刘昌俊
,
李敏悦
,
王嘉琪
,
周昕瞳
,
郭秋婷
,
严金茂
,
李英芝
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61020-8
催化在现代化工生产中正发挥非常重要的作用.在未来催化甚至会扮演更重要的角色.然而,现有的催化剂制备方法会对空气、水和土地造成污染.这些污染主要来源于催化剂制备过程中会用到的各种有害化学品.而且,现有催化剂制备过程耗时长、耗能高、用水量大.这些都不符合绿色化学原则.因此,开展催化剂绿色制备研究十分必要.这一研究的长远目标是避免或者消除催化剂制备过程每一环节产生的污染,降低每一环节的能耗和物耗,缩短制备时间,减少劳动强度.显然,这并不是一个容易达成的目标.因此,朝着上述长远目标的任何进展,无论是小进展还是大进展,都将有助于最终实现催化剂的绿色制备.我们总结了气体放电冷等离子体在催化剂绿色制备方面的最新进展,特别强调了非氢冷等离子体在催化剂制备中的应用.冷等离子体是一种能在室温附近操作的非平衡等离子体,是对气体施加一定电压(数百至上万伏特;具体电压值取决于气体压力)形成的.冷等离子体制备方法可以在少用或者不用有害化学品的基础上,有效减小催化剂粒径、增加催化剂分散度、提高催化剂和载体的相互作用等.这些改进同时能进一步提高催化剂的活性和稳定性.相对于常规热化学制备催化剂,冷等离子体制备的显著区别在于:冷等离子体在室温或者略高于室温条件下操作,可以有效避免热化学方法存在的缺点.冷等离子体方法利用其富含的高能物质(如电子)快速促进催化剂前驱体分解,从而实现催化剂快速成核.由于低温操作,其晶体生长速度受到限制,催化剂分散性得以提高.研究表明,以非氢等离子体作为电子源的室温电子还原能够有效还原贵金属离子.这个过程中既不需要有害化学还原剂也不需要氢还原.这为以热敏材料和化学不稳定物质作为基底的负载型催化剂制备创造了条件.这些热敏材料包括金属有机骨架材料(MOF)、共价有机骨架材料(COF)、高比表面积的碳、多肽、DNA和蛋白质等等.这个室温电子还原还被用于制备能在水面或其它溶液表面上漂浮的催化剂,对发展新型催化剂有很大帮助.此外,使用冷等离子体还可以进行低温模板脱除,以避免高温分解可能出现的烧结问题,在保证催化剂高比表面积的同时获得只有在高温分解才能得到的结构特征.研究表明,可以使用冷等离子体诱发微燃烧以除去炭模板,可以有效减少炭模板法制备氧化物结构材料所需要的化学品.冷等离子体方法在催化剂制备中的应用刚刚开始,尚有大量研究还有待于开展(如多金属氧化物制备等),存在大量研发机会.可以预期,冷等离子体在催化剂绿色制备与应用中将发挥更重要的作用.
关键词:
催化剂制备
,
等离子体
,
绿色化学
,
多孔材料
吴康
,
任静
,
蒋洪德
,
工程热物理学报
本文通过构建由一级动静叶组成的外流影响下的轮缘密封问题的实验和数值模型,针对燃气轮机透平转静轮盘间隙的封严与入侵问题开展了研究.其中第一部分主要关注燃气入侵的主要影响因素,入侵气体在腔室内部的分布规律和最小封严流量.结果表明:静叶尾缘的压力分布是造成燃气入侵的主要原因,即在主流的压力大于密封腔室内压力的区域会出现燃气侵入腔室,造成局部温度过高;主流压力小于腔室内部的压力区域,密封气体能够较好的封严转静间隙.入侵气体和封严气体的掺混主要发生在腔内高半径处并在高速旋转的动盘引发的夹带作用下深入腔室内部低半径处.因此在轮缘密封的结构设计中需要全面的考虑这些因素的影响.
