半再生重整装置催化剂硅中毒现象及分析

某炼油企业的半再生重整装置因重整催化剂活性下降而停工,更换了第一反应器和第二反应器的催化剂。对旧催化剂进行分析后发现,第一反应器催化剂二氧化硅质量分数高达20.40%,因此判断重整催化剂发生了硅中毒。在硅中毒期间:第一反应器的温降由初期的73.70℃下降到末期的20.12℃,重整反应后移到第二反应器;循环氢的氢气纯度上升到90%,纯氢产率下降到2.17%;稳定汽油RON(研究法辛烷值)下降到83.7。重整催化剂硅中毒较为罕见,其表现与氮中毒相似,容易误判为催化剂氮中毒。对硅进行溯源,确认是原油携带。分析认为:重整预加氢捕硅剂无法完全捕获所有硅,导致部分硅穿透预加氢系统;硅对预加氢催化剂的影响小于对重整催化剂的影响;硅中毒会导致催化剂的氯流失,需要加大注氯量。

n-nc-Si:H低温制备工艺及其在柔性钙钛矿太阳电池中的应用

【目的】为在低温工艺下制备出适用于柔性钙钛矿太阳电池的高性能电子传输层,需要对电子传输层材料及制备条件进行研究。【方法】将n型氢化纳米晶硅薄膜作为柔性钙钛矿太阳电池电子传输层,研究衬底温度对薄膜性能的影响,并优化电子传输层与钙钛矿层界面处理工艺和结构。【结果】得到暗电导率、光透过率、表面形貌适用于柔性钙钛矿太阳电池电子传输层的n型氢化纳米晶硅薄膜低温制备条件,经过界面优化处理的柔性钙钛矿太阳电池转换效率达到14.66%。【结论】在低温工艺下制备出了高性能的电子传输层及柔性钙钛矿太阳电池,对进一步开展叠层钙钛矿太阳电池的研究具有指导意义。

B_(4)C&H-DLC薄膜在过氧化氢溶液中的摩擦学行为研究

采用闭合场非平衡磁控溅射技术在316L不锈钢表面沉积硼、氢掺杂类金刚石碳(B_(4)C&H-DLC)薄膜,利用扫描电镜(SEM)、Raman、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕和线性往复摩擦试验机等系统分析了B_(4)C&H-DLC薄膜的结构、力学性能及过氧化氢水溶液中与不同对偶球的摩擦学行为.结果表明:B_(4)C&H-DLC薄膜在过氧化氢环境中与Al_(2)O_(3)球相对摩擦时,有严重的磨粒磨损行为,摩擦系数与磨损率较高.此外,B_(4)C&H-DLC薄膜在过氧化氢环境中与Si_(3)N_(4)和SiC球相对摩擦时发生了复杂的摩擦化学反应,形成了硅胶和硼酸的摩擦化学产物,发挥了减摩抗磨作用[磨损率较低分别为0.8×10^(-7)和1.0×10^(-7)mm^(3)/(N·m)].因此,本研究为碳基薄膜在氧化条件下摩擦副的合理设计和应用提供了试验依据,同时也为保护在苛刻环境工作的机械部件提供了1种可行方法.

二氧化硅颗粒堆积空隙中氢气分子的核磁共振谱学特征研究

本文研究了一系列不同尺寸二氧化硅小球堆积空隙中氢气分子的核磁共振信号特征,观察到氢气分子化学位移随着小球堆积空隙尺寸减小逐渐向高场变化的现象.结合变温氢谱、氢气自扩散系数测量及扫描电镜等实验结果,认为两个因素的共同作用是该现象产生的原因,即:1)抗磁性的二氧化硅小球所导致的磁场不均匀性分布随小球尺寸变化而变化;2)处在小球空隙内不同位置的氢气分子间存在快速交换.本文结果展示了氢气作为探针分子用于微纳空隙尺寸测量的可能性.

酸掺杂聚苯胺改善储氢复合膜的电化学性能

通过化学氧化聚合法原位合成掺杂态聚苯胺,在合成过程中利用聚苯胺将硅基纳米片(SNS)包覆制备聚苯胺包覆SNS,而后将聚苯胺包覆SNS负载在复合纤维纸基底上制得储氢复合膜,探讨了聚苯胺质量分数对复合膜结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,聚苯胺包覆SNS主要以珊瑚状的颗粒和部分线型结构均匀沉积在复合膜内部植物纤维和粉煤灰纤维的表面,掺杂态聚苯胺大π键上的自由电子与被吸附氢原子s层的单个电子以共价键的形式结合,显著增大了复合膜的氢扩散能力。掺杂态聚苯胺在复合膜内的植物纤维与粉煤灰纤维之间穿插,显著改善了纤维之间的界面,提高了复合膜的拉伸强度。当聚苯胺质量分数达到30%时,复合膜的氢扩散系数达到9.2×10^(-6)cm^(2)/s,拉伸强度达到0.7 MPa。实验证明,掺杂态聚苯胺改善储氢复合膜具有优异的氢扩散能力和强度,该策略通过聚苯胺实现了储氢材料SNS与基底的组装,显示了该复合膜在储能复合器件领域的潜在应用。

