超高比表面积氮掺杂多孔碳材料的制备及其超级电容性能

以蔗糖为碳源、尿素为氮源、草酸钾为活化剂,通过简单的研磨和高温碳化制备了具有超高比表面积(大于3000 m^(2)·g^(-1))的氮掺杂多孔碳材料。采用多种手段对多孔碳材料的微观形貌、比表面积、孔结构和表面氮物种进行了表征,探究了不同温度下草酸钾和尿素对碳材料的比表面积、氮含量和超级电容性能的影响。结果表明,仅使用草酸钾作为活化剂制备的碳材料KC-800的比表面积为1114 m^(2)·g^(-1),而同时使用草酸钾和尿素制备的样品KNC-800的比表面积高达3033 m^(2)·g^(-1)。在以6.0mol·L^(-1)KOH为电解液的三电极体系中,当电流密度为0.5 A·g^(-1)时,KNC-800的比电容为405 F·g^(-1),而KC-800的比电容仅为248 F·g^(-1)。这表明草酸钾和尿素的加入显著提高了多孔碳材料的比表面积和超级电容性能。电容贡献分析表明,KNC-800的双电层电容值和赝电容值均高于KC-800。KNC-800在电流密度为0.5 A·g^(-1)时经过10000次循环后仍能保持98.3%的初始比电容,表现出优异的循环性能。

硬模板法制备大比表面积钼酸钴及其有氧氧化脱硫性能

以氯化钴和钼酸铵为原料、KIT-6为硬模板,结合碱蚀过程制备了大比表面积的钼酸钴催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和N_(2)吸附-脱附技术确定了催化剂的形貌和结构特征。以介孔钼酸钴为催化剂、O_(2)为氧化剂,氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩。考察反应温度、O_(2)流量、催化剂加入量以及硫化物种类对脱硫率的影响。试验结果表明,最佳的反应条件如下:模拟油量为20 mL,催化剂加入量为0.05 g,O_(2)通入流量为200 mL/min,反应温度为110℃,反应时间为60 min。在此条件下脱硫率可以达到96.2%,催化剂重复使用5次后活性没有明显降低。机理研究结果表明,在催化剂作用下形成的超氧自由基是催化剂具有较高脱硫活性的关键。

利用高纯铝酸洗废渣制备大孔高比表面积拟薄水铝石研究

以硫酸铝、氢氧化钠及高纯铝酸洗废渣为原料,采用双铝法制备拟薄水铝石,研究了pH值、反应温度及尿素添加量对拟薄水铝石的形成及结构的影响与合成条件对拟薄水铝石形成时的物相及结构性能的影响。结果表明,随着反应温度升高,拟薄水铝石比表面积和孔容增大,结晶度提高。pH值6.5~9.5时,可以得到明显的拟薄水铝石物相;pH值达到10.5时,会产生三水铝石相。添加尿素能显著增加拟薄水铝石的比表面积和孔径。

高比表面积3YSZ粉体注射成型工艺参数优化及制品力学性能

为解决高比表面积的3YSZ陶瓷粉末难以应用于注射成型工艺的问题,以比表面积为18 m^(2)/g的3YSZ陶瓷粉末为原料,以生坯质量为正交试验的评价标准,优化得到了最优注射参数,并对烧结制品的力学性能进行了研究。结果表明:参数影响力的顺序为注射压力>保压时间>注射速度>注射温度,适用于该粉体的最优注射参数为注射温度165℃,注射压力110 kg,注射速度为85 g/s,在70 kg下保压1 s。将使用该工艺得到的生坯脱脂后,于1350℃下烧结即可得到相对密度为98.5%,维氏硬度为13.42 GPa,断裂韧性为6.47 MPa·m^(1/2)的四方多晶氧化锆陶瓷。

钼粉粒度与比表面积的关系

对钼粉的费氏粒度、粒度分布、颗粒尺寸、微观形貌和比表面积进行测量,并结合理论计算,研究了钼粉的粒度与比表面积之间的关系。结果表明:钼粉的比表面积与平均粒度成反比例函数关系,颗粒尺寸与实测比表面积规律大致符合理论计算的趋势;当钼粉颗粒形状为球形时,颗粒尺寸越均匀、团聚程度越低,实测的比表面积结果越接近理论计算的结果。

影响勃氏法水泥比表面积测定结果的操作关键点分析

水泥细度是影响水泥各项性能的一个重要指标,而水泥比表面积是表征水泥细度的一种常用方法。为准确测定水泥样品的比表面积,该文以GB/T 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》标准为依据,从测定水泥比表面积的方法出发,分析并整理试验过程中需注意的操作关键点,以期为检测人员更好的把握检测要点和完成检测工作提供一定的参考。

