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ZrF_(4)生产工艺能耗分析

现代化工 2024年第2期44卷 223-226,232页

作者：汤宇甍汤睿钱渊姜迪徐益升华东理工大学化工学院上海200237 中国科学院上海应用物理研究所熔盐化学工程技术部上海201800

传统的ZrF_(4)生产工艺在气态HF氛围下进行,对高温反应设备要求高,产品纯度低,能耗高。研究设计了一种基于液态HF的ZrF_(4)生产工艺,并根据工业中的实际生产条件设计了气态HF法的工艺流程;通过Aspen Plus软件模拟,计算了上述两种工艺流... 详细信息

传统的ZrF_(4)生产工艺在气态HF氛围下进行,对高温反应设备要求高,产品纯度低,能耗高。研究设计了一种基于液态HF的ZrF_(4)生产工艺,并根据工业中的实际生产条件设计了气态HF法的工艺流程;通过Aspen Plus软件模拟,计算了上述两种工艺流程的总能耗。结果表明,每生产1 t ZrF_(4)产品,液态HF法的能耗总值为3097.813 kg标准油,气态HF法为6803.966 kg标准油。由此可见,液态HF法的工艺流程每年可节省54.47%的操作费用,具有更高的经济效益,对工业生产ZrF_(4)的低能耗转型具有重要意义。

关键词：能耗 ZrF_(4) 液态HF法气态HF法

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绿氢-绿氨工艺流程的多稳态模拟和动态响应

可再生能源 2024年第4期42卷 433-439页

作者：李默郭永坚董晓莹泰尔文特控制系统(中国)有限公司北京100176 剑维软件技术(上海)有限公司北京分公司北京100102 施耐德电气(中国)有限公司上海分公司上海200062 华东理工大学化工学院上海200237 大连理工大学盘锦产业技术研究院辽宁盘锦124221

绿氢-绿氨工艺是指利用可再生能源发电、电解水制氢得到的氢气为原料合成氨的工艺流程,其具有受天气条件影响、负荷波动大、工段间耦合性强的特点。为研究绿氢-绿氨工艺流程中发输变电、电解水制氢、储氢、电化学储能、合成氨等工段之... 详细信息

绿氢-绿氨工艺是指利用可再生能源发电、电解水制氢得到的氢气为原料合成氨的工艺流程,其具有受天气条件影响、负荷波动大、工段间耦合性强的特点。为研究绿氢-绿氨工艺流程中发输变电、电解水制氢、储氢、电化学储能、合成氨等工段之间的系统集成和协同调度方案,利用新一代流程模拟软件AVEVA Process Simulation建立了稳态-动态双模式通用型绿氢-绿氨全流程工艺模型,并通过多稳态模拟的手段分析了系统对天气变化的动态响应。结果表明,合理设计和调度储氢和储能单元不仅可以显著稳定化工生产、合理消纳可再生电力,还能稳定网电补充,提高整体经济效益。

关键词：可再生能源绿氢绿氨合成氨流程模拟动态响应

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无溶剂法合成小晶粒ZSM-5及丁烯催化裂解性能

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：麻馨杨佳宝周健秦玉才宋丽娟辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室中国石油大学(华东)化学化工学院中石化(上海)石油化工研究院有限公司

采用无溶剂法合成了四种不同硅铝比的小晶粒ZSM-5分子筛，运用XRD、SEM和N2吸附等温线等对其晶体结构和织构性质进行了表征，并运用NH3-TPD和Py-FTIR探究了分子筛的酸性质，考察了ZSM-5分子筛的丁烯催化裂解反应性能。结果表明，无溶剂... 详细信息

采用无溶剂法合成了四种不同硅铝比的小晶粒ZSM-5分子筛，运用XRD、SEM和N2吸附等温线等对其晶体结构和织构性质进行了表征，并运用NH3-TPD和Py-FTIR探究了分子筛的酸性质，考察了ZSM-5分子筛的丁烯催化裂解反应性能。结果表明，无溶剂法合成的H型ZSM-5分子筛晶粒呈近球形，粒径（约160 nm）分布均匀。C4烯烃裂解性能与文献已报道水热合成小晶粒ZSM-5分子筛相当，随硅铝比增加丁烯催化裂解活性降低，但乙烯和丙烯选择性明显提高。根据产物分析证实低硅铝比的ZSM-5分子筛较高的酸密度会导致烯烃分子通过氢转移反应生成烷烃，从而降低目标产物的选择性。

关键词： ZSM-5分子筛无溶剂法催化裂解酸密度氢转移反应

煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 69-82页

作者：杨科何淑欣何祥初茉周伟袁宁陈登红龚鹏张元春安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南232001 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用,造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭,煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷,已成为制... 详细信息

