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2023年  第30卷  第11期

从钢渣浸出液中制备钙基吸附剂：钙镁比的影响

李宇蒙，赵青，梅孝辉，刘承军，Henrik Saxén，Ron Zevenhoven

封面故事：钢渣和CO2是钢铁冶炼过程中产生的两大典型废弃物。利用钢渣制备CO2循环捕集材料，是推动钢铁行业降碳减排的重要途径，也是推进有限资源无限循环的技术手段。或许有一天，冶金尾气可以通向蔬菜大棚、饮料工厂，让“垃圾”和“废物”成为过时的傲慢与偏见。

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特约综述
机器学习在炼钢过程建模中的应用现状
张润灏, 杨健
2023, 30(11): 2055-2075. doi: 10.1007/s12613-023-2646-1
中文摘要(1736) PDF(250) SpringerLink
摘要:
随着钢铁工业自动化和信息化的发展，炼钢过程中产生了越来越多的数据。相比于传统的基于生产经验和冶金机理的方式，机器学习技术作为一种新的方法可以用于处理大数据，机器学习在炼钢过程中的应用已成为近年来的研究热点。本文概述了机器学习在炼钢过程建模中的应用，主要包括铁水预处理、一次炼钢、二次精炼等方面。在炼钢过程建模中，最常用的三种机器学习算法是人工神经网络、支持向量机和基于案例推理，分别占56%、14%和10%。炼钢厂收集到的工业大数据经常出现各种异常与错误。因此，数据的处理，尤其是数据清洗，对机器学习模型的性能表现至关重要。变量重要性也能用于优化工艺参数和指导工业生产。机器学习应用于铁水预处理建模，主要用于终点硫含量的预测。在一次炼钢中，包含了平炉、电炉和转炉炼钢，机器学习主要应用于元素终点和工艺参数的预测。对于二次精炼建模，机器学习在LF、RH、VD、AOD、VOD工艺均有应用。机器学习在炼钢过程建模中的进一步发展可以通过数据平台建设，研究成果向炼钢过程产业转化，以及提高机器学习模型的通用性等方面的努力来实现。
特约综述
湿法冶金技术实现电炉灰的无害化和回收利用
薛阳, 刘晓明, 徐春保, 韩永辉
2023, 30(11): 2076-2094. doi: 10.1007/s12613-023-2637-2
中文摘要(981) PDF(86) SpringerLink
摘要:
随着我国废钢量的逐步提升，电炉炼钢技术的发展，以及国家环保政策的提倡，我国电炉钢产量逐年递增。《工业领域碳达峰实施方案》要求到2025年和2030年，短流程炼钢在粗钢总产能中的占比要分别达15%和20%以上。电炉炼钢过程中每生产1吨钢约产生10–20kg电炉灰。电炉灰是一种工业有害固体废物，但也是含锌、铁等有价元素的潜在二次资源。近年来，在国家环保政策的提倡下，电炉灰无害化处置和资源化利用的相关湿法冶金技术得到了飞速发展。本文总结了电炉灰的产生机理、成分和特性，并对电炉灰的湿法冶金处理方法，如酸浸法、碱浸法、盐浸法和预处理强化浸出法等进行了深入地剖析和对比。同时阐明了电炉灰中含锌相在酸/碱溶液中和预处理过程中的矿相转变机理。最后，本文提出了两种电炉灰湿法冶金处理新方法，即氧压硫酸浸出并制备复合催化剂，以及电炉灰与城市生活垃圾焚烧飞灰协同无害化–碱浸提锌工艺，为EAFD的无害化和高附加值利用提供了新思路。
特约综述
金属凝固过程微观组织演化相场模型研究进展
王凯阳, 吕少杰, 吴宏辉, 吴桂林, 汪水泽, 高军恒, 朱家明, 杨许生, 毛新平
