高pH值完井液中钛合金管材的腐蚀行为研究

基于高温高压腐蚀速率和原位电化学测试,并结合分子动力学模拟和第一性原理计算,探讨了钛合金(TC4)管材在高pH值完井液中的腐蚀行为,以及钝化膜的热力学稳定性。结果表明:TC4钛合金在180℃的高pH值磷酸盐完井液中的腐蚀极为严重,其均匀腐蚀速率高达0.4429mm/a;在高pH值磷酸盐完井液中,TC4钛合金的腐蚀为阳极反应过程控制,随着温度的升高,其腐蚀电位、腐蚀产物膜的膜阻和极化电阻显著降低,腐蚀反应的热力学驱动力增大、动力学阻力降低,腐蚀电流密度显著升高;在碱性溶液中,TiO_2钝化膜的钛氧键发生不同程度断裂,并且随着温度升高、碱性增强,TiO_2与溶液的界面结合能逐渐增大,钝化膜的热力学稳定性明显降低;在碱性焦磷酸钾溶液中,TiO_2钝化膜均可与K_2HPO_4、K_3PO_4反应生成疏松多孔的KTiOPO_4腐蚀产物膜,但TiO_2与K_3PO_4反应的热力学倾向更大。     

电子束诱导沉积钴微米线及其铁磁性

通过电子束诱导沉积的方法制备了钴(Co)微米线,并利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力/磁力显微镜(AFM/MFM)以及物性测量系统(PPMS)等手段对Co微米线的沉积尺寸、微结构、铁磁性和电学性质进行了测试和分析。研究结果表明:Co微米线轮廓清晰、均匀性好。在不同的沉积条件下,微米线的实际长度与设定长度基本一致;实际宽度数据呈类梯形分布,半高宽是设定值的2~10倍;实际厚度低于设定厚度的60%。沉积电流对Co微米线的铁磁特性有重要影响。当沉积电流大于0.5 nA时,样品呈现出良好的铁磁特性。另外,电学性能测试结果显示Co微米线呈现绝缘特性。成功制备了室温铁磁绝缘Co微米线,这将有助于深入开展微纳尺度的结构与器件的研究和应用。     

微通道中钒的液-液流型和萃取传质动力学研究

采用伯胺N1923萃取剂在微通道中研究V(V)的液-液流型和萃取传质动力学,以15vol% N1923作为连续相、钒氧酸根水溶液作为分散相,研究不同流速下两不混溶相的流型变化规律及两相停留时间和微通道管径作为流速的函数对传质的影响。随两相流速增大,段塞流长度和比界面面积基本不变,且两相流体由Raydrop微通道流入外接毛细管微通道时由于微通道的扩张会改变两相流动方式,使同一实验条件下在微通道中同时出现多种流型,与此同时两相流速和总体积传质系数(kLa)呈正相关,表明流型在本研究体系中对传质的影响可忽略。在相同管径通道内,停留时间与总体积传质系数呈负相关,表明在两相接触通道入口处发生了显著传质。在相同的两相混合速度和相比下,254 μm的管径传质效果是750 μm的9倍,表明小管径内传质效果更加,循环强度更大。最后将实验总体积传质系数结果与总体积传质系数的经验式进行了关联,有望为实现将微通道放大的绿色冶金技术提供理论基础。     

碳纳米纤维增强聚甲醛复合材料制备及性能

通过纳米碳纤维(CNFs)在聚甲醛(POM)基体中的均匀分散以及取向,制备了具有优异力学性能和热性能的POM/CNFs复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸性能测试、热重分析、动态热机械分析测试表征了POM/CNFs复合材料的结构和力学、热学性能。结果表明,CNFs与POM分子链形成氢键相互作用,促进了CNFs在POM基体内分散,同时使POM/CNFs复合材料的结晶度显著提高。随着CNFs含量增加,POM/CNFs复合材料的拉伸强度、储能模量和损耗模量均得到提高。当添加0.5%的CNFs时,拉伸强度、储能模量及损耗模量分别提高了20.5%,127%和58%。进一步研究了高温拉伸对POM/CNFs复合材料性能的影响。结果表明,CNFs沿拉伸方向定向排列,同时复合材料拉伸后结晶度提高,拉伸强度显著增加。     

耐高温锂离子电池隔膜材料应用现状及发展

分类总结了已有产业化耐高温电池隔膜材料的研究进展与制备工艺,着重介绍了采用不同涂覆材料与基体材料的传统与新型耐高温锂离子电池隔膜的耐热性能,并对耐高温锂离子电池隔膜材料进行了特点归纳与研究展望。     

