基于分子动力学的热化学储能过程中CaO/Ca(OH)_(2)分子扩散机制研究

在CaO/Ca(OH)_(2)热化学储能过程中,CaO晶粒的结构演变会影响材料的储能和机械性能.本文通过分子动力学模拟研究了热化学储能过程中CaO/Ca(OH)_(2)晶粒中分子的扩散强度和晶格结构的变化.结果表明,脱水反应过程中Ca(OH)_(2)分子的运动符合体扩散机制.其中,O/H原子的扩散指前因子为7.9×10^(-8)m^(2)/s,而Ca原子的扩散指前因子仅为4.7×10^(-8) m^(2)/s,O/H的快速扩散破坏了材料原有的晶格结构,使得脱水后CaO的结晶度降低.在水合反应过程中,CaO晶粒外层分子的扩散指前因子为3.2×10^(-8) m^(2)/s,为内层分子的2.5倍,CaO分子扩散符合表面扩散机制.由于水合过程中CaO分子的整体扩散强度较弱,因此对CaO晶格结构影响较小.从分子层面揭示了CaO/Ca(OH)_(2)分子在热化学储能过程中的扩散机制.

CaO/Ca(OH)_(2)体系热化学储能应用关键问题的讨论

热化学储能由于系统的复杂性还未实现实际的应用。CaO/Ca(OH)_(2)体系是一种较为理想的热化学储能反应体系,通过对CaO/Ca(OH)_(2)体系实际应用中关键反应参数、反应床形式、物料循环方式和水的质热利用等一些关键问题的讨论。研究结果表明CaO/Ca(OH)_(2)体系应向更高温度(600~650℃)的压力型反应器发展,反应器内的气体应脱除CO_(2),需要根据实际需求开展更有针对性的物料循环方式设计,以及水的循环是目前应用系统最需解决的困难等结论。对这些关键问题讨论得出的结论,明晰了热化学储能系统应用研究的方向与困难所在,对其他类似的许多固—汽热化学反应体系也具有重要的意义。

混合加热反应器内Ca(OH)_(2)/CaO热化学储能体系实验

热化学储能(thermochemical energy storage,TCES)技术是未来可再生能源社会最具前景的技术之一。Ca(OH)_(2)/CaO TCES体系因其储能密度较高、环境友好、廉价等特点受到人们的广泛关注。本工作建立了一个直接与间接混合加热的固定床反应器实验平台,进行了空气氛围下的储/释热实验,探究了混合加热反应器内的储热特性与限制因素,并在此基础上探究了在反应器尺度改善循环性能的可行方案。实验研究表明,采用直接与间接混合加热的方式,使得反应呈现向心推进与逐层推进相结合的形式,增进了储能反应的速率;反应性能随着循环次数增多逐渐下降,5次循环后的储能反应最大转化率降低了5.6%,10次循环相较于5次循环的反应最大转化率降低了3.8%。TG实验与粒径测试结果表明,空气中CO_(2)是造成循环性能下降的主要因素;提高脱水温度可以有效恢复循环性能,650℃时所提供的过余温度可以有效降低反应物中CaCO_(3)的含量。

Ca(OH)_(2)对大米淀粉凝胶特性的影响

该研究从大米中提取大米淀粉,向其中添加不同质量分数(0%~1.6%)的Ca(OH)_(2),研究大米淀粉的结晶度、热特性、糊化、流变、质构、淀粉短程有序性以及淀粉凝胶中水分状态的变化。结果表明,Ca(OH)_(2)使大米淀粉的相对结晶度和糊化焓降低,添加量小于0.8%时,冷糊黏度提高、回生性能改善,添加量为0.8%时,冷糊黏度和回升值达到最大值,分别为对照组的1.31倍和3.93倍。Ca(OH)_(2)可改善大米淀粉凝胶的流变和质构特性,添加量为0.8%时,大米淀粉凝胶的贮能模量、硬度和咀嚼性达到最大值。通过比较傅里叶红外光谱上1047 cm^(-1)/1022 cm^(-1)和1022 cm^(-1)/995 cm^(-1)比值可知,随着Ca(OH)_(2)添加量增加,大米淀粉的短程有序性呈先增加后降低的趋势。通过低场核磁共振测定大米淀粉凝胶的横向弛豫时间T_(2),发现Ca(OH)_(2)使自由水的比例显著增加,一部分不易流动的水转化为自由水,但总体上水的流动性有所下降。以上结果表明,Ca(OH)_(2)以剂量依赖方式影响大米淀粉的凝胶特性。该研究可为Ca(OH)_(2)在淀粉凝胶食品加工中的应用开发提供参考。

