N2，CO2，O2与铀初期反应动力学研究

采用微压PVT方法测定了323K下N2、CO2和O2在清洁铀表面的饱和吸附量及反应概率,对比分析了3种活性气体的反应活性及动力学性质。结果表明,N2、CO2和O2同呈吸附量(覆盖度)趋近一个极大值,反应概率随吸附量增加而减少的特征;反应活性强弱关系为O2>CO2>N2,饱和吸附量关系为NO2≈2.4NCO2≈7NN2。气体与铀的初期反应动力学进程依赖于表面产物层组成和厚度对分子解离和粒子扩散过程的影响,铀氮化物和铀碳化物(或含氧碳化物)较铀氧化物对气体反应动力学进程具有更强的阻抑效应。     

CO，O2，CH4，CO2对钯柱氢氘排代性能的影响

为了解杂质气体对钯柱氢氘排代性能的影响程度，利用快排代法考察了排代氢中添加CO，O2，CH4，CO2等气体后室温下钯柱氢氘排代效率的变化情况，并测量了钯表面O2，CO，CH4的等温吸附曲线。结果表明：H2中仅加入10μL／L的CO，排代性能已显著下降，随CO含量的增加，排代性能随之显著降低，当CO含量增至3000μL／L时将几乎没有排代效果；O2的影响比CO弱，H2中含3000μL/L的O2时排代性能约下降20％；然而当H2中含3000μL／L的CO2时排代性能约下降3．2％；CH4的影响则相对可忽略。     

CO2毒化对Pd膜表面状态与氢同位素渗透性能的影响

在不同温度的CO2气氛中对Pd膜进行了毒化,将毒化后的Pd膜与氢气反应并测试其氢同位素渗透性能。采用XPS、SEM等检测了CO2在不同温度下对Pd膜毒化后的表面成分与形貌,并对比分析了吸氢前、后的Pd膜表面状态的变化,得出了CO2对Pd膜表面状态的影响规律,探讨了CO2气体的毒化机理。结果表明,CO2分子在Pd表面会解离成为C=O,C-O与O原子,随着温度升高,C=O减少,而C-O与O原子含量增加。当CO2毒化温度达到500℃时,Pd表面会生成PdO并伴有微孔出现,而C-O随温度升高能够稳定吸附于Pd表面。毒化后的试样在常温下进行吸氢反应后表面PdO消失,吸附O含量减少,多孔形貌得到改变。CO2毒化后,由于C-O与O原子在Pd表面吸附并占据了Pd膜表面的氢解离位,从而导致Pd膜透氘能力下降。     

海绵钯表面CO、O2、CH4的吸附特性

在300K和0～13.3 kPa压力范围内,测量了海绵钯表面对CO、o2、CH4的吸附等温线.结果表明:钯表面对CO的吸附量先随压力的升高而增加,之后呈现饱和吸附状态;对O2的吸附至少可以分3个区间,在0～100 Pa压力区间,吸附量随压力升高快速增加,此后直至4kPa的区间内,吸附量随压力升高较缓慢增加,但当压力高于4kPa时,吸附量随压力的升高而增加又变得较为显著:CH4的吸附量相对较小,并持续随压力升高而缓慢增加.在整个压力测量区间,CO、CH4的吸附等温线符合兰缪尔模型,而O2的吸附等温线只在压力小于1.33 kPa的区间才符合.     

铀铌合金与CO反应后的表面层研究

采用X射线光电子能谱(XPS)和气相色谱(GC)研究了铀 铌合金在25℃与CO反应后表面层的组成和反应气氛的变化.结果表明,铀铌合金与CO反应后, 表面层形成了UO2,UC(或UCxOy),Nb2O5和NbO等多种物相,反应气氛中有C O2生成.初步探讨了铀铌合金与CO的反应机理.     

Al-Zr(CO3)2体系熔体反应法制备复合材料的反应机理研究

研究了用Al-Zr(CO3)2体系熔体反应法制备(Al3Zr Al2O3)P/Al复合材料的反应机理.SEM分析显示,反应生成的颗粒细小,且在基体中弥散分布.冶金热力学原理分析认为:Al-Zr(CO3)2体系在熔体中能自发反应生成Al3Zr和Al2O3颗粒,XRD分析结果和熔体温度随时间的变化关系得到了证实.快速水淬试样SEM分析的结果表明,反应按反应-扩散-破裂动力学机制进行.用反应原理图描述了该动力学机制,为其建立了数学模型,分析了化学反应和扩散阻力在反应过程中的影响.     

