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Modified basalt material reinforced organic coatings: A review

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Corrosion Communications 2024年第1期13卷 37-48页

作者： Guangguang Xiang Hongpeng Zheng Bing Lin Yingying Wang Hailong Zhang Dan Wang junlei tang Li Liu Fuhui Wang School of Chemistry and Chemical Engineering&Institute for Carbon Neutrality Southwest Petroleum University Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and Devices(Ministry of Education) Jianghan University School of Electrical and Automation Engineering Changshu Institute of Technology Shenyang National Laboratory for Materials Science Northeastern University

Natural basalt can be processed into rod-like basalt fibers(BFs) and flake-like basalt scales(BSs) through high-temperature melting, forming and other processes. BFs and BSs have great application prospects in the field of organic coatings. BFs possess a regular rod-like structure and excellent mechanical properties, which are mainly used to enhance the mechanical properties of organic coatings. BSs possess a relatively irregular flake-like structure, which can form “maze” effects and layered structures to enhance corrosion resistance of organic coatings. However, basalt materials have poor compatibility, adhesion, and dispersion in organic resins due to their chemical inertness, resulting in a weak basalt-resin interface. Basalt-resin interface is an important parameter that determines the service performance of basalt composite coatings. Therefore, it is necessary to improve basalt-resin interface through corresponding strategies, such as chemical etching, chemical grafting and plasma treatment. Firstly, the surface modification strategies for improving basalt-matrix interface were summarized in this paper. Secondly, we discussed the effects of BFs and BSs on corrosion resistance of organic coatings and corrosion protection mechanism of composite coatings. Finally, we reviewed the research progress of modified basalt materials reinforced organic coatings.

关键词： Basalt Organic coatings Mechanical properties Corrosion resistance

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典型油田用缓蚀剂的热分解特性研究

石油炼制与化工 2016年第2期47卷 26-31页

作者：侯艳宏孙亮张志恒唐鋆磊中海炼化惠州炼化分公司广东惠州516086 西南石油大学化学化工学院

随着国内原油开采难度的不断增大,油田多进行二次、三次采油,并且开发的劣质油田也增多,使得在开采和储运过程中化学助剂的用量不断增加。部分化学助剂直接进入到原油中,给原油炼制加工设备带来腐蚀问题。针对上述情况,以中海炼化惠州... 详细信息

随着国内原油开采难度的不断增大,油田多进行二次、三次采油,并且开发的劣质油田也增多,使得在开采和储运过程中化学助剂的用量不断增加。部分化学助剂直接进入到原油中,给原油炼制加工设备带来腐蚀问题。针对上述情况,以中海炼化惠州炼化分公司加工的原油为研究对象,对原油开采、运输中使用的化学剂进行调研,选择几种可能在炼油加工中导致腐蚀问题的典型油田缓蚀剂,通过热分解实验模拟这些缓蚀剂在炼油加工过程中发生的化学变化,并对其导致的腐蚀性因素进行分析。结果表明,随着温度的升高,油田缓蚀剂中的氯离子浓度不断提高,与加热前相比,在120℃时氯离子浓度有所增加,而在360℃时氯离子浓度显著增加。随着温度升高,缓蚀剂中一些稳定的物质会发生水解反应或是裂解反应,产生氯离子。

关键词：油田缓蚀剂腐蚀热分解炼油氯

采用电化学石英晶体微天平研究碳酸钙垢生长规律及阻垢剂的影响

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油田化学 2016年第2期33卷 345-350页

作者：王虎陈龙驹唐鋆磊王小芳段明油气藏与地质开发国家重点实验室(西南石油大学) 四川成都610500 西南石油大学材料科学与工程学院四川成都610500 西南石油大学化学化工学院四川成都610500

