摘要：新型电池和电解水技术具有清洁、能量转化效率高等优点,其核心是阳极的析氢反应(HER)或氧还原反应(ORR)和阴极的析氧反应(OER)。然而,在这些反应中,电催化材料的研发是关键。随着新型碳材料的发现以及非贵金属在新能源领域的广泛研究与应用,电催化材料也从最初的贵金属单一材料,发展到转化效率高、抗毒性强、经济性好的碳基复合材料,其性能、结构、成本、制备工艺等各个方面都有了质的飞跃。电催化剂的设计关键在于增加催化剂表面活性位点和自由电子的移动。通过改变材料形状、调整材料粒径和制备复合材料等方法来增大比表面积,从而增加活性位点的数量,也可以将催化剂制成多晶、核壳和合金结构以提高材料表面自由电子的移动。石墨烯、碳纳米管、介孔碳等新型碳纳米材料具有稳定性好、孔隙可调、比表面积高、导电性能优异等优点,是良好的复合基体材料;而非贵金属,尤其是铁、钴、镍、铜、钼,具有电催化活性高、稳定性好、抗毒性强、成本低等优点,可作为催化活性组分。将非贵金属负载到新型碳基体材料上,增加碳纳米材料的电子不对称密度或打破碳表面的电中性,形成更多的吸附活性位点,也更有利于SP 2杂化碳表面π电子的自由移动,使得复合材料的电子分布和空间结构得到改变,从而有效地提高复合材料的电催化活性。本文首先归纳了碳基非贵金属电催化剂的国内外研究进展;其次,分别对碳基非贵金属电催化剂的碳基体材料和催化活性组分进行对比分析;最后,总结了碳基非贵金属电催化剂的发展优势和存在的问题,并展望其前景。

摘要：为了研究钢渣对油泥热解产物的影响,以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象,利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究,通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响,采用气相色谱(GC)、气质联用(GC-MS)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)等对热解气体、热解回收油和热解焦表征,并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成(XRD)。热重分析(TG)表明:添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明,油泥单独热解和添加钢渣的反应的表观活化能分别为8.32,7.43 kJ/mol。固定床实验表明:当热解温度为550℃,升温速率为40℃/min,停留时间为30 min时,钢渣添加量为15%时,油泥热解回收油产率最高,达到16.03%。通过17组响应面实验设计,预测回收油产率最高可达16.12%。热解产物分析表明,添加钢渣提高了气体中H2和CH4产量增加,降低了CO2产量。焦油的GC-MS分析表明,添加钢渣提高了焦油中低碳原子数成分含量。这证明了油泥和钢渣协同处置的可行性,可为热态钢渣与油泥的协同处置研究提供数据支撑。