CO2气体保护焊机的工艺性能与其电源特性的关系

市场上不同的CO2 气体保护焊机 ,其电源特性和工艺性能具有较大的差异。分析了电源特性的差异对CO2 气体保护焊机工艺性能的影响 ,在此基础上提出一些改进方法     

双咪唑啉在CO2/O2环境中的缓蚀行为及其与巯基乙醇的复配性能

目的 探究双咪唑啉(PMA)在CO2/O2环境中对碳钢的缓蚀作用及其与2-巯基乙醇(MAT)复配时的缓蚀性能和机理。方法 采用红外光谱对合成的PMA进行表征,运用失重法、电化学测试技术(阻抗谱和极化曲线)和表面形貌分析等手段评价PMA的缓蚀性能,同时探究PMA与MAT复配后的协同缓蚀作用。通过量子化学计算和分子动力学模拟,分析PMA与MAT分子的吸附活性位点和吸附能力。结果 失重实验结果表明,CO2/O2环境中添加100 mg/L PMA时,缓蚀率可达66.47%。随MAT浓度的增加,缓蚀效率逐渐提高,当MAT的质量浓度为40 mg/L时,缓蚀率达到最高值(70.38%)。电化学测试结果表明,PMA和MAT复配后,碳钢的腐蚀电位随缓蚀剂浓度的升高而升高,阳极反应受到明显抑制。扫描电镜观察到加入复配缓蚀剂后,碳钢表面光滑,腐蚀深度减小。理论计算结果表明,PMA的活性位点在咪唑啉环上,而MAT的活性位点在硫原子上,二者复配后自由体积分数减小,因此缓蚀效率提高。结论 由于PMA在碳钢表面有较强的吸附能力,因此在CO2/O2环境下的缓蚀效果较好,PMA与MAT表现出较好的协同作用,二者复配后,能够更有效地抑制碳钢在CO2/O2环境中的腐蚀。缓蚀机理为PMA在碳钢表面形成一层保护膜,MAT的加入使保护膜更加致密。     

层状Bi2O2CO3可见光催化活性增强机理研究

本文基于第一性原理方法,研究Bi2O22+和CO32-交替层中氧缺陷生成对晶体结构、能带结构以及光学性质的影响,揭示氧缺陷提高Bi2O2CO3可见光催化活性作用机制。计算结果发现,氧缺陷的存在对Bi2O2CO3的晶胞参数和Bi-O键影响较小,但作为电子施主中心可以向周围原子提供电子,造成Bi2O2CO3电荷分布发生变化,有效减小能带间隙,促进Bi2O2CO3对可见光的吸收,且这种现象随着氧缺陷浓度的升高更加明显。值得注意的是,Bi2O22+层和CO32-层氧缺陷的作用不同。CO32-层中氧缺陷的形成导致费米能级附近出现缺陷能级,改变了电子的跃迁方式。相较于CO32-层,氧缺陷更容易存在于Bi2O22+层中,能够更佳有效地减小Bi2O2CO3的能带间隙,进一步促进Bi2O2CO3对可见光的吸收。随着Bi2O22+和CO32-层氧缺陷浓度增加,Bi2O22+层氧缺陷的作用愈明显,当浓度达到6.25%时,Bi2O2CO3在可见光区的响应显著增强,有利于提高Bi2O2CO3可见光催化活性。本文计算结果解释了实验上氧缺陷增强Bi2O2CO3光催化活性现象,并为今后合成其它含氧缺陷Bi基金属氧化物提供理论指导。     

一种基于双固体电解质的CO2传感器

以Nasicon结合的Na-β-alumina作为固体电解质，BaCO3-Na2CO3（44：56）作为辅助电极制备了CO2传感器并检验了其性能。结果表明：在618-947K范围内测得的传感器电动势与CO2浓度之间成良好的线性关系，符合能斯特关系，反应的电子转移数接近2。实验了水蒸汽，O2，NO2和SO2对CO2测定的影响，结果表明，O2、水蒸汽对CO2传感器性能没有明显的影响：低于100×10^-6 NO2对传感器响应也没有造成干扰：当共存SO2高于1．7×10^-6时由于在辅助电极和电解质表面生成Na2SO4而严重影响其性能。     