反应型大分子抗氧剂的合成及其在EPDM中的抗氧化性能

通过自由基引发的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）与2⁃巯基苯并咪唑（MB）反应合成了一种反应型大分子抗氧剂TMPTMA/MB。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和元素分析证实了TMPTMA/MB的化学结构,并研究了TMPTMA/MB对EPDM硫化特性、拉伸性能及抗氧化性能的影响,结果表明,TMPTMA/MB消耗了过氧化物分解产生的烷氧自由基并接枝到EPDM分子链上,从而减缓了橡胶的硫化速度并降低了交联程度,但接枝的TMPTMA/MB增加了外力作用下分子链运动的内摩擦,提高了EPDM的拉伸性能,另外,接枝到EPDM分子链的TMPTMA/MB具有较高的抗迁移性,由此大幅提高了EPDM的抗氧化性能。     

碳酸酐酶固定及在二氧化碳捕集应用研究进展

化石燃料的使用是全球气候变暖的主要原因,二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)技术能够有效减少碳排放,缓解气候变化压力。化学吸收法是CO₂捕集的重要方法之一,具有分离效率高、成本低等优点,但存在解吸过程中消耗能量较多、长期使用造成设备腐蚀性等问题。利用碳酸酐酶(CA)强化化学方法吸收CO₂,可以提高CO₂吸收效率,有效解决传统工艺中的热能损失,逐渐成为CO₂捕集与封存研究中的热点。但CA自身热稳定性低、可重复性差,需对其进行固定化以提高稳定性和活性。重点介绍了CA的固定化方法及常用载体材料,总结了CA在强化CO₂捕集中的作用机理,讨论了其在CO₂捕集中的应用,并对该技术的未来发展方向作出了展望。固定化载体与方法会影响固定化酶的性质,故CA在固定化时要选择合适的载体与方法。CA固定化方法包括吸附法、包埋法、共价结合法和交联法4种,各有优劣,应根据酶所应用的领域来选择合适的固定化方法。常用固定化载体有天然高分子、无机载体材料等,选择时应综合考虑载体的理化性质和工业应用能力。CO₂捕集过程中,CA主要通过促进化学溶剂吸收CO₂和诱导CO₂矿化生成碳酸钙两方面强化捕集效率。未来研究方向应集中于开发具有更高活性和稳定性的新型CA、制备廉价高性能载体材料和进一步探究CA的内在因素和外界条件对其工业应用产生的阻碍。     

Ti3C2对环氧树脂形状记忆效应和自修复性能的影响

利用盐酸和氟化锂刻蚀钛碳化铝（ MAX）、四甲基氢氧化胺插层的方法制备了二维过渡金属碳化物 Ti₃C₂,（MXene）并制备了 MXene/环氧复合材料。研究了刻蚀温度对 MXene刻蚀、分层效果及性能的影响,以及 MXene对环氧树脂涂层的形状记忆效应和自修复性能的影响。结果表明：刻蚀温度为 50 ℃时制备的 MXene呈二维薄片层结构,具有最优的近红外吸收性能和光热转换性能。随着 MXene含量的增加,复合材料的形状记忆效应和自修复率增加,当 MXene含量为 7%时,近红外光照射下的自修复率可达 98%。电化学阻抗谱测试结果表明, MXene的添加可提高环氧树脂涂层的自修复性能和防腐性能,低频阻抗模值比纯环氧树脂涂层高 1~2个数量级。     

分子筛吸附脱除烷基化油中微量氯化物的研究

对多种分子筛的脱氯效果进行了对比和筛选,结果表明NaY分子筛具有良好的脱氯性能。以NaY分子筛原粉为活性组分,采用混捏法制备NaY分子筛吸附剂,并以烷基化油为原料,详细考察了NaY分子筛吸附剂的制备条件对吸附剂脱氯性能的影响。试验结果表明,在NaY分子筛原粉/黏结剂质量比为 2.0、焙烧温度为 400 ℃、焙烧时间为3 h的条件下,所制备的NaY分子筛吸附剂在吸附温度为 25 ℃、体积空速为1.0 h^-1的优化条件下穿透氯容可达 3.11%,且具有良好的重复利用性。     

不同氧化物对WO3/SiO2催化烯烃异构-歧化串联反应的影响

为了提高烯烃歧化催化剂的性能,以WO₃/SiO₂为研究对象,研究了不同氧化物(MgO、CaO、BaO、SiO₂)对其催化性能的影响。首先比较了各种氧化物对1-丁烯异构反应的作用强弱,之后考察了不同氧化物与WO₃/SiO₂催化剂混合装填对1-丁烯自歧化反应的影响。结果表明：不同氧化物的异构活性由大到小的顺序为CaO、BaO、MgO、SiO₂;掺混MgO与SiO₂可以使反应体系稳定性更强;而与SiO₂相比,MgO更好地促进了交叉歧化反应,使丙烯的选择性提高。最后研究了MgO掺混量对乙烯和顺-2-丁烯歧化制丙烯反应的影响,发现MgO的最佳掺混质量分数为30%。