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CO_(2)熔盐捕集与电解单质碳过程调节

工程科学学报 2024年第10期46卷 1776-1785页

作者：贾亚东吴涛陈云飞朱钊海潭王明涌北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

CO_(2)熔盐捕集与电解制备单质碳材料由于具有良好的选择性,被认为是一种极有前景的碳捕集利用与封存(CCUS)技术.然而,目前关于CO_(2)在熔盐体系下的动力学捕集机理研究尚显不足,并且电解过程中电耗较高,生产成本偏大,因此CO_(2)高效捕... 详细信息

CO_(2)熔盐捕集与电解制备单质碳材料由于具有良好的选择性,被认为是一种极有前景的碳捕集利用与封存(CCUS)技术.然而,目前关于CO_(2)在熔盐体系下的动力学捕集机理研究尚显不足,并且电解过程中电耗较高,生产成本偏大,因此CO_(2)高效捕集与低电耗电解是关键.本文计算了CO_(2)熔盐捕集转换碳酸盐热力学和碳酸盐电解理论电压与电耗,通过在线气体质谱仪、碳硫分析仪等研究了典型CaCl_(2)基熔盐中CO_(2)捕集动力学规律.通过恒电压电解、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等,在典型三元Na_(2)CO_(3)–K_(2)CO_(3)–Li_(2)CO_(3)熔盐和三元CaCl_(2)–NaCl–CaO熔盐中考察了温度和电压对CO_(2)电解制备单质碳材料电解过程、电耗和产物结构的影响规律.结果表明,相比于碱金属氧化物,CaO是较佳的CO_(2)捕集剂,捕集转化获得的CaCO_(3)具有最低的理论分解电压和电耗;在典型CaCl_(2)–3.0%CaO(质量分数)熔盐中,CO_(2)的捕集容量为0.016 gCO_(2)·g^(−1);相比于Na_(2)CO_(3)–K_(2)CO_(3)–Li_(2)CO_(3)熔盐,CaCl_(2)–NaCl–CaO熔盐捕集CO_(2)具有更低的电解电压和电耗,750℃和1.5 V最佳条件下,电解单质碳材料电流效率达到95.3%,电解电耗最低仅为14.1 kW·h·kg^(−1).本研究不仅为寻找性能优异、价格低廉、环境友好的CO_(2)熔盐捕集材料提供了基础,也为实际电解优化工艺指标提供理论依据.

关键词：二氧化碳捕集电解高温熔盐单质碳电耗

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熔盐电化学石墨化研究进展及展望

工程科学学报 2022年第4期44卷 546-560页

作者：李世杰王明涌宋维力左海滨焦树强北京理工大学先进结构技术研究院北京100081 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

近年来,提出了一种高效、环境友好的熔盐电化学转化方法,可将碳污染物直接转化为高附加值的石墨化产物.本文综述了熔盐电化学石墨化的工艺流程、产物的结构特征与转化机理.详细介绍了碳纳米材料在锂离子电池和铝离子电池等二次电池中的... 详细信息

近年来,提出了一种高效、环境友好的熔盐电化学转化方法,可将碳污染物直接转化为高附加值的石墨化产物.本文综述了熔盐电化学石墨化的工艺流程、产物的结构特征与转化机理.详细介绍了碳纳米材料在锂离子电池和铝离子电池等二次电池中的应用前景,突出了转化和利用丰富的二次碳资源实现高附加值应用的高效策略.最后,对开发熔盐电化学石墨化与规模化低能耗电解技术、构建先进高温熔盐电化学原位表征技术与定量化分析方法、深入研究电化学石墨化微观转化机理、推动石墨化产品的工程化应用进行了分析与展望.

