O2/CO2/H2O气氛下CO燃烧机理的分子动力学模拟研究

采用反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟方法研究了O₂/CO₂/H₂O气氛下CO的燃烧。结果表明：根据化学平衡原理,高浓度CO₂抑制CO的氧化,同时CO₂在高温下参与反应CO₂+H—→CO+OH,进一步抑制CO氧化。在较低温度条件下,较高浓度H₂O的三体效应显著,抑制了CO氧化。另一方面,在较高温度条件下,H₂O参与的H₂O+H—→H₂+OH和H₂O+O—→OH+OH反应占据其化学作用的主导地位,进而促进CO氧化。随着O₂浓度的增加,CO的氧化速度加快。     

微量元素Fe2+、Co2+、Ni2+对麦秸与鸡粪混合厌氧发酵的影响

以麦秸与鸡粪为原料,采用批次式中温厌氧发酵方式,探究微量元素Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺对混合厌氧发酵的影响。实验结果表明:Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺最佳浓度分别为210、32、32 mg/L,当Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺的添加浓度在适宜范围内时,可显著(p<0.05)提高发酵系统产CH₄潜力及CODs去除率;当Fe²⁺浓度为210 mg/L、Co²⁺浓度为32 mg/L、Ni²⁺浓度为32 mg/L时,其CH₄累积产量分别为322.21、331.19、357.10 mL/(g VS),相比于对照组为245.35 mL/(g VS)显著(p<0.05)提高31.33%、34.99%、45.54%,CODs去除率依次为61.83%、57.01%、63.63%,提高CH<...     

反溶剂对CsPbBr3太阳电池性能的影响

分别在钙钛矿前驱体中添加一系列的反溶剂乙酸乙酯(EA)和乙腈(ACN),制备出不同形貌的CsPbBr₃薄膜,探究薄膜质量与太阳电池性能的内在联系。结果表明,在大气制备环境中,反溶剂有助于CsPbBr₃晶粒的生长,薄膜表面缺陷明显减少,太阳电池各性能参数(短路电流密度、开路电压以及填充因子)均有所提升,尤其是添加乙腈(V(PbBr₂/DMF)∶V(ACN)=10∶1)后,光电转换效率(PCE)从3.16%提高到7.10%。     

喷涂法制备混合阳离子钙钛矿太阳电池

采用热基底喷涂法分别制备了FA_0.85MA_0.15PbI₃和(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15两种混合阳离子钙钛矿薄膜,对两种薄膜进行了扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis）测试表征。结果表明,该方法制备的混合阳离子钙钛矿薄膜平整致密,FA_0.85MA_0.15PbI₃结晶性更好,并且吸收带边和吸收强度更大。将两种薄膜组装成平板太阳能电池,对电池的光电性能和稳定性进行了分析。结果表明,FA_0.85MA_0.15PbI₃ PSCs光电转换效率为13.21%,(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15 PSCs光电转换效率为12.08%,并且(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15 PSCs在放置80 d后,性能基本无变化,表明喷涂法制备(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15 PSCs具有较好的稳定性。     

Comparative analysis of thermophysical properties of mixed nitrates

熔融盐作为传蓄热介质已经广泛应用于太阳能光热发电中,硝酸盐以其熔点低、成本和腐蚀性小等优点成功应用于商业电站。采用差示扫描量热法、热重法、DIN法、激光闪射法、阿基米德原理和旋转法对Solar salt（60% NaNO₃+40% KNO₃）、Hitec（7% NaNO₃+53% KNO₃+40% NaNO₂）、Hitec XL[7% NaNO₃+45% KNO₃+48% Ca（NO₃）₂]以及本课题组自主研制的四元混合硝酸盐[16.67% Ca（NO₃）₂·4H₂O+44.17% KNO₃+5.83% NaNO₃+33.33% NaNO₂]的熔点、分解温度、比热容、热导率、密度及黏度进行测量和对比研究,分析4种混合硝酸盐热物性优缺点,为工程应用提供基础性数据。结果显示,在四种混合硝酸盐中,四元盐熔点最低、分解温度最高、平均比热容和热导率均高于其他三种混合硝酸盐,Hitec XL密度最大,Solar salt黏度最低。     

