摘要：随着现代工业的飞速发展,如何实现氮氧化物的有效脱除成为目前亟待解决的重要难题.本研究提出了一种在石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))表面原位生长纳米氧化锌点阵构建柱撑结构复合材料策略,以实现在可见光下光氧化去除NO.通过离子吸附反应,成功制备了不同氧化锌颗粒负载量的ZnO NP/g-C_(3)N_(4)柱撑结构复合光氧化剂,并对其结构和电子特性进行了研究.结果表明,氧化锌纳米颗粒(ZnO NP)的引入改善了g-C_(3)N_(4)的团聚,提高了比表面积,暴露出更多活性位点.异质结构的构建改善了复合材料能带结构,促进了光生载流子的迁移及分离,光氧化性能显著提升.在可见光照射下质量分数为2.5%的ZnO NP/g-C_(3)N_(4)样品展现出了优异的光氧化性能,对NO体积分数为3×10^(-5)%以下的混合空气光氧化去除表现出优良的高效稳定性.本研究为高性能光氧化剂的设计与构建提供了有效策略,并为消除工业NO污染物提供了技术参考.

摘要：采用自组装法合成了具有异质界面的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、N_(2)等温吸脱附测试对合成样品的物相结构和微观结构进行了表征,并通过自行设计的四通道气敏测试设备对其气敏性能进行了研究。材料分析测试发现,形状规则的ZIF-8材料均匀分布于二维少层Ti_(3)C_(2)T_(x)的表面与层间,在界面处存在典型的异质结构。气敏性能测试表明:在225℃下,该复合材料对100μL/L NO_(2)的气敏响应高达98.35%,且是ZIF-8材料气敏响应的2.1倍。认为强导电的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)与ZIF-8复合后形成的异质结构,不仅为ZIF-8与气体表面反应产生的自由电子提供导电通道,而且通过界面效应强化了复合材料表面气固反应时电子与空穴的分离效率,进而显著提升了复合材料对NO_(2)气体的气敏性能。同时,f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料的层状结构可以为目标气体分子向ZIF-8的扩散提供方便路径。

摘要：本研究设计了具有短熔炼搅拌区和渣室沉降区的35万吨侧吹熔炼炉。探索了挡渣板的存在及其安装位置对大型熔炼炉内气-渣多相搅拌特性的影响。研究表明:短熔炼搅拌区保证了射流对位于熔炼区上方的渣层的充足搅拌,有利于熔池内的渣金分离。当挡渣板存在时,渣层内的搅动对渣室区域几乎没有影响,可以保证铜锍与炉渣的静置沉淀和分离。中部渣室带挡渣板的炉型方案的平均湍动能较中部出渣无挡渣板提升14%,较部端头出渣无挡渣板提升47%。

摘要：石煤是一种低品位钒矿,在中国储量极为丰富,具有"钒品位低、赋存状态多样、矿物组成复杂"的特点,预计这将增加选矿预富集的难度;现今石煤提钒工艺回收率低、生产成本高、环境污染重,根本原因还在于钒品位太低,因此,选矿预富集的引入必要而迫切。基于石煤钒矿的资源状况和性质特点,针对现有提钒工艺所存在的问题和不足,对石煤钒矿的选矿预富集研究进行了评述与分析,结果表明:直接富集含钒矿物,对矿石的要求较高,主要是针对含碳量较低、含钒量较高的石煤钒矿,有时会因钒的赋存状态而导致流程复杂,且不同地区的石煤钒矿物化性质和矿物成分差异较大,其选矿预富集方法也会有较大不同;富集脉石矿物相对容易,一般通过反浮选除杂,抛尾则多采用重选法;当石煤钒矿中有机碳含量较多时,可通过浮选法脱除并回收碳,但因成本较高而导致应用很少;多种形式联合可达到预富集的目的,但会使流程复杂,增加成本,难以推广应用。最后,指出了现有选矿预富集技术所存在的问题,并提出了今后的研究方向:设计适应性强且流程简洁的预富集工艺、在保证回收率的前提下提高预富集程度、开发专一高效的浮选药剂。

摘要：由于锌-空气电池拥有较高的理论能量密度(1086 W·h/kg)以及阳极活性物质锌具有丰富易得、成本低等优点而成为广受关注的二次电池。但锌-空气电池的锌阳极还存在枝晶生长、形变、析氢自腐蚀等问题,特别是锌枝晶生长对锌-空气电池的循环寿命影响较大。本文首先基于电化学相场理论建立锌-空气电池枝晶生长模型,并应用模型研究充电时间、各向异性强度及电解液温度对锌枝晶形貌和生长高度的影响规律。最后设计了提升电解液温度、流动电解液、脉冲充电等实验来验证理论模拟。结果表明:锌枝晶的生长主要受扩散和传质过程控制,抑制锌枝晶生长的最佳电解液温度为343.15 K,最佳电解液流速为40mL/min,最佳脉冲充电方式为静置5 s、正向脉冲10 s、静置5 s、反向脉冲10 s。

