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逆水煤气变换反应机理及催化剂研究进展

燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：李鹏阳王改荣牛佳星王小艾韩星张彩东田志强李兰杰河北河钢材料技术研究院有限公司河北省氢冶金低碳技术重点实验室

逆水煤气变换（RWGS）反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO2经逆水煤气变换反应转化为CO，并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料，对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本工作首先总结了RWGS反应机理，依据CO... 详细信息

逆水煤气变换（RWGS）反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO2经逆水煤气变换反应转化为CO，并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料，对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本工作首先总结了RWGS反应机理，依据CO2转化为CO路径中H2是否直接参还原反应，分为氧化还原机理和缔合机理，其中缔合机理包括甲酸盐、羧酸盐以及碳酸盐三种路径，并介绍了近年来关于RWGS反应机理研究的最新发现；其次综述了RWGS反应中的CO2和H2共进料热催化转化催化剂体系和化学循环催化剂体系的研究进展，分析讨论了Pt、Ni、Cu等金属基催化剂和金属碳化物、磷化物催化材料的RWGS反应性能，以及钙钛矿型储氧材料（OSM）在化学循环反应中的应用。最后，针对目前存在的问题和未来可能的解决方案进行了讨论与展望，以期为后续RWGS催化材料的研究提供一定的借鉴。

关键词：逆水煤气变换二氧化碳一氧化碳反应机理催化剂

烧结温度对NiFeCoCr高熵黏结钨合金组织与性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 2970-2979页

作者：姜雪韩勇袁媛刘瑛中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 紫金矿业新能源新材料科技(长沙)有限公司湖南长沙410036

选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相,采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组织... 详细信息

选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相,采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:合金微观组织中形成HEA黏结相,为面心立方(FCC)结构的γ(Ni-Fe-Co-Cr,W)相,出现密排六方(HCP)结构的Cr_(2)O_(3)相。合金的相对密度随烧结温度的升高呈现先上升后下降的趋势。在1250℃烧结后,相对密度达最高为98%;合金中W晶粒粒径小(≤10μm),同时拉伸强度达最大值为1409 MPa,断口形貌主要为W−W解离断裂。HEA的固溶强化、W的细晶强化、偏聚相Cr_(2)O_(3)的弥散强化是造成高强度的主要原因。

关键词：钨合金高熵合金放电等离子烧结微观组织力学性能

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基于高面容量锌溴液流电池的电堆结构及负极材料设计与优化

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储能科学与技术 2024年第2期13卷 370-380页

作者：孙晓云王德仁孟琳任忠山李森森北京科技大学新材料技术研究院北京100083 江苏恒安储能科技有限公司江苏南京211153

双碳目标下,大规模长时储能对以新能源为主体的新型电力系统发展至关重要。锌溴液流电池兼具低成本和高能量密度优势,在能源存储领域有良好的发展前景。作为半沉积型电池,锌沉积面容量的大小对电池储能时长和经济性均有重要影响。本研... 详细信息

双碳目标下,大规模长时储能对以新能源为主体的新型电力系统发展至关重要。锌溴液流电池兼具低成本和高能量密度优势,在能源存储领域有良好的发展前景。作为半沉积型电池,锌沉积面容量的大小对电池储能时长和经济性均有重要影响。本研究采用高导电性的双极板,并在负极表面构建缺陷工程,成功对锌溴液流电池电堆结构和负极电极进行优化,并实现了电池在高面容量条件下的出色性能。此外,通过SEM、XPS、Raman光谱、CV、EIS以及GCD测试等方法进行表征对比,选取了中度氧化的石墨毡为最佳电极材料。优化的电堆结构与中度氧化的石墨毡相结合,在电流密度为20 mA/cm^(2)、面容量为120 mA·h/cm^(2)的条件下,电池实现了94.26%的库仑效率和82.12%的能量效率。最后,本文揭示了这一优化策略的作用机制,优化的电堆结构可以改善电池内部电流分布,且在低面容量条件下效果显著。而随着面容量的提升,只有结合负极表面的亲锌缺陷工程方可实现平坦且致密的锌沉积,并避免锌枝晶形成。结合优化后的电堆结构与负极材料,最终实现电池在高面容量条件下实现优异性能。本研究为锌溴液流电池作为长时储能设备的未来应用提供了有力支持。

关键词：锌溴液流电池高面容量均匀电流分布电堆结构缺陷工程

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超细/纳米晶WC基硬质合金制备技术研究发展现状

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 2925-2939页

作者：袁媛韩勇唐思思周飞扬刘瑛中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 紫金矿业新能源新材料科技(长沙)有限公司湖南长沙410036