H2O和SO2对钙循环捕集CO2碳酸化过程协同效应的研究

采用自制恒温热重系统研究了H₂O和SO₂对钙循环捕集CO₂的协同效应,并结合吸收剂的孔径进行了机理分析。结果表明：气氛中的H₂O加速了碳酸化快速反应阶段的反应速度,改善了CaO颗粒的孔结构,从而提高了碳酸化转化率;气氛中的SO₂阻碍了CO₂的捕集,使碳酸化转化率下降,且随循环进行碳酸化转化率下降更加明显;当H₂O和SO₂协同作用于碳酸化过程时,钙循环特性受H₂O和SO₂的协同效应影响：加入0.05%体积分数的SO₂后,当H₂O体积分数从0%增加至20%时,吸收剂孔容积逐步上升,CO₂捕集能力得到改善;加入10%体积分数的H₂O后,当SO₂体积分数从0%增加至0.1%时,吸收剂孔隙堵塞更加严重,CO₂捕集能力下降,但是相较于无H_2<...     

Ag/Al2O3(Li2O)/g-C3N4光催化乙醇制取环氧乙烷

本文制备了一系列Ag/Al₂O₃(Li₂O)/g-C₃N₄复合催化剂,考察了其可见光催化乙醇制取环氧乙烷的性能。Li₂O可调变Al₂O₃表面的酸性,从而降低了主要副产物乙醛的选择性。Ag/Al₂O₃(Li₂O) 在g-C₃N₄上的负载量对产物环氧乙烷的选择性有较大影响,当Ag/Al₂O₃(Li₂O) 负载量为5wt%时,乙醇具有较高的转换率,且环氧乙烷的选择性高达100%。     

Preparation and electrochemical performance of the novel porous cobalt-nickel-zinc oxides/carbon nanocomposites

以Co(NO₃)₂·6H₂O 和 Ni(NO₃)₂·6H₂O为原料,金属有机骨架材料MOF-5为模板剂和碳锌的原料来源,制备了前驱体,随后通过高温煅烧法合成了多孔钴-镍-锌氧化物/碳纳米复合物.应用X射线衍射,扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附测试等手段对样品的微观结构和表面形貌进行研究,发现钴-镍-锌氧化物/碳复合物有多孔结构,比表面积高达155 m²/g.采用循环伏安,恒电流充放电和交流阻抗等方法研究了样品的电化学性能.结果表明,在1 A/g的电流密度下,钴-镍-锌氧化物/碳纳米复合物的比容量为804 F/g,远高于钴-镍氧化物的比容量(180 F/g),且1000次循环后其比容量仍保持94.4%;在高电流密度10 A/g下,比容量保持率为90%.     

Fe3+交联的预包覆Fe3O4纳米粒子改性rGO自支撑膜的储锂性能

本工作采用Fe³⁺对含有氧化石墨烯(graphene oxide,GO)预包覆Fe₃O₄的GO自支撑膜进行改性处理制备Fe³⁺诱导交联的预包覆Fe₃O₄纳米粒子复合热还原型氧化石墨烯自支撑膜(Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO)。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段表征材料组成、结构与形貌,并研究Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO自支撑膜作为锂离子电池负极的储锂性能。结果表明球状Fe₃O₄纳米颗粒被GO片层紧密包裹,且经过Fe³⁺诱导交联的Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO自支撑膜稳定性显著提高;电化学结果表明,在电流密度为100 m A/g恒...     

石墨烯包封Na3V2(PO4)3用作钠离子电池负极材料的电化学性能探究

具有三维网络结构的NASICON型Na₃V₂(PO₄)₃材料,由于其稳定的电压平台,较高的理论容量(117 mA·h/g),被视为一种具有良好应用前景的钠离子电池负极材料。采用溶剂热和进一步热处理的方式,获得石墨烯包封Na₃V₂(PO₄)₃的复合材料[Na₃V₂(PO₄)₃/G],有效提高了Na₃V₂(PO₄)₃的电子导电性。在0.01～3.00 V电压区间,0.2 C倍率进行测试时,Na₃V₂(PO₄)₃/G复合材料在230圈循环后,其放电比容量保持在100.9 mA·h/g,容量保持率高达68.4%,即使在5 C倍率,其放电比容量仍可达65.2 mA...     

