奥氏体不锈钢管道点蚀泄漏的失效分析及预防措施

本文基于不锈钢的点蚀机理,对存储设备的不锈钢管道发生泄漏的异常事件,通过金相组织、材料成分分析、腐蚀产物成分分析及腐蚀物来源等多方面分析验证,分析认为自来水中含有一定数量的钙、镁盐等类物质,长期在管道中静态留滞形成沉淀物覆盖在不锈钢管道内壁上,阻碍了不锈钢表面的自钝化平衡态[1],破坏了不锈钢表面含铬氧化膜,在氯离子的催化下加快了不锈钢管道点蚀速率,从而使不锈钢管道出现点蚀泄漏.最后,文章对不锈钢管道点蚀问题提出预防措施.     

工业机械手氮气弹簧断裂的分析及预防措施

文章基于工业机器人氮气弹簧断裂的失效机理,通过采用各类先进的失效分析手段,金相组织分析、材料成分分析、仿真分析、SEM形貌分析等多方面分析验证,最终确认导致工业机器人氮气弹簧断裂的主要原因为:氮气弹簧螺纹连接处,所受到的预紧力(横向剪切力)过大,在交变载荷应力的作用下,导致氮气弹簧出现双向高周疲劳断裂.本文的研究成果对氮气弹簧的设计及安装工艺提供了一定预防指导意义,同时也对金属材料断裂件的分析提供了一定指导性意义.     

氮掺杂再生活性炭的制备及电催化氧还原反应性能研究

为解决危废活性炭传统回收方式带来的资源浪费和环境污染等问题,本工作以抗生素脱色废活性炭为原料、氨气为氮源,采用高温热解再生法将氮元素通过sp²杂化键合进入到活性炭骨架中,制备了氮掺杂再生废活性炭氧还原反应(ORR)催化剂,分析了氮掺杂再生活性炭的物相组成、微观形貌、电化学性能。结果表明,当温度为1 000℃、退火时间为1 h时,所制备的N-RWAC-1000-1氧还原电催化性能最佳。N-RWAC-1000-1具有丰富的微孔和介孔结构,比表面积可达908 m²/g,在碱性介质中的起始电位为0.92 V(vs.RHE),半波电位为0.82 V(vs.RHE),均接近商业20%(质量分数)的铂碳催化剂。此外,氮掺杂再生炭拥有优于商业化铂碳的循环稳定性和甲醇耐受性,有望成为新的氧还原催化剂以期为抗生素脱色废活性炭的高值化利用提供了新的方向。     

生物质焦油制备多级孔碳及其二氧化碳吸附性能研究

以生物质焦油为前驱体,ZnCl₂为活化剂,通过一步简易活化制备具有发达孔隙结构的多孔碳,并开展在CO₂吸附方面的应用研究。结果表明,产物表面N含量可达5.22wt.%,其中吡啶氮占比高达71.68%,具有孔隙率可调节和比表面积高（达827.040 m²/g）等特点。当生物质焦油与ZnCl₂质量比为1∶4,活化温度为800℃时,吸附剂表现出最佳CO₂吸附性能,其在273 K和298 K的吸附量分别为2.52 mmol/g和1.64 mmol/g,初始等量吸附热为33.84 kJ/mol,相应的CO₂对氮气选择性分别为4.2和1.9。本研究为CO₂分离和储存提供了一种原料来源广泛且兼具可再生特点的炭基吸附材料,同时也为生物质焦油资源化利用开辟了新思路。     

废弃酒糟制备钴氮共掺杂生物炭及其析氧和析氢反应催化性能研究

开发用于析氧反应(OER)和氢析出反应(HER)的低成本高效催化剂在水分解领域至关重要。以废弃酒糟为碳氮源,通过碳酸钠活化实现氮掺杂和钴纳米粒子负载,同时获得复合催化剂(Co(15)-DS-4)。对比实验分析表明,凭借多孔材料的介微孔结构,表面原子的高暴露特性和活性位点Co-N的协同效应,Co(15)-DS-4表现出优异的HER和OER双功能催化活性。在Co(15)-DS-4催化作用下,碱性电解液中的电极达到10 m A/cm2电流密度需要0.42 V过电压,这远低于商业上贵重的Ru O2催化剂(≈0.5 V)。此外,Co(15)-DS-4具有优异的水分解稳定性,经3 000次循环伏安,Co(15)-DS-4的OER极限扩散电流密度仍能保持97.5%(HER极限扩散电流密度仍能保持98.3%)。这一废弃酒糟衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co纳米粒子复合材料在水电解领域具有巨大的应用潜力。     

生物质焦油衍生氮掺杂多孔碳负载Co3O4纳米晶的制备及双功能氧反应催化

以生物质焦油活化多级孔碳为骨架,通过一步水热合成同时实现氮掺杂和Co₃O₄纳米粒子负载,获得Co₃O₄@N/C复合催化剂。对比研究结果表明,凭借复合材料中活性Co₃O₄和N掺杂结构之间的协同效应,Co₃O₄@N/C复合催化剂对氧还原（ORR）和析氧反应（OER）均表现出较高的催化活性,ORR和OER启动电位电势差ΔE为0.99V;其中,ORR极限扩散电流密度为-5.10mA/cm²,与贵金属Pt/C相当。此外,Co₃O₄@N/C具有优异的氧还原稳定性,在经3000次循环伏安法扫描后,Co₃O₄@N/C的极限扩散电流密度仍能保持89.9%。这一生物质焦油衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co₃O₄纳米晶复合材料在燃料电池和金属空气电池等领域具有巨大的应用潜力。     

中药渣生物炭活化制备碳基电催化剂及其氧还原反应催化性能研究

以废弃物生物质中药渣为原料，以ZnCl₂为活化剂，通过热解活化两步法制备了生物质碳基氧还原电催化剂。采用SEM、氮气等温吸脱附测试、XRD、XPS、元素分析和电化学工作站等材料测试方法，分析了所制备碳基电催化剂的结构特征以及氧还原反应性能。结果表明，当活化剂与生物炭质量比为4∶1,活化温度为800℃时，所制备的ZC-4∶1-800阴极氧还原电催化剂性能最佳。ZC-4∶1-800具有介孔和微孔结构，比表面积可达970.4 m²/g,其起始电位为0.9 V(vs.RHE),半波电位为0.8 V,极限电流密度为4.9 mA/cm²,与商业20%Pt/C性能相近。此外，ZC-4∶1-800具有比商业20%Pt/C更好的稳定性和甲醇耐受性，在实际应用中有望作为商业贵金属电催化剂的替代品，同时也为废弃生物质的资源化利用提供了新路径。