超细/纳米晶WC基硬质合金具有超高强度、硬度和韧性等优点,在汽车、航空航天、国防军工等领域有着重要应用。然而,超细/纳米级WC粉末粒度小、活性大,控制超细/纳米级WC粉末在烧结过程中的快速长大粗化成为一个巨大的挑战。为了获得超细... 详细信息

超细/纳米晶WC基硬质合金具有超高强度、硬度和韧性等优点,在汽车、航空航天、国防军工等领域有着重要应用。然而,超细/纳米级WC粉末粒度小、活性大,控制超细/纳米级WC粉末在烧结过程中的快速长大粗化成为一个巨大的挑战。为了获得超细/纳米晶WC基硬质合金,从原料粉末制备、新型烧结技术开发、晶粒长大抑制剂添加和新型硬质合金设计等方面综述最新的研究进展,分析优化的制粉和烧结工艺获得的WC粉末的粒度以及烧结后合金的力学性能,并对比各种晶粒生长抑制剂对WC基硬质合金微观结构和性能的影响,比较新型的烧结方法,如低压热等静压烧结(Sinter-HIP)、放电等离子体烧结(SPS)和微波烧结(MS)对WC基硬质合金微观结构和性能的影响,阐述典型的新型纳米级硬质合金的微观结构和性能,包括无黏结剂硬质合金和高熵黏结相的硬质合金,并展望超细/纳米晶WC基硬质合金的发展前景和研究重点,以期为现代超细/纳米晶硬质合金材料及技术的发展提供新的途径。

关键词：超细/纳米晶 WC基硬质合金抑制剂新型烧结技术新型硬质合金

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光伏板智能清洁机器人设计与实现

机床与液压 2024年第11期52卷 13-19页

作者：徐晨阳周全民王春旭李侃邬伟骏吴江波秦训鹏武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司江西南昌330038 国家电投集团江西电力有限公司新能源发电分公司江西南昌330038

为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清... 详细信息

为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清洁机构进行设计计算,再通过力学分析得出机器人运动稳定性条件,然后结合机器人功能对机器人的控制系统进行设计,最后制作出机器人样机。通过对机器人进行运动和清洁性能测试,此机器人可在25°以下的斜面上稳定运动,清洁机构对于浮尘或积垢类污渍都具有一定的清洁能力,且机器人可按照设计路径自主完成清洁工作。与传统清洁方式相比,在解决光伏板灰尘覆盖问题的同时,极大地降低了人工成本,减少了水资源的浪费。

关键词：光伏板智能清洁机器人行走机构清洁机构运动稳定性控制系统

贵金属/ MOFs纳米复合结构材料及其应用进展

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复合材料学报 2024年

作者：郑唯璐张洪华江龙发游奥骐唐斯琪江西科技师范大学材料与能源学院南昌海关技术中心

金属有机框架(MOFs)由于具有巨大的比表面积、超高的孔隙率、易修饰性和大量的活性位点及多孔结构等特性引起了研究人员的广泛关注，并应用于气体储存、传感器、催化剂等领域。然而，由于其自身固有缺陷，在上述领域实际应用中受到了限... 详细信息

金属有机框架(MOFs)由于具有巨大的比表面积、超高的孔隙率、易修饰性和大量的活性位点及多孔结构等特性引起了研究人员的广泛关注，并应用于气体储存、传感器、催化剂等领域。然而，由于其自身固有缺陷，在上述领域实际应用中受到了限制。贵金属纳米材料具有优异的导电性、良好的催化性和独特的LSPR效应等特点，因此，近年来研究人员将贵金属纳米材料与MOFs进行多种形式的精妙组合构筑出纳米复合结构材料，由于二者“协同效应”产生一系列新颖特性，丰富了MOFs材料的应用领域，并显著提高了使用性能。本文综述了近年来Au、Ag、Pt等贵金属/MOFs纳米复合结构材料在催化、传感、生物医学和储氢等领域的应用进展，为制备新的纳米复合结构材料及开拓新的应用提供新思路。

关键词：金属有机框架贵金属纳米复合结构催化传感治癌

高参数垃圾电站锅炉防腐涂层体系的设计策略与评价

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材料导报 2024年第8期38卷 186-191页

作者：曲作鹏刘吉臻田欣利魏啸天汪瑞军王永田王海军华北电力大学新能源学院北京102206 江苏科环新材料有限公司江苏淮安223005 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

随着国家“双碳”战略目标的提出,垃圾发电成为城市垃圾处理的主流方式。针对高参数垃圾电站锅炉管道腐蚀减薄到一定程度时,造成泄漏甚至爆管的严重安全问题,本文在简介了高参数对锅炉腐蚀影响规律的基础上,评述了高参数条件下管道的基... 详细信息