2023, 30(11): 2095-2111. doi: 10.1007/s12613-023-2710-x
中文摘要(1968) PDF(270) SpringerLink
摘要:
凝固过程的微观组织结构信息对了解金属材料的力学性能至关重要，其中成分和铸造参数对凝固过程和合金微观结构具有重要影响。采用相场方法，基于自由能最小化原理，无需追踪固/液相界面，极大地加速了金属凝固微观结构的优化研发工作。本文首先全面介绍了相场法的数值求解、动力学和热力学模型，以及参数的无量纲处理。然后总结了应用相场模拟研究合金成分和铸造工艺参数对金属凝固结构影响的最新进展。文章详细讨论了C、B、Si几种典型元素以及冷却速率、拉速、扫描速度、各向异性和重力等工艺参数对凝固组织的影响。最后，展望了多相场方法在金属及其合金凝固过程中的应用前景。这项工作研究旨在推动多相场模拟在金属及其合金凝固过程中的广泛应用。
特约综述
功能化碳点在腐蚀防护中的研究进展与展望
赵莉, 王金科, 陈凯, 杨景智, 郭鑫, 钱鸿昌, 马菱薇, 张达威
2023, 30(11): 2112-2133. doi: 10.1007/s12613-023-2675-9
中文摘要(1273) PDF(96) SpringerLink
摘要:
金属腐蚀会给全球带来重大的经济损失、安全问题和环境污染，因此，腐蚀防护受到了学术界广泛的关注。由于腐蚀不能完全消除，防腐技术的主要目标是探索防腐机制并减缓腐蚀动力学。缓蚀剂和保护涂层是保护金属材料免受腐蚀降解的最常见和最具成本效益的方法。碳点（CDs）是一类新型零维碳纳米材料，由于其具有原料丰富、低毒性、易于化学改性、缓蚀性能和光学性能优异等优点，目前已被证明其可以用于防腐。因此，碳点作为防腐领域中具有应用前景的缓蚀剂和填料，成为近年来腐蚀防护领域的研究热点。本文全面概述了功能化碳点的制备、物理化学性质和其在防腐系统领域的自修复/自预警应用和机制。作为缓蚀剂，由于表面存在电负性原子，碳点可以在金属表面形成均匀吸附的缓蚀膜。此外，可以对碳点进行简单的表面修饰，形成羧基、氨基、羰基和羟基等官能团，从而增强其缓蚀能力。作为涂层填料，碳点形成的有效屏障可以抑制裂纹或局部损伤的扩散，并实现自修复。此外，碳点上的官能团可以与腐蚀过程中产生的Fe3+和H+离子相互作用，从而实现无损腐蚀监测和自预警。最后，本文提出了开发基于功能化碳点的防腐系统的挑战和发展前景。
研究论文
红砂岩断裂机理智能识别研究
刘子达, 李地元, 朱泉企, 张晨曦, 马金银, 赵君杰
2023, 30(11): 2134-2146. doi: 10.1007/s12613-023-2668-8
中文摘要(1543) PDF(57) SpringerLink
摘要:
拉伸断裂和剪切断裂是岩石的主要破坏机理，深入分析这两类断裂模式有助于揭示岩石的破坏机理。扫描电子显微镜（SEM）已被广泛用于分析岩石的细观拉伸和剪切断裂机理。为了量化拉剪断裂机理，本研究提出了一种基于SEM图像和深度学习的方法来定量识别红砂岩中的拉伸和剪切断口。首先，对红砂岩进行直接拉伸和变角剪试验，获得了红砂岩的拉剪断口破坏面，并对其进行了SEM观察。其次，将获得的SEM图像用于开发深度学习模型（AlexNet，VGG13和SqueezeNet）。模型评估表明，VGG13为最佳模型，其测试准确率为0.985。而后，采用积分梯度算法对VGG13所学习到的红砂岩拉剪断口特征进行分析。最后，利用VGG13对红砂岩在单轴压缩和巴西劈裂试验后产生的岩石碎片破坏面上的拉剪断口分布和占比进行了识别，识别结果证明了该方法的可行性，表明该方法可以揭示岩石破坏机理。
