碳／碳复合摩阻材料中基体碳的碳化与浸渍

通过试验和理论探讨：对碳／碳复合摩阻材料中基体碳的碳化机理，浸渍过程及条件进行了研究，得出的结论为：（１）１０００℃的碳化温度是获得实质性碳的温度，在２２００℃时，本课题中的基体碳已基本转化为石墨结构，（２）软化点为７６℃的中温沥青加热温度在３００℃时已完全流变，其润湿我为零，这些结论对制作碳／碳复合摩阻材料的关键工艺及碳收率的改善有积极意义。     

碳热还原法制备碳化钒钛的过程研究

以偏钒酸铵、石墨和钛粉为原料,采用碳热还原反应合成碳化钒钛粉体,借助热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析方法对制备碳化钒钛的合成过程以及物相演变进行了研究。结果表明:反应温度和配碳量对碳化钒钛的形成有较大的影响,配碳量增加有利于加快碳热还原反应进程,当产物中碳含量偏多时,VC和Ti C以混合物的形式存在,不形成Ti VC2固溶体;当反应温度高于1 500℃以及碳的质量分数为24.66%时,VC和Ti C能够形成Ti VC2固溶体。     

浅谈混凝土的碳化及防止措施

混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的氢氧化钙,在大气中受到二氧化碳和水分的作用,逐渐变成呈中性的碳酸钙的过程,混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。混凝土碳化机理水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多,约占总重的75％,水泥完全水化后,生成的水化硅酸钙凝胶约占总体积的50%,氢氧化钙约占25％,水泥石的强度主…混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱隍的氢氧化钙,在大气中受到二氧化碳和水分的作用,逐渐变成呈中性的碳酸钙的过程,混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。     

水固比对Ca_3Si_2O_7矿物碳化的影响

以Ca_3Si_2O_7(C_3S_2)矿物和CO2为反应物,以水为反应介质,研究了不同水固比条件下C_3S_2的碳化过程,测定了碳化过程中的质量、体积及抗压强度变化,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(TG-DSC)等测试手段,研究不同水固比条件下试样的物相与形貌变化,结果表明水固比显著影响C_3S_2的碳化速率,研究发现最佳掺水量为14%,在此条件下C_3S_2矿物碳化3d的增重率为13.5%、抗压强度为33.6 MPa。     

胶砂比对低钙固碳胶凝材料砂浆碳化硬化性能的影响

为了降低生产高性能预制建材制品过程中二氧化碳的排放,用工业原料石灰石和砂岩在1 275℃煅烧制备了一种低钙固碳胶凝材料,研究了胶砂比(1∶0、1∶1、1∶2、1∶3)对低钙固碳胶凝材料碳化程度及砂浆早期碳化硬化性能的影响规律,并通过XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM、纳米压痕、压汞仪等研究了碳化低钙固碳胶凝材料浆体与硅质河砂骨料的界面矿物组成、孔隙率及微观力学性能演变规律。结果表明,随着胶砂比的降低,固碳胶凝材料的碳化程度显著提高;而胶砂比为1∶1时砂浆的抗压强度最高,碳化养护24 h抗压强度达到46.9 MPa;继续降低胶砂比,砂浆的碳化硬化性能下降,可能与碳酸钙晶体在界面过渡区的富集有关。     

一种用于制备介孔碳的碳质原料的碳化行为

采用SEM、XRD及TG等手段分析了一种用于制备介孔碳单体的酚醛树脂的碳化行为,着重考察了碳化产物的晶体结构随碳化温度的变化情况.结果表明,酚醛树脂碳化是一个有机向无机转变且结构不断石墨化的过程.500～800℃是酚醛树脂向玻璃碳转变的过渡阶段.800℃以后,随温度升高,玻璃碳中具有石墨结构的微晶堆积块不断长大及有序化,从而促使玻璃碳的石墨化程度加强,其结果体现在玻璃碳中的孔隙减少以及体积收缩.但是,即使在1200℃下酚醛树脂仍然未被完全石墨化.     