NH3部分裂解对其均质及非预混自燃特性的影响研究

为促进氨氢可再生能源发展,文章基于高阶离散格式、详细动力学模型对NH₃及NH₃/H₂/N₂燃料的自燃过程进行了直接数值模拟研究,获得了NH₃部分裂解对均质、非预混条件下燃料着火延迟时间、关键反应路径、自燃火焰结构、火焰位移速度等动力学特性的作用机制。研究结果表明：NH₃预裂解可有效降低均质及非预混条件下的着火延迟时间,且在低温工况中尤为明显;在NH₃自燃过程中,NH₃+OH<=>H₂O+NH₂是NH₃消耗主导反应;在NH₃/H₂/N₂自燃过程中,H-O反应体系的增强使得NH₃+O<=>NH₂+OH成为额外的NH₃消耗路径,H+NH₃<=>H₂     

可见光响应负载型Er3+∶YAlO3/TiO2-SAC光催化剂的制备及其性能研究

为使TiO2能在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性,且易于从处理废水中分离,采用溶胶-凝胶法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+∶YAlO3结合再负载到球形活性炭(SAC)表面,制备可见光响应的负载型Er3+∶YAlO3/TiO2-SAC光催化剂并对其进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究了制备的催化剂在可见光下催化活性,并探讨不同Er3+∶YAlO3/TiO2的负载方式、负载量等制备条件对光催化剂活性的影响。结果表明,结合方式为Er3+∶YAlO3/TiO2烧结后与SAC在乙醇介质中混合并进行30min磁力搅拌、以Er3+∶YAlO3/TiO2与SAC质量比为1∶4时制备的光催化剂活性最高,甲基橙的脱色率在240min可达97%以上。     

双金属NiFe/γ-Al2O3催化月桂酸甲酯脱氧的研究

采用浸渍法制备Ni10/γ-Al₂O₃、Ni₅-Fe₅/γ-Al₂O₃和Fe₁₀/γ-Al₂O₃催化剂,研究各催化剂对月桂酸甲酯的加氢脱氧(HDO)性能。通过H₂程序升温还原(H₂-TPR)、X射线衍射(XRD)和H₂程序升温脱附(H₂-TPD)对制得的催化剂和前驱体进行表征,证实双金属催化剂中形成NiFe合金且其有助于提高催化性能,阐明Ni与Fe之间的相互协同作用。Fe物种对Ni催化剂的月桂酸甲酯加氢性能和产物选择性具有显著影响,在低反应温度下表现出明显优于单金属催化剂的催化性能。在反应温度为340℃时,Ni₅-Fe₅/γ-Al₂O₃催化剂的月桂酸甲酯转化率为86.79%,烷烃化合物选择性达90%以上。     

锑基硫属化合物半导体及太阳电池

锑基硫属化合物是一类性质稳定、环境友好、元素含量丰富、带隙连续可调、光电性质优异的半导体材料,包括硒化锑（Sb₂Se₃）、硫化锑（Sb₂S₃）以及硒硫化锑[Sb₂(S,Se)₃]等。其中,Sb₂(S,Se)₃的带隙和太阳光谱的匹配度较高,比较适合作为太阳电池的光吸收层材料。以Sb₂(S,Se)₃为光吸收层的太阳电池取得了10% 的认证能量转换效率,显示了锑基硫属化合物太阳电池的巨大潜力。本文详细阐述了锑基硫属化合物的材料及光电特性、薄膜制备工艺及缺陷特性。结合近年来锑基硫属化合物太阳电池的研究进展,提出进一步提高锑基硫属化合物太阳电池性能的方向和策略。     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

Ca(OH)2化学解吸固定TEA富液中的CO2

为探究TEA富液在投加Ca(OH)₂的化学解吸方式下的解吸性能,通过单因素法探究不同因素对TEA、TEA+MDEA和MDEA富液的解吸效果,再通过多次吸收-解吸实验对TEA富液的再生性能进行研究。结果表明：n(Ca)/n(C)、pH值等因素对TEA、TEA+MDEA和MDEA富液解吸效果均具有一定的影响,TEA富液的解吸效果最好,TEA+MDEA次之,MDEA最差;在n(Ca)/n(C)=1∶1、pH值为10、温度为20℃、CO₂负荷为0.4 mol/L、搅拌速率为800 r/min以及搅拌时间为10 min的条件下,TEA的解吸率可达82.85%;在5次吸收-解吸实验中TEA的解吸率均保持在80%左右,说明其在投加Ca(OH)₂的化学解吸方式下具有良好的解吸性能。     

