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废水处理的实用高级氧化技术第一部分──各类高级氧化技术的原理、特性和优缺点

方景礼

电镀与涂饰

评述了芬顿氧化法、催化臭氧氧化法、光催化氧化法、电解催化氧化法、湿式空气氧化/湿式催化氧化法、超临界水氧化法、超声氧化法等各类目前认为最有实用价值的高级氧化技术的原理、特性和各自的优缺点，分析了各类高级氧化技术存在的问题和未来的发展趋势。认为金属催化臭氧氧化技术结合了臭氧氧化力强和金属催化剂易于制造、经久耐用、不需另加其他药剂和操作成本低的优点，是既经济又高效的氧化技术，也是未来较有发展前途的技术。

关键词: 废水处理 , 高级氧化技术 , 芬顿试剂 , 催化 , 臭氧 , 紫外光 , 电解 , 湿式氧化 , 超临界水 , 超声

Corrosion Behavior of Ferritic/Martensitic Steels CNS-I and Modified CNS-II in Supercritical Water

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 中枢神经系统 , 腐蚀行为 , 超临界水 , 铁素体 , 修改 , 马氏体钢 , 内氧化层 , 合金元素

超临界溶剂热技术制备纳米材料及其研究进展

张云 , 谢亚红 , 岳凡 , 李娟 , 杨桂花 , 王吉德

材料导报

超临界流体的许多优异特性使其在纳米材料的制备方面展示出越来越大的吸引力、优越性和实用价值.详细综述了超临界流体的特性,利用超临界溶剂热法合成纳米材料的作用机理、过程参数控制(如温度、压力)及合成纳米材料的形貌控制,分析比较了近年来国内外利用超临界溶剂热法合成纳米材料的研究进展,并对未来的发展做出了合理展望.

关键词: 超临界流体 , 超临界水 , 纳米材料 , 形貌控制 , 可控合成

超临界水活化褐煤制取活性炭

程乐明 , 姜炜 , 张荣 , 毕继诚

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.012

以超临界水(SCW)活化褐煤制取活性炭为目的,在半连续SCW反应装置上,研究了活化温度(600℃～700 ℃)、压力(0.1MPa～30MPa)和KOH添加量(质量分数为0%～15%)对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和孔结构的影响.结果表明:升高活化温度有利于煤转化率、活性炭BET比表面和碘吸附值的增加,同时中孔比例也明显升高.与相同温度下常压水蒸气活化相比,SCW活化反应有利于活性炭的吸附性能和中孔比例的升高.650℃时活化压力由0.1 MPa升至25MPa,活性炭BET比表面增加74%,中孔所占比例增加38%左右.煤中添加质量分数10%KOH可进一步促进孔隙生成,活性炭BET比表面可达825 m2/g.此外,KOH还可与煤中的矿物质发生反应,通过酸洗脱除活性炭中的灰分至质量分数2%以下.

关键词: 褐煤 , 活性炭 , 超临界水 , 比表面 , 孔结构 , 活化

超级奥氏体不锈钢AL-6XN在超临界水环境中的应力腐蚀性能

沈朝 , 潘向烽 , 张乐福 , 李力 , 唐睿

腐蚀与防护

研究了超级奥氏体不锈钢AL-6XN在550℃/25 MPa和650℃/25MPa超临界水环境中的应力腐蚀开裂敏感性,同时还研究了辐照对其在550℃/25MPa的超临界水环境中应力腐蚀开裂敏感性的影响.通过慢应变拉伸试验得到相应的应力-应变曲线,通过扫描电镜(SEM)得到试样断口和侧面的形貌.结果表明,在550℃/25MPa的工况下,AL-6XN辐照前后的屈服强度、抗拉强度和延伸率并没有发生明显变化,应力腐蚀开裂倾向均较小.当温度升高到650℃时,AL-6XN的应力腐蚀敏感性明显增加,具有较大的应力腐蚀开裂倾向.本研究还发现未辐照过的AL-6XN在550℃/25MPa的工况下发生了动态应变时效现象.

