焦点与舆论热点。通过梳理近30年138件主要大停电事件,发现2008年后大停电进入高发期,主要经济体是大停电事故的“重灾区”。自然灾害原因占比56%,影响范围相对明确可控;电力管理体制原因占31%,易与其他诱发因素伴发,具有全局性、系统性影响,可能危害到整个国家和地区的能源安全;意外或人为事故原因占10%;网络攻击成为新兴原因占3%,具有隐蔽性、复杂性强、防御难度大、物理伤害大等特点。深入剖析4类大停电事故发生的原因,根据中国国情和网情,提出防范中国大停电事故发生的措施和建议。     

2010年至2019年中国国家自然科学基金资助中国盐湖研究项目分析

国家自然科学基金对学科发展具有扶持、引导作用, 其资助情况能反映出学科发展态势、研究前沿和热点。以2010—2019年国家自然科学基金对盐湖研究的资助项目数据为分析对象, 利用EXCEL、R Studio、VOSviewer等软件对资助年度、资助金额、依托单位、资助类别、项目名称、关键词等内容进行统计分析, 揭示了国家自然科学基金对盐湖基础研究的资助力度、趋势、研究团队分布, 发现当前盐湖热点研究方向包括盐湖相化学与溶液化学、盐湖资源分离与利用技术、盐湖资源综合利用技术、盐湖成盐规律与机制、盐湖锂资源利用技术、盐湖化学性质研究。     

垃圾焚烧飞灰中氯元素存在形态及深度脱氯的研究

垃圾焚烧飞灰中的氯含量影响其在水泥窑协同处置生料中的占比,因此需要对飞灰做脱氯处理。利用XRD对飞灰氯元素的存在形态研究表明：氯元素以水溶性氯和非水溶性氯2种形态存在于飞灰中,炉排炉飞灰的水溶性氯化物为CaCl₂·Ca（OH）₂·H₂O、CaClOH、CaCl₂·2H₂O、KCl和NaCl,非水溶性氯化物为AlOCl和Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂等;流化床飞灰的水溶性氯以CaCl₂·2H₂O和KCl形式存在,非水溶性氯以AlOCl、Ca₁₀（Si₂O₇）₂（SiO₄）Cl₂（OH）₂和Ca₄OCl₆等形式存在。对水洗脱除水溶性氯的研究结果显示：对于炉排炉飞灰,控制液固比（mL/g,下同）为10+4+2、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达97.01%;对于流化床飞灰,控制液固比组合6+6+4、3次常温水洗,水溶性氯脱除率达99.17%;酸、碱洗及高温煅烧均能降低飞灰非水溶性氯含量,其中煅烧处理后的炉排炉飞灰残氯质量分数为0.36%、流化床飞灰为0.45%。     

GO-TSC/聚酰亚胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究

使用氨基硫脲（TSC）对氧化石墨烯（GO）进行改性,制备GO-TSC层状复合材料。随后,将该复合材料加入到Matrimid^®5218（PI）基质中,制备用于二氧化碳分离的混合基质膜（MMMs）。通过TGA、SEM及气体分离性能测试考察了GO-TSC对膜热稳定性、结构和气体分离性能等的影响。SEM结果显示GO-TSC可均匀分散在聚合物基质上并与基质紧密结合;TGA结果显示混合基质膜在250 ℃以上仍保持稳定。与纯PI膜相比,MMMs显著增强了二氧化碳的渗透性。GO-TSC中所含的氨基与二氧化碳具有良好的亲和力,增加的碱性位点可以有效地转运二氧化碳。GO-TSC的层状结构增加了气体的传输路径,不利于大动态直径气体（甲烷、氮气）的通过,从而提高了分离性能。GO-TSC负载量为0.75%（质量分数）时混合基质膜的分离性能最佳。相比较纯PI膜,混合基质膜的二氧化碳渗透系数和二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气分离系数分别提高了42.16%、95.79%和83.72%。