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正硅酸锂陶瓷小球离线释氚实验研究

核聚变与等离子体物理 2011年第3期31卷 224-227页

作者：肖成建陈晓军康春梅高小玲刘浚古梅罗阳明汪小琳中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

中国氦冷球床包层(CH HCSB TBM)初步采用Li4SiO4陶瓷小球作为氚增殖材料,实验研究了Li4SiO4陶瓷小球的中子辐照产氚性能。将冷冻成型法制备的Li4SiO4陶瓷小球置于反应堆中辐照100min,然后在离线释氚实验平台上进行退火行为研究。实验结... 详细信息

中国氦冷球床包层(CH HCSB TBM)初步采用Li4SiO4陶瓷小球作为氚增殖材料,实验研究了Li4SiO4陶瓷小球的中子辐照产氚性能。将冷冻成型法制备的Li4SiO4陶瓷小球置于反应堆中辐照100min,然后在离线释氚实验平台上进行退火行为研究。实验结果表明,在用He+1%H2为载气,流速为100mL·min-1,升温速率为5K·min-1的实验条件下,氚气(HT+T2)是Li4SiO4陶瓷小球的主要释氚形态,占总氚的70%左右(不包括自由氚中的氚气),在400℃～70 0℃范围内出现两次释氚峰;氚化水(HTO+T2O)所占比例小于20%,主要在300℃～50 0℃的低温段进行释放;氚在800℃前基本释放完,小球退火后的残氚量小于1%。冷冻成型干燥法制备的Li4SiO4陶瓷小球在300℃～70 0℃范围内有较好的释氚性能,氚残留量低,在聚变堆固态氚增殖包层设计中具有一定应用价值。

关键词：正硅酸锂释氚固态氚增殖剂国际热核聚变实验堆

纳米正硅酸锂的合成、表征及CO_2吸附性能研究

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石油化工高等学校学报 2018年第5期31卷 11-16页

作者：王平平刘丹杨丽霞张鹏刘成伟天津工业大学环境与化学工程学院天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

利用沉淀法合成纳米级高温CO_2吸附剂,并对其进行了表征和吸附性能研究。发现该吸附剂颗粒小而均匀,导致焙烧温度和脱附温度均显著降低,从而大大降低过程能耗。在低体积分数CO_2(12.5%)气氛中采用热重法进行动态循环实验,5 min后CO_2吸... 详细信息

利用沉淀法合成纳米级高温CO_2吸附剂,并对其进行了表征和吸附性能研究。发现该吸附剂颗粒小而均匀,导致焙烧温度和脱附温度均显著降低,从而大大降低过程能耗。在低体积分数CO_2(12.5%)气氛中采用热重法进行动态循环实验,5 min后CO_2吸附容量可达17.8%。且利用双指数模型对吸附剂不同温度的静态吸附曲线进行拟合,发现纳米级吸附剂有利于体相Li向外层扩散。提供了一种简单有效的方法合成纳米吸附剂,吸附速度快,在流化床变温吸附工艺中对工业烟气的大规模捕集有潜在的应用前景。

关键词：正硅酸锂 CO2 沉淀法动力学

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聚变堆正硅酸锂氚增殖剂的研制及应用

中国科技成果 2024年第6期25卷 70-71页

作者：肖成建冯勇进赵林杰陈晓军冉光明杨茂龚宇巩保平严觉民陈平张浩王少华王和义冯开明张龙王晓宇龙兴贵彭述明中国工程物理研究院核物理与化学研究所核工业西南物理研究院

氚是热核聚变反应的主要燃料,在自然界中几乎不存在,需要人工生产.因此,聚变堆设计采用了氚增殖包层,一方面利用聚变中子与包层内产氚材料(氚增殖剂)的核反应来产生氚,以补充燃料的消耗,另一方面将沉积进入包层的聚变反应热量带出并转... 详细信息

氚是热核聚变反应的主要燃料,在自然界中几乎不存在,需要人工生产.因此,聚变堆设计采用了氚增殖包层,一方面利用聚变中子与包层内产氚材料(氚增殖剂)的核反应来产生氚,以补充燃料的消耗,另一方面将沉积进入包层的聚变反应热量带出并转换成电能.