凝灰岩粉比表面积对水泥浆体性能的影响

采用不同比表面积的凝灰岩粉取代30%水泥(按总胶凝材料质量计),研究了不同比表面积凝灰岩粉对水泥净浆流动度、胶砂强度、水化热的影响,以及凝灰岩粉取代水泥对碳排放量的影响。结果表明:比表面积381 m^(2)/kg的凝灰岩粉取代水泥可提升净浆初始流动度,但随着凝灰岩粉比表面积增大,净浆初始流动度明显降低;不同比表面积凝灰岩粉对3 d胶砂抗压强度的贡献与粉煤灰、矿渣粉相近,但对28、56 d胶砂抗压强度的贡献低于粉煤灰和矿渣粉;凝灰岩粉比表面积增大有利于提升胶砂抗压强度,但比表面积由495 m^(2)/kg增至700 m^(2)/kg时,对胶砂抗压强度的提升效果有限,综合考虑经济性和抗压强度,作矿物掺和料时凝灰岩粉宜磨细至比表面积495 m^(2)/kg;粉煤灰、矿渣粉和凝灰岩粉取代水泥均能降低水化放热速率峰值和72 h累计放热量,比表面积700 m^(2)/kg的凝灰岩粉对水泥水化进程的加速效果强于粉煤灰、矿渣粉和其他比表面积凝灰岩粉;495 m^(2)/kg比表面积的凝灰岩粉取代30%水泥后制成的复合胶凝材料,碳排放量降低29.5%。

酸法工艺磷酸铁比表面积影响因素研究

磷酸铁作为磷酸铁锂的前驱体,其比表面积增大有利于磷酸铁锂电池的电荷转移阻抗降低、倍率性提高。通过改变酸法工艺中氨水和双氧水的滴加顺序和反应温度来影响磷酸铁析晶条件,利用磷酸铁初始形态来调控转晶过程,探究磷酸铁比表面积的影响因素。结果表明,当铁磷比大于0.98时,改变氨水的加入顺序,比表面积有所提升,改变双氧水加入的顺序且第一次加入双氧水的量为二分之一时,比表面积为6.9 m^(2)/g以上,当反应温度为70℃时,比表面积有所提升。

正极铅膏比表面积对铅蓄电池性能影响

制作不同比表面积的正极铅膏,均匀填涂入正极板栅,经滚压、固化干燥工艺后,搭配负极极板、隔膜、硫酸电解质,组装成2V4Ah模拟电池和2V20Ah单格电池,并进行电池性能测试,探索不同比表面积的正极铅膏对铅蓄电池性能影响。

水泥比表面积测试方法对比分析

水泥比表面积是衡量水泥质量的强制性指标,对水泥的性能有着重要影响。对比气法、比浊法、比较法、压汞法和勃氏法等5种测试方法进行梳理和对比,分析各种方法的检测原理、检测方法、影响因素和优缺点。结果表明:在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测定方法,并注意测定过程中的细节,以获得准确可靠的测定数据。

水泥中熟料与混合材比表面积定量表征方法的研究

明确水泥中熟料与混合材的比表面积是设计配制水泥,降低水泥熟料系数的基础。本文利用水泥中熟料与混合材密度差异的特点,通过划分水泥粒度区间,采用试验加计算的方式研究了水泥中熟料与混合材比表面积的定量表征方法。结果表明,随着水泥粒径的增加,熟料含量逐渐增加,混合材含量逐渐降低。P·C 42.5水泥0~20μm区间的比表面积为612.9 m^(2)/kg,熟料含量为64%;>45μm区间的比表面积为61.8 m^(2)/kg,熟料含量为93%。经计算,比表面积为380 m^(2)/kg的P·C 42.5水泥中,熟料比表面积约为334 m^(2)/kg,混合材表面积约为639 m^(2)/kg。

科学研究成果与物理化学实验的融合——溶液法测定棉秸秆活性炭比表面积

在“新工科”建设背景下,探索科学研究成果与《物理化学实验》课程教学相融合的实验教学模式改革,将科研实验“生物质活性炭的制备”融入“溶液吸附法测定固体比表面积”实验。实验教学中引导学生探索利用农业废弃物“新疆阿克苏长绒棉秸秆”制备活性炭并测定其比表面积,同时考察吸附温度对吸附平衡常数K的影响,得到该吸附反应的吸附热力学函数。将科学研究与物理化学实验相融合,把验证型实验改造成创新性、综合性实验,增强学生的创新能力和科学素养的培育,促进应用型人才培养质量提升。

基于改进酸再生机组喷嘴设计提高铁红比表面积研究

某冷轧酸再生机组负责处理酸洗线废酸和供给再生酸,废酸经由脱硅系统、焙烧炉系统等工艺环节处理,生产出再生盐酸供给酸洗线使用,同时产出高附加值的副产品铁红,铁红一般指Fe_(2)O_(3)。Fe_(2)O_(3)是一种无机化合物,为红棕色粉末。软磁铁氧体材料用Fe_(2)O_(3),化学纯度高,颗粒细而均匀,呈球状布局,SBET(比表面积),通常在3.0 m^(2)/g,比表面积也是衡量铁红的一项重要理化指标,本文针对铁红比表面积进行研究,研究一种可以通过改善喷枪雾化效果,达到提高铁红比表面积的喷嘴。

