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核聚变与等离子体物理 2023年第3期43卷 306-311页

作者：孙静刘志宏陈文革罗歆闫朝辉中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031 合肥聚能电物理高技术开发有限公司合肥230031

选择成分均为72%γAl_(2)O_(3)+28%SiO_(2)的氧化铝纤维制品作为Bi-2212超导磁体绝缘纤维材料并进行空气热处理除碳。采用强度测试、SEM、TG-DSC等测试手段,对三种氧化铝纤维制品(宽25mm/厚0.2mm氧化铝纤维带A、宽25mm/厚0.35mm氧化铝... 详细信息

选择成分均为72%γAl_(2)O_(3)+28%SiO_(2)的氧化铝纤维制品作为Bi-2212超导磁体绝缘纤维材料并进行空气热处理除碳。采用强度测试、SEM、TG-DSC等测试手段,对三种氧化铝纤维制品(宽25mm/厚0.2mm氧化铝纤维带A、宽25mm/厚0.35mm氧化铝纤维带B和200tex/3股/捻度80氧化铝纤维束C)的热失重、纤维表面形貌、纤维强度进行分析表征。结果表明,其耐温性好,热失重过程并未发现晶相转变的吸放热峰。纤维经过空气热处理后,表面浸润剂氧化挥发,纤维裸露,无缺陷暴露,直径变化不明显,强度下降不超过25%,绝缘性能提高。分析结果表明,通过600℃、2h空气热处理可以有效提高氧化铝纤维绝缘性能。

关键词： Bi-2212超导磁体绝缘氧化铝纤维空气热处理除碳

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氧化改性纳米金刚石的分散性及其表面分子动力学模拟

氧化改性纳米金刚石的分散性及其表面分子动力学模拟

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作者：鹿猛刚大连理工大学

学位级别：硕士

纳米金刚石(nano-diamond,ND)作为一种集纳米材料特点和金刚石优异性能的材料,在越来越多的领域被关注和应用。在众多的应用领域中,均需要纳米金刚石具有良好的分散性,然而因为纳米金刚石一次粒径极小,比表面积大,表面能高等特点,团聚... 详细信息

纳米金刚石(nano-diamond,ND)作为一种集纳米材料特点和金刚石优异性能的材料,在越来越多的领域被关注和应用。在众多的应用领域中,均需要纳米金刚石具有良好的分散性,然而因为纳米金刚石一次粒径极小,比表面积大,表面能高等特点,团聚极易发生。为了提高纳米金刚石的分散性和分散稳定性,本文采用空气热处理的方法,对纳米金刚石进行表面改性,通过实验表征和基于ReaxFF的反应分子动力学方法,研究了纳米金刚石的分散性、表面特性和微观物化反应,揭示了热处理后纳米金刚石的分散性和分散稳定性,以及表面演化机理。本文的主要研究内容如下:(1)选择合适的表征方法对高温高压纳米金刚石(High-Temperature and High-Pressure nano-diamond,HTHP ND)和爆轰法纳米金刚石(Detonation nano-diamond,DND)分别进行了实验表征。分析了纳米金刚石的粒度、物相结构、表面基团情况、表面元素情况和热稳定性,实验表明:纳米金刚石极易发生团聚,且表面存在丰富且大量的含氧官能团。(2)将反应分子动力学方法引入到表面吸附模拟中,构建了金刚石固体表面和均匀气体分子的模型,研究了水分子和氧气分子在金刚石表面的吸附行为。模拟结果表明:水分子和氧气分子均会以分子吸附和解离吸附两种形式吸附在金刚石表面,水分子的吸附会形成C-HO、羟基(C-OH)和烃基(C-H)结构;氧气分子的吸附会形成C-O、酮基(C=O)、醚键(C-O-C)、二氧杂环丁烷(C-O-O-C)结构。表面的吸附模拟很好的解释了金刚石表面基团的由来,揭示了暴露于空气中金刚石表面化学的形成过程。(3)在空气气氛下,对纳米金刚石进行了一系列的高温热处理,研究了温度对纳米金刚石表面化学和在水中分散行为的影响。研究表明:合适的热处理能够提高纳米金刚石表面亲水基团的含量,增大表面Zeta电位的绝对值,降低纳米金刚石的平均粒径并提高分散性和分散稳定性。HTHP ND的最佳热处理温度为420℃,而DND为480℃。在热处理过程中,纳米金刚石表面会经历脱氢、吸附氧和燃烧三个阶段。(4)建立了纳米金刚石高温氧化的MD模型,研究了高温氧化过程中金刚石表面的演化机理。仿真结果表明:高温下氧气分子和水分子在金刚石表面上的吸附结构和在低温下基本一致,这些结构在升高温度时变化主要发生在(111)面,体现为酮基数量的增加。金刚石表面上的C原子在高温氧化时会以CO、CO和石墨化三种形式被去除,综合对比,最耐氧化的是(100)表面,最易被氧化的是(111)表面。

