煤的热解破裂过程——孔裂隙演化的显微CT细观特征

利用μCT225FCB型高精度工业CT试验机进行了不同温度下褐煤、气煤细观结构演化的显微CT试验,发现煤在低温阶段（<300 ℃）,由于煤中水分和自由气体的散失而产生大量裂纹;在高温阶段（>300 ℃）,有机质的热解导致煤中大量孔隙裂隙的形成,煤的这种产生孔隙裂隙的方式与无机岩石（如花岗岩、砂岩等）明显不同,称这种因热解作用导致煤等一类富含有机质的岩石发生破坏的现象为热解破裂。与无机岩石的热破裂过程相比,煤的热解破裂在破裂机理、裂纹起始位置、裂纹形态方面具有显著的独特性。煤热解破裂过程中,当温度低于300 ℃时因煤中自由水和自由气体的散失而形成以细长裂纹为主的孔隙裂隙系统;当温度高于300 ℃时因煤中热解产物的逸出而形成以圆形或椭圆形孔洞为主的孔隙裂隙系统。300 ℃前新生裂隙不仅起始于煤中的硬质颗粒之间,更普遍的起始于有机质中;300 ℃后孔隙裂隙的形成主要起始于有机质内。     

晶须对碳碳复合材料组织和力学性能的影响

添加硅灰石(CaO·SiO₂)晶须制备碳纤维预制体, 并在980 ℃下进行化学气相沉积, 高温石墨化处理后制备得到CaO·SiO₂晶须改性的C/C复合材料。利用SEM、金相显微偏光分析以及力学实验等方法研究了预制体结构对基体微观结构、物理性能和力学性能的影响。实验结果表明: 添加CaO·SiO₂晶须会诱导热解炭呈锥形生长, 同时在石墨化过程中会诱导热解炭的组织结构发生有序性转变, 与基体反应生成SiC二次纤维。添加CaO·SiO₂晶须使得复合材料的石墨化度由31.6%提升至41.1%, 导热和导电性能相比于未添加晶须时分别增加了71.7%和14.3%, 复合材料的弯曲强度相比于未添加晶须时提升了5%。     

Thermal Behavior and Kinetics of Raw/Pyrolytic Wood and Coal Blends during Co-combustion Process

The thermal properties of raw wood (RW)biomass,corresponding pyrolytic wood (PW)biomass,and their blends with anthracite coal (AC)were evaluated under combustion conditions with a thermogravimetric analysis (TGA)method.The blending ratios of the biomass with AC ranging from 0 to 100 mass% were taken into consider-ation to investigate the thermal behavior and kinetics of these blends during their co-combustion.For blends with dif-ferent ratios of the RW to AC and 100% AC (100 AC),two distinct mass loss peaks related to the release or com-bustion process of the volatiles and the combustion of the char were noted.The addition of a higher ratio of RW or PW into AC can improve the combustion process of the blends.The thermal behavior of the RW/AC or PW/AC blends could not be characterized by a simple linear correlation of their pure material thermal behavior.With the RW/PW addition ratios varying from 25 mass% to 80 mass%,the apparent activation energy of the blends gradually decreased from 48.46 to 34.93 kJ/mol and from 82.74 to 37.81 kJ/mol for the RW/AC and PW/AC blends,re-spectively,with high correlation coefficient (R2 )values ranging from 0.995 6 to 0.998 4.     

仲钼酸铵热分解过程及其形貌演变的研究

通过TG-DSC和SEM对仲钼酸铵在空气中热分解过程进行分析,结果表明:仲钼酸铵在空气中的热分解过程经历了3个阶段:室温至222.6℃之间仲钼酸铵失去结晶水;从222.6～240.7℃之间仲钼酸铵热分解了部分氨根离子;从240.7～248.7℃之间氨根离子完全分解,同时有亚稳态的氧化钼生成.从248.7～322.5℃之间亚稳态的氧化钼发生相变生成了稳态的三氧化钼.与此同时,仲钼酸铵在热分解温度300℃以下时,其热分解产物的形貌几乎没有太大的变化;在300℃以上时,其热分解产物的形貌由原来不规则的块体向不规则的片状转变,最后转变为了较规则的片状三氧化钼.这主要是由于随着热分解温度的进一步升高,热分解产物之间的相互作用、迁移和重组加剧,以及在高温下三氧化钼的挥发与沉积所致.     

异戊酰基呋喃木糖的合成及其卷烟加香效应

以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩水剂,在4-二甲氨基吡啶(4-DMAP)催化下合成了化合物1,2-O-异丙叉基-3-O-异戊酰基-5-O-肉桂酰基-α-D-呋喃木糖,其结构经IR、1HNMR、13CNMR和HRMS验证。采用热裂解-GC-MS对该化合物的热裂解产物进行分离鉴定,并初步进行了卷烟加香实验。结果表明,温度对合成产物的热裂解产物种类和含量有较大影响,主要有呋喃衍生物、月桂烯、异戊酸等;合成产物的质量分数为0.02%～0.03%时与烟香谐调,可以改善卷烟香气质,增加香气量,降低刺激性,改善余味。     

