碳助磨制备纳米镁铝储氢合金的结构及储氢性能研究

以改性无烟煤为助磨剂,在氢气气氛下球磨制备了具有纳米结构的镁铝合金储氢材料,通过SEM,XRD,TPD等手段对比研究了球磨吸氢材料及静态再吸氢材料的晶相结构及放氢动力学性能。结果表明:改性无烟煤具有良好的助磨作用,经5.5h球磨,材料平均粒度可达74nm;镁铝合金经反应球磨后,其中的Mg转化成了β-MgH2和γ-MgH2,放氢峰温低于300℃;静态再吸氢后,MgH2全部以β-MgH2存在,且晶体粒度增长60%,Mg17Al12分解为单质Mg和Al,其中单质Al使储氢材料放氢活化能降低,用Kissinger方程计算出球磨储氢和再吸氢材料的放氢一级表观活化能分别为107.3kJ/mol和67.1kJ/mol。

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料，经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料，研究了储氢材料结构及吸放氢性能，并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明，在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3；添加15％（质量分数）烟煤，经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒，且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大，在2MPaH2下吸氢量在350℃达到最大值，约3．77％（质量分数），在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式得出储氢材料在300～350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56．6kJ／mol H2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度，表明材料在250℃开始放氢，388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H，该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。

微晶碳在镁基复合储氢材料中的作用

为了提高金属镁的放氢动力学性能，将无烟煤经脱灰并碳化后制得的微晶碳添加到镁粉中，用氢气反应球磨法一步制得高性能镁碳复合储氢材料。用X射线衍射和红外光谱对微晶碳的结构进行了表征，用透射电镜、引射线能谱、粉末X射线衍射对储氢材料的结构进行了测试，用差示扫描量热分析和P—C-T分析对材料的储氢性能进行了研究。结果表明，微晶碳具有类石墨晶体结构，对镁有良好的助磨作用，并与镁有协同吸氢和放氢作用。镁粉中添加40％微晶碳，球磨2h的粒度即可达到30-50nm，储氢材料的初始放氢温度可低至227.4℃，储氢密度可达6.7％。

针状焦在反应球磨制备镁基储氢材料中的作用

将针状焦用于氢气反应球磨法制备镁基储氢材料。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、排水法放氢测试装置分别对材料的形貌、晶相、放氢温度、放氢量进行了分析。结果表明,针状焦是镁粉的高效助磨剂,添加5%(质量分数)的针状焦即可基本消除镁粉"冷焊"现象,经3h球磨后镁粉粒度达20～60nm,镁氢化生成MgH2,储氢材料的初始放氢温度为324.2℃,放氢量高达4.35%(质量分数)。当针状焦的添加量过大时,针状焦过度的润滑作用不利于镁颗粒的粉碎和吸氢。

新高考志愿填报模式下矿业类专业招生政策探讨

为了响应国家政策调整,山东省于2020年开始执行新的专业优先的高考招生模式。探讨在专业优先的高考志愿填报模式下,矿业类专业应该积极调整的招生政策。

铝对镁碳储氢材料性能的影响

在球磨法制备镁碳储氢材料的过程中添加铝,制备了储氢材料50Mg40C10Al。用透射电子显微镜、X射线衍射和差示扫描量热分析对储氢材料的粒度、结构和放氢温度进行了测定。结果表明,球磨过程中铝不储氢;添加铝能提高镁碳储氢材料的储氢密度并降低其放氢温度,50Mg40C10Al的储氢密度达5.82%(质量分数),初始放氢温度为227.4℃。

镁基储氢材料对二硫化碳的加氢反应特性

以H2反应球磨法制备了镁基储氢材料,用储氢材料加热释放出的氢使CS2发生加氢反应生成H2S。X射线衍射分析表明,Mg球磨过程中与H2反应生成晶态MgH2,再经加热后释放出氢又成为晶态Mg;CS2与MgH2放出的氢反应生成H2S,用Pb(NO3)2溶液吸收H2S可得到晶态PbS。不同温度下的加氢实验表明,温度过低或过高都不利于储氢材料放氢与CS2加氢反应之间的匹配,只有在特定温度下才能使储氢材料的氢利用率达到最大值。

凹凸棒石的提纯及改性对其吸附性能的影响

对凹凸棒石原土进行提纯,然后分别用盐酸、NaCl、热活化、微波进行改性处理,以亚甲基蓝吸附量作为凹凸棒石吸附性能指标。结果表明,自然沉降法提纯能使凹凸棒石的吸附能力略有提高,盐酸改性能显著提高凹凸棒石的吸附能力,NaCl、热活化、微波的改性效果依次降低,改性剂浓度、热活化温度、微波处理时间过低或过度都不利于提高凹凸棒石的吸附能力。