摘要：由于以钠基固体电解质为核心的新型钠电池体系具有低成本和高安全性,在能源领域应用潜力巨大。高离子电导率和稳定性是钠基固体电解质应用于新型钠电池体系的前提。近年来,人们通过对制备方法改进和掺杂改性等方面的研究显著提高了钠基固体电解质的离子电导率和稳定性。此外,新型钠电池体系亟需解决固体电解质与电极间的界面接触性差和界面稳定性差等问题。本文首先总结了β″-Al_2O_3、NASICON型、硫化物类和聚合物类钠基固体电解质的研究进展,然后介绍了钠基固体电解质在以钠-硫电池,有机/水混合系钠-空气电池和全固态钠离子电池为代表的新型钠电池体系中的应用情况,并对界面问题和采取的解决策略进行系统论述。基于固体电解质的新型钠电池体系在能源上的大规模应用还需要电池材料、界面和电池设计等多方面的研究同时突破。

摘要：本文首先介绍了直流电弧等离子体制备纳米钨粉、纳米钼粉等难熔金属纳米粉的研究进展。该方法制备的难熔金属纳米粉具有纯度高、分散性好、粒径小且粒度分布均匀等特点,但难以连续制备,规模化生产难度大。其研究趋势是优化等离子体设备的设计,找到最佳的合成工艺。另外,重点叙述了射频等离子体球化难熔金属粉的研究现状。所制备的球形微粉球化率高,流动性、振实密度与松装密度等性能优异,能实现可控地连续化制备。指出了其研究重点为找到进料速率、载气速率与高球化率、高性能的产物之间的平衡,以更快的速率制备出高品质的产物。最后,对热等离子体制备与球化超细难熔金属粉向着高品质、低成本、大规模可控制备的发展方向进行了展望。

摘要：冶金工业作为国民经济发展的支柱,常见的冶炼技术有火法、湿法、电渣重熔、电子束熔炼和等离子体冶炼。等离子体具有热性能高、能量集中、化学活性高、冷却速度快和反应气氛可控等特点,已广泛的应用于熔炼、精炼和表面冶金。本文综述等离子技术在熔炼、精炼和表面冶金等领域的研究进展。其中,等离子体技术在熔炼和精炼中具有产品纯度高、功率可调、气氛可控、转化率与热利用率高和环境友好等优势;等离子体技术在表面冶金中具有涂层微观组织稳定、可获得传统工艺难以制备的合金层等特点。针对当下等离子体冶金技术存在设备寿命短、工艺参数难控制、成本高及国内冶金工业应用较少等问题,提出相应的解决策略和分析。并指出优化等离子体设备的设计,提高自动化水平;结合等离子体数值模拟等手段找到最佳工艺参数,在提高生产过程稳定性和产物品质的同时降低能耗和维护成本以及开发更大功率的大型等离子体炬,实现等离子体技术在冶金工业中的大规模应用为未来的研究重点。最后,对等离子体冶金技术的发展方向进行展望。

摘要：通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应(如形貌效应、尺寸效应等)而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co_3O_4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co_3O_4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co_3O_4形貌的可控合成以及不同形貌Co_3O_4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co_3O_4材料的合成过程图,并研究了Co_3O_4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co_3O_4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H_2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD),X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co_3O_4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.结果表明,Co_3O_4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl_2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下,CoCl_2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品,Co_3O_4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.XPS结果表明,各形貌Co_3O_4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co^(3+)含量的不同是影响催化活性差异的重要原因.Co2+3O4纳米片具有更多的Co^(3+)活性位,立方纳米Co_3O_4表面吸附氧含量较高,Co_3O_4纳米棒则暴露出相对更多的Co.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中,Co_3O_4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差.H2-TPR,CO-TPR和O2-TPD等结果也表明,Co_3O_4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co_3O_4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co_3O_4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co_3O_4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co_3O_4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.

摘要：以富氧底吹熔池熔炼过程为研究对象,基于气泡扰动形成流场图像测算灰度级强度,测算与比较底吹搅拌反应器内的局部混合特性。参照某企业底吹炼铜炉实际尺寸,搭建气体喷吹水模型试验平台;利用高速摄像机拍摄不同设计参数下的试验过程,捕获并存储水模型中喷口上方流场的彩色图像;截取未受装置干扰的研究区域,测算其绿色成分的灰度级强度均值与标准差。研究发现:气泡扰动流场RGB图像的绿色成分在本试验条件下对于真实图像气泡轮廓特征提取更为准确;绿色成分图像的水平剖线针对单排喷口与双排喷口分别呈现单峰与双峰,验证了以灰度级强度表征混合特性的准确性;测算研究区域的灰度级强度均值时间序列和标准差时间序列,最终发现:在熔池动态平衡阶段,大部分时间序列在统计学意义上服从正态分布。本研究为推进图像分析技术在底吹搅拌反应器流动与混合特性研究方面提供了参考依据。