我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用,造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭,煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷,已成为制约矿区绿色低碳、高质量发展的难题。大宗煤基固废协同利用与绿色充填是解放“三下一上”压煤,延长矿井服务年限,实现固废无害化、资源化、规模化“三化”利用的有效途径。基于产煤大省山西省、“华东能源粮仓”安徽两淮基地及宁东能源化工基地的煤基固废种类和产量,详细阐述了以煤矸石、粉煤灰、炉底渣、气化渣和脱硫石膏等为主要材料的煤基固废通过重金属吸附解吸和络合钝化技术实现无害化处置,列举煤基固废分类应用于低热值煤基固废发电、制备建筑材料如水泥、砖瓦等资源化利用途径,对比分析煤基固废采煤沉陷区复垦回填及井下充填规模化利用途径,突出煤基固废井下充填的优越性。基于煤电化基地深部煤炭资源,提出绿色充填开采理论与关键技术,包括深部煤矸石源头减量与采选充协同技术、充填材料高效制备与深部井下输送技术及煤基固废充填材料深部多场耦合机理,探究多源煤基固废从源头、过程到终端的深部充填开采全过程的技术原理与方法,以解决矿区深部井下充填的技术难题。根据宁东基地任家庄煤矿、山西省霍尔辛赫煤矿及淮北矿区地质条件和充填目的,分别提出超前钻孔注充低位充填方案、关键层非典型特征条件下多离层梯级注浆方案和煤基固废协同利用关键技术,综合矿山固废处置与利用、深部煤炭资源开发利用、地表沉陷控制、生态环境保护等优势,形成煤电化基地大宗固废协同利用与绿色开采模式,为煤炭开采高质量化和环境低损伤化提供参考。

关键词：煤电化基地煤基固废协同利用深部开采源头减量采选充一体化

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煤气化过程反应模型研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 3593-3612页

作者：丁路王培尧孔令学白进于广锁李文王辅臣华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237 华东理工大学含碳废弃物资源化零碳利用教育部工程研究中心上海200237 中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室山西太原030001

煤炭是我国能源安全的压舱石,煤气化作为煤炭清洁高效利用的核心技术对实现“碳达峰、碳中和”的战略目标具有重要作用。基于动态原位表征揭示煤气化反应机理并建立煤气化模型,对拓展煤炭和生物质等含碳物料作为气化原料的适用性,开发... 详细信息

煤炭是我国能源安全的压舱石,煤气化作为煤炭清洁高效利用的核心技术对实现“碳达峰、碳中和”的战略目标具有重要作用。基于动态原位表征揭示煤气化反应机理并建立煤气化模型,对拓展煤炭和生物质等含碳物料作为气化原料的适用性,开发新型高效的气化技术有重要的理论指导价值。同时,煤灰的流动性质是影响气化炉长周期稳定运行的关键指标。本文详细综述了煤气化过程的动力学模型、热力学模型、床层模型以及煤灰流动性的预测模型,对比了各类模型的优缺点、适用的条件以及描述气化过程的性能,指出了不同方法建立的模型存在的问题,为气化过程的总包反应模型建立提供了理论指导,并针对煤气化过程反应模型未来的研究重点进行了展望。

关键词：煤气化动力学模型热力学床层模型煤灰流动性预测模型

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非对称氧掺杂对石墨烯/二硒化钼异质结肖特基势垒的调控

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物理学报 2022年第1期71卷 234-242页

作者：郝国强张瑞张文静陈娜叶晓军李红波华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 中国科学技术大学化学与材料科学学院合肥230026

在纳米逻辑器件中,制造低的肖特基势垒仍然是一个巨大的挑战.本文采用密度泛函理论研究了非对称氧掺杂对石墨烯/二硒化钼异质结的结构稳定性和电学性质的影响.结果表明石墨烯与二硒化钼形成了稳定的范德瓦耳斯异质结,同时保留了各自的... 详细信息

在纳米逻辑器件中,制造低的肖特基势垒仍然是一个巨大的挑战.本文采用密度泛函理论研究了非对称氧掺杂对石墨烯/二硒化钼异质结的结构稳定性和电学性质的影响.结果表明石墨烯与二硒化钼形成了稳定的范德瓦耳斯异质结,同时保留了各自的电学特性,并且形成了0.558 eV的n型肖特基势垒.此外,能带和态密度数据表明非对称氧掺杂可以调控石墨烯/二硒化钼异质结的肖特基接触类型和势垒高度.当氧掺杂在界面内和界面外时,随着掺杂浓度的增大,肖特基势垒高度都逐渐降低.特别地,当氧掺杂在界面外时, n型肖特基势垒高度可以降低到0.112 eV,提高了电子的注入效率.当氧掺杂在界面内时, n型肖特基接触转变为欧姆接触.平面平均电荷密度差分显示随着掺杂浓度的增大,界面电荷转移数量逐渐增多,导致费米能级向二硒化钼导带底移动,证实了随着氧掺杂浓度增大肖特基势垒逐渐降低,并由n型肖特基向欧姆接触的转变.研究结果将对基于石墨烯的范德瓦耳斯异质结肖特基势垒调控提供理论指导.

