水合盐相变储能材料研究

水合盐相变储能材料具有原料丰富、储热密度高、价格低等优点,在太阳能高效利用、工业余废热利用、跨季节储热采暖、智能温室、食品储存保鲜、轻纺行业等方面有着广阔的市场前景及经济效益。但是,在实际应用过程中会遇到过冷、相分离、非协调性熔解、热传效率低(热导率低)、体积变化、循环稳定性、结晶速率慢以及热化学稳定性等问题。针对这些问题,通过密度泛函理论、成核剂"协同效应"、纳米导热粒子、微纳核壳结构构筑等研究提升水合盐相变储能材料性能及应用范围,该研究思路对于水合盐相变储能材料的开发具有重要意义。     

相变储能材料六水氯化钙的储热性能优化研究

六水氯化钙(CaCl2?6H2O)的相变温度约为29 ℃,相变潜热约180.0～190.8 J/g,因其潜热高,成本低,无毒等优点广泛应用于建筑材料中,但CaCl2?6H2O在实际应用中存在着储热性能差、衰减严重等缺点。通过差示扫描量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射法(XRD)对比了CaCl2?6H2O在改性前后的潜热性能、形貌及晶体结构差异。结果表明,通过对CaCl2?6H2O的水含量进行精确调控,材料的相变潜热从158.6 J/g提升至194.8 J/g,潜热存储能力得到极大的提升。     

相变储能材料的研究及应用

综述了相变储能材料的研究进展和实际应用。介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。     

化学固沙材料研究进展及展望

作为三大治沙措施之一,化学固沙措施能够使流沙表面迅速地形成防风蚀的固沙层,受到广泛的关注。无机类化学固沙材料、有机类化学固沙材料及有机-无机复合类化学固沙材料等三大类化学固沙材料为化学固沙措施提供宽阔的发展空间,但各自也存在着缺点和不足。因此,研究和开发具有耐水蚀、耐冻融、耐风蚀及抗紫外线辐射性能、对环境没有污染及对植物无副作用、成本低廉的固沙材料是今后化学固沙材料的发展方向。     

基于盐湖资源的硝酸熔盐储能材料性能研究

太阳能光热发电是可再生能源发展的主要方向。作为太阳能光热发电的核心技术,熔融盐以热容量大、粘度低、蒸汽压低、使用温度范围宽等诸多独特的性能优势,成为光热发电储能的首选。相比之下,硝酸熔盐具有优良的传热和流体流动等特性,使其在光热储热系统中的性能优势较为突出。我国盐湖地区具备太阳能光热发电的发展空间和优势,丰富的无机盐资源可以降低相关相变储能材料的生产成本,有利于推进太阳能的规模化发展、能源结构的调整优化。据此,立足于盐湖资源的开发利用,以硝酸盐系列传热蓄热介质的工业应用为背景,针对产业化的二元硝酸盐熔盐做了更深入的系统研究;在此基础上,通过添加硝酸镁,制备了低熔点的三元熔盐储能材料;并将碳纳米管引入到硝酸盐体系,进一步提升了其导热性能。这不仅为硝酸熔盐储热材料的制备提供了理论基础,也为其在光热发电的应用打开了更多的可能性。     

基于动态降温结晶工艺的盐湖卤水镁锂分离研究

青海盐湖卤水锂资源储量丰富,高镁锂比卤水存在镁锂分离难的问题。基于非平衡动态降温过程中不同盐组分结晶行为存在差异的原理,开展了强制分离高镁锂比卤水的研究,考察了卤水镁锂比、降温速率、流体状态和卤水温度对镁锂分离效果的影响,并分析了结晶过程中镁锂分离的介稳性特点。结果表明,通过非平衡动态降温结晶析出MgCl₂·6H₂O,可以实现卤水脱镁和镁锂分离,当降温速率为-1.25℃/min、卤水温度在70℃至50℃范围内,镁锂比在10∶1～80∶1时,镁锂分离因子最高可达到1.876,结晶的MgCl₂·6H₂O纯度最高为99.42%。非平衡动态降温结晶工艺相较于经典的盐田工艺,最多可将锂损失率从模拟盐田工艺的38.39%降至7.56%。该工艺为盐湖卤水镁锂分离提供了一条新的思路,也为后续高纯锂盐的制备奠定了基础。     

次生化学成因碳酸盐含量在湖泊环境变化研究中的应用与进展

湖积物中次生化学成因碳酸盐含量受控于包括温度、水分在内的众多因素,其变化可反映环境、气候及构造信息。根据影响碳酸盐含量变化主要因素的不同,可将其归纳为几种模型:水分-温度主控模型、水分主控模型、温度主控模型及其它因素主控模型,并进行了述评。     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅩ.：天然含硼盐卤的蒸发相图

在进行青藏高原盐湖含硼盐卤天然蒸发和25℃等温蒸发实验的基础上,绘制成复杂盐卤的蒸发相图。该相图与Na~+、K~+、Mg~(2+)//Cl、SO_4~(2-)—H_2O体系25℃介稳相图基本上相符合。在将蒸发相图与该五元体系平衡溶解度相图进行比较后,从盐溶液化学的角度对蒸发相图的形成原因进行了解释。     