双组分缩合型透明灌封胶的制备及性能研究

将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、含氢硅油混合制得A组分,以二甲基硅油为主体,与交联剂、硅烷偶联剂、催化剂混合制得B组分;A、B组分按10∶1混合制得深层固化性能优异的双组分缩合型室温硫化(RTV-2)硅橡胶。研究了活性氢质量分数不同的含氢硅油及其用量对RTV-2硅橡胶性能的影响。结果表明,优选活性氢质量分数为0.36%的侧含氢硅油,且当添加量为3 g时,制得的硅橡胶综合性能最佳,能够满足LED照明灯具密封防水及粘接需求。

焦化汽柴油加氢捕硅剂的制备及性能评价

目的脱除焦化汽柴油馏分中的有机硅化合物,避免催化剂硅中毒。方法以拟薄水铝石粉为载体制备原料,镍钼为活性金属组分,采用等体积浸渍法制备了加氢捕硅剂,利用N 2吸附脱附、X射线衍射、吡啶红外光谱、扫描电镜等方法对其进行分析表征,并在200 mL加氢中试装置上考查了捕硅剂的脱硅活性和2000 h活性稳定性。结果自主开发的捕硅剂比表面积和孔容较高,酸性适宜,活性金属分布均匀,强度满足工业装置装填要求。捕硅剂的脱硅活性较高,在典型的工业条件下,脱硅率>90%,在2000 h活性稳定性试验过程中,脱硅率稳定>90%,活性稳定性良好,且具有较高的容硅能力。结论自主开发的捕硅剂具有广阔的工业应用前景,对清洁燃料的生产及保护装置的长周期稳定运行具有十分重要的意义。

废润滑油加氢催化剂失活机理研究

目的研究废润滑油加氢催化剂失活机理。方法以NiMo/γ-Al_(2)O_(3)催化剂为研究对象,对加氢前后的催化剂和油品进行表征分析,从而找出催化剂失活的原因。结果该催化剂的初始加氢活性很好,对硫(S)、氮(N)及氯(Cl)3种杂元素的脱除率可分别达到83.6%、81.7%和99.7%。但随着反应的进行,从第4周起,催化剂活性下降严重。对反应前后的催化剂进行表征发现,反应后催化剂比表面积和孔容大幅下降,且反应后催化剂成分中硅含量显著增多。结论造成催化剂活性下降的原因并不是活性金属纳米颗粒的流失,也不是催化剂微观结构的破损,而是随着加氢反应的进行,一方面,油品中的硅加氢后沉积在催化剂表面,致使活性位点被覆盖而无法与反应物接触;另一方面,在固定床管路中堆积的硅限制了传质传热效率,降低了反应活性。

含氢硅油对氟硅密封剂性能影响

研究了不同种类的含氢硅油对脱氢型氟硅密封剂力学性能、耐介质性能及耐热性能的影响。结果表明,甲基含氢硅油作交联剂时密封剂力学性能较好,随着活性氢质量分数的增加,拉伸强度和硬度上升,断裂伸长率下降;采用含氢氟硅油作交联剂时,密封剂的耐介质性能相对最好;苯基含氢硅油作交联剂时,氟硅密封剂的耐热性能相对最好。

改性聚乙烯醇协同硅酸盐水泥制高强防水石膏

以脱硫石膏为基料,以液碱活化聚甲基氢硅氧烷(PMHS)催化改性聚乙烯醇(PVA)防水剂协同硅酸盐水泥研发高强防水石膏。探究了改性PVA防水剂、硅酸盐水泥对脱硫石膏标准试块表面吸水率、力学性能和软化系数的影响;通过红外光谱确定改性疏水剂、硅酸盐水泥单独及协同研发强防水石膏的连接形式;通过热重仪分析不同掺加剂对石膏热稳定性的影响;研究表明,改性PVA防水剂协同硅酸盐水泥制高强防水石膏的最佳配比为:防水剂120 g、硅酸盐水泥150 g,此时表面吸水率9.35%,绝干抗压强度22.54 MPa、软化系数67.57%,同时有效提高了纸面石膏板的热稳定性。