关键词：碳排放温室气体电化学石墨化熔盐电化学增值利用

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超重力场强化铅电沉积的规律与机理

物理化学学报 2009年第5期25卷 883-889页

作者：王明涌王志郭占成中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京科技大学循环与生态冶金教育部重点实验室北京100083

采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电流法研究了超重力场(超重力系数和作用方向)对铅电沉积过程(包括欠电位沉积、本体沉积和析氢副反应)的影响.结果表明,Pb(NO3)2溶液中,在所有超重力条件下,铅的本体沉积和欠电位沉积均得到... 详细信息

采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电流法研究了超重力场(超重力系数和作用方向)对铅电沉积过程(包括欠电位沉积、本体沉积和析氢副反应)的影响.结果表明,Pb(NO3)2溶液中,在所有超重力条件下,铅的本体沉积和欠电位沉积均得到一定程度的强化,析氢副反应得到抑制;当超重力作用方向为垂直背向时(VBD),超重力对电沉积过程的强化程度最大;在超重力场中对废水中的铅进行电化学处理后,溶液中的残余Pb2+浓度要远远小于常重力条件下的Pb2+浓度.

关键词：超重力电沉积析氢反应铅

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超重力场电沉积NiW合金及其耐碱腐蚀性能

物理化学学报 2010年第12期26卷 3163-3168页

作者：王明涌王志郭占成中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京科技大学循环与生态冶金教育部重点实验室北京100083

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗... 详细信息

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗腐蚀性能,同时通过浸泡实验考察了镀层的稳定性.结果发现,与常重力条件电沉积的NiW合金相比,超重力场电沉积的NiW合金中W含量增加,镀层表面无微裂纹产生;在10%(w)NaOH溶液中镀层自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,腐蚀电阻也由常重力(重力系数G=1)时的865Ω·cm2增大至超重力(G=256)时的2305Ω·cm2;在10%NaOH溶液中浸泡144h后,超重力场电沉积的NiW合金表面无破碎和起皮现象发生.超重力技术在NiW合金电沉积过程中的应用,使镀层的耐碱腐蚀性能得到改善.

关键词： NiW合金超重力场腐蚀裂纹电沉积

思政引领创新驱动高质量教育改革研究——以北京科技大学为例

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黑龙江教育（高教研究与评估） 2023年第3期 23-25页

作者：张娟王明涌焦树强北京科技大学北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

北京科技大学的“双一流”A+学科——冶金工程,连续五年蝉联世界软科排名第一。但现阶段存在专业认同度不足,人才培养体系落后于冶金产业智能化、绿色化发展进程等问题。文章贯彻习近平总书记给北京科技大学的回信精神,依托新工科建设,... 详细信息

北京科技大学的“双一流”A+学科——冶金工程,连续五年蝉联世界软科排名第一。但现阶段存在专业认同度不足,人才培养体系落后于冶金产业智能化、绿色化发展进程等问题。文章贯彻习近平总书记给北京科技大学的回信精神,依托新工科建设,以“大思政”为引领,创新驱动高质量教育改革。具体实现路径为师资建设方面,院士领衔讲好大国钢铁故事;人才培养方面,本科生勇担科技强国使命;学科建设方面,交叉融合催化专业转型升级。

关键词：新工科以本为本大思政师生共育交叉学科

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高温熔盐体系惰性阳极与月壤电解制氧技术

工程科学学报 2021年第12期43卷 1618-1629页

作者：寇明银王明涌焦树强北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学稀贵金属绿色回收与提取北京市重点实验室北京100083

目前,熔盐电化学冶金普遍采用炭素阳极,阳极CO_(2)产物是重要的碳排放源.若在高温熔盐体系中使用惰性析氧阳极,则可实现熔盐电解过程低碳排放.因此,开发适用于熔盐电解体系的惰性阳极至关重要,也是近年来国内外研究热点.本文首先综述了... 详细信息

目前,熔盐电化学冶金普遍采用炭素阳极,阳极CO_(2)产物是重要的碳排放源.若在高温熔盐体系中使用惰性析氧阳极,则可实现熔盐电解过程低碳排放.因此,开发适用于熔盐电解体系的惰性阳极至关重要,也是近年来国内外研究热点.本文首先综述了各种高温熔盐体系惰性阳极的研究进展,所涉及熔盐体系包括:铝电解氟化物盐、CaCl_(2)熔盐、碳酸盐和熔融氧化物等.另外,近年来月球开发利用受到广泛关注,太阳能驱动的月壤原位熔盐电化学制氧,将是支撑人类未来月面生存氧气需求的重要方法之一,故惰性析氧阳极不可或缺.因此,本文也简要综述了基于惰性阳极的月壤电解制氧技术.