关键词：核聚变反应热量带聚变堆核反应氚增殖剂聚变中子包层正硅酸锂

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正硅酸锂陶瓷球的挤压-滚圆制备工艺

正硅酸锂陶瓷球的挤压-滚圆制备工艺

沸石基正硅酸锂的制备及其对CO2的吸附特性

中国核学会2011年学术年会

作者：牛恺杨洪广中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所

欧洲和中国聚变堆固态产氚包层(TBM)的氚增殖剂倾向于采用直径Φ0.5～1mm的正硅酸锂(LiSiO)陶瓷小球填充床。本工作探讨了锂陶瓷小球的性能指标设计,研究了挤压-滚圆法制备LiSiO小球的工艺可行性,测试分析了小球的密度、直径、球形度、... 详细信息

欧洲和中国聚变堆固态产氚包层(TBM)的氚增殖剂倾向于采用直径Φ0.5～1mm的正硅酸锂(LiSiO)陶瓷小球填充床。本工作探讨了锂陶瓷小球的性能指标设计,研究了挤压-滚圆法制备LiSiO小球的工艺可行性,测试分析了小球的密度、直径、球形度、晶粒尺寸、压碎载荷等性能。制备得到的LiSiO陶瓷小球密度为90.4%TD,陶瓷球平均直径为(0.95±0.15)mm,球形度优于1.09,平均压碎载荷为19N,LiSiO陶瓷球的晶粒小且化学相纯度达到99%。经过完善制备工艺,控制纯度和球形度,采用挤压-滚圆法制备聚变堆TBM包层用LiSiO陶瓷小球是很有发展前景的。

关键词：正硅酸锂陶瓷球挤压—滚圆烧结

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沸石基正硅酸锂的制备及其对CO2的吸附特性

作者：农玉伯华南理工大学

学位级别：硕士

工业革命以来,人类活动向大气层排放了数以亿吨计的CO,引发了一系列环境变化,严重影响着人类社会的正常生活与社会发展。因此,控制CO排放、捕集CO已成为能源和环境领域的重要研究内容。现有捕集CO的材料中,正硅酸锂具有吸附密度大、解... 详细信息

工业革命以来,人类活动向大气层排放了数以亿吨计的CO,引发了一系列环境变化,严重影响着人类社会的正常生活与社会发展。因此,控制CO排放、捕集CO已成为能源和环境领域的重要研究内容。现有捕集CO的材料中,正硅酸锂具有吸附密度大、解吸耗能低等优点;沸石具有独特的组成,而且其结构具有大量规则的微观孔道与空穴;本研究综合两者的优势和特点,采用沸石充当硅源,通过固相法合成了沸石基正硅酸锂,并研究了沸石基正硅酸锂对CO的吸附特性。首先,采用固相法合成沸石基正硅酸锂。通过综合热分析(DTA/TG)对沸石与碳酸锂的反应温度进行了测试;探讨了煅烧温度、保温时间、沸石与碳酸锂比例等合成条件对沸石基正硅酸锂的组成与结构的影响。研究表明,(1)以沸石为硅源,可以有效降低固相法合成正硅酸锂的煅烧温度;沸石与碳酸锂反应最快的温度约为650℃,而二氧化硅与碳酸锂反应最快的温度约为710℃。(2)沸石基正硅酸锂的组成与结构受合成温度、保温时间和原料中锂硅比的影响;合成温度为650℃、保温时间为4h、锂硅比为4:1时,MAlO2可以保持其在沸石中的原有结构,分散在沸石基正硅酸锂结构中充当非惰性微观载体;当合成温度或保温时间进一步提高时MAlO2产生富集并结合Li离子形成新物相(LiAlO2)。(3)沸石基正硅酸锂在MAlO2影响下,晶体结构发生了畸变,晶粒的正常生长受到了限制。其次,通过变温吸附测试、恒温吸附测试和解吸再生循环使用性能测试,对沸石基正硅酸锂在不同CO浓度条件下对CO的吸附性能进行了表征。对比二氧化硅为硅源的二氧化硅基正硅酸锂的性能研究发现,(1)沸石基正硅酸锂对CO的吸附平衡温度下降;(2)沸石基正硅酸锂吸附CO的活化温度于450℃附近出现了新的区间,且随着CO浓度的降低不会消失;(3)沸石基正硅酸锂吸附CO的速度较二氧化硅基正硅酸锂快,且在低温、低CO浓度条件下表现出二氧化硅基正硅酸锂所不具备的优良吸附性能;(4)在满足热力学条件的情况下沸石基正硅酸锂吸附CO后可快速解吸;且沸石充当硅源,并不会影响合成所得到正硅酸锂的再生性能;(5)理论模型的推导结果表明,沸石基正硅酸锂吸附CO反应动力学的控制步骤为扩散过程。最后,提出了沸石基正硅酸锂的改性方法。研究结果表明,(1)以氯化钾对沸石进行阳离子交换可将K离子引入沸石结构中,且不会引起沸石结构的改变;(2)K沸石充当硅源,合成得到K沸石基正硅酸锂的组成和结构与沸石基正硅酸锂的组成和结构之间存在差别;(3)K沸石基正硅酸锂在低温、低CO浓度条件下对CO的捕集能力与沸石基正硅酸锂相比明显提高。