粒度和温度对纳米Ca(OH)_(2)溶解行为的影响

以微米级到纳米级的Ca(OH)_(2)粉末作为原料,采用pH玻璃电极的测试方法分析粉末粒度和溶解温度对Ca(OH)_(2)溶解过程的影响。研究表明:溶解过程在表面反应控制条件下,拟合得到的表观溶解速率常数随着粒度的减小而增大,当溶解温度由25℃增加到55℃、平均粒度由3.81μm降低到56.47 nm时,Ca(OH)_(2)的表观溶解速率常数从6.17×10^(-4)mol/(L·s)增加到了2.01×10^(-3)mol/(L·s),Ca(OH)_(2)的表观溶解反应级数为1.78;当温度分别为25℃、35℃、45℃、55℃时,粒度与表观溶解速率常数呈函数关系。利用Arrhenius方程回归获得平均粒度为3.81μm、0.82μm、78.90 nm、56.47 nm的Ca(OH)_(2)粉末在25~55℃条件下的表观溶解活化能分别为31.99 kJ/mol、31.73 kJ/mol、27.55 kJ/mol、17.80 kJ/mol。纳米Ca(OH)_(2)溶解能够在更短的时间达到较高的pH值,有提高根管消毒效率的可能。

Ca(OH)_2饱和的乙醇碱液制作保留骨骼的头颈部血管铸型标本

制作保留骨骼的头颈部血管铸型标本，通常采用硫酸钙饱和液腐蚀法、次氯酸钠溶液腐蚀法、混合腐蚀法、自然腐蚀法和强碱高温腐蚀法。硫酸钙饱和液腐蚀法和次氯酸钠溶液腐蚀法对骨质的损害较大；混合腐蚀法和自然腐蚀法标本制作周期长，需半年以上，且污染周围环境；强碱高温腐蚀法，因碱溶解产热较高，细小血管铸型易被溶解或变形，制作出的血管铸型标本只能保留下粗干，不适用于要求精细的显微外科应用解剖学研究的需要。

MTA和Ca(OH)_2用于年轻恒牙活髓切断术疗效的系统评价

目的:系统评价MTA和Ca(OH)_2用于年轻恒牙活髓切断术的临床疗效。方法:计算机检索The Cochrane Library、PubMed、EMbase、CBM、CNKI、VIP和WanFang数据库,查找国内外发表的关于比较MTA与Ca(OH)_2用于年轻恒牙活髓切断术临床随机对照试验(RCT),检索时限均为从建库至2015年3月20日。由2位研究者根据纳入与排除标准独立筛选文献、提取资料和评价纳入研究的方法学质量后,采用RevMan 5.0软件进行Meta分析。结果:最终纳入13个研究,包括926例患牙,其中MTA组458例,Ca(OH)_2组468例。Meta分析结果显示,两组1年[OR=4.43,95%CI(2.38,8.38)]、2年[OR=2.67,95%CI(1.65,4.32)]成功率差异有统计学意义,MTA组1年、2年成功率高于Ca(OH)_2组。结论:现有证据显示,MTA活髓切断术的1年和2年成功率高于Ca(OH)_2,在临床应用中有一定优势。

固化土孔隙液Ca(OH)_2饱和度对强度的影响

物理力学性质相同的土样掺加等量水泥制备的固化土强度通常有很大差别。通过选取几组物理力学性质相近的典型土样,掺加不同比例的水泥和Ca(OH)2制备成固化土,测定了固化土孔隙液离子浓度和固化土强度。研究表明:由于土样对Ca(OH)2的消耗,可能导致固化土孔隙液中Ca(OH)2不饱和,进而影响了水化硅酸钙的生成量;不同土样对Ca(OH)2消耗量不同,导致在掺加同量水泥时水化物的生成量不同,因此固化土强度不同。土样各种化学性质的影响因素对固化土强度的影响可归结为对孔隙液Ca(OH)2饱和度的影响。对于物理力学性质相近的土样,在满足孔隙液Ca(OH)2饱和的条件下,掺入同量水泥的固化土强度相同。

含湿Ca(OH)_2颗粒脱硫反应特性的模型研究

在半干法脱硫装置中脱硫反应主要表现为含湿Ｃａ（ＯＨ）２ 颗粒与ＳＯ２ 的反应．在液相反应溶解和传质理论基础上，通过对含湿Ｃａ（ＯＨ）２ 颗粒内反应机理的研究分析提出了含湿Ｃａ（ＯＨ）２ 的脱硫反应模型．通过分析和计算可发现，含湿Ｃａ（ＯＨ）２ 颗粒由于液相的存在使反应特性与干燥Ｃａ（ＯＨ）２ 颗粒相比发生明显变化．反应速率随含湿量的提高而增加，含湿颗粒的粒径减少和钙转化率提高均会使反应速率下降，当温度低于某一临界温度Ｔｃｒ时，温度升高反应速率增加，当温度超出某临界温度Ｔｃｒ时，反应速率随温升而下降．