关键词：异质结密度泛函理论非对称掺杂肖特基势垒

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单离子聚合物快离子导体

物理化学学报 2023年第8期39卷 115-124页

作者：薛国勇李静陈俊超陈代前胡晨吉唐凌飞陈博文易若玮沈炎宾陈立桅中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所创新实验室卓越纳米科学中心江苏苏州215123 上海交通大学化学化工学院上海200240

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自... 详细信息

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自由基聚合反应形成的三元无规共聚单离子快离子导体(SISC)。该SISC中包含丰富的锂离子传输位点和具有阴离子锚定功能的阴离子受体。此外,三种不同单体的共聚反应带来低结晶度和低玻璃化转变温度(T_(g)),有利于链段运动,从而获得小的锂离子传输的活化能(E_(a))。电化学测试结果表明,该SISC的室温离子电导率和锂离子迁移数分别达到1.29·mS·cm^(-1)和0.94。将SISC与锂金属负极和多种正极(包括LiFePO_(4)、LiCoO_(2)和硫化聚丙烯腈(SPAN))原位聚合,组装得到的全固态电池具有良好的电化学稳定性。其中,Li||LiFePO_(4)全固态电池表现出高达8C的倍率性能和良好的循环寿命(在0.5C倍率下稳定循环>700圈)。这项工作提供了一种新颖的聚合物基快离子导体设计理念,对于发展高性能全固态电池具有重要意义。

关键词：全固态锂金属电池聚合物固态电解质超离子导体单离子导体原位聚合倍率性能

pH值响应性超支化多臂共聚物的合成及其自组装行为研究

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高分子学报 2007年第10期17卷 986-992页

作者：钟玲贺小华周永丰颜德岳潘才元上海交通大学化学化工学院上海200240 华东师范大学化学系上海200062 中国科学技术大学高分子科学与工程系安徽230026

以超支化双硫酯为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法,合成了以超支化聚酯(Boltorn H20)为核,聚丙烯酸为臂的两亲性超支化多臂共聚物(H20-star-PAA),并通过紫外分光光度计、动态光散... 详细信息

以超支化双硫酯为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法,合成了以超支化聚酯(Boltorn H20)为核,聚丙烯酸为臂的两亲性超支化多臂共聚物(H20-star-PAA),并通过紫外分光光度计、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对它在水溶液中的pH响应的自组装行为进行了研究.结果表明,在稀溶液条件下,H20-star-PAA始终以单分子胶束的形式存在,随着溶液pH的降低,胶束的PAA壳层会逐步塌缩,导致胶束尺寸减小;而在浓溶液条件下,当溶液的pH较低时,单分子胶束会进一步聚集形成多分子胶束.

关键词：可逆加成-断裂链转移超支化丙烯酸自组装

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YAG晶体位错密度分布及蚀坑形貌

硅酸盐学报 2023年第6期51卷 1396-1405页

作者：张瑞梅大江石小兔张庆礼马荣国张俊蕊窦仁勤孙贵花王小飞张德明高进云上海工程技术大学化学化工学院上海201620 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 先进激光技术安徽省实验室合肥230037 中国科学技术大学合肥230026

YAG晶体在光电子领域有着重要的应用,晶体生长的缺陷控制是需要解决的瓶颈问题。本工作研究了缩颈和无缩颈提拉法生长的YAG晶体的位错形貌及密度分布,通过对YAG晶体进行抛光、浓磷酸位错腐蚀和金相显微镜分析研究,发现YAG晶体的头部位... 详细信息

YAG晶体在光电子领域有着重要的应用,晶体生长的缺陷控制是需要解决的瓶颈问题。本工作研究了缩颈和无缩颈提拉法生长的YAG晶体的位错形貌及密度分布,通过对YAG晶体进行抛光、浓磷酸位错腐蚀和金相显微镜分析研究,发现YAG晶体的头部位错密度最大,等径处的位错密度最小,延伸至收尾处位错密度略升高,缩颈结束收细直径的地方位错密度显著降低;分析了不同晶向的YAG位错腐蚀坑形貌,由表面模型计算了YAG各晶面的表面能,结果表明:YAG晶体位错蚀坑相对稳定的外露面为(110)和(112)面。通过极射投影图进一步说明了(110)和(112)面的稳定性及其与晶面的位置关系是决定位错腐蚀坑形貌的重要原因。

关键词：钇铝石榴石位错蚀坑各向异性表面能极射投影