碳化温度对泡沫碳光热水蒸发性能的影响

采用表面活性剂发泡法制备三维多孔泡沫碳光吸收体,通过改变碳化温度调节泡沫碳有机质/C相对含量比,研究其与光吸收、导热率的关系,找到最优平衡点,综合优化太阳光水蒸发性能。结果表明,泡沫碳的碳化温度对泡沫碳中有机质/C相对含量比和孔结构有直接影响,有机质/C相对含量的降低可有效提高样品光吸收率,但也会引起隔热性能降低,使水蒸发体系热管理能力变差;碳化温度为600℃时,泡沫碳光吸收-热管理达到最优平衡点,获得最高的光吸收率(96.5%)和最优的太阳光水蒸发性能(1.0391 kg m^-2 h^-1),其水蒸发率是纯水的2.08倍。     

对氧化铝碳热还原-氯化法炼铝过程中碳化铝的氯化反应研究

采用热力学分析及X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪等方法与手段,系统研究了中真空条件下碳化铝与氯化铝的反应。通过热力学研究,在10～100 Pa,温度低于1773 K时,Al与C生成Al4C3的反应及Al4C3与AlCl3的反应满足反应发生的热力学条件。实验研究表明,Al4C3可以通过Al与C反应制得;在1773 K、10～100 Pa下,Al4C3与AlCl3可以发生反应,并在冷凝区得到金属铝,热力学研究与实验研究完全一致。在真空碳热-氯化法炼铝过程中存在着Al4C3与AlCl3发生的反应,其是氯化过程中的重要反应之一。     

纳米碳颗粒负载碳化钼复合物的制备及其催化性能研究

利用爆炸辅助的化学气相沉积法成功地制备了纳米碳颗粒负载碳化钼的复合物,并利用TEM和XRD对合成纳米复合物的形貌和结构进行了表征;以环己烷脱氢反应为探针对其催化性能进行了评价,考察了钼含量对碳化钼复合物催化性能的影响.结果表明,纳米碳颗粒由有序度较低的石墨片层组成,形貌近似球形,粒度分布均匀,大小约为20nm,原位修饰的六方碳化钼分散在碳颗粒表面;钼含量不同,复合物对环己烷脱氢催化性能有较大差异,当钼含量为15%时,催化性能最好.     

我国草地的固碳功能

本文通过综述当前我国草地碳库的研究成果,并利用1982—2011年的遥感影像,估算出我国草地生态系统碳库约为31.2 Pg C,其中96%储存于土壤中。由于我国草地类型多样,分布地域广阔,造成草地植被碳密度分布的空间异质性很高。内蒙古是草地植被碳库最大的省份,其次是西藏和青海,六大牧区的植被碳库占全国草地植被碳库总量的71%。然而,我国90%的天然草地发生不同程度的退化,采取有效的人工管理措施和实施重大的生态建设工程,均对草地碳库的恢复具有明显的作用,说明我国草地有很大的碳汇潜力。     

蔗渣活性炭二次活化制备及其吸附CO2性能研究

以蔗渣为原料, 以ZnCl₂为活化剂制备出活性炭AC, 并用KOH对活性炭AC进行二次活化制备活性炭KAC。用热重法测定材料的CO₂吸附脱附性能, 傅里叶红外光谱、氮气物理吸附-脱附和扫描电镜对样品进行表征。结果表明：KAC具有优异的CO₂吸附性能, 在60℃下其对CO₂吸附量可达3.45 mmol/g, 而AC的CO₂吸附量仅有1.79 mmol/g。KAC的CO₂吸附能力明显优于AC。循环吸附脱附的结果表明, 经过5次吸附-脱附, 材料的吸附量无显著变化, 表明材料具有良好的再生性能。傅里叶红外分析结果表明两种活性炭材料的特征峰基本一致, 活性炭表面官能团中羟基和羧基可以使活性炭表面的极性增大。氮气物理吸附-脱附和扫描电镜结果表明材料都具有发达的孔径结构, 但KAC的孔径结构比AC更发达, 因此其对CO₂的吸附能力也更强。     

超细碳酸钙的碳化机理探讨

间歇鼓泡碳化法生产超细碳酸钙的碳化过程是一个四相浆态反应过程。本文在双膜理论基础上 ,提出用“四膜模型”的观点来探讨碳化各阶段的动力学区域和碳化机理 ;探讨了包裹返碱现象发生的规律和碳化过程的化学理论基础。     

Carbon Dioxide Promotes Dehydrogenation in the Equimolar C2H2‐CO2 Reaction to Synthesize Carbon Nanotubes