Ca(OH)_2预处理对水稻秸秆沼气产量的影响(英文)

生物质材料经碱预处理后的发酵效率和甲烷产气量明显增加。为了提高预处理技术的经济效益及简化其工艺流程,利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以秸秆为发酵原料,研究发酵沼液以及Ca(OH)2预处理对于水稻秸秆厌氧发酵产气量的影响。结果表明,与对照相比,沼液和Ca(OH)2预处理后的水稻秸秆木质素、半纤维素和纤维素含量显著降低,产气量明显提高。其中,Ca(OH)2预处理的产气量高于沼液预处理,8%浓度的Ca(OH)2下的秸秆产气量最高,为14374mL,比对照增加100.91%。该研究认为采用Ca(OH)2预处理水稻秸秆不仅简洁方便,成本低廉,而且具有较高的沼气产量,因此,可作为提高户用沼气产气效率的方法。

UV/H_2O_2氧化联合Ca(OH)_2吸收同时脱硫脱硝

在小型紫外光-鼓泡床反应器中,对UV/H2O2氧化联合Ca(OH)2吸收同时脱除燃煤烟气中NO与SO2的主要影响因素[H2O2浓度、紫外光辐射强度、Ca(OH)2浓度、NO浓度、溶液温度、烟气流量以及SO2浓度]进行了考察。采用烟气分析仪和离子色谱仪分别对尾气中的NO2和液相阴离子作了检测分析。结果显示:在本文所有实验条件下,SO2均能实现完全脱除。随着H2O2浓度、紫外光辐射强度和Ca(OH)2浓度的增加,NO的脱除效率均呈现先大幅度增加后轻微变化的趋势。NO脱除效率随烟气流量和NO浓度的增加均有大幅度下降。随着溶液温度和SO2浓度的增加,NO脱除效率仅有微小的下降。离子色谱分析表明,反应产物主要是SO24-和NO3-,同时有少量的NO2-产生。尾气中未能检测到有害气体NO2。

Ca(OH)_2体系中铁闪锌矿和磁黄铁矿的电化学行为差异

为探索高碱高钙电位调控浮选工艺应用于脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿分离的可能性,研究了铁闪锌矿、磁黄铁矿在饱和Ca(OH)2体系中与乙硫氮相互作用的电化学行为。结果表明,在Ca(OH)2体系中,铁闪锌矿和磁黄铁矿表面都有一个不断被强烈氧化的电极过程,并生成SO42-离子。但当体系中存在捕收剂乙硫氮(D-)时,两种矿物的电化学行为表现出一定的差异:铁闪锌矿表面吸附有弱疏水性的Zn(OH)D和少量疏水性的ZnD2,但这种吸附是不紧密的;D-难以附着在氧化的磁黄铁矿表面,但在未氧化的活性磁黄铁矿上会形成电化学吸附。

复合胶凝材料水化过程中Ca(OH)_2量的变化

采用热分析(TG/DTG)方法对不同水胶比、不同矿物掺和料种类和掺量的复合胶凝材料硬化浆体中Ca(OH)2量的变化情况进行了分析.结果表明:复合胶凝材料浆体中的Ca(OH)2量有所降低,但不与矿物掺和料的掺量成正比,矿物掺和料的稀释作用可促进硅酸盐水泥的水化程度提高;所有试样的Ca(OH)2含量在1 a龄期时均远远高于形成饱和Ca(OH)2溶液所需量,不必担心贫钙现象发生;大掺量矿物掺和料胶凝材料在较低水胶比时,其Ca(OH)2量基本不随水化龄期延长而波动,但在较高水胶比时,其Ca(OH)2量随水化龄期延长而降低.在较大水胶比条件下,矿物掺和料的允许掺量需要从严控制.