显微CT技术测量不规则多孔悬浮载体比表面积初探

循环水产养殖系统(RAS)中最关键的水处理过程是氧化有害的含氮化合物,移动床生物膜反应器(MBBR)是去除水体中有害含氮化合物的默认设计选择,而悬浮载体是MBBR系统的核心部件。为了较准确地评估MBBR中的载体性能,建立一种简单快速有效的悬浮载体比表面积测量方法,使用显微CT技术对两种不规则多孔悬浮载体进行扫描建模,获得载体性能最重要的指标——比表面积参数,并通过数学模型验证了计算的准确性。结果显示,与BET气体吸附法相比,显微CT法测得的比表面积更适用于评估载体性能。

对不同粉磨方式及比表面积的矿渣粉制备超细水泥的研究

将物料按照设计超细水泥配比方案,放入试验小磨共同粉磨至规定比表面积配制的超细水泥,随着比表面积的增加,凝结时间逐渐变短,早期强度增长明显,后期强度增长较为缓慢;单独粉磨矿渣粉配制的超细水泥,随着比表面积的增加,凝结时间逐渐变长,早期强度的增长不如共同粉磨配制的超细水泥,而后期强度增长优于共同粉磨的水泥。

BET法测定勃姆石比表面积的研究

采用不同的预处理温度、预处理时间和相对压力等条件,对勃姆石的比表面积进行测定,并依据建立的数学模型,分析不确定度产生的来源,对各不确定度分量和扩展不确定度进行计算。结果表明,测量勃姆石比表面积的最佳预处理温度为110℃,处理时间为3 h,BET单点法相对压力取值为0.20。测量不确定度主要来自于单层饱和吸附量的测定和仪器校准,勃姆石试样的比表面积为3.89 m^(2)/g,扩展不确定度为0.36 m^(2)/g。

骨料的相对比表面积对混凝土弹性模量影响

为快速比选并确定工程的混凝土骨料料源,基于分形理论研究了不同岩性骨料的物理特征,提出骨料相对比表面积(RSSA)参数来快速表征不同骨料的可加工程度,并建立了骨料相对比表面积(RSSA)与混凝土弹性模量的关系。结果表明:骨料的RSSA与母岩中的坚固矿物成分、矿物粒径大小关系密切,且坚固矿物成分的微粒含量与破碎后的骨料的RSSA成正相关,而骨料的RSSA与其细度模数、表观密度呈负相关,与石粉含量、压碎指标呈正相关;相同强度等级下,所制成混凝土水胶比、弹性模量与骨料的RSSA基本呈线性递减关系。

原材料比表面积和松装密度对ITO靶材密度的影响

本文利用砂磨、造粒、模压成型、高温烧结一系列方法制备出In_(2)O_(3):SnO2=90:10的ITO粉体与高密度的ITO靶材,研究了In_(2)O_(3)和SnO2比表面积和ITO粉末松装密度对ITO靶材密度的影响。In_(2)O_(3)粉末比表面积采用7g/m^(2)、9g/m^(2)、10g/m^(2)、12g/m^(2),SnO2比表面积采用6g/m^(2)、8g/m^(2)、10g/m^(2)、14g/m^(2),砂磨介质氧化锆磨球采用0.3mm、0.5mm、0.8mm,进行多批次砂磨实验,采用统一烧结曲线。结果表明:当In_(2)O_(3)比表面积在12g/m^(2)左右时,SnO2比表面积在10g/m^(2)左右时,采用0.8mm氧化锆磨球砂磨,松装在1.5g/cm^(3)~1.55g/cm^(3)之间,粉末成型烧结时ITO靶材密度最高。

比表面积对低碳胶凝材料性能的影响研究

为降低煤矸石大量堆放对环境土壤的污染,实现煤矸石的大量资源化利用,基于目前双碳战略和胶凝材料低碳化的目标,以煤矸石为主要组分制备煤矸石质低碳胶凝材料,研究不同煤矸石低碳胶凝材料的比表面积对其性能的影响以及其掺入比例对混凝土性能的影响。结果表明,随着煤矸石质低碳胶凝材料比表面积的增大,其7 d和28 d活性指数表现出先升高后降低的趋势,在其比表面积为612 m^(2)/kg时,其性能最佳。进一步将煤矸石质低碳胶凝材料掺入到C30混凝土中,在其掺量为胶凝材料45%时,混凝土表现出最佳的性能。

钻井液加重材料比表面积测试及吸附特性实验研究

深井超深井钻井过程中,为了平衡地层压力,需要在钻井液中加入加重材料。加重材料对钻井液中水分子和处理剂的吸附作用,会影响甚至恶化钻井液的性能。为了探究加重材料在钻井液中的存在形式及吸附特性,基于低场核磁共振,建立了液相条件下加重材料比表面积的测量方法。通过低场核磁共振法和粒度推算法,分析了密度为1.1~2.4 g/cm^(3)的水基钻井液中加重材料液相与干粉状态的比表面积及其变化规律。通过有机碳吸附和流变性测试实验,探讨了不同密度下加重材料的吸附能力。结果表明,不同密度下加重材料对不同处理剂的吸附能力不同。在密度为1.2、1.8和2.4 g/cm^(3)的500 mL钻井液中对磺化褐煤的吸附量分别为10.83、13.06和17.69 g,实验结果与低场核磁共振所得到的比表面积具有相关性。