掺镁碳酸熔盐液体导热特性

为克服碳酸熔盐热导率较低的不足,提出通过向三元碳酸熔盐(Li2CO3-Na2CO3-K2CO3)掺杂金属镁粉来改善导热性能的新思路,采用静态熔融法制备了掺杂1%、2%掺镁碳酸熔盐复合材料。采用扫描电镜-X射线能谱、阿基米德法、差示扫描量热法(DIN比热测试标准)和激光闪光法,分别观察了掺镁碳酸熔盐形貌结构,测量了熔盐和复合熔盐液体的密度、比热容、热扩散系数,最后计算获得复合熔盐液体的热导率。研究结果表明,镁粉的加入改变了纯盐(三元碳酸熔盐)的形貌结构,熔体内形成大量的2~5μm球体颗粒,与纯盐相比,1%掺镁碳酸熔盐液体密度、热扩散系数和热导率都得到增强,液体比热容减小,复合熔盐液体的平均热导率增加了21.67%;2%掺镁碳酸熔盐液体密度、热扩散系数和热导率同样得到增强,虽然复合熔盐液体的比热容减小,但其平均热导率仍然增加了19.07%。1%掺镁碳酸熔盐具有更高的液体密度、热扩散系数和热导率,可作为传热介质在太阳能热发电传蓄热系统推广。     

高温碳酸熔盐的制备及传热蓄热性质

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,根据碳酸盐的相图数据,利用静态熔融的方法制备了碳酸钠-碳酸钾新型熔盐,并对熔盐添加氯化钠、氯化钾、碳酸锂等高熔点物质进行改性,采用差式扫描量热法（DSC）、重量法、电位滴定法和热循环法对混合熔盐的熔点、相变潜热、离子变化、热稳定性等热力学性质进行了表征。实验结果表明,碳酸锂改性后的碳酸熔盐熔点和相变潜热数据较氯化钠、氯化钾改性的优越,但价格较贵,不适合作为太阳能高温传热介质;价格较低的氯化钠改性后的碳酸熔盐具有熔点比二元碳酸熔盐低133℃、相变潜热增加为二元碳酸熔盐的1．9倍和在850℃以下热稳定性好的特点,是一种比较理想的高温热载体。     

离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展

概述了以离子液体作为催化剂或作为反应介质,用CO2合成环状碳酸酯的研究进展。离子液体是固定CO2产生环状碳酸酯的适宜催化剂和溶剂,离子液体的话性可以通过添加本身并无活性或低活性的Lewis酸性金属卤化物或金属配合物得到改善。使用离子液体使得合成过程变得更加绿色和简单,因为产品易分离,催化剂可以循环利用,而且不必使用挥发性有害的有机溶剂。     

三元硝酸熔盐导热系数的计算

三元硝酸熔盐是化学工业中的主要高温载热体,但是由于熔盐熔点高、腐蚀性强,在测试过程中存在对流和辐射换热,导热系数的测量结果不太准确.利用Kincaid-Eyring方程、Rao方程、Gustafsson方程和硬球模型等模型公式分别计算了三元硝酸熔盐的导热系数.与前人实际测量值进行了比较,发现利用近似硬球模型估算得出的结果与给出的测量值比较接近,这种模型估算的结果比较合理.     

碳纤维3D网络结构导热复合材料研究进展

制备高导热碳纤维三维(3D)网络结构复合材料的方法主要包括冻干取向法、电泳沉积法、静电植绒法、气流成网-针刺成毡及3D打印法,介绍了不同方法制备碳纤维3D网络结构导热复合材料的研究进展和特点。碳纤维3D网络结构可在复合材料中形成连续的导热通路,对复合材料的热导率提升有着显著的效果。对导热复合材料未来的发展方向进行了展望。     

氯化熔盐体系黏度特性研究现状

中国钛原料钙镁含量高,主要采用熔盐氯化法处理,会产生大量废盐难以处理。研究氯化熔盐体系的黏度特性对于开发该工艺产生的大量废盐利用新方法具有重要意义。综述了国内外对氯化熔盐体系黏度影响规律的研究：从氯化熔盐体系的熔盐离子出发,探讨了Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺及K⁺等对氯化熔盐黏度的影响;从反应条件出发,探讨了温度、气氛和添加剂对氯化熔盐黏度的影响。结合当前对氯化熔盐体系黏度的研究,针对NaCl-KCl-CaCl₂-MgCl₂四元氯化熔盐体系,在不同温度条件下改变气氛或者添加剂,对体系黏度的变化规律进行了考察。通过改变氯化熔盐体系的黏度,寻求适合高温相转化渣高效分离的手段和方法,对高温相转化法高效循环处理熔盐氯化废渣具有重要意义,并能有效推动中国熔盐氯化法的发展。     