Ca(OH)_2解耦法对混合水泥中C-S-H凝胶的半定量研究

基于掺合料反应程度与Ca(OH)2消耗量之间关系的建立,结合水泥水化平衡计算理论,提出混合水泥水化产物中Ca(OH)2量的解耦方法并将其用于混合水泥水化产物C-S-H凝胶半定量计算。采用该法对掺粉煤灰的混合水泥不同龄期水化产物C-S-H凝胶进行了半定量分析研究。

机械破碎后煤矸石在Ca(OH)_2溶液中的活性特征

为研究在48 h内机械破碎后的矸石粉末在不同浓度的氢氧化钙溶液中火山灰反应特性和活性离子溶出特性,采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪分别对矸石粉末浸入1 mol/L和0.1 mol/L Ca(OH)2溶液中不同时间段的滤渣矿物成分、微观形态和红外光谱进行分析和观测,同时运用电感耦合等离子体发射光谱仪和电导率仪分别对滤液的活性离子浓度和电导率进行测定。结果表明:机械破碎后的矸石具有火山灰活性,在两种浓度矸石-Ca(OH)2溶液中,活性离子Al3+,Fe3+,Si4+浓度均在6 h和24 h达到峰值;活性离子来源于矸石中高岭石Al—O和Si—O键能的变化,溶解时间越长,键能变化越明显;矸石在两种浓度的Ca(OH)2溶液中表面形态,都经历了片状矿物的裸露→薄片状Ca(OH)2晶体的附着→小颗粒活性物质的析出→花瓣状产物的生成向针柱状产物转变的过程;随溶解时间的增加,1 mol/L和0.1 mol/L矸石-Ca(OH)2溶液的电导率均呈下降趋势,且前者的火山灰反应程度明显高于后者。

Ca(OH)_2絮凝沉淀-臭氧氧化垃圾渗滤液生化出水提高反渗透性能

为了提高生化出水的反渗透性能,本文提出采用Ca(OH)_2絮凝沉淀预处理生化出水,再经O_3氧化后,用于反渗透膜的深度处理工艺.研究表明,Ca(OH)_2絮凝沉淀可以有效地去除垃圾渗滤液生化出水中的大分子有机物及Ca^(2+)、Mg^(2+)离子.当废水絮凝沉淀出水的电导率最低时,废水中的Ca^(2+)和Mg^(2+)离子浓度降到最低,同时也去除了较大比例的COD.对电导率最低条件下的Ca(OH)_2絮凝沉淀出水再经O_3处理后,废水中的Ca^(2+)和Mg^(2+)离子浓度和COD进一步降低,其反渗透膜通量比MBR出水的通量增高25%—35%,膜污染明显减轻,可延长膜清洗周期.臭氧氧化Ca(OH)_2絮凝沉淀出水涉及到臭氧分子直接氧化和氢氧根催化臭氧氧化两种机理,但前者起主导作用.臭氧氧化处理进一步降低了废水中的COD和Ca^(2+)、Mg^(2+)离子浓度,是提高反渗透膜通量的主要原因.

内掺Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土水化进程的影响

以钠水玻璃为激发剂,用Ca(OH)_2等量取代矿渣,研究了不同水胶比下Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土早期性能的影响.使用水化动力学分析、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析了碱矿渣混凝土的水化过程.结果表明:掺入Ca(OH)_2后,碱矿渣混凝土的凝结速率增大并造成快速坍落度损失;当Ca(OH)_2掺量(质量分数)分别为5%和10%时,碱矿渣混凝土中水泥加速期的水化反应速率常数(K)由4.76×10^(-5)分别增长至5.60×10^(-3)和1.56×10^(-2),水泥水化诱导期显著缩短,Ca(OH)_2主要作用于水化加速期,同时水化加速期反应级数(N)由2.89分别减小至1.26和0.98,意味着加速期反应由反应物通过致密层生成物扩散控制逐渐转变成反应物沉积控制;Ca(OH)_2加快了24h内碱矿渣水泥的水化,并生成了C_2ASH_8及C_4AH_(13)等水化产物.

内掺Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土强度发展的影响

通过水化热、孔隙率及吸水率测试、XRD等分析手段,研究了内掺Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土性能发展规律的影响。测试结果表明,加入Ca(OH)_2后,碱矿渣水泥水化速率提高,可进一步加快其早期强度发展;碱矿渣混凝土试件28d的毛细孔率及吸水率均有所下降,说明混凝土孔结构得到了优化;XRD分析表明,碱矿渣混凝土中富钙水化产物增多并生成了水化铝酸四钙。

掺矿渣复合水泥基材料硬化浆体中Ca(OH)2含量的变化规律

采用热重法测试了不同矿渣掺量复合水泥基材料硬化浆体至2a时各龄期的Ca(OH)_2含量,并计算相对于复合水泥基材料中水泥质量分数的Ca(OH)_2含量,形成掺矿渣复合水泥基材料硬化浆体中Ca(OH)_2含量变化规律。研究结果认为矿渣早期反应消耗部分Ca(OH)_2,而后期不再消耗Ca(OH)_2,矿渣反应不同阶段对Ca(OH)_2的消耗是不一致的。因此不能根据早期矿渣反应消耗Ca(OH)_2的量来预估长龄期时掺矿渣复合水泥基材料中Ca(OH)_2的含量。