关键词: 超临界水 , 超级奥氏体不锈钢 , 慢应变速率拉伸 , 辐照 , 应力腐蚀开裂

超级奥氏体不锈钢AL-6XN在超临界水中的腐蚀行为

尹开锯 , 邱绍宇 , 唐睿 , 洪晓峰 , 张乐福 , 张强

中国腐蚀与防护学报

研究了超级奥氏体不锈钢AL-6XN在500℃，550℃和600℃／25MPa超临界水中的腐蚀行为，通过扫描电镜-电子能谱（SEM—EDX）、X射线衍射（XRD）和x射线光电子能谱（XPS）分析了氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明，氧化膜为双层结构，氧化膜中含Fe3O4，Cr2O3，Fe2O3和FeCr2O4相。AL-6XN在超临界水中氧化膜存在脱落现象，脱落程度随温度升高而加剧。

关键词: 超级奥氏体不锈钢AL-6XN , 超临界水 , 氧化 , 氧化膜脱落

超临界水流化床流动阻力特性的实验研究

吕友军 , 韩强 , 赵亮 , 魏利平 , 张西民 , 郭烈锦

工程热物理学报

本文在压力23～27 MPa,温度360～420℃的参数范围内,研究了固定床与流化床的流动阻力特性。实验结果表明：传统的计算固定床压降的Ergun公式在超临界水条件下仍可适用,实验值与Ergun公式计算值的平均误差为13.3%。基于固定床及流化床流动阻力特性实验结果拟合了一个适用于超临界水条件下计算流化床最小流化速度的关联式,实验结果与计算结果的平均误差为3 1%。本文研究为超临界水流化床反应器的参数设计和运行提供有用依据。

关键词: 超临界水 , 流化床 , 阻力 , 最小流化速度

超临界水中甲酸分解反应动力学的密度泛函理论研究

张永春 , 张军 , 赵亮 , 刘杨先 , 陈洁 , 谢芳 , 盛昌栋

工程热物理学报

采用密度泛函方法(B3LYP)在6-311+g(3df,2p)基组水平上,针对甲酸在超临界水中分解,研究了HCOOH+2H2O反应和HCOOH+3H2O反应的微观动力学机理.将理论计算结果与已有的实验结果对比发现,甲酸在超临界水中分解主要通过HCOOH+3H2O反应机理进行,存在脱羧反应R(HCOOH+3H2O)→d→TSd/e→e→TSe/P3→P3和脱羰反应R(HCOOH+3H2O)→f→TSf/P4→P4两条主反应通道.利用传统过渡态理论(TST)计算得到两条主通道速控步骤在650～1500K温度范围内的速率常数κ3和κ4,其表达式分别为κ3=2.99×1012exp(-169.89 kJ·mol-1/RT)s-1和κ4=3.00×109exp(-159.01 kJ·mol-1/RT)S-1.

关键词: 甲酸 , 超临界水 , 密度泛函理论 , 反应机理 , 动力学

超临界水的应用及其环境中材料腐蚀的研究

杨润田 , 王志锋 , 张海峰 , 程乐明 , 毕继诚

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.05.028

介绍了超临界水特殊的物理、化学性质及其目前在化工、环境领域的应用状况,超临界水氧化法是一种很有前途的废物处理技术,在宇航、潜艇、环保等领域具有广泛的应用前景,但高温高压下设备的腐蚀是限制该技术推广应用的主要因素之一.在介绍超临界水的性质及其主要应用的基础上,简述了国内外超临界水中材料腐蚀的研究现状,为新型超临界水反应器的研究与开发提供一定的参考.

关键词: 超临界水 , 氧化 , 应用 , 腐蚀

铁素体-马氏体钢P91和P92在超临界水中腐蚀后氧化膜多孔性分析

尹开锯 , 邱绍宇 , 唐睿 , 张强 , 张乐福 , 刘鸿

中国腐蚀与防护学报

用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)技术研究P91、P92在500℃/25 MPa和550℃/25 MPa超临界水中腐蚀后氧化膜的多孔性成因.结果表明,两种材料氧化膜均为双层结构,外层氧化膜为Fe_3O_4相,内层氧化膜为Fe_3O_4和FeCr_2O_4相,P92在接近氧化膜区域的基体内存在一个内氧化区.P91和P92在超临界环境中腐蚀后氧化膜的多孔性与外层氧化膜Fe_3O_4的缺陷类型有关,富氧Fe_3O_4中的缺陷主要类型为氧空位,在超临界状态下,当氧空位浓度达到一定程度后,空位坍塌即形成小孔.

关键词: 超临界水 , 腐蚀 , 氧化膜 , 多孔性