关键词：纳米金刚石空气热处理反应分子动力学吸附氧化

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金属有机框架的孔道调控及碳捕集

金属有机框架的孔道调控及碳捕集

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作者：贾苗苗暨南大学

学位级别：硕士

过量的碳排放会造成严重的环境问题。研究碳捕集以减少CO排放具有重要意义。吸附法已被证明具有较好的CO捕获效率。金属有机框架(MOFs)具有极高的比表面积和孔隙率以及可调的孔结构和物化特性,在碳捕集中展现出巨大的应用潜力。吸附主... 详细信息

过量的碳排放会造成严重的环境问题。研究碳捕集以减少CO排放具有重要意义。吸附法已被证明具有较好的CO捕获效率。金属有机框架(MOFs)具有极高的比表面积和孔隙率以及可调的孔结构和物化特性,在碳捕集中展现出巨大的应用潜力。吸附主要依赖于吸附剂的孔径和性质。基于此,本文通过对MOFs进行后合成修饰以调节孔道结构和微环境,提高碳捕获能力。主要研究内容如下:(1)开发了一种简便且环保的空气热处理(ATP)策略用于MOFs的活化和纯化。通过在封闭空间中热处理MOFs,热化和加压的空气可辅助MOFs中残留的客体分子和不完全配位的配体克服逃逸的能量壁垒。在确保晶体完整性的同时,所得MOFs具有微/中孔的多级结构且比表面积和孔容分别增加36%和72%。通过调节处理温度,ATP策略可以无需调制器/模板而用于制备具有微/中/大孔多级超结构的MOFs,这有利于改善对目标分子的吸附能力和选择性。在298 K和1.0 bar下,MOF吸附剂的CO吸附量从3.7 mmol g增加到4.5 mmol g,CO/N(50:50)的选择性从9.1增加到16.3。(2)开发了一种有效的溶剂蒸气辅助自转化策略制备纳米颗粒/MOFs,以提高MOFs的碳捕集能力。基于溶剂中水杂质引起配位键水解以及配体在热和碱性下脱羧,MOFs的部分金属中心可以直接转化为碱式碳酸盐纳米颗粒(BC)。由于自转化受水杂质含量的调节且MOFs可以通过有机溶剂得到纯化,BC-MOFs保持良好的结晶度,并表现出优异的孔隙率。BC-Cu BTC的BET比表面积和孔容分别提高39%和53%。由于比表面积的改善、开放金属位点的增加以及来自碱式碳酸盐的碱度,BC-MOFs对CO的亲和力更高,并具有显著改善的CO捕集性能,从而在吸附量和选择性之间取得良好的平衡。例如,在298 K和1.0 bar下,用乙醇自转化BC-MOF的CO吸附量从3.7 mmol g增加到5.8 mmol g,CO/N(15:85)选择性从11.4增加到29.2。

关键词：金属有机框架后修饰活化空气热处理吸附 CO2捕集

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纳米晶软磁合金Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的X射线光电子谱分析

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金属功能材料 1998年第2期5卷 83-86页

作者：陈文智冶金部钢铁研究总院非晶中心

本文研究了纳米晶软磁合金Ｆｅ７３５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３５Ｂ９在制备态、５５０℃氩气退火和５００℃空气退火后表面层的元素状态及分布。在制备态样品的表面有少量的氧；经５５０℃氩气退火后表面含氧量有所增加；而经过５００... 详细信息

本文研究了纳米晶软磁合金Ｆｅ７３５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３５Ｂ９在制备态、５５０℃氩气退火和５００℃空气退火后表面层的元素状态及分布。在制备态样品的表面有少量的氧；经５５０℃氩气退火后表面含氧量有所增加；而经过５００℃空气退火后，样品表面具有很高的含氧量，富氧层深度也达到２４ｎｍ以上。样品表面的氧主要以Ｆｅ２Ｏ３及ＳｉＯ２的形式存在。

关键词：纳米晶合金空气热处理 XPS 软磁合金

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