关键词：沸石正硅酸锂 CO2捕集微观载体扩散控制

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正硅酸锂陶瓷粉末的合成

正硅酸锂陶瓷粉末的合成

“创新——核科学技术发展的不竭源泉”——中国核学会20...

作者：冯勇进冯开明罗天勇西南物理研究院

实验以LiCO和SiO为反应原料,采用高温固相反应合成LiSiO陶瓷粉末。通过改变合成温度和保温时间来研究正硅酸锂粉末的合成工艺,利用热力学分析、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)确定了合成条件。XRD图谱结果表明,按摩尔比Li:Si=4:1的原料... 详细信息

实验以LiCO和SiO为反应原料,采用高温固相反应合成LiSiO陶瓷粉末。通过改变合成温度和保温时间来研究正硅酸锂粉末的合成工艺,利用热力学分析、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)确定了合成条件。XRD图谱结果表明,按摩尔比Li:Si=4:1的原料混合粉末经过900℃煅烧2 h可以合成LiSiO。用激光导热仪测量了正硅酸锂在不同温度下的热导率,随着温度的升高热导率逐渐减小。研究结果表明,在控制好温度和合成时间的基础上利用固相反应合成正硅酸锂陶瓷粉末是可行的。

关键词：氚增殖剂固相反应正硅酸锂粉末

来源： cnki会议评论

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湿化学法制备正硅酸锂小球的工艺研究

湿化学法制备正硅酸锂小球的工艺研究

作者：曹友东昆明理工大学

学位级别：硕士

随着人类社会的不断发展,能源短缺成为各个国家的焦点。核能的研究在一定程度上解决了人类现在面临的能源问题。为了实现核聚变能的可控和商用化,于1985年由美国和苏联在日内瓦峰会上提出了建造国际热核聚变实验堆(ITER)计划。在ITER计... 详细信息

