化学链燃烧中Co掺杂改性Fe2O3（104）载氧体反应特性

基于密度泛函理论建立金属Co掺杂的铁基载氧体的微观模型,探究掺杂Co后模型表面的电子结构及反应特性的变化。首先,采用Material Studio软件中CASTEP模块构建并优化Fe₂O₃（104）的平板模型;其次,以Co原子分别替换模型表面不同配位数的Fe原子（Fe_5f,Fe_6f和Fe_7f）,构建Co在表面不同Fe原子位的掺杂模型（Co-Fe₂O₃（104））;最后,计算纯净模型和掺杂模型的表面能、掺杂结合能、态密度以及掺杂位点原子的键长、键角和原子间距离等参数,考察CO在Fe₂O₃（104）和Co掺杂的Fe₂O₃（104）表面的等温吸附特性,并以CO分子为探针测试Co掺杂模型和纯净模型表面的氧化反应特性,获取反应路径、过渡态和反应活化能等信息。几何优化结果得到Co掺杂模型的稳定性顺序是：Co_5f-Fe₂O₃（104）> Co_6f-Fe₂O₃（104）> Co_7f-Fe₂O₃（104）,对应的结合能分别为-0.399 eV、-0.215 eV和0.487 eV,Co在Fe_5f和Fe_6f位的掺杂是放热过程,并且在Fe_5f原子位的掺杂时放热较多,而在Fe_7f原子的掺杂属于是吸热反应;Co掺杂改变了掺杂位点相邻O原子的平均键长L_O-M（M代表Fe或Co）,其中Co替换Fe_7f后相邻O原子的L_O-M增加了0.004 4 nm;掺杂Co后模型的总态密度（DOS）均向费米能级（0 eV）方向移动,在-8 eV～0 eV能量范围内离域性增强,而且Co_5f-Fe₂O₃（104）模型体系靠近费米能级左边的填充态能量高于其他模型。等温吸附表明Co掺杂可以提高CO在模型表面的吸附量,并且存在吸附两种方式：-2.0 eV附近的峰为CO模型表面碱性位点的吸附峰,-0.75 eV附近的峰为CO在非碱性位点的吸附峰。CO在Co_5f-Fe₂O₃（104）表面的吸附能（-0.851 eV）最大,而在Co_7f-Fe₂O₃（104）表面的吸附需要外加能量（0.386 eV）,CO在Co_6f和Co_7f掺杂位吸附的键长（L_CO）比纯净模型表面的分别增加了0.000 4 nm和0.001 1 nm,表明Co掺杂表面对CO分子的活化作用较大;过渡态分析表明CO在Co掺杂表面氧化生成CO₂的反应活化能均明显下降,其中CO在Co_5f-Fe₂O₃（104）表面生成CO₂的活化能最低,比在Fe₂O₃（104）表面的减少了0.518 eV,且相应的反应能增加了0.445 eV。研究表明,Co与Fe在其氧化物中成键结构不同,导致掺杂后模型表面的悬键增多,表面能增大,态密度向费米能级方向移动,提高了Fe₂O₃（104）表面活性,并且Co在低配位数Fe原子位的掺杂更有利于降低氧化CO的反应活化能。因此,通过掺杂金属Co提高铁基载氧体反应活性是可行的,其改性效果与掺杂活性成分的特性和掺杂方式有密切的关系。     

用电通量法测试和评价混凝土抗氯离子渗透性能的研究

本文通过对不同配合比、不同强度等级的混凝土在不同龄期、不同的养护条件、不同试验条件下电通量的测定,发现电通量的大小只与被测混凝土导电系数有关,而与混凝土抗氯离子渗透性能的大小没有必然的关系。     

变压吸附脱碳工艺运行小结

介绍了变压吸附脱碳的工艺原理、特点,该工艺在河南心连心化工有限公司应用后,装置运行稳定,CO2纯度稳定在98%以上.受设备限制及变换气温度的影响,限制了有效气体的回收率和CO2纯度.     

化学链燃烧中基于密度泛函理论的铁基载氧体研究进展

化学链燃烧技术中,铁基载氧体由于成本低、环境良好、热稳定性高和机械性能优良等优点,被认为是最有前景的载氧体之一。但其反应活性相对较低,提高其反应活性成为了研究的重点。在阅读50余篇相关文章的基础上,对密度泛函理论用于铁基载氧体微观反应机理研究进行了3方面的综述:(1)铁基载氧体表面的电子结构特性及其与燃料分子(CO、H_2、CH_4和煤等)的氧化还原反应和形成积碳的机理;(2)Al_2O_3、MgO、TiO_2和ZrO_2等惰性载体以及Co和Pb等掺杂组分对Fe_2O_3反应性能的协同作用机理;(3)化学链燃烧过程中,S和Hg等杂质对铁基载氧体反应性能的影响。据此指出:密度泛函理论在煤和生物质等固体燃料化学链燃烧的研究中应用较少,以煤为主的固体燃料化学链燃烧中固-固反应机理以及灰分与Fe_2O_3的相互作用机制尚不清楚。此外,多组分铁基载氧体的分子结构设计及性能调控等方面有待进行深入研究。