The equimolar C₂H₂‐CO₂ reaction has shown promise for carbon nanotube (CNT) production at low temperatures and on diverse functional substrate materials; however, the electron‐pushing mechanism of this reaction is not well demonstrated. Here, the role of CO₂ is explored experimentally and theoretically. In particular, ¹³C labeling of CO₂ demonstrates that CO₂ is not an important C source in CNT growth by thermal catalytic chemical vapor deposition. Consistent with this experimental finding, the adsorption behaviors of C₂H₂ and CO₂ on a graphene‐like lattice via density functional theory calculations reveal that the binding energies of C₂H₂ are markedly higher than that of CO₂, suggesting the former is more likely to incorporate into CNT structure. Further, H‐abstraction by CO₂ from the active CNT growth edge would be favored, ultimately forming CO and H₂O. These results support that the commonly observed, promoting role of CO₂ in CNT growth is due to a CO₂‐assisted dehydrogenation mechanism.     

钢渣碳酸化用于CO2减排的研究进展与展望

利用钢厂钢渣固定CO_2的钢渣碳酸化技术是CO_2减排的重要研究方向。综述了目前矿物碳酸化技术的研究现状,介绍了我国钢铁行业产生钢渣的组成特点、理化性质和处置现状,重点论述了不同类型钢渣碳酸化固定CO_2技术的研究进展,提出采用"以废治废"方式和改善钢渣应用性能是该技术的研究重点和发展方向。     

Oxalate-Assisted Synthesis of Hollow Carbon Nanocage With Fe Single Atoms for Electrochemical CO2 Reduction

Metal single-atom catalysts are promising in electrochemical CO₂ reduction reaction (CO₂RR). The pores and cavities of the supports can promote the exposure of active sites and mass transfer of reactants, hence improve their performance. Here, iron oxalate is added to ZIF-8 and subsequently form hollow carbon nanocages during calcination. The formation mechanism of the hollow structure is studied in depth by controlling variables during synthesis. Kirkendall effect is the main reason for the formation of hollow porous carbon nanocages. The hollow porous carbon nanocages with Fe single atoms exhibit better CO₂RR activity and CO selectivity. The diffusion of CO₂ facilitated by the mesoporous structure of carbon nanocage results in their superior activity and selectivity. This work has raised an effective strategy for the synthesis of hollow carbon nanomaterials, and provides a feasible pathway for the rational design of electrocatalysts for small molecule activation.     

碳钢在烷醇胺的CO2饱和溶液中的腐蚀电化学行为

采用动电位扫描法、电化学阻抗等电化学方法，研究了在80℃，0．1MPa条件下，3mol/L的乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA和2－氨基－1－丁醇（ABT）三种烷醇胺的电化学腐蚀行为，探讨了烷醇胺的CO2吸收机理与腐蚀电化学行为的相关性。     

成型工艺对活性炭孔结构及其CO_2吸附性能的影响

用比表面积1183m2/g的活性炭和酚醛树脂分别作为吸附剂和粘结剂,考察了成型工艺对活性炭孔结构及其CO2吸附性能的影响。结果表明,活性炭成型后,比表面积有所下降,但对成型活性炭进行CO2二次物理活化可使其比表面积提高60.7%;粘结剂含量为30wt%、成型压力10MPa条件下所制的成型活性炭在800℃用CO2二次活化2h后,其比表面积、压缩强度和对CO2的平衡吸附量分别为1323m2/g、12.7MPa和0.67mmol/g。     

Effect of curing time on granulated blast-furnace slag cement mortars carbonation

Currently, ground granulated blast-furnace slag cements use in cement-based materials is being increasing because perform well in marine and other aggressive environments. However, mortars and concretes made of this type of cement exhibit high carbonation rates, particularly in badly cured cement-based materials and when high blast-furnace slag contents are used. Concrete reinforcement remains passive but can be corroded if the pore solution pH drops as a result of the carbonation process promoting the reinforced concrete structure failure during its service life. Results show the very sensitive response to wet-curing time of slag mortars with regard to the natural carbonation resistance. Then, a minimum period of 3–7 days of wet curing is required in order to guarantee the usual projected service life in reinforced concrete structures. In this work, estimation models of carbonation depth and carbon dioxide diffusion coefficient in ground granulated blast-furnace slag mortars as a function of the curing period and the amount of ground granulated blast-furnace slag are proposed. This information will be useful to material and civil engineers in designing cement-based materials and planning the required curing time depending on their ground granulated blast-furnace slag content.