MDEA水溶液脱碳平衡溶解度和动力学研究

针对烯胺为活化剂的混合胺水溶液脱碳需求,为满足工程计算和动力学研究之需,研究了以三乙烯四胺（TETA）为活化剂的N甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液吸收CO₂ 的反应机理,采用动态吸收法测定了CO₂ 在MDEA和TETA（2.7molMDEA + 0.3molTETA/L）混合胺水溶液中的平衡溶解度和吸收速率。根据实验数据建立了以机理为基础的该混合胺水溶液吸收CO₂ 的简化气-液平衡模型及吸收速率动力学方程,并通过计算得到简化气-液平衡模型及吸收速率动力学方程中各相关参数的关联式。与实验值比较,CO₂ 平衡分压、CO₂ 在混合胺水溶液中的平衡溶解度以及CO₂ 吸收速率的模型预测值相对误差均<10%,所得到的模型和方程可满足工程设计的需要。     

纳米CaCO3-PVC复合材料微观结构和力学性能研究

将纳米CaCO₃进行表面改性,制备了纳米CaCO₃-PVC复合材料。用透射电子显微镜观察纳米CaCO₃改性前后及纳米CaCO₃-PVC复合材料的微观结构。结果表明,表面改性后纳米CaCO₃在PVC基体中达到了纳米级的分散,对PVC复合材料有显著的增韧作用,复合材料的缺口冲击强度达到41.2kJ/m²。此外,还研究了纳米CaCO₃-PVC的流变性能。     

纳米CaCO3在有机颜料塑料着色中的应用

用纳米CaCO₃部分替代有机颜料制备纳米复合色母粒用于PP,PE和ABS树脂着色。采用色度计、Brabender万能塑化仪等测试方法,研究纳米CaCO₃部分替代颜料IRGALITERED 2BP对着色材料性能的影响。结果表明:纳米CaCO₃部分替代IRGALITERED 2BP,降低有机颜料用量,塑料制品的着色效果不会下降,甚至有所提高,共混体系的加工流变性能基本不变。用透射电子显微镜分析着色材料的微观形态,发现纳米CaCO₃ 的加入可以改善有机颜料颗粒在塑料基体中的分散状况。     

超细CaCO_3合成过程中的形态控制

利用电导率仪及pH计跟踪Ca(OH)_2碳化反应过程。研究结果表明:高浓度Ca(OH)_2悬浮液吸收CO_2形成CaCO_3的过程中,反应前期过程速率受CO_2吸收控制,反应末期受Ca(OH)_2的溶解控制,其中吸收控制为整个过程的关键步骤。利用TEM及X衍射分析研究了超细CaCO_3的成核生长机理,探讨了CaCO_3粒子均相成核形成非晶态CaCO_3,并与Ca(OH)_2结合形成线性中间体,而后转变成方解石晶型CaCO_3粒子的过程。考察了添加剂的作用机理,提出添加剂能促进CaCO_3粒子的成核过程,阻止粒子的凝并生长。实验成功地合成出不同形态的超细CaCO_3粒子。     

Ca(OH)_2-H_2O-CO_2反应系统纳米碳酸钙的结晶过程

采用pH计和电导率仪对Ca(OH)2H2OCO2系统合成纳米碳酸钙反应过程跟踪检测,结果表明,对质量分数为2%～10%的Ca(OH)2悬浊液,温度为16～30℃时,碳化反应前期速率受CO2吸收控制,反应末期受Ca(OH)2溶解控制;温度为12℃时,在碳化反应前期电导率第一次下降回复过程中,碳化反应速率受Ca(OH)2溶解控制·产品粒度随Ca(OH)2悬浊液温度和质量分数的升高而增大,温度为12～25℃,质量分数为2%～8%时,可制得纳米CaCO3颗粒·电导率曲线的第一次下降回复与CaCO3产品的粒度存...     

Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷水蒸气重整本征动力学

在消除扩散影响的条件下，在装填工业Ni/α-Al₂O₃催化剂的微分反应器内进行了甲烷水蒸气重整的本征动力学研究。实验证明在低产物浓度时H_2, CO和CO₂为主要产物，且两者的生成速率均与CH₄分压成正比，同时CO的生成速率与CO₂分压成正比关系，而CO₂的生成速率与H₂O分压成正比关系。考虑了5种可能的模型推导了本征动力学方程，通过参数估计和模型比较确定了比较满意的甲烷水蒸气重整本征动力学方程。     

盐水层中CO2扩散半径的计算方法

 CO₂地质埋存是温室气体资源化利用及减少大气温室气体排放的有效途径之一。在深部咸水层中实施CO₂地质埋存的减排处理,是减缓温室效应最有效的现实选择。针对CO₂在地下盐水层的埋存过程中,其超覆盐水层后存在渗漏和逃逸的风险,基于Buckley-Leverett驱油理论,研究并推导出CO₂对盐水层非活塞式驱动半径的计算公式,准确计算CO₂的扩散半径。计算结果表明,该计算式不仅可为CO₂盐水层封存的工程实践提供必要的理论依据,还为获得封存后存储介质中CO₂逸散风险的控制提供长期预测和数据的支持。     