研究论文
硫酸铵对异极矿表面硫化锌物种形成的影响及其在硫化浮选中的作用研究
张茜, 王瑜, 邓久帅, 白中义, 徐宏祥, 孟庆峰, 靳达, 孙振武
2023, 30(11): 2147-2156. doi: 10.1007/s12613-023-2650-5
中文摘要(1031) PDF(41) SpringerLink
摘要:
锌在有色金属工业中起着至关重要的作用。随着硫化锌矿石的逐渐枯竭，氧化锌矿石中锌的富集和利用越来越受到人们的重视。异极矿是一种典型的氧化锌矿物，常采用硫化-黄药浮选法回收。异极矿独特的表面结构导致其与硫化剂作用困难，因此，有效强化表面硫化作用是采用泡沫浮选法回收异极矿的关键。本文通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、溶液组分化学计算（Visual MINTEQ）、X射线光电子能谱分析（XPS）、飞行时间二次离子质谱分析（ToF-SIMS）和微浮选试验等手段，系统研究了硫酸铵对异极矿表面硫化锌物种形成的影响及其在硫化浮选中的作用。结果表明，硫酸铵对异极矿的硫化浮选具有明显促进作用。这是由于经硫酸铵处理后，异极矿浮选体系中以Zn2+和(Zn[NH3]i)2+(i = 1–4)形式存在的锌组分数量增加，有利于其与溶液中的硫组分相互作用，进而在异极矿表面形成致密稳定的硫化锌层。在硫化过程中，锌铵络合物(Zn[NH3]i)2+(i = 1–4)是以过渡态的形式参与异极矿的硫化反应。此外，硫酸铵还加速了异极矿的硫化反应。
研究论文
利用方铅矿与黄铜矿表面酸蚀特性的差异进行分离
谢海云, 陈家灵, 张培, 高利坤, 刘殿文, 陈禄政
2023, 30(11): 2157-2168. doi: 10.1007/s12613-023-2654-1
中文摘要(1267) PDF(45) SpringerLink
摘要:
方铅矿(PbS)和黄铜矿(CuFeS2)都是具有良好可浮性的硫化物矿物。因此，通过普通浮选有效地分离它们是具有挑战性的。提出了一种表面硫酸腐蚀结合浮选分离的新方法，成功地实现了方铅矿和黄铜矿的高效分离。接触角测试结果表明，腐蚀后方铅矿的表面接触角显著降低，表面可浮性受到选择性抑制。腐蚀后黄铜矿的接触角和可浮性基本不受影响。扫描电镜结果证实，硫酸腐蚀导致方铅矿表面形成致密的氧化层，而黄铜矿表面保持不变。X射线光电子能谱结果表明，腐蚀方铅矿表面的S2−被氧化为$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $。在方铅矿表面形成一层亲水的PbSO4，导致方铅矿可浮性急剧下降。而腐蚀后黄铜矿的表面则生成了新的疏水CuS2、CuS和Cu1−xFe1−yS2−z，仍具有良好的可浮性。最后，通过腐蚀-浮选分离实验进一步验证了理论分析结果。在适宜的腐蚀酸度、腐蚀温度和腐蚀时间下，浮选分离方铅矿-黄铜矿混合物。本研究概述了一种新的方法，为难选铜铅硫化物矿石的高效分离提供了潜在的应用前景。
研究论文
CO–CO2–N2气氛下硼镁铁矿钠化焙烧制备硼砂及磁铁精矿的工艺研究
游锦香, 王静, 饶明军, 张鑫, 罗骏, 彭志伟, 李光辉
2023, 30(11): 2169-2181. doi: 10.1007/s12613-023-2643-4
中文摘要(1358) PDF(61) SpringerLink
摘要:
为实现硼镁铁矿资源的高效综合利用，本文提出了一种硼镁铁矿钠化焙烧–湿磨浸出–磁选–碳分实现硼/铁高效分离的工艺。研究了焙烧参数包括：焙烧温度、时间、碳酸钠用量以及还原势CO/(CO+CO2)对硼、铁同步分离指标的影响。在优化的焙烧条件下：焙烧温度850°C、焙烧时间60 min、碳酸钠用量为20wt%以及还原势CO/(CO+CO2)为10vol%，92%的硼在湿磨过程中直接浸出到溶液中，约89%的铁通过磁选富集于磁铁精矿中，磁铁精矿的铁品位为62wt%。高品位磁铁精矿可以作为钢铁行业的原料。拉曼光谱和11B核磁共振波谱结果表明硼在浸出液中以$ \mathrm{B}(\mathrm{O}{\mathrm{H})}_{4}^{-} $离子的形式存在，浸出液通过碳分–结晶制备出高纯硼砂产品。
研究论文
从钢渣浸出液中制备钙基吸附剂：钙镁比的影响
李宇蒙, 赵青, 梅孝辉, 刘承军, Henrik Saxén, Ron Zevenhoven
2023, 30(11): 2182-2190. doi: 10.1007/s12613-023-2657-y
中文摘要(770) PDF(57) SpringerLink
摘要:
中国的钢铁行业面临着钢渣利用和CO2减排的迫切需求, 而钢渣中的Ca和Mg可以用酸溶液萃取，制备捕集CO2的吸附剂。本文以渣渗滤液为原料，采用共沉淀法制备了钙基吸附剂，其对CO2的初始CO2化学吸附容量为0.40 g/g。此外，本文还研究了Ca/Mg摩尔比对钙基吸附剂的形貌、结构和CO2化学吸附能力的影响。结果表明对CO2吸附能力最佳的吸附剂是Ca/Mg摩尔比为4.2:1的, 证明了氧化镁在钙基吸附剂中的骨架支撑作用。通过Avrami-Erofeev模型研究了钙基吸附剂的化学吸附动力学，发现CO2吸附存在两个过程，且第一阶段（反应控制）的活化能低于第二阶段（扩散控制）的活化能。
研究论文
热态钢渣余热回收的数值模拟、验证和工业试验
张添华, 肖龙恒, 邱桂博, 王会刚, 郭敏, 霍向涛, 张梅
2023, 30(11): 2191-2199. doi: 10.1007/s12613-023-2660-3
中文摘要(669) PDF(80) SpringerLink
摘要:
钢渣是炼钢过程中产生的一种固体废弃物，温度高达1400°C，是一种重要的能源载体。目前针对钢渣的处理技术中，基本上没有考虑高温钢渣的余热回收，造成巨大的能源浪费。基于此，本文采用颗粒固定床对钢渣余热进行了工业级在线试验。为了减少余热回收的盲目性和优化流场，通过模拟计算和工业试验相结合的方法，对热钢渣在颗粒床中的热回收进行了研究。首先，采用数值模拟方法预测了三种不同流场（O型、S型和Non型）下钢渣余热回收效率。随后，进行了钢渣余热回收的工业试验以验证模拟结果。模拟计算和工业试验结果均表明，三种流场下钢渣余热回收效率从大到小为依次为Non型流场、S型流场和O型流场。最后，在最优流场（Non型）下进行了钢渣余热回收的工业化在线试验。试验结果表明当鼓风机风量为14687 m3/h，钢渣厚度从400、300 mm减少到200 mm（相应地钢渣质量从3.96、2.97减少到1.98 t）时，钢渣余热回收效率从~76%、~78%提高到~81%。本文的研究结果表明，数值模拟不仅可以指导余热回收实验，而且可以优化流场。因此，这项工作可能为数值模拟与工业试验的相互验证提供一种新的思路，以提高工业试验的成功率，最终实现热钢渣热回收的工业突破。
研究论文
铝合金厚板非对称喷淋下淬火残余应力
范宁, 李志辉, 李亚楠, 李锡武, 张永安, 熊柏青
2023, 30(11): 2200-2211. doi: 10.1007/s12613-023-2645-2