随着人类社会的不断发展,能源短缺成为各个国家的焦点。核能的研究在一定程度上解决了人类现在面临的能源问题。为了实现核聚变能的可控和商用化,于1985年由美国和苏联在日内瓦峰会上提出了建造国际热核聚变实验堆(ITER)计划。在ITER计划中有一个测试产氚实验包层模块(TBM)。该模块是为了验证商用聚变堆产氚和获取能量。Li4SiO4陶瓷微球是作为该模块氚的增殖剂。因此,研究正硅酸锂小球的制备和性能,对实验包层模块的实验验证具有重要意义。本文与乙酸锂和正硅酸乙酯作为原料,去离子水和无水乙醇为溶剂,氨水作为催化剂,用溶胶凝胶法制备正硅酸锂粉末。当反应温度为80℃,pH值为7,加水量／无水乙醇量/TEOS的摩尔比=15：4：1时,制得的干凝胶,在700℃烧结2小时,得到的正硅酸锂粉末的晶粒平均粒径最小,约为50nm。本文用湿化学法制备正硅酸锂小球过程中用聚乙烯醇作为凝胶剂。由于不同型号的PVA溶解时,其溶解度、溶解时间和溶解温度上有一定的差异。本文所用的PVA型号为PVA-124,当PVA浓度小于9%时,溶解温度为80℃,保温时间为2h时聚乙烯醇可以完全溶解。本文用湿化学法制备正硅酸锂小球,当使用PVA-124作为凝胶剂,H2O/Li4SiO4/PVA的质量比为15：10：1,滴入表层含有少量硅油的双氧水中,可以获得较好的成球质量,对制得的凝胶球以2℃/mmin的升温速度,升至1000℃,保温2h,得到的小球的压碎强度最大。

关键词：正硅酸锂溶胶凝胶法聚乙烯醇

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正硅酸锂陶瓷粉末合成研究

正硅酸锂陶瓷粉末合成研究

不同CO_2浓度下正硅酸锂吸附动力学行为研究

2006全国核材料学术交流会

作者：牛恺尹邦跃中国原子能科学研究院反应堆工程设计研究所

研究利用Li2CO3与SiO2固相反应法合成Li4SiO4纯相的实验工艺技术。本实验采用固相直接反应的工艺路线, 通过改变原料粉末的摩尔配比和合成温度来研究正硅酸锂的合成工艺。实验中对原料粉末进行的TG-DTA分析结果表明,不同配比样品在700℃... 详细信息

研究利用Li2CO3与SiO2固相反应法合成Li4SiO4纯相的实验工艺技术。本实验采用固相直接反应的工艺路线, 通过改变原料粉末的摩尔配比和合成温度来研究正硅酸锂的合成工艺。实验中对原料粉末进行的TG-DTA分析结果表明,不同配比样品在700℃～800℃的温度区间内都可以观察到明显的吸热峰即发生了Li2CO3与SiO2的固相反应。 XRD谱结果表明按摩尔比Li:Si=4:1的原料混合粉末经过900℃和4小时保温时问形成了Li4SiO4纯相。通过本次实验的研究结果表明在控制好温度和合成时间的基础上利用固相反应合成Li4SiO4纯相是可行的。

关键词：正硅酸锂固相反应粉末相摩尔配比

来源： cnki会议评论

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安徽师范大学学报（自然科学版） 2016年第1期39卷 48-54页

作者：汪海燕张琪倪燕慧吴勇强朱子彬华东理工大学化工学院大型工业反应器工程教育部工程研究中心上海200237

使用热重分析天平研究了500-650℃,含有10%-100%CO2的N2气氛中自制正硅酸锂(Li4Si O4)吸附CO2动力学行为.利用Factsage软件计算不同CO2分压下吸附平衡温度.使用分段Avrami-Erofeev模型研究吸附动力学.结果表明,CO2浓度对快反应阶段产物... 详细信息

使用热重分析天平研究了500-650℃,含有10%-100%CO2的N2气氛中自制正硅酸锂(Li4Si O4)吸附CO2动力学行为.利用Factsage软件计算不同CO2分压下吸附平衡温度.使用分段Avrami-Erofeev模型研究吸附动力学.结果表明,CO2浓度对快反应阶段产物晶核生成和成长速率有明显促进作用,而对离子扩散控制阶段没有影响;快反应阶段n值与反应温度以及CO2浓度呈正相关,而离子扩散控制阶段n值是常数.快反应阶段和离子扩散控制阶段Ea分别是5.91×104和13.6×104J/mol;所求得的分段Avrami-Erofeev模型能够用于吸附强化甲烷水蒸汽重整制氢体系的模拟计算当中.

关键词：正硅酸锂 CO2吸附剂 CO2浓度 Avrami-Erofeev模型吸附动力学