CO2和H2O气氛下甲烷MILD富氧燃烧NO和CO生成机理

利用 Chemkin 软件中对冲火焰模型对 CO₂和 H₂O 气氛下甲烷 MILD 富氧燃烧进行详细数值模拟,对比了两种气氛下 NO 和 CO 的排放规律和生成机理．结果表明,MILD-CO₂燃烧模式下 CO 排放浓度约为 MILD-H₂O 燃烧模式下的 3 倍．敏感性分析发现 CO₂的分解会增加 CO 排放浓度,而 MILD-H₂O 燃烧模式下 H₂O 分解生成的 OH 基团促进了 CO 的氧化,降低了 CO 的排放浓度．同时,MILD-CO₂燃烧模式下 NO 排放浓度约为MILD-H₂O 燃烧时的 4 倍,且 MILD-H₂O 燃烧模式下 NO 生成对氧化剂进口温度的变化不敏感．通过分离 NO 生成路径发现,两种气氛下 N₂O 中间体路径主导了 NO 的生成,NO 再燃可以消耗 20%以上生成的 NO,其余路径相对不重要．结果表明 MILD-H...     

基于Cu2O光阴极的光电催化CO2还原研究

光电催化CO₂还原制备碳氢燃料是缓解当前能源和环境危机的潜在策略。现阶段，光电极的构建依然是光电催化CO₂技术的关键点。由于Cu基催化剂具有低成本、高C2+选择性、高稳定性等适宜CO₂还原应用的特性，构建新型Cu基光电极仍是CO₂还原研究领域中研究热点。本文从P型Cu₂O光阴极入手，系统研究了电沉积工况与光电催化CO₂还原反应之间构效关系。研究结果表明，在恒温环境中，施加0.5 mA/cm²恒电流密度可获得结晶度良好的Cu₂O光阴极，并实现C2产物的合成。其中，乙醇的选择性可达5.3%。本文研究结果可为设计和制造具有高活性的光电催化CO₂还原光电阴极提供可行策略。     

Cd对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

为明确燃煤烟气飞灰中Cd元素对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响,采用浸渍法,制备V-Mo-Cd/Ti催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N₂-吸附脱附、H₂-程序升温还原(TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和NH₃-程度升温脱附(TPD)等手段,研究了Cd对催化剂物理化学性能的影响。同时,在固定床微型反应器上考察了不同催化剂的脱硝性能。结果表明：Cd会降低催化剂的比表面积。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Cd/Ti催化剂上的V⁵⁺物种减少,V⁵⁺/(V³⁺+V⁴⁺+V⁵⁺)比率降低。此外,Cd还会造成催化剂的O_α/(O_α+O_β)比率和表面酸量的降低。因此,V-Mo-Cd/Ti催化剂的脱硝活性低于V-Mo/Ti催化剂。通过将V-Mo/Ti催化剂中MoO₃的质量分数由3%提升至5%,可以有效减小Cd对催化剂的负面影响。     

Ca/Cu共掺杂的O3-NaFe0.5Mn0.5O2钠离子电池正极材料的电化学性能研究

层状过渡金属氧化物由于其较高的理论比容量和较低的经济成本,被视为一种具有良好应用前景的钠离子电池正极材料。采用溶胶-凝胶法和热处理的方式,制备Ca/Cu共掺杂的铁锰基层状氧化物(O3-Na_0.9Ca_0.05Fe_0.45Mn_0.45Cu_0.1O₂)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对该O3型铁锰基层状氧化物正极材料进行表征分析。结果表明,在32 mA/g电流密度下该材料具有205.2 m A·h/g的高比容量,循环50圈之后仍具有67.64%的容量保持率,在160 m A/g下循环100圈后依然具有81.4 m A·h/g的放电比容量。由于Ca的掺入,引起Na⁺空位的增加,并且Cu的掺入提高了Mn的价态,从而提高了Na⁺的扩散速率,抑制了Mn³⁺的Jahn-Teller效应,缓解了晶格应力,有效提高了材料的结构稳...