关键词:
整级透平
,
转静轮缘
,
封严与入侵
,
动盘夹带效应
吴康
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
本文通过构建由一级动静叶组成的外流影响下的轮缘密封问题的实验和数值模型,针对燃气轮机透平转静轮盘间隙的封严与入侵问题开展了研究.其中第二部分主要关注不同封严结构的特性.结果表明:复杂的封严结构能够避免主流和腔室内部气体的直接接触,增大主流入侵的沿程阻力和削弱主流的切向速度分量的影响.在本文的实验条件下,径向封严所需要的最小密封流量相较于轴向封严能够减少50％以上.
关键词:
转静轮缘
,
轴向封严
,
径向封严
,
双封严结构
贾惟
,
刘火星
工程热物理学报
在涡轮转静叶片排之间喷入冷气可以阻止高温燃气进入盘腔,但是冷气与主流的掺混损失对涡轮气动性能不利.本文采用数值计算的方法,研究了转静叶片排之间封严腔轴向位置和轴向间隙的变化对涡轮性能和端区流动的影响.结果表明,封严出流与主流的剪切作用形成了诱导涡,诱导涡随后发展成为通道涡并占据了端区二次流的主导地位.封严腔轴向位置和轴向间隙的改变使等熵效率和封严效率产生了相反的变化,因此在设计时要兼顾气动性能和冷却要求进行综合考虑.
关键词:
封严腔
,
轴向位置
,
轴向间隙
,
通道涡
,
涡轮性能
孙杰
,
石超
,
赵丹
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.11.008
采用空气等离子喷涂工艺制备了NiAl/AlBN封严涂层.研究了NiAl/AlBN涂层在5％(质量分数)NaCl溶液中的电偶腐蚀行为.结合极化曲线、开路电位和微观形貌(SEM)观察,对封严涂层的腐蚀机理进行了探讨.通过计算出的平均电偶电流密度,评价了NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀敏感性.结果表明,AlBN涂层的腐蚀电位较NiAl涂层低,两者相差约70mV,电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的AlBN涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,NiAl涂层作为阴极得到保护.NiAl/AlBN涂层的电偶电流密度为3.5331μA/cm2.电偶腐蚀后,电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均降低了,阳极电位从-808mV负移到-883mV,阴极电位从-740mV负移到一800mV;电偶电位为-814mV.随着腐蚀时间的延长,AlBN涂层的防护性能逐渐减弱.
关键词:
AlBN封严涂层
,
NiAl封严涂层
,
电偶腐蚀
纪国剑
,
吉洪湖
工程热物理学报
本文对篦齿-蜂窝封严结构的封严特性进行了三维数值仿真,研究了不同结构参数、旋转速度及气动参数对其封严特性的影响,并与篦齿-涂层封严结构进行了对比.结果表明:采用蜂窝结构能改变篦齿腔内气体的流动,有效降低泄漏;篦齿前后腔气动参数一定时,齿数增加、篦齿节流间隙宽度减小或转速增加,泄漏量和泄漏系数都会相应减少.
关键词:
篦齿封严
,
蜂窝
,
泄漏量
,
泄漏系数
许存官
,
杜令忠
,
张伟刚
,
杨滨
,
王璐
,
李纪
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.4.011
采用热喷涂技术制备了Ni/Al-Ni/石墨系统封严涂层,研究了涂层在盐雾环境中的腐蚀性能.结果表明:Ni/石墨涂层在5 % NaCl饱和氧溶液中(质量分数,下同)的腐蚀电位为-382.3 mV ,在去氧溶液中的腐蚀电位为-848.2mV.Ni/石墨面层经盐雾腐蚀后,腐蚀产物主要为无定形Ni(OH)2·xH2O,腐蚀导致涂层表面石墨掉落,涂层腐蚀失重与腐蚀时间遵循幂指数函数.在腐蚀初始阶段,涂层的结合强度变化不大,但是经过480h的腐蚀后,涂层的结合强度明显下降,960h时结合强度与初始值相比下降30%左右.腐蚀机理研究表明,由于Ni/石墨涂层内部存在孔隙,腐蚀介质沿着孔隙通道向内渗透.孔隙中充满腐蚀介质后涂层内外溶液交换困难,在涂层的表面和内部形成宏观腐蚀电池,加速了涂层内部金属相的腐蚀.
关键词:
Ni/石墨
,
封严涂层
,
盐雾腐蚀
,
热喷涂
,
结合强度