熔盐吸热管瞬态传热特性的数值研究

建立熔盐吸热管瞬态传热的实验台和数值计算模型,分析管外壁热通量突变、熔盐流速突减、外壁热通量和熔盐流速同时突减对吸热管瞬态传热特性的影响规律,结果表明:管外壁热通量突变(突增或突减)时,吸热管入口段的管中心熔盐温度变化较小,但其管壁温度变化较快。管内熔盐流速突减时,熔盐出口温度和管外壁温度均随时间的推移逐渐增大,而管外壁与管内壁温差随时间的推移先降低后升高,t≥16.0 s,各温度和温差基本稳定。吸热管外壁热通量和管内熔盐流速同时减半时,管中心及出口熔盐温度均随时间的推移先升高后降低,稳态后两处熔盐温度保持定值且与瞬态开始前对应熔盐温度接近。吸热管瞬态稳定后的管外壁与管内壁温差和管外壁热通量变化呈正比,与熔盐流速变化无关。得到瞬态稳定后吸热管熔盐出口温度表达式,为瞬态传热过程中吸热器熔盐出口温度控制提供理论依据。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

高温熔盐的热物性测试及热稳定性分析

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,以价格便宜的氯化物为原料,通过静态熔融的方法配制出新型混合熔盐,并采用热重差热联用热分析仪及其他实验手段对熔盐的熔点、相变潜热及热稳定性进行了表征。实验结果表明:氯化物的混合熔盐具有较低的熔点,合适的潜热值及高温下良好的热稳定性的特点。氯化物熔盐的适宜使用温度在550~800℃。该实验研究为氯化物熔盐在太阳能高温利用中的使用提供了宝贵数据。     

碳酸二甲酯液相热导率

利用瞬态单热线法重新研制了一套可耐高压的热导率测量装置,热导率测量的不确定度为±2%。用推荐物质甲苯对该装置在286～350 K的温度范围内进行了检验,得到的结果与甲苯热导率推荐值的绝对平均偏差为0.48%。用该装置对温度区间为290～390 K、压力区间为0.1～30 MPa的碳酸二甲酯(DMC)的热导率进行了实验研究,并将实验数据拟合成关于温度和压力的热导率方程,实验数据与拟合方程计算值的最大偏差为-1.97%,绝对平均偏差为0.86%。     

由碱式碳酸镁制备过氧化镁

以碱式碳酸镁为原料,首先经过煅烧制备出活性较高的氧化镁,活性氧化镁再与过氧化氢溶液经反应、过滤及干燥制备出过氧化镁产品.研究结果表明,碱式碳酸镁的煅烧时间和煅烧温度对合成过氧化镁的活性氧含量有较大影响,最佳煅烧时间为2 h,煅烧温度为650℃;通过对反应液固比、反应温度及反应时间进行考察,确定了适宜的工艺条件:在室温下...     

纳米粒子掺杂太阳盐复合材料热物性研究

在聚光式太阳能系统中,熔盐被视为良好的储热材料,具有成本低、使用安全、低饱和蒸汽压等特点。合理改善其热物性可实现太阳能高效利用,掺杂纳米颗粒可提高熔盐的储热及传热性能。在之前工作中,采用高温静态熔融法将纳米氧化铝（Nano alumina,NA2）掺杂于太阳盐（SS,质量分数为60%的硝酸钠与质量分数为40%的硝酸钾的混合物）中,获得了具有较高比热容的纳米流体（NA2-SS,N2S）。在此基础上,采用相同方法将纳米石墨粉（GP）和NA2同时掺杂于SS中（NA2-GP-SS,N2GS）,利用差式扫描量热法和瞬态平面热源法对体系比热和导热进行测试。结果表明,优化样品为N2GS-4,比热容与原样SS相比提升21.79%,导热提升20.69%,在高温状态下具有较好的热稳定性。N2GS-4作为一种硝酸盐基纳米复合蓄热材料在热能存储系统中具有广阔的应用前景。     

Thermal and electrical conductivity of carbon–filled liquid crystal polymer composites

The thermal and electrical conductivity of resins can be increased by adding conductive carbon fillers. One emerging market for thermally and electrically conductive resins is for bipolar plates for use in fuel cells. In this study, varying amounts of five different types of carbon, one carbon black, two synthetic graphites, one natural flake graphite, and one calcined needle coke, were added to Vectra A950RX Liquid Crystal Polymer. The resulting composites containing only one type of filler were then tested for thermal and electrical conductivity. The objective of this work was to determine which carbon filler produced a composite with the highest thermal and electrical conductivity. The results showed that composites containing Thermocarb TC‐300 synthetic graphite particles had the highest thermal and electrical conductivity. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 99; 1552–1558, 2006     

Thermal conductivity of the ionic liquid [HMIm][Tf2N] with compressed carbon dioxide