醇醚基双咪唑啉缓蚀剂的性能及机理研究

目的模拟CO_2强采工艺,研究醇醚基双咪唑啉缓蚀剂DIM-OE的缓蚀性能及机理,解决CO_2对整个注采及地面集输系统的低碳钢设备的腐蚀问题。方法采用傅里叶红外光谱仪对醇醚基双咪唑啉进行了分子结构表征,采用动态挂片法评价了DIM-OE在不同CO_2分压、不同温度、不同质量浓度下对N80的缓蚀性能,采用动电位极化曲线研究了DIM-OE的电化学机理,采用扫描电镜和EDS分析了N80腐蚀后的表面形貌和元素含量。结果随CO_2分压的增加,N80的腐蚀速率显著增大。N80的腐蚀速率随腐蚀介质温度的升高先是增大,后又明显下降。随着DIM-OE质量浓度的增加,腐蚀速率逐渐减小,缓蚀率逐渐增大,最终均趋于稳定,腐蚀速率最小为0.063 mm/a,缓蚀率均达到90%以上。DIM-OE为抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其分子在N80表面的吸附为单分子层吸附,是物理吸附和化学吸附的共同作用。未加DIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较高,Fe元素的质量分数较低,腐蚀严重;加有200mg/LDIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较低,Fe元素的质量分数较高,腐蚀较轻。结论在CO_2强采工艺条件下,DIM-OE缓蚀剂分子在N80表面可形成稳定的吸附层,有效地抑制CO_2对N80钢片的腐蚀,具有较好的缓蚀作用。     

松香胺类RA缓蚀剂对碳钢在高压CO2体系中缓蚀机理研究

应用电化学阻抗谱及极化测量技术，研究了在高压CO2的1%NaCl溶液中松香胺类缓蚀剂(RA)对N80钢的缓蚀机理，并探讨了它的吸脱附行为.结果表明，RA缓蚀剂对N80钢在高压二氧化碳体系中腐蚀有良好的缓蚀作用，缓蚀效应是负催化效应，在碳钢表面的吸附服从Langmuir吸附等温式.电位正移到脱附电位以上是RA阳极脱附的主要原因，这时它使表面电容Cd显著增加，传递电阻Rt明显减小.     

CO2饱和溶液中缓蚀剂的电化学行为及缓蚀性能

利用电化学交流阻抗（ＥＩＳ）、极化曲线和高压釜实验装置,分别在ＣＯ２饱和及高ＣＯ２分压下的模拟油田产出水中,对ＩＭＣ－８７１－Ｇ缓蚀剂的电化学行为及缓蚀性能进行了研究,结果表明：随着缓蚀剂的加入,阴阳极腐蚀电流密度明显减小,腐蚀电位逐渐正移,阳极过程受到较大程度的抑制,表明药剂为阳极吸附型缓蚀剂,且附合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附规律。     

盐沉积条件下CO2对LY12铝合金大气腐蚀的影响

目的研究在有/无CO_2存在的恒温恒湿条件下,表面有沉积盐的LY12铝合金的大气腐蚀行为与腐蚀机理,搞清CO_2对其大气腐蚀的影响。方法将LY12铝合金表面分别沉积不同浓度的NaCl和MgCl_2,分别进行通/不通CO_2的恒温恒湿实验,借助扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)等表面技术以及腐蚀失重分析方法,研究盐沉积条件下CO_2对LY12铝合金大气腐蚀的影响。结果在试验条件下,MgCl_2造成的LY12铝合金腐蚀都以点蚀为主,失重高于NaCl造成的。以MgCl_2为介质时,主要腐蚀产物都为(Mg1–xAlx(OH)_2)x+(Cl~–,CO~(2–))x×mH_2O(简写为LDH);以NaCl为介质时,主要腐蚀产物都为Al_2O_3或Al(OH)_3。两种介质的腐蚀产物都出现了Cu元素的富集。结论无论是否存在CO_2,Mg元素都参与了腐蚀产物的形成。合金元素Cu的存在及其富集,是造成CO_2对纯铝和LY12铝合金腐蚀行为不同影响的主要因素。     

X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为

用动电位极化曲线和交流阻抗法研究X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为。结果表明:酸性溶液中存在CO2时,溶液中H 浓度增大,同时存在可还原的H2CO3、HCO3-,可加快X70钢的腐蚀。X70钢在HAc-NaAc溶液中活性溶解时生成的中间产物为Fe(OH)ads;在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中,活性溶解时生成的中间产物仍为Fe(OH)ads。     

X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中腐蚀行为

用动电位扫描法和交流阻抗法研究X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为。结果表明：酸性溶液中存在CO2时,使得溶液中H+浓度增大,同时还有可还原的H2CO3、HCO3-,可加快X70钢的腐蚀。X70钢在HAc-NaAc溶液中活性溶解时生成的中间产物Fe(OH)ads,在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中,活性溶解时生成的中间产物仍为Fe（OH）ads。