储氢材料65Mg35C用于噻吩加氢的研究

以氢气反应球磨法制备出储氢材料65Mg35C,并利用储氢材料加热放出的高活性氢与噻吩发生加氢反应,采用TEM、XRD、DSC及自行设计的排水法放氢装置等对噻吩加氢反应前后的储氢材料进行性能测试及结构表征。分别研究了反应温度和反应时间对噻吩加氢反应的影响,并分析了加氢产物。结果表明,储氢材料与噻吩的加氢反应是在一定温度范围内进行的,同时也要考虑储氢材料的放氢温度,温度低于300℃或高于400℃时均不利于反应的进行;在一定温度下,储氢材料对噻吩加氢反应的时间短有利于产物H2S气体的逸出,时间过长有利于H2S和放氢后储氢材料中的高活性单质Mg发生反应;常压下,在适宜的反应温度范围内,储氢材料对噻吩具有加氢脱硫作用。

碳微晶结构对球磨制备镁基储氢材料的影响

以杏壳活性炭和煤基碳作为镁粉的助磨剂,用氢气反应球磨法制备了镁基储氢材料,对比研究了这两种不同微晶结构的碳在制备镁基储氢材料时作用的差异。结果表明,杏壳活性炭和煤基碳都是镁粉的有效助磨剂,能防止镁粉发生"冷焊"及粘附现象,得到分散的纳米级镁基储氢材料。杏壳活性炭对镁粉的分散性优于煤基碳,但用煤基碳作助磨剂所制得粉体的粒度更小,储氢密度更大,放氢温度更低。

肉桂酸合成新工艺研究

肉桂酸是一种重要的有机合成中间体,广泛应用与医药、香料、塑料、感光材料、缓蚀剂和交联剂等产品的生产中。特别是近几年来,其需求量每年以15%～20%的速度迅速增长,市场潜力巨大,供不应求。本文以吡啶为介质,以六氢吡啶为缩合剂,通过苯甲醛与乙酸酐的缩合反应合成了肉桂酸。并对反应物配比、缩合剂用量、反应温度、反应时间等工艺条件进行了研究,确定最佳工艺条件为:苯甲醛与乙酸酐摩尔比为1.0∶1.2,苯甲醛、吡啶与六氢吡啶的摩尔比为1.0∶2.4∶0.025,在160～170℃下回流2.0h,肉桂酸产率达89.19%。该法具有工艺简单、产率高、反应无污染、产物分离纯化容易、操作方便等优点。

金属催化剂对储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(M=Al,Mo或Ni,x=0～10)性能的影响

添加金属催化剂是改善镁基储氢材料储氢性能的有效方式。为研究金属Al,Mo,Ni对镁碳材料的储氢性能的催化作用,用氢气反应球磨法制备了镁碳储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(C=无烟煤基微晶碳,NC=针状焦,M=Al,Mo或Ni,x=0～10),并用排水法放氢测试装置和差示扫描量热分析仪对材料的放氢性能进行了测试。结果表明,添加适量的金属催化剂均能够提高材料的储氢密度,其中添加0.5%的Al可使储氢密度提高11.9%,达4.7%,但Al添加量≥2%时,物料在球磨时容易发生焊接,导致储氢密度降低;Ni具有催化储氢材料放氢的作用,材料89Mg5C5NC1Ni的初始放氢温度仅206.4℃,比不添加Ni时降低了119.2℃。

《试验设计与数据处理》中复式线图的绘制

文章针对《试验设计与数据处理》课程教学中存在的用Excel软件绘制复式线图的缺点,介绍了使用Origin9.64绘制单纵坐标轴多曲线图和双坐标轴复式线图的方法,简单直观,方法可靠。

温度对镁基储氢材料用于噻吩加氢反应的影响

利用机械反应球磨法制备了镁基储氢材料,在连续操作固定床反应器上,以噻吩为模型化合物,研究了温度对镁基储氢材料与噻吩反应的影响。结果表明:反应温度过低,储氢材料将无法为噻吩加氢反应供氢,噻吩不发生加氢反应;反应温度过高,噻吩加氢反应生成的C4烃容易发生积碳反应。只有在特定温度范围内,储氢材料才能与噻吩反应生成C4烃。

过渡金属氟化物改善2NaBH_(4)+MgH_(2)储氢体系的放氢热力学性能

通过机械球磨法制备了2NaBH_(4)+MgH_(2)和2NaBH_(4)+MgH_(2)+0.1MF_(x)(M=Ni,Ti,Zr;x=2,3,4)储氢复合材料。分别通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了复合材料的形貌、元素分布和晶体结构。另外,通过差示扫描量热法(DSC)和程序升温脱附(TPD)测试了材料的放氢热力学性质。结果表明,通过添加NiF_(2),TiF_(3)和ZrF_(4),分别将2NaBH_(4)+MgH_(2)的第一个放氢峰温降低了8.9,35.7℃和54.5℃。此外,放氢过程中出现的NaMgF_(3)相改变了第一个放氢过程的反应路径,并且改变了2NaBH_(4)+MgH_(2)的第二次放氢过程,使得第二个脱氢过程的峰温分别降低了18.0,31.1℃和34.1℃。添加NiF_(2),TiF_(3)和ZrF_(4)使2NaBH_(4)+MgH_(2)的放氢比例分别达到91.7%,91.9%和98.7%。其中ZrF_(4)对2NaBH_(4)+MgH_(2)的整个放氢过程显示出了最好的效果。因此,2NaBH_(4)+MgH_(2)+0.1ZrF_(4)可以作为燃料电池供氢系统的潜在应用体系。