为深入分析碳酸钙垢生长规律和阻垢剂对垢生长动力学的影响,使用电化学石英晶体微天平(EQCM)快速测垢的方法研究了施加的恒电压、温度、Ca^(2+)浓度对碳酸钙(CaCO_3)结垢的影响,评价了羟基乙叉二膦酸(HEDP)、膦酰基羧酸(POCA)和氨基三... 详细信息

为深入分析碳酸钙垢生长规律和阻垢剂对垢生长动力学的影响,使用电化学石英晶体微天平(EQCM)快速测垢的方法研究了施加的恒电压、温度、Ca^(2+)浓度对碳酸钙(CaCO_3)结垢的影响,评价了羟基乙叉二膦酸(HEDP)、膦酰基羧酸(POCA)和氨基三甲叉膦酸(ATMP)3种阻垢剂的阻垢性能,并对结垢过程进行了分段线性拟合。结果表明,随电压、温度和Ca^(2+)浓度的增大,CaCO_3结垢速率增大,其中电压的影响最大;在50℃时,结垢量随阻垢剂浓度的增加而降低;HEDP的最佳加量为5数10 mg/L,POCA和ATMP的较优加量为20 mg/L;在阻垢剂加量为10 mg/L的条件下,CaCO_3结垢过程中的结垢量—时间曲线出现3个阶段:结垢阶段、阻垢剂的扩散和不稳定作用阶段、阻垢剂稳定作用阶段;通过数据拟合得到反映两个稳定沉积过程的线性动力学方程,以斜率k值表征其结垢动力学参数,按加入阻垢剂前后的k值之差与未加入阻垢剂k值的比值计算POCA、HEDP和ATMP的阻垢效率分别为98.50%、93.86%和97.23%,扩散时间分别为1021、622和537 s,ATMP的阻垢效果最好。

关键词：碳酸钙垢电化学石英晶体微天平阻垢剂结垢动力学

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可剥离涂料研究进展及展望

化工新型材料 2018年第6期46卷 39-42,47页

作者：张海龙王虎王莹莹唐鋆磊西南石油大学材料科学与工程学院成都610500 西南石油大学化学化工学院成都610500

介绍了可剥离涂料的发展,综述了可剥离涂料在表面防护、防污去污和防腐蚀方面的研究及应用,总结了目前可剥离涂料存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

关键词：可剥离涂料保护去污防腐蚀

腐蚀防护对钢铁材料降低碳排放的重要影响:以钢质管道全生命周期碳排放计量研究为例

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中国科学：技术科学 2023年第1期53卷 53-70页

作者：唐鋆磊颜安张海龙林冰王莹莹张烈辉雷宪章左禹西南石油大学碳中和研究院成都610500 西南石油大学化学化工学院成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

文章研究钢铁材料覆盖生产制造、运输、安装、服役和回收阶段等全部环节的全生命周期碳排放量核算方法,并以化工、油气田、长输管道、城市燃气管网4种典型服役环境中的钢质管道为例,探究了腐蚀防护对钢铁材料全生命周期碳排放总量和年... 详细信息

文章研究钢铁材料覆盖生产制造、运输、安装、服役和回收阶段等全部环节的全生命周期碳排放量核算方法,并以化工、油气田、长输管道、城市燃气管网4种典型服役环境中的钢质管道为例,探究了腐蚀防护对钢铁材料全生命周期碳排放总量和年均碳排放量的影响.建立了腐蚀环境中钢铁材料全生命周期内各环节的碳排放计量方法,在“单位GDP碳排放(碳排放强度)”之外,提出了另一个具有普适意义的强度性质指标“全生命周期年均碳排放(单位时间碳排放)”,该强度指标可以从时间维度上约束全生命周期碳足迹.在国内外率先量化了腐蚀防护在控制钢铁材料碳排放中的重要作用,通过合适的防腐蚀技术,钢质管道在化工典型生产环境中可以减排60%以上,油气田环境中减排83%以上,长输管线中减排50%以上,城市燃气管网中减排28%以上.本研究对于发展低碳腐蚀控制方法和提高腐蚀防护水平,控制钢铁材料全生命周期碳排放总量和年均碳排放量具有重要指导价值,为钢质结构的腐蚀防护设计和工程实施提供了新的视角,为降低钢铁材料碳排放提供了一种新的方法学,对我国碳达峰与碳中和及全球应对气候变化具有重要意义.