铝基碳化硅复合材料镍镀层氢释放规律

铝基碳化硅复合材料具有高导热率、低热膨胀以及尺寸稳定性好等特点,广泛应用于空间微波组件管壳产品。为满足其应用于天线微波组件时的导电、焊接、散热等功能特性要求,铝基碳化硅复合材料需要进行化学镀镍,此过程会引入氢,由此对释氢、控氢提出明确需求。基于此,对铝基碳化硅镀镍的氢分布进行研究,采用SEM、XRD等方法分析材料微观结构表征,结果表明,基材与镀层均存在一定的孔隙结构,为氢的存贮提供场所;采用氢微印的实验方法表征氢的分布,结果表明铝基碳化硅镀镍中的氢规律为:铝基碳化硅镀镍后,氢分布在镀镍层和镀层下浅层基体中,且随着时间的延长,氢自发向深层基体扩散;氢主要分布在Al基体中,SiC颗粒上较少,且主要分布在基材及镀层中的微孔及位错缺陷处。采用TDS对不同温度除氢后的铝基碳化硅镀镍的氢释放量进行测试,表明高温除氢后释氢明显降低,且温度高有利于氢释放。

水包油型原油乳状液破乳剂的合成与性能研究

采用硅氢加成反应、环氧开环季铵化反应两步法：即将烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚（环氧醚）与烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚（甲基醚）接枝到含氢硅油上,得到环氧醚与甲基醚共改性硅油中间体,然后中间体经环氧开环季铵化反应得到针对水包油型原油乳液的新型聚醚季铵盐聚硅氧烷原油破乳剂（简称O/W破乳剂）.利用FTIR和1H NMR等技术分析了O/W破乳剂的结构,考察了破乳条件对O/W破乳剂性能的影响.实验结果表明,适宜的破乳条件为：破乳剂用量110 mg/L（基于原油乳液质量）、n（环氧醚）∶n（甲基醚）=2∶1、脱水温度65℃、脱水时间2.0 h.在此条件下,使用O/W破乳剂时原油乳液的脱水率为93.51％,水相含油率为47 mg/L,破乳性能优于工业常用季铵盐阳离子型破乳剂BQ-05.

氢稀释对纳米晶硅薄膜微结构的影响

采用电感耦合等离子体化学气相沉积技术制备了氢化纳米硅薄膜,利用Raman散射、X射线衍射、红外吸收等技术对不同氢稀释条件下薄膜的微观结构和键合特性变化进行了研究。结果表明,较高的氢稀释比导致薄膜从非晶硅到纳米晶硅的结构转化,随着氢稀释比的增加,所沉积薄膜的晶化度及纳米晶硅的晶粒尺寸单调增加,纳米硅颗粒呈现在(110)方向的择优生长趋势。键合特性分析显示,随氢稀释比增加,薄膜中整体键合氢含量减小,而SiH2键合比例呈现显著增加趋势,该结果反映了氢原子刻蚀和纳米硅界面面积比的同时增强。光学吸收谱分析表明,通过改变反应气体的氢稀释比,可实现从1.72～1.84eV光学带隙可调的纳米硅薄膜制备。

红外光谱法测定聚醚硅油中含氢硅油的含量

以烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和含氢硅油为原料,以辛酸亚锡为催化剂,甲苯作溶剂,采用溶液聚合的方法合成了一种新型聚醚硅油。用红外光谱法对合成样品中残留的含氢硅油进行定量分析,利用含氢硅油中Si—H键在2 167 cm-1处的吸收峰,选择司班-60作为内标物,以朗伯-比尔定律为理论依据,推导出样品和内标物的吸光度比(Y)与质量比(X)的线性关系式为Y=kX(k为常数),从而建立了直接红外光谱法测定聚醚硅油中含氢硅油含量的方法。实验测定内标工作曲线为Y=2.072 1X+0.296 3,相关系数r2=0.998 9,通过对方法重现性和回收率的测定,得到了较为满意的结果。该法是确定合成聚醚硅油产品的反应程度和控制产品质量的一种必要手段,同时为调整聚醚硅油的性能提供了依据;从而确定了最佳合成工艺路线及工艺条件。将合成的聚合物经处理后进行了应用实验,该聚合物对醇系和苯系化合物的萃取效果很好,具有广泛的应用前景。