纳米CaCO3-PVC增塑糊流变性能的研究

主要研究了改性纳米CaCO₃填充PVC糊树脂的流变性能。结果表明,改性纳米CaCO₃/PVC增塑糊具有明显的切应力变稀性能和触变性能,与英国ICI公司生产的改性纳米CaCO₃相比,北京化工大学超重力工程研究中心制备的改性纳米CaCO3填充的PVC增塑糊在高剪切速率下粘度相当的情况下低剪切速率时的粘度更高,环面积大一倍左右,具有更好的触变性能。     

太阳热化学循环反应分解CO2的研究进展与技术分析

 在全球气候变化已成为国际性热点问题的大背景下,通过将CO₂转化成高附加值的燃料,实现CO₂的资源化利用是解决这一问题的可行途径之一,而将这一过程与太阳能利用相结合有助于解决因CO₂化学惰性较强,其转化在热力学上不利带来能耗较高的挑战。在多种利用太阳能将CO₂转化为能源载体的方法中,利用高温太阳热能进行两步热化学循环反应分解CO₂以制取合成燃料是一个新兴研究方向。本文详细介绍了国外科研机构在这方面的发展现状及研究重点,并对该技术的原理和未来需要开展的基础研究工作进行了分析。未来的研究重点将集中在：(1) 开展多相化学反应流辐射热传递的理论和试验基础研究;(2) 设计直接受辐射的太阳能化学反应器,可直接吸收聚焦的太阳热能,辐射热传递效率较高;(3) 开展高温太阳能化学反应器的材料研究。国内具有一定太阳能高温热(化学)利用工作基础的研究机构有必要开展这一领域的研究工作,为中国实现碳减排做出贡献。     

Ca(OH)2对煤炭腐植酸热解的影响

采用DTG、XRD及SEM技术,研究了干法混合与湿法混合下Ca(OH)₂对煤炭腐植酸热解的影响.结果表明：热分解温度低于400 °C时,无论干法和湿法,Ca(OH)₂对腐植酸脱吸附水和丢失官能团影响很小;440～610 °C时,湿法对应的腐植酸混合物热解失重速率高于干法;738 °C时,湿法中的腐植酸芳核结构热解失重速率达到最大值0.215 8 mg/min;Ca(OH)₂在腐植酸热解中起到消除002衍射峰,吸收CO₂及催化作用;Ca(OH)₂与腐植酸的混合物经H₂O浸泡后,Ca₂+可均匀负载在腐植酸分子表面发生络合反应,提高了催化热解效果.     

电石渣矿化CO2-可控制备碳酸钙的实验研究

本文提供了一种以电石渣为原料,循环利用氯化铵制备高纯碳酸钙的方法;通过实验系统讨论了碳酸钙制备的工艺条件以及不同工艺条件对所得碳酸钙晶型与形貌的影响. 结果表明：碳酸钙制备的优化工艺条件为CO2流速 80 mL/min, 反应温度30 °C, 反应时间60 min;所得产物为纳米的球形球霰石,产物中CaCO3的含量为99.95%, 白度为99.3%, 产物具有良好的自流动性和自粉化性;整个制备工艺中碳酸化反应滤液可循环利用8次, 此时的反应效能大于50%;通过工艺条件的调控成功制备出高纯纳米碳酸钙、球霰石型碳酸钙、文石型碳酸钙以及方解石型碳酸钙. 论文提出的研究方案有望应用于电石渣的资源化利用与碳酸钙的可控制备.     

碳酸钙沉积晶体形态特征及环境条件研究

作者通过一系列实验，认为在洞穴ＣａＣＯ３沉积过程中，由ＣＯ２逸出快慢决定了ＣａＣＯ３的沉积速度，加之环境条件的影响，从而导致了ＣａＣＯ３沉积晶体不同的形态特征，其结晶程度也有巨大的差异。具体地讲，由于水动力条件、水－气界面面积、温度、环境ＣＯ２分压等因素变化都会引起洞穴ＣａＣＯ３沉积晶体的形态变化，其中结晶位置的环境条件也控制着晶体的发育状况及其形态特征。     

超细纺锤形CaCO3制备过程研究

在超重力反应器中,Ca(OH)2经碳化反应制得超细纺锤形碳酸钙.采用pH计、XRD、TEM、EDTA络合滴定原位检测了超重力反应沉淀法制备轻质纺锤形碳酸钙的碳化过程特性.结果发现:碳化反应前期,二氧化碳吸收为控制步骤,碳化反应后期转化为Ca(OH)2溶解控制.纺锤形碳酸钙的形成无论是形貌还是晶型都是一个渐变的过程.     