关键词：碳达峰碳中和钢铁材料腐蚀防护全生命周期年均碳排放钢质管道

基于HSV(色相-饱和度-明度)与形状特征的涂层锈点图像识别

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中国表面工程 2023年第4期36卷 217-228页

作者：刘佳唐鋆磊林冰王丹郑宏鹏王莹莹李平钟文胜西南石油大学化学化工学院成都610500 常熟理工学院电气与自动化工程学院常熟215500 江汉大学光电化学材料与器件(教育部)重点实验室武汉430021 西南石油大学计算机科学学院成都610500 四川航启科技发展有限公司彭州611900

图像识别技术广泛应用于涂层领域,图像特征的选择是提升识别率的重要因素,而形状特征在涂层锈点的图像识别中未见报道。基于涂层锈点的颜色和形状特征,结合机器学习对其进行图像识别。通过采集3种常见自然光照强度下的90张涂层锈点图像... 详细信息

图像识别技术广泛应用于涂层领域,图像特征的选择是提升识别率的重要因素,而形状特征在涂层锈点的图像识别中未见报道。基于涂层锈点的颜色和形状特征,结合机器学习对其进行图像识别。通过采集3种常见自然光照强度下的90张涂层锈点图像,使用同态滤波对图像进行预处理,利用HSV(色相-饱和度-明度)颜色空间来区分锈点与无锈点区域。然后提取锈点的8种形状特征对锈点区域进一步细化,用Pearson相关系数对形状特征进行筛选,将颜色特征、单一形状特征、8种组合形状特征、筛选后的组合形状特征、颜色特征与筛选后组合形状特征的融合特征分别作为参量输入Linear核函数、RBF核函数、Polynomial核函数和Sigmoid核函数4种核函数的支持向量机(SVM)对锈点进行识别。研究结果表明:联合SVM与颜色、形状特征参量构建的图像识别算法能较准确地识别涂层锈点,其中基于颜色特征与筛选后形状特征的融合特征的准确识别率最高可达93.33%。形状特征可作为另一种特征信息来提高锈点图像识别的精确度,可为涂层锈点的图像识别技术研究提供参考依据。

关键词：涂层锈点形状特征支持向量机图像处理机器学习

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有机液体储氢体系研究进展

低碳化学与化工 2023年第6期48卷 107-119页

作者：李欣雨唐鋆磊李佳奇雷宪章周太刚西南石油大学化学化工学院碳中和研究院四川成都610500 天府永兴实验室四川成都610000 中国农业大学理学院北京100193 成都岷山绿氢能源有限公司四川成都610000

有机液体储氢技术是利用液态有机储氢载体进行加(脱)氢反应,在常温常压下实现大规模、远距离氢气安全储运的技术,被国际能源署推荐为国际氢气贸易和远程氢气运输的最佳方式之一。但是目前有机液体储氢技术还存在加(脱)氢反应过程缓慢、... 详细信息

有机液体储氢技术是利用液态有机储氢载体进行加(脱)氢反应,在常温常压下实现大规模、远距离氢气安全储运的技术,被国际能源署推荐为国际氢气贸易和远程氢气运输的最佳方式之一。但是目前有机液体储氢技术还存在加(脱)氢反应过程缓慢、脱氢温度高、储氢体系循环率低以及高度依赖贵金属催化剂等缺点。本文首先对常见的有机氢载体进行分类,并分析了各种有机氢载体的物理化学性质及其在加(脱)氢反应中的特征差异,然后从加(脱)氢反应机理和催化剂的研究等方面对有机液体储氢体系的研究现状进行了总结,最后对有机液体储氢技术的发展前景进行了展望。