藏南扎西康锑多金属矿硅-氧-氢同位素组成及其对成矿构造控制的响应

位于藏南拆离系的扎西康锑多金属矿受 NS 向张性构造控制,容矿硅质岩具有沉积韵律特征。典型矿化剖面硅质岩石英的δ^(30)Si 范围为-0.4‰～-0.9‰,平均值～0.65‰,与热泉成因的硅质岩一致。硅质岩石英氧同位素(δ^(18)O_(V-SMOW))变化范围-1.3‰～12.3‰,多数在2.9‰～5.0‰之间,具有显著的低值,也与热泉成因硅质岩相近。容矿硅质岩的硅、氧同位素组成表明其具有热泉沉积特征而不是其它热液活动的产物。矿床硅质岩石英流体包裹体的δD_(V-SMOW)变化范围为-138‰～-160‰,换算后的流体δ^(18)O_(H2O)值均为负值(-0.1‰～-15.9‰),明显要低于一般热液流体的δD_(V-SMOW)与δ^(18)O_(H2O)值,不同于藏南其他锑(金)矿床,而与藏南热泉(水)的分布范围近于一致。扎西康矿床与锑有关的成矿作用不同于低温热液成矿而更类似于热泉型矿化。这种热泉型锑矿化与藏南拆离系在新喜马拉雅期的伸展构造活动有关,并受伸展构造形成的 SN 向张性构造的制约。

水性混凝土脱模剂用硅油的改性及其乳化性能

将长链烷基接枝到含氢硅油上,并添加到矿物油中,以提高矿物油的脱模效果。烷基的接入使含氢硅油与矿物油之间具有良好的相容性,将长链烷基改性硅油与矿物油乳化,得到一种低成本、环保的水性高效脱模剂。改性硅油的加入可以改善油相的脱模性能,但增加了乳化难度。红外光谱表明:Si—H明显减少,—CH_2显著增加,说明长链烷基成功地接枝到含氢硅油上。折光测试表明:反应时间越长,反应越完全,产物中连接到Si上的长链烷基含量越多。乳化最佳条件:乳化剂用量为20%,乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚和聚乙二醇400双油酸脂的质量比为1∶1时,得到最佳的亲水亲油平衡值约为10.25。

硅系耐热球铁的脆性研究

试验结果表明 ,铸态硅系耐热球铁固溶了一定数量的氢 ,它随硅原子溶入α- Fe而自发溶入 ,并在某些晶面形成偏析、导致氢脆。硅脆性与氢脆性的交互作用是硅系耐热球铁脆裂的实质。脆性裂纹多发生于石墨球 /金属基体界面 ,这里也有氢的富集。

双纳米硅p层优化非晶硅太阳能电池

采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术在高功率密度、高反应气压和低衬底温度下制备出不同氢稀释比RH的硅薄膜。高分辨透射电镜(High-Resolution Transmission ElectronMicroscopy,HRTEM)图像与拉曼谱显示在较高氢稀释比条件下生长的薄膜为纳米硅(nanocrystalline silicon,nc-Si)薄膜,纳米硅颗粒尺寸约为3～5nm。对不同氢稀释比下纳米硅薄膜光学带隙的变化趋势进行了研究。结果表明:随着氢稀释比的增加,纳米硅薄膜的光学带隙逐渐增加。提出采用双纳米硅p层结构改善非晶硅太阳能电池,发现双纳米硅p层电池效率比单纳米硅p层的电池效率提高了17%。

氢等离子体退火对氢化非晶硅结构有序度的影响

室温下利用氢等离子体退火技术对氢化非晶硅 (a_Si:H)薄膜进行处理 ,通过傅立叶红外、光吸收、拉曼光谱 3种测试手段对非晶硅的微结构进行了分析 ,发现不同的退火时间对a_Si:H的微结构影响很大 ,氢等离子体在与薄膜的化学反应过程中主要表现为原子氢 (H0 )与薄膜的反应 .化学势很高的H0 能将Si_Si弱键转变成Si_Si强键 .硅网络结构发生弛豫 ,使结构由无序向有序转变 ,从而能够降低晶化温度与退火时间 .

硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

低损耗高Q值硅基纳米光波导谐振腔,是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。而波导表面粗糙度会造成较大的光传输损耗,是制约硅基纳米光波导谐振腔Q值提高的一个重要因素。降低硅基纳米光波导表面粗糙度已成为光波导器件发展的一个关键问题,氢退火工艺是当前改善波导表面粗糙度的一种关键技术。基于表面硅氢键流密度理论,利用Materials Studio软件模拟氢退火光滑化处理过程中硅与氢之间的反应,搜索反应过渡态,探究硅氢键、温度等因素对反应的影响。结果表明:在高温氢退火氛围下,波导表面硅原子与氢原子之间能够形成硅氢键,且温度越高,在硅氢键作用下表面硅原子迁移速率越快,表面由高能态向低能态过渡,表面光滑化效果越明显。