均相法制备文石型碳酸钙晶须

在不加入任何结晶控制剂的条件下,采用CaCl2和Na2CO3的稀溶液并加的均相反应法制得了具有较好光滑性和长径比、分布均一的文石型碳酸钙晶须。其最佳工艺条件为:CaCl2与Na2CO3溶液浓度为0.025mol/L,滴加速度为1.20ml/min,滴管直径为3mm,搅拌速度为500r/min。     

石灰石脱硫的加压热重分析试验

对徐州３种石灰石和南京一种白云进行脱硫加压热重试验，分析了石灰石脱硫反应的机理，当ＣＯ２分压低于ＣａＣＯ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ２将发生分解，此时的硫化瓜发生在ＣａＯ和ＳＯ２之间；当Ｃ粉压高于ＣａＣｏ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ３将不发生分解，直接与ＳＯ２发生硫化反应，得到了压力、石灰石品种、温度和ＳＯ２浓度等对钙利用率的影响规律，同时计算了石灰石脱硫的反应动力学参数。     

超重场强化氨水吸收烟道气中CO2的研究

为了减少燃烧化石能源产生大量温室气体CO2,采用超重场强化氨水常压吸收燃煤锅炉烟道气中低浓度CO2并生成碳酸氢铵晶体,可以变废为宝,有一定的环保意义和经济效益.实验研究证明,超重场强化作用比传统鼓泡吸收方法更有利于CO2的吸收反应,在超重强化作用下CO2入口浓度(体积分数)越低达到相同的CO2脱除率需要时间越长,并且CO2的吸收率随时间延续降低.提高氨水质量分数有利于CO2脱除,但氨的溢出量随氨水质量分数的增加而增大,氨水质量分数在10%左右较为有利.     

粉煤灰碳热氯化的热力学分析

由于青海地区海拔高,气压低于常压为0.77 atm,文章基于该气压条件下对粉煤灰碳热氯化提铝工艺的热力学进行分析,运用热力学软件Factsage针对工艺所涉及到的区域优势图、多元复杂体系平衡组分、氯化物间相图等方面进行计算模拟。结果显示,在适宜条件下,碳热氯化可以将原本不能直接与氯气反应的Al2O3和Si O2完全转变成氯化物,证实了碳热氯化工艺的热力学可行性。Fe2O3的碳热氯化产物Fe Cl3(Fe2Cl6)和Fe Cl2的比例随着氯量和碳量的变化而变化。催化剂Na2CO3、Ca CO3、B2O3在反应中具有耗碳、耗氯的热力学副作用。氯化产物会对Al Cl3(Al2Cl6)的挥发造成影响。相比常压地区,低于常压条件下的碳热氯化反应有优势也有劣势。通过研究与计算,为粉煤灰碳热氯化提铝工艺提供了热力学依据。     

PSSS基质及温度对碳酸钙结晶的影响

文章根据生物矿化原理,以PSSS(聚苯乙烯磺酸钠)为基质,采用碳酸氢铵挥发CO2,扩散至CaCl2溶液中合成碳酸钙晶体,讨论了反应时间、pH值、温度、PSSS质量浓度和CaCO3浓度对产物晶型及形貌的影响.采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪和红外吸收光谱等手段对所得产物进行表征.结果表明,文章合成了不同形貌的碳酸钙晶体,而且发现相对于其他因素,反应时间和温度对碳酸钙晶型和形貌影响不大.     

添加对甲苯磺酸促进沥青的不熔化研究

研究了添加对甲苯磺酸对沥青不熔化处理的影响，试验发现对甲苯磺酸的加入促进了沥青的分解以及沥青与氧的结合，加速了沥青不熔化的过程。不熔化处理后的沥青在炭化时表现出明显不同的特点。     

Effect of trace metal availability on coccolithophorid calcification

The deposition of atmospheric dust into the ocean has varied considerably over geological time. Because some of the trace metals contained in dust are essential plant nutrients which can limit phytoplankton growth in parts of the ocean, it has been suggested that variations in dust supply to the surface ocean might influence primary production. Whereas the role of trace metal availability in photosynthetic carbon fixation has received considerable attention, its effect on biogenic calcification is virtually unknown. The production of both particulate organic carbon and calcium carbonate (CaCO3) drives the ocean's biological carbon pump. The ratio of particulate organic carbon to CaCO3 export, the so-called rain ratio, is one of the factors determining CO2 sequestration in the deep ocean. Here we investigate the influence of the essential trace metals iron and zinc on the prominent CaCO3-producing microalga Emiliania huxleyi. We show that whereas at low iron concentrations growth and calcification are equally reduced, low zinc concentrations result in a de-coupling of the two processes. Despite the reduced growth rate of zinc-limited cells, CaCO3 production rates per cell remain unaffected, thus leading to highly calcified cells. These results suggest that changes in dust deposition can affect biogenic calcification in oceanic regions characterized by trace metal limitation, with possible consequences for CO2 partitioning between the atmosphere and the ocean.