Electrodeposition of Pd–Ag alloy nanowires on highly oriented pyrolytic graphite

This paper reports findings of an investigation of Pd–Ag alloy nanowires on the step edges of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) by electrochemical deposition at room temperature. Scanning electron microscopy (SEM) images reveal that these alloy nanowires (109–430 nm) are uniform in diameter, and have lengths up to 100–500 μm. The electrodeposition process involves the initial formation of nanowires induced at the step edges of the oxidized HOPG substrate at a very negative potential and subsequent growth at a constant low current density to coalesce the discontinuous nanowires. Alloy nanowires with a 20–25% silver content can be obtained when the ratio of Pd and Ag in the solution is carefully controlled. The SEM images demonstrate that the alloy nanowire arrays are continuous, parallel, ordered, well-aligned and have a narrow distribution of diameters. The Pd–Ag alloy nanowire arrays are promising materials for fabricating hydrogen nanosensors.     

化学气相沉积(CVD)炭/碳复合材料(C/C)研究现状

主要介绍了炭／炭复合材料（C／C）的化学气相沉积（CVD0制备方法及其影响因素，以及热解炭的组织与沉积机理。概括了VCD的基本方法，如等温法、压差法、热梯度法等。分析了温度、气流速率、气体浓度、预制体及孔隙的形状大小状况等对CVD过程的影响。列举了热解炭的组织，包括光滑层、粗糙层、各向同性体碳以及它们的变体，并对其生长特征及性能进行了较详细的描述。综述了热解炭的沉积机理，典型的有分子沉积、固态沉积、液滴沉积机理等。     

帽儿山地区4种灌木热解特性研究

森林火灾对森林资源的破坏性极大,通过热解技术研究森林资源自身性质,有利于对不同树种采取不同防火优先级。以黑龙江省帽儿山地区的紫丁香、长白忍冬、榆叶梅、红瑞木4种灌木为实验材料,采用热重分析法研究其热解特性和动力学特性。选取粒径为40目的实验材料,环境的升温速率为20 ℃/min,在氧体积分数21%的空气氛围下进行实验,采用微分法和积分法相结合进行动力学研究,根据动力学方程求算活化能和指前因子。通过模糊聚类分析对主要失重阶段的最高失重速率点的温度、主要失重阶段的活化能和热解剩余质量3个因素综合分析得到4种灌木的易燃性排序。研究结果表明：4种灌木材料的热解过程分为失水阶段,半纤维素、纤维素和部分木质素热解阶段,部分木质素及热解产物热解阶段,灰分阶段4个阶段;4种灌木主要失重阶段是半纤维素、纤维素和部分木质素热解阶段,次要失重阶段是部分木质素及热解产物热解阶段;4种灌木主要失重阶段的活化能范围为260.435 1~326.171 3 kJ/mol,次要失重阶段活化能范围为315.836 7~425.920 1 kJ/mol。4种灌木最先发生化学反应的是主要失重阶段,根据模糊聚类分析对4种灌木的易燃性进行排序,结果为：紫丁香>榆叶梅>红瑞木>长白忍冬,表明4种灌木中紫丁香最易燃,在防火期需要重点关注,长白忍冬抗火性最好,可以作为抗火性树种。     

大豆甾醇的热解及热动力学研究

用TG-DTG/DTA方法研究了大豆甾醇热解过程及热动力学。热重法(TG)和微分热重法(DTG)分析结果表明该物质的失重过程分3步进行。第1阶段为结晶水脱出,第2步为其分子骨架大规模降解和挥发,第3阶段为残余物的缓慢降解。热解过程中,加热速率对大豆甾醇热解有显著作用。使用Popescu计算大豆甾醇为119 kJ/mol,并用FWO和KAS方法进行验证。通过对常用41种热解动力学机理函数线性分析,确定了大豆甾醇热解过程最适合机理函数为Mample单行法则g(α)=-ln(1-α)。     

碳纤维预制体的初始A／V值对化学气相渗透动力学和热解碳结构的影响

采用体积含量分别为7．1％和14．2％的两种碳纤维符向州性针刺毡为预制体,研究厂预圳体内部训始碳纤维表面积与自由体积比值（A／V值）对热解碳的等温等压化学气相渗透动力学以及热解碳纵念结构变化的影响史验研究以22．5kPa纯甲烷为碳源气体,沉积温度为1095℃,气体平均停留时间0．1s,沉积时间从20h到120h不等热解碳沉积后测量了C／C复合材料的表观密度、开气孔率、热解碳的真密度及其内部分布。利用正交偏光显微镜测试了热解碳的织态结构,研究结果表明,热解碳的初始沉积过稃主要受气相-表面形核机制控制,随着致密化的进行,逐渐转变为表面生长机制,这种从彤核到表面生长机制的转化,导致了热解碳的织态结构相应地从低织构向中织构、最后钊高织卡勾的转化。上述沉积机制和结构的变化,都是由于碳纤维编制体初始A／V值的不同以及由于热解碳不断沉秘导致的A／V值的不断增大引起的。增大碳纤维编制体的初始A／V值,可以导致这此转化存致密化过程中提前发生．上述结果能够很好地证明以前相关研究的结论。