关键词：碳减排高温熔盐惰性阳极熔盐电解月壤制氧

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锻模模块的挤压铸造模具设计

特种铸造及有色合金 2004年第4期24卷 48-49页

作者：田福祥王明涌青岛理工大学

挤压铸造近年来得到较大的发展 ,正在成为制造模块的有效方法。给出了挤压铸造锻模模块的实用模具结构、工艺参数和应用效果。该模具的凸模和凹模均采用组合结构 ,设有冷却水道。为适用于无下顶料装置的通用液压机 ,模具设置了自动复位... 详细信息

挤压铸造近年来得到较大的发展 ,正在成为制造模块的有效方法。给出了挤压铸造锻模模块的实用模具结构、工艺参数和应用效果。该模具的凸模和凹模均采用组合结构 ,设有冷却水道。为适用于无下顶料装置的通用液压机 ,模具设置了自动复位的下顶料装置。模具寿命满足生产要求。挤压铸造的模块内部无空洞。试验表明 ,对 4Cr5W 2SiV ,5CrMnMo ,5CrNiMo ,3Cr2W 8V等模具钢的挤压铸造 ,压力超过 15 0MPa即可消除挤压铸造缺陷 ,并获得完全的细晶组织。

关键词：挤压铸造金属型铸造模具设计

三价铬镀液组分的存在形式及其对电镀的影响规律

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中国有色金属学报 2016年第5期26卷 1136-1142页

作者：刘洋王明涌栗磊王志中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室绿色过程与工程重点实验室北京100190

通过理论计算和电镀实验研究镀液核心组分存在形式及其对铬电镀的影响规律。结果表明:络合剂脲或甲酸98%以上是以分子形式与Cr(Ⅲ)离子形成三价铬活性络合物。根据三价铬络合物平衡构象图发现:相比于CrL^(3+),Cr(OH)L^(2+)更高的电化学... 详细信息

通过理论计算和电镀实验研究镀液核心组分存在形式及其对铬电镀的影响规律。结果表明:络合剂脲或甲酸98%以上是以分子形式与Cr(Ⅲ)离子形成三价铬活性络合物。根据三价铬络合物平衡构象图发现:相比于CrL^(3+),Cr(OH)L^(2+)更高的电化学活性归因于较大的水分子-中心铬离子距离。通过增加三价铬活性络合物浓度,能显著提高铬电镀速率,可高达1.2μm/min;缓冲剂硼酸主要以B(OH)3的形式存在,最佳p H缓冲范围为8~10,而Al^(3+)最佳的p H缓冲范围为3~3.5。加入0.6 mol/L Al^(3+)使铬镀层边缘和中心厚度之比(hcorner/hcenter)从11降低至2;而加入1 mol/L硼酸仅使hcorner/hcenter从5降低至3,Al^(3+)改善镀层均匀性的作用更为明显。

关键词：镀液组分三价铬活性络合物电镀速率镀层均匀性

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超重力条件下电沉积金属镍的结构与性能

中国有色金属学报 2008年第10期18卷 1858-1863页

作者：刘婷郭占成王志王明涌中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京科技大学循环与生态冶金教育部重点实验室北京100083

在超重力垂直于电极表面的情况下,研究超重力场对水溶液金属电沉积镍箔的组织结构和性能的影响,利用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)对沉积镍箔的表面形貌和晶体结构进行观察。结果表明:超重力场下的镍箔晶粒细化,表面更平整,当重... 详细信息

在超重力垂直于电极表面的情况下,研究超重力场对水溶液金属电沉积镍箔的组织结构和性能的影响,利用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)对沉积镍箔的表面形貌和晶体结构进行观察。结果表明:超重力场下的镍箔晶粒细化,表面更平整,当重力系数为354时,表面粗糙度由常重力下的20.9nm降低到4.9nm;并且随着重力系数的增加,沉积镍箔的晶体结构从有择优取向结构转变为无特定的择优取向结构。力学性能测试表明,当重力系数为354时,沉积镍箔的硬度和抗拉强度分别达到HV898和944MPa,比常重力下分别提高了HV604和646MPa。

关键词：镍箔超重力场重力系数电沉积结构性能