The liquid thermal conductivity of the ionic liquid (IL), 1-hexyl-3-methyl-imidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ([HMIm][Tf₂N]), saturated with compressed vapor and supercritical carbon dioxide was measured over three isotherms (298.15, 323.15, and 348.15 K) and pressures up to approximately 20 MPa using a transient hot-wire technique. Pure [HMIm][Tf₂N] thermal conductivity was also measured over a temperature range of 293.15–353.15 K at ambient pressure and with hydrostatic pressure to approximately 20 MPa. Literature vapor–liquid equilibrium data were used to predict the liquid CO₂ composition at the conditions investigated. Initially, the liquid thermal conductivity slightly decreased with pressure/composition of CO₂ followed by a gradual increase that is mainly attributed to hydrostatic pressure effects. Simple composition-based mixing rules for mixture properties are not qualitatively nor quantitatively accurate. These data could be used to engineer heat transfer equipment required for a variety of proposed IL applications in CO₂ capture, absorption refrigeration, biphasic CO₂/IL reaction platforms, etc.     

Surface properties of magnesium oxide obtained from basic magnesium carbonate: Influence of preparation conditions of magnesium carbonate

Surface area, total basicity and base strength distribution (weak, strong and intermediate strength basic sites) of magnesium oxide obtained from basic magnesium carbonate (by its decomposition at 873 K) prepared by precipitation using different magnesium slats, precipitating agents and precipitating conditions (viz. concentration of magnesium salt. pH, temperature, mode of mixing and ageing period) have been thoroughly investigated. The total basicity and base strength distribution of the different magnesium oxide samples have been determined by step-wise thermal desorption of carbon dioxide from 323 to 1253 K. The chemical composition of basic magnesium carbonate and the surface properties and carbon dioxide content of magnesium oxide are found to be strongly influenced by the aforementioned preparation conditions of basic magnesium carbonate.     

Thermal conductivity of carbon fiber/liquid crystal polymer composites

Thermally conductive resins are needed for bipolar plates in fuel cells. Currently, the materials used for these bipolar plates often contain a single type of graphite in a thermosetting resin. In this study, varying amounts of two different types of polyacrylonitrile based carbon fibers, Fortafil 243 and Panex 30, were added to a thermoplastic matrix (Vectra A950RX Liquid Crystal Polymer). The resulting single filler composites were tested for thermal conductivity and a simple exponential thermal conductivity model was developed for the square root of the product of the in‐plane and through‐plane thermal conductivity . The experiments showed that the through‐plane thermal conductivity was similar for composites up to 40 vol % fiber. However, at higher loadings, the Panex 30 samples exhibited higher thermal conductivity. The experiments also showed that the in‐plane thermal conductivity of composites containing Panex 30 was higher than those containing Fortafil 243 for all volume fractions studied. Finally, the model agreed very well with experimental data covering a large range of filler volume fraction (from 0 to 55 vol % for both single filler systems). The model can be used with existing through‐plane thermal conductivity models to predict in‐plane thermal conductivity. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 5456–5462, 2006     

水热法合成碱式硫酸镁片状粉体

为了寻求镁资源更多的利用途径，提出了碱式硫酸镁片状粉体的水热合成方法。以硫酸镁和氢氧化镁为原料，加入磷酸盐类晶体助长剂，研究了在不同的条件下水热合成碱式硫酸镁片状粉体的实验现象。初步研究了影响粉体的产率、尺寸和形状的因素，并对水热法合成碱式硫酸镁粉体的影响因素进行了讨论，初步确立了制备碱式硫酸镁片状粉体的优化工艺条件。利用XRD和SEM等检测手段对粉体的形态和结构进行了分析。结果表明，晶体助长剂磷酸二氢钠和磷酸钠的作用效果明显，水热法所得的粉体呈片状、层状形貌，是一种复合镁盐的单晶体。     

液相己二酸二乙酯热导率

己二酸二乙酯是有机合成重要的溶剂和中间体,也在日用化学工业和食品工业,如香料、增塑剂等方面应用广泛。近年来,含氧燃料如己二酸二乙酯可以改善油品性能和降低柴油机排放,被认为是良好的柴油添加剂和替代燃料。然而到目前为止,对己二酸二乙酯的热物性研究相对不足。利用钽丝作为热线的瞬态双热线系统对温度区间为283～383K、压力区间为0.1～30MPa的液相己二酸二乙酯热导率进行了实验研究,并将实验数据拟合为温度和压力的关联式。实验数据与热导率关联式计算结果的标准偏差和最大偏差分别为0.14%和0.43%,热导率的标准合成不确定度为±1.0%。     

用激光粒度仪测定纳米碳酸镁铝粉体粒度

纳米碳酸镁铝在水中极易发生团聚,给粒度测试带来了很大的难题。采用了多种分散剂对其进行预分散,同时考察了不同超声时间和乙醇用量对颗粒分散的影响。结果表明,乙醇和六偏磷酸钠的混合溶液可以很好地分散纳米碳酸镁铝。该分散方法的可靠性在与扫描电镜结果的比对中得到进一步证实。