熔盐相图智能数据库研究

建立了包括三千多个已测定的二元、三元熔盐系相图的熔盐相图智能数据库。在建库过程中 ,运用原子参数 -模式识别方法总结已知相图几何特征与其组分元素的原子参数 (离子半径和电负性 )关系的半经验规律 ,并将其用于未知相图几何特征的预报。还将若干不符合上述规律的已测相图列为可疑对象 ,对其重新作实验测定。通过这一做法 ,纠正了前人报道的忽略了某些中间化合物的相图 ,证明这些相图存在CsCaBr3 ,Cs2 CaF4等中间化合物。另一方面 ,还通过实验否定了前人声称发现的KNO3 -KI等相图的中间化合物。这说明 :原子参数 -模式识别算法和实验验证相结合 ,是一种对有疑问的相图评估的有效方法。熔盐相图智能数据库还具有根据原子参数 -模式识别方法对部分未知相图的若干特征的预报功能。初步研究结果表明 :这类智能数据库的研究方法对水 -盐系等相图研究也有应用价值。     

基于盐湖尾卤溶液结构变化的镁锂分离研究

盐湖卤水提锂工艺的难点之一在于卤水中镁锂比过高。采用红外光谱对非平衡动态降温过程中溶液结构变化进行分析,测定不同类型单盐溶液和卤水的结构变化,并基于此规律强化盐湖尾卤的镁锂分离。结果表明,MgSO₄ 溶液在40℃及以上时,984 cm^-1 处的特征峰显示可能出现接触式离子对结构(Mg²⁺-SO₄^2-);1 280 cm^-1处出现溶剂共享型离子对结构(Mg²⁺-H₂O-SO₄^2-);Li₂SO₄溶液中出现溶剂共享型离子对结构的可能性低,镁锂之间会出现结构差异。基于如上溶液结构的变化,通过非平衡动态降温过程,实现盐湖尾卤中的镁锂分离,镁锂质量比值可由最初的40降至20左右,Mg²⁺以MgSO₄·nH₂O型混合结晶产品的形式从卤水中析出,而液相中Li⁺     

不同类型水处理剂对马海盐湖高不溶物钾盐矿浆的絮凝沉降及过滤性能研究

研究了焦磷酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硅酸钠、丙酮、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇等一些水处理剂与非离子聚丙烯酰胺组合后对马海盐湖高不溶物、低品位固体钾矿矿浆的絮凝沉降效果,找出了对钾矿矿浆絮凝沉降、过滤分离有较好效果的药剂组合。     

青海大浪滩凹地梁中矿区软钾镁矾沉积元素和相化学分析

青海大浪滩凹地梁中矿区是典型的固、液矿共存的钾镁盐矿床。地质勘查显示,梁中矿区埋深8~10m以下沉积有层状的含钾硫酸盐固体钾矿(主要是软钾镁矾,并伴生有钾石盐和光卤石)。在兴元钾肥厂已开挖的矿层断面,选择7.3 m的沉积剖面,采集并分析了73件盐样和7件晶间卤水样离子含量,结合2件样品的软钾镁矾稳定锶同位素比值、矿物组合分布和25℃时Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO2-4–H2O五元体系介稳相图,探讨了研究区软钾镁矾沉积的化学元素组成特征和化学演化过程。结果表明,1)5.3~2.6 m沉积了钾盐矿物,K+含量主要在10%~18%之间变化;2)全新世温度的升高和外来水体的混入,使软钾镁矾沉积时矿物析盐序列呈现逆向析盐过程;3)对比软钾镁矾和研究区盐湖卤水、油田卤水的87Sr/86Sr值,推断大浪滩凹地软钾镁矾的沉积可能与其南侧断裂—小梁山构造气田水渗入有关。     

祁连山区植被物候遥感监测与变化趋势

基于1982-2006年GIMMS NDVI时间序列数据,利用Double Logistic拟合方法提取了祁连山区植被的生长季始期、生长季末期和生长季长度参数,分析了植被物候期的时间变化趋势及空间分异特征。结果表明:祁连山植被从东南向西北逐渐变绿,而从西北到东南逐渐变黄,植被生长季呈现出东南地区比西北地区长、河谷地区比高山地区长的特征。25年内植被年生长季始期呈提前趋势,提前幅度为0.044 d·a^-1,年代趋势为延迟-提前-延迟;年生长季末期也呈提前趋势,提前幅度为0.059 d·a^-1,年代趋势为延迟-提前;生长季长度略有缩短,缩短幅度为0.015 d·a^-1,年代趋势为缩短-延长-缩短。25年内祁连山区植被生长季始期、末期提前不明显的区域主要为高山地区,分别占51.46%、42.77%;生长季始期、末期推迟不明显区域主要为河谷地区,分别占44.41%、52.91%;植被生长季高山地区延长不明显,河谷地区缩短不明显,总体上植被物候没有出现明显变化。