熔融介质裂解天然气制氢和高值碳研究进展

氢气是实现“双碳”战略目标的重要能源载体,目前的制氢方式以天然气水蒸气重整制灰氢为主,难以继续实现大规模推广。天然气裂解制氢将CH4中的碳转化为固体碳材料,结合可再生能源供能,可实现不排放二氧化碳的制氢路线。从天然气制氢中极具工业化应用前景的熔融介质裂解技术出发,分析了“双碳”背景下该技术相较于传统制氢技术的优势,指出影响熔融介质法裂解天然气制氢的关键因素是碳税和碳产物价格,并进一步综述了催化剂在提高制氢效率、高值碳产物类型和分布方面的进展。熔融法催化剂主要包括单金属、合金、盐及复合催化剂四大类。金属类催化剂具有较高的效率,但其碳产物中的金属杂质难以回收;而盐类催化剂则相反。因此,开发既具有高催化活性又易于回收的复合催化剂是促进熔融法工业化的关键。

在熔融介质中合成钛酸钡基础研究

首先使NaOH与TiO_2反应生成钠的钛酸盐,再往该熔融钛酸钠共晶体系中加入化学计量的BaCl_2,使之与钛酸盐反应生成钛酸钡。熔融产物冷凝后,经洗涤、过滤、干燥后即可制成钛酸钡颗粒。与传统方法相比,本法可降低反应温度200～300℃。为了使TiO_2尽可能转变为钛酸钡,应尽量避免Na_2Ti_2O_5和Na_2Ti_3O_7等复合氧化物生成。

固体介质熔融比较法测玻璃微珠折射率

针对高折射率玻璃微珠不能用传统方法测其折射率的特殊情况 ,在玻璃折射率传统测定方法的基础上 ,探讨了“固体介质熔融比较法”

甲烷催化裂解制氢研究进展

重点阐述了催化剂的制备方法、载体、助剂以及等离子体对甲烷裂解性能的影响,并对甲烷催化裂解制氢的反应机理、催化剂的失活与再生进行了简要的概述。同时总结了熔融介质中甲烷裂解的研究进展,给出了熔融介质的选择原则以及不同类型熔融介质的优缺点。最后结合现状提出了甲烷催化裂解制氢反应过程中存在的问题以及发展前景,指出深入研究甲烷裂解机理、优化熔融介质组分以及调控碳产物形貌是未来重点发展方向。

低熔点钝感高能炸药(IHE)的发展探讨

熔铸炸药是常规弹药装药最为便利和经济的装药方式,以TNT为熔融介质的熔铸炸药至今仍是常用的装药,其中以B炸药最为典型。为改进TNT类熔铸炸药,国内外主要从四个方面开展了工作：

石墨/TiC、石墨/TiB_2复合电极材料的研制

在不同的熔融介质中，分别制得了石墨／ＴｉＣ和石墨／ＴｉＢ２复合电极材料。实验结果表明， ＴｉＣ和ＴｉＢ_２的生成反应主要受离子通过产物层的扩散步骤控制。扫描电镜分析表明，ＴｉＣ产物层和ＴｉＢ２产物层与石墨基体结合致密，但产物层不够均匀。

中地壳断层带内微裂隙愈合与高压流体形成条件的模拟实验研究

中地壳断层带内发现的接近静岩压力的高压流体能够合理解释汶川MS8.0级地震断层的高角度逆冲滑动,而高压流体的产生与断层带的微裂隙愈合紧密相关.利用熔融盐固体介质三轴高温高压实验系统,我们采用含水和烘干的Carrara大理岩样品开展了微裂隙愈合实验,研究中地壳断层带内高压流体的形成条件.实验分为三类:A类、A+B类和A+B+C类,其中A阶段实验在室温条件下将样品压裂,形成一系列共轭破裂面,B阶段实验在600℃、围压700MPa和应变速率10-6s-1条件下愈合了A阶段破碎的样品,实验样品从以碎裂变形为主向以韧性变形为主转变,C阶段实验通过快速降低轴压模拟一个扩容过程,再以相同实验条件重新加载样品,通过比较实验样品强度来检验样品的愈合程度.样品显微结构和实验样品强度表明,动态重结晶作用能够愈合微裂隙和孔隙,水能促进矿物的动态重结晶作用,较高的水含量和较大的应变有利于微裂隙和孔隙的愈合,从而有利于高压流体的形成.

瑞典国防研究所（FOI）研制新型的含能离子液体炸药DETRA-D

近来，瑞典国防研究所（F01）用过量的ADN与二乙基三胺反应制备得到二乙基三胺的二硝酰胺铵盐（DETRA-D）。DETRA-D是一种含能离子液体，熔点为79℃，计算的爆轰性能优于TNT和DNAN，可代替TNT作熔铸炸药的熔融介质。