关键词：有机液体储氢有机氢载体加氢脱氢催化剂

Ni/Zn/Al类水滑石非贵金属催化剂的制备及其在醇胺法合成N-取代吲哚类化合物中的应用

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化学学报 2024年第7期82卷 748-754页

作者：李雷唐鋆磊王丽涛李江涛全洪林林冰王宏李佳奇周太刚西南石油大学化学化工学院成都611930 中国石油石油化工研究院北京102206 中国农业大学理学院北京100193

N-取代吲哚是一类重要的杂环化合物,在医药、功能化材料、有机液体储氢等领域有着广泛应用.本工作采用共沉淀法合成了一系列类水滑石催化剂,首次实现了非贵金属催化乙二醇和N-取代苯胺为原料一步合成N-取代吲哚的方法.研究了通过改变元... 详细信息

N-取代吲哚是一类重要的杂环化合物,在医药、功能化材料、有机液体储氢等领域有着广泛应用.本工作采用共沉淀法合成了一系列类水滑石催化剂,首次实现了非贵金属催化乙二醇和N-取代苯胺为原料一步合成N-取代吲哚的方法.研究了通过改变元素组成对催化活性的影响,得到催化剂Ni_(1.5)Zn_(1.5)Al_(1)的活性最高,其中Ni元素为主要活性组分起催化作用,Zn元素可协同Ni元素促进反应发生.通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)和N_(2)物理吸附分析(BET)对Ni/Zn/Al系列催化剂进行了结构与组成的分析.所提供的合成方案能够有效地应用于不同类型N-取代吲哚的合成.与现有方法相比,摆脱了贵金属的限制,且催化剂在经历5次循环后仍能保持良好的催化活性,具有原料价格低、生产成本低、操作工艺简单、环境友好、原子利用率高等优点.

关键词：水滑石非贵金属 N-取代吲哚衍生物醇胺法

超临界CO_(2)输送管道腐蚀行为和机理的研究进展

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表面技术 2024年第24期53卷 19-30页

作者：李振博韩忠智林冰肖莹王莹莹聂臻唐鋆磊西南石油大学化学化工学院成都610500 中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451 深圳市燃气集团股份有限公司广东深圳518040 江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国石油勘探开发研究院北京100083 中石油深圳新能源研究院广东深圳518000

碳捕获利用与封存(CCUS)是用于减少二氧化碳排放的有效方法之一。在CCUS技术中,二氧化碳运输起着关键作用。超临界CO_(2)输送以其实用性、高效性和经济性而得到快速发展,成为CCUS技术长期发展的必然选择。超临界CO_(2)管输环境是含有多... 详细信息

碳捕获利用与封存(CCUS)是用于减少二氧化碳排放的有效方法之一。在CCUS技术中,二氧化碳运输起着关键作用。超临界CO_(2)输送以其实用性、高效性和经济性而得到快速发展,成为CCUS技术长期发展的必然选择。超临界CO_(2)管输环境是含有多种气态杂质的高压二氧化碳腐蚀环境,对输送管道腐蚀安全构成严重威胁。综述了超临界CO_(2)输送管道的腐蚀现状和腐蚀机理,重点探讨了杂质气体O_(2)、SO_(2)、H_(2)S和NO_(2)对超临界CO_(2)输送管道腐蚀的影响,各杂质气体相互作用的腐蚀机理还需要进一步研究。此外,还探讨了超临界CO_(2)输送工艺参数,包括流速、含水量、温度和压力对管道腐蚀行为的影响以及其腐蚀机理。目前,超临界CO_(2)管输的临界含水量没有达成一致的认识,实际工况下的临界含水量需要结合温度和压力进行分析。

关键词：超临界CO_(2) 管道腐蚀杂质气体输送工艺

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