研究
石油开采、集输、加工过程中会面临复杂的工况条件,原油中的天然表面活性剂与人工添加乳化剂以及纳微米固体颗粒共同形成石油Pickering乳液,使得油水体系呈稳定的水包油(O/W)、油包水(W/O)或多重乳化状态。油水乳状液作为注水采油的主要产物,其高效破乳是石油工业链条中的普遍需求。目前对于石油Pickering的破乳仍然借鉴普通油水乳液的方法,而对于成因复杂的油水乳状液,以去除成膜乳化剂为目标的氧化破乳法比传统破乳法的效果更佳。为此,本文基于高效的氧化破乳机制,介绍了石油Pickering乳液的特点及危害,与非氧化反应类型的传统化学破乳法进行对比,综述了分子氧化、光催化氧化、电化学氧化三类技术对于不同来源及特征的油水乳状液的破乳进展。通过对每种方法的机理过程、应用实例、优缺点等方面详细分析,总结了分子氧化、光催化氧化、电化学氧化在石油Pickering乳液破乳中的局限性,并对今后如何实现石油Pickering乳液精准破乳提出展望。...
研究
三元锂离子电池因其性能优越,在国内外便携式电子设备和新能源汽车中得到广泛应用。随着对锂离子电池需求量的不断增大,大量的锂离子电池将迎来"退役"高峰期。为实现有价金属资源的循环利用,降低固体废物处理对环境的影响,废旧锂离子电池的回收利用受到了广泛的关注。通过对三元锂离子电池进行资源化回收利用,可以获得有价金属或直接制备电池材料。为了提高物料的有效回收率,通常采用预处理的方法来分离集流体和正极活性材料,实现物料的有效分离及进一步的后处理。然后,采用冶金处理的方法从正极活性材料中提取金属和分离杂质,其包括高温冶金和湿法冶金处理工艺。最后,结合材料合成的方法进一步制备得到电池材料或化合物。在现阶段的研究中,高温冶金过程面临着物料损耗大、能耗高、环境不友好等问题;湿法冶金过程存在酸耗大、除杂效率低、工艺流程长等问题。正极材料的再生过程、回收成本以及再合成材料的性能是限制其应用的重要因素。本文主要介绍了废旧三元锂离子电池回收过程及方法,包括预处理、高温冶金、湿法冶金、正极材料再生等,分析比较了其存在的主要问题,为废旧三元锂离子电池的资源化技术发展提供参考。最后,提出了废旧三元锂离子电池正极材料的回收应向绿色环保、短流程和低能耗的方向发展。...
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水泥基材料是目前使用量最大的建筑材料,在实际应用过程中,水泥基材料会出现损坏,达不到预期的性能要求。水泥水化产物中存在大量结晶的Ca(OH)2,影响各种水泥水化产物之间的粘结性,造成水泥基材料性能的降低。如何增强水泥基材料的性能成了国内外研究的热点,需要找到能够有效改善水泥基材料性能的方法。查阅国内外相关文献发现,将粉煤灰、硅灰、纳米SiO2(因三种材料的主要组分为SiO2,以下统称为硅基材料)或矿渣掺入到水泥基材料中,因其具有火山灰反应,并能起到填充作用,可明显提高水泥基材料的性能。掺合料的加入可降低水泥基材料中Ca(OH)2含量,减小其晶粒尺寸,使C-S-H凝胶的数量增多,改善水泥基材料的孔隙率,提高其性能。粉煤灰和矿渣成分中有部分玻璃态物质,能减少水泥浆体用水量,增加和易性;具有较低的火山灰性,适量掺入能降低水泥浆体的水化速度;含有粉煤灰或矿渣的水泥基材料早期强度较低,后期强度较高。硅灰与纳米SiO2的火山灰活性较高,能促进水化,适量掺入能够使水泥基材料早期强度大幅提高,但后期强度发展较慢;同时也会增大水泥基材料早期收缩,增加其结构开裂的风险。不同掺合料复掺后能产生协同增强效应,可获得性能优异的复掺改性水泥基材料。本文主要介绍了硅基材料和矿渣在水泥基材料中的应用,从反应机理、水化热、强度、孔隙率等方面来阐述其在水泥基材料中的研究现状和相关成果。对目前研究中存在的相关问题进行了分析总结,以期为制备性能优异的水泥基材料提供一定的参考。...
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