随着国家“双碳”战略目标的提出,垃圾发电成为城市垃圾处理的主流方式。针对高参数垃圾电站锅炉管道腐蚀减薄到一定程度时,造成泄漏甚至爆管的严重安全问题,本文在简介了高参数对锅炉腐蚀影响规律的基础上,评述了高参数条件下管道的基材特性及主流涂层防护技术,重点论述了Inconel堆焊、感应熔焊、HVOF等技术及性能。因为涂层系统设计主要是对管道基体和涂层材料与工艺进行选配,同时匹配参数也是对涂层系统的主要评价指标,所以本文对热膨胀系数、导热系数、结合强度、孔隙率、服役寿命以及经济性等参数进行了系统评价,并阐述了涂层结构设计策略,包括防腐涂层的厚度设计、涂层结构设计、涂层材料组分设计等内容。根据涂层防护技术现存的主要问题,提出粉末合成设计-涂层结构设计-服役性能评价一体化研究的重要性;针对目前主要的材料体系设计比较集中于高Cr含量的FeCr系和NiCr系合金的现状,指出应开发以NiCr基辅以W、Mo等元素涂层材料,使其兼具优异的耐腐蚀和抗磨损的综合性能。最后对涂层防护技术的发展前景进行展望。

关键词：垃圾电站防腐涂层堆焊感应熔焊设计策略评价

大型平板玻璃生产线的成品吊装运输技术和仓储管理

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玻璃搪瓷与眼镜 2024年第6期52卷 18-22,17页

作者：刘万忠易云盛思意广西南玻新能源材料科技有限公司北海536000 东莞南玻太阳能玻璃有限公司东莞523141

随着平板玻璃生产制造技术的迭代式进步,其制造工艺日趋成熟,市场竞争也愈发激烈。因浮法玻璃下游客户常用的单块玻璃规格尺寸达350种以上,且厚度、质量等级切换频繁,对平板玻璃仓储管理和玻璃成品吊装运技术提出了更高的要求。某大型... 详细信息

随着平板玻璃生产制造技术的迭代式进步,其制造工艺日趋成熟,市场竞争也愈发激烈。因浮法玻璃下游客户常用的单块玻璃规格尺寸达350种以上,且厚度、质量等级切换频繁,对平板玻璃仓储管理和玻璃成品吊装运技术提出了更高的要求。某大型平板玻璃生产线通过重新规划、货架改造升级、吊装装置研发创新及优化管理模式,实现了成品仓库存储容量的最大化,提高了吊装、出入库的效率,满足了扩产成品仓库存储的需求。

关键词：浮法玻璃太阳能玻璃储存吊装和运输

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氮氧双掺杂中空多孔碳微球对四环素的电吸附特性及机理

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环境科学学报 2024年第3期44卷 71-82页

作者：李艳花黄慧婷汤贺尧蔡松韬罗方湖南工学院材料科学与工程学院衡阳421002 湖南顺隆新能源科技有限公司衡阳421002

多孔碳吸附剂去除水体中四环素(tetracycline, TC)时存在选择性低、吸附容量和吸附速率有限等问题,且吸附效果容易受到水体环境的影响.针对上述问题,本文提出采用水蒸气辅助碱活化法将回收的聚酰亚胺纤维制备成具有高氧掺杂量(15.20%)... 详细信息

多孔碳吸附剂去除水体中四环素(tetracycline, TC)时存在选择性低、吸附容量和吸附速率有限等问题,且吸附效果容易受到水体环境的影响.针对上述问题,本文提出采用水蒸气辅助碱活化法将回收的聚酰亚胺纤维制备成具有高氧掺杂量(15.20%)和氮掺杂量(4.04%)的多孔结构中空碳微球(HKCPI).通过电容去离子技术(CDI)对TC进行吸附实验,发现HKCPI电极在200 mg·L^(-1)的TC溶液中的电吸附容量高达985.7 mg·g^(-1),是自吸附的2.05倍(460.2 mg·g^(-1)).经过100次吸-脱附循环后,HKCPI对TC的吸附容量仍可保持80%以上,展示了优异的再生性和循环稳定性.通过结构表征、动力学模拟和电容去离子特性等研究发现,CDI技术的特殊电场作用充分加速了四环素分子在体系中的孔隙填充与扩散、静电吸附、π-π相互作用、氢键吸附和化学吸附等多种吸附机制,实现了协同增强HKCPI吸附四环素的速率和效率.

关键词：四环素氮氧双掺杂中空多孔碳 CDI技术