中文摘要(515) PDF(26) SpringerLink
摘要:
工业化生产条件下一般采用辊底炉对大规格铝合金厚板进行固溶淬火处理，然而，厚板不同位置喷淋流量不对称或不均匀分布不可避免地导致残余应力分布不均匀，增加了后续机加工过程中控制变形的难度。本研究在自主设计的喷淋装置上对铝合金厚板进行喷淋淬火实验，并采用基于挠度变化的剥层法测试沿厚度方向的残余应力。研究结果表明，在对称喷淋条件下，铝合金厚板的残余应力在厚度方向上呈抛物线型对称分布，随着喷淋流量从0.60 m3/h降低到0.15 m3/h，残余应力水平大约降低了66%。在非对称喷淋条件下，厚板高流量侧的残余应力水平低于低流量侧，二者间的差异随着喷淋流量差异的增加而增大。当两侧的喷淋流量分别为0.60 m3/h和0.15 m3/h时，高流量侧的残余应力比低流量侧小15.38 MPa。有限元模拟结果与实验测试结果一致，即高换热系数表面的残余应力水平低于低换热系数表面。因此，有限元模拟方法可用于分析铝合金淬火过程中不同位置的温度历程和应力应变演变行为，进而预测淬火残余应力水平和分布特征。
研究论文
2297-T87铝锂合金厚板力学性能的各向异性
柏玉吉, 王芝秀, 姜波, 李梦琪, 朱聪, 顾晓彤, 李海
2023, 30(11): 2212-2223. doi: 10.1007/s12613-023-2652-3
中文摘要(582) PDF(44) SpringerLink
摘要:
对于铝锂合金厚板，其强度、韧性和疲劳裂纹扩展抗力等方面呈现出一定程度的各向异性和厚度方向的不均匀性，厚板力学性能各向异性给合金的使用带来许多局限，在工程设计时只能以性能较低方向作为设计依据，2297铝锂合金是第三代铝锂合金，以厚板的形式广泛应用于飞机和航空航天结构部件，为进一步明确2297-T87铝锂合金厚板力学性能各向异性的影响因素，本文通过拉伸试验、光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和透射电子显微镜（TEM）分析了2297-T87铝锂合金厚板在不同厚度位置和不同方向的拉伸性能。结果表明，合金的极限抗拉强度（UTS）和屈服强度（YS）从1/8T位置到1/2T位置先降低后增加，而断后伸长率（Ef）逐渐降低，在相同厚度位置沿轧制方向（RD）的值高于沿横向（TD）的值。从合金的1/8T位置到3/8T位置，沿TD的UTS和YS值高于沿RD的UTS值和YS值。在合金的1/2T位置，沿RD的UTS、YS和Ef最高，而沿法线方向（ND）的UTS、YS和Ef最低。微观结构观察进一步表明，拉伸性能的各向异性与晶粒形貌、晶体织构、第二相粒子和Li原子偏聚有关，晶粒形貌是厚板同一厚度位置拉伸性能各向异性的主要影响因素。
研究论文
激光粉末床熔融成形Inconel 718合金未熔合缺陷与晶粒生长过程相场法模拟
陈苗苗, 石仁海, 刘壮壮, 李映晖, 杜强, 赵宇宏, 谢建新
2023, 30(11): 2224-2235. doi: 10.1007/s12613-023-2664-z
中文摘要(901) PDF(65) SpringerLink
摘要:
Inconel 718在激光粉末床熔融成形（Laser Powder Bed Fusion, L-PBF）过程中外延生长趋势强烈，组织和性能各向异性显著，对合金构件（如涡轮盘等）的使用性能产生较大影响。L-PBF成形的零部件中的未熔合缺陷（Lack-of-fusion, LoF）同样对合金力学性能不利。为研究激光扫描参数对晶粒外延生长和LoF缺陷形成规律的影响，并获得晶粒细化且无LoF缺陷的参数空间，本文采用有限元法温度场模拟和相场法组织模拟相结合的方法，构建了跨尺度模型，模拟了熔池温度场和晶粒外延生长过程。提出了一种描述因重熔程度不足而产生LoF缺陷的相场模型，可同步实现L-PBF成形过程中的缺陷抑制与组织优化。采用上述模型，确定了当层间旋转角度为0°–90°时，无LoF缺陷且晶粒相对细化、均匀组织的存在于能量密度55.0–62.5 J·mm–3之间。然后进一步计算筛选出一组优化工艺参数，即激光功率280 W，扫描速率 1160 mm·s–1，层间旋转角度67°。在此条件下，L-PBF成形的Inconel 718合金样品的平均晶粒尺寸为7.0 μm，室温抗拉强度UTS和屈服强度YS分别达到（1111 ± 3）MPa、（820 ± 7）MPa。与优化前相比，UTS和YS分别提高8.8%和10.5%。本文提出的相场模型，可为L-PBF成形过程凝固组织调控和LoF缺陷抑制提供指导
研究论文
Sr2+ 对3D凝胶打印 Sr3-xMgx(PO4)2骨组织工程用复合支架的影响
刘鸿媛, 吴佳蕾, 王斯琪, 段晶, 邵慧萍
2023, 30(11): 2236-2244. doi: 10.1007/s12613-023-2638-1
中文摘要(1172) PDF(18) SpringerLink
摘要:
磷酸镁(Mg3(PO4)2)是一种被广泛用于骨水泥的修复材料，具有良好的生物相容性和降解性，其降解释放的镁离子可促进骨细胞的生长和骨髓基质细胞的矿化。掺杂微量元素是提高磷酸镁生物活性的有效方法，锶(Sr)是一种存在于骨骼中的微量元素，锶离子的持续释放不仅能诱导成骨细胞分化以促进骨形成，还能抑制破骨细胞活性以减少骨吸收。此外，锶的掺入还可以改善磷酸镁的机械性能。因此通过在磷酸镁中掺杂锶离子并调整其含量，可有效提升骨组织工程支架的综合性能。本研究采用3D凝胶打印(3DGP)的方法成功制备了多孔磷酸锶镁(Sr3−xMgx(PO4)2) (x = 2, 2.5, 3) 复合支架，该工艺结合了直接喷墨打印技术和凝胶工艺，可以根据患者的需要个性化定制产品，同时具有成本低、原材料应用范围广等优点。研究结果表明，Sr0.5Mg2.5(PO4)2支架具有良好的抗压强度和体外降解率，烧结得到的Sr0.5Mg2.5(PO4)2支架孔隙率为(54.69 ± 2.64)%，抗压强度为6.34 MPa。在模拟体液中浸泡6周后，Sr1.0Mg2.0(PO4)2支架的失重率为6.96%，pH值在7.5至8.61之间变化，在人体可接受范围内。初步生物实验表明，MC3T3-E1细胞在Sr1.0Mg2.0(PO4)2支架表面具有良好的粘附性和增殖性。与纯Mg3(PO4)2支架相比，掺杂了锶的支架具有更为优异的综合性能，说明Sr1.0Mg2.0(PO4)2复合支架可用于骨组织工程。
研究论文
Be/2024Al复合材料的热变形行为与微观组织演化
夏一骁, 匡泽洋, 祝平, 鞠渤宇, 陈国钦, 吴平, 杨文澍, 武高辉
2023, 30(11): 2245-2258. doi: 10.1007/s12613-023-2662-1
中文摘要(1126) PDF(27) SpringerLink
摘要:
现代航空航天对具有高比强度和高比刚度的材料的需求越来越大。Be金属具有高硬度和低密度的特点，铝合金具有可加工可变形的特点，Be/Al复合材料结合了二者的优点，是一种高比强度、高比刚度的复合材料。本文对含Be质量分数为62wt%的Be/2024Al复合材料进行了热压缩实验，变形温度为500–575ºC，变形速率为0.003–0.1 s–1。本文中使用了应变补偿的Arrhenius模型与修正的Johnson–Cook模型来预测Be/2024Al复合材料的变形行为。结果表明Be/2024Al复合材料的变形激活能为363.364 kJ·mol–1。与传统的陶瓷颗粒增强铝基复合材料相比，由于Be颗粒可变形的特性，使得Be/2024Al复合材料即使在超高的增强体含量下也能够实现变形。两个模型的平均相对误差表明，修正的Johnson–Cook模型更适合低温条件，而应变补偿的Arrhenius模型更适合高温条件。本文根据热压缩实验的结果，绘制了Be/2024Al复合材料的热加工图，并且在热加工图的指导下进行了热挤压实验。对比Be/2024Al复合材料挤压前后的微观组织，发现Be颗粒能与Al基体发生协调变形，Be颗粒沿挤压方向伸长。
研究论文
阴离子交换膜电解槽中各项技术因素对电解水性能的影响
张训, 李亚康, 赵巍, 郭佳欣, 尹鹏飞, 凌涛
2023, 30(11): 2259-2269. doi: 10.1007/s12613-023-2648-z
中文摘要(1942) PDF(252) SpringerLink
摘要:
阴离子交换膜（AEM)电解槽是一种很有前途的“绿氢”制取技术。然而，AEM电解仍处于起步阶段，AEM电解槽的性能远落后于碱性和质子交换膜电解槽。AEM电解槽中不可逆电压损失主要与电极反应动力学以及电解过程中电子、离子和气相产物的输运有关。因此，突破AEM电解槽的技术壁垒至关重要。本文通过分析AEM电解槽的电化学活性、电化学阻抗谱和活性位点数目，探究了AEM电解槽各项技术因素对电解水制氢性能的影响。这些因素涵盖催化层制备（如催化剂、炭黑和阴离子离聚物负载量)、膜电极组装和测试条件(如电解液中的KOH浓度、电解液进料模式和操作温度)。此外，还揭示了各项技术因素影响AEM电解槽性能的潜在机制，为开发高效、稳定的AEM电解体系提供了理论基础和实验借鉴。
研究论文
FeCoNiCrMo高熵纳米片催化改善氢化镁的固态储氢性能
钟涛, 章浩宇, 宋梦臣, 蒋艺群, 商丹红, 吴富英, 张刘挺
2023, 30(11): 2270-2279. doi: 10.1007/s12613-023-2669-7
中文摘要(1646) PDF(51) SpringerLink
摘要:
作为一种高密度（7.6wt%，110 kg·m−3）固态储氢材料，氢化镁（MgH2）在氢气运输和储存方面大有可为。然而，其稳定的热力学特性和缓慢的动力学特性限制了其实际应用。在各种被采用的改性方法中，催化掺杂被证实在调整MgH2放氢和吸氢性能方面发挥着重要作用。本文首次研究了铁钴镍铬钼高熵合金纳米片对MgH2储氢性能的催化作用。实验结果表明，掺杂了9wt% FeCoNiCrMo的MgH2在200°C开始脱氢，并在325°C下60分钟内释放出5.89wt%的氢。完全脱氢的复合材料可在低至100°C的温度下于50分钟内吸收3.23wt%的氢气。与MgH2相比，复合材料的脱氢 ((84.47 ± 1.09) kJ·mol−1）和加氢((33.02 ± 0.10) kJ·mol−1)活化能分别比MgH2降低了44.21%和55.22%。此外，复合材料的氢容量在20次循环后仅下降了0.28wt%，显示出良好的循环稳定性。微观结构分析证实，在循环过程中，Fe、Co、Ni、Cr和Mo五种元素以高熵合金的形式稳定存在，五种元素协同催化促进了MgH2的脱氢/加氢反应。此外，FeCoNiCrMo和MgH2之间的紧密接触提供了大量的异质活化位点和扩散通道，有助于MgH2–9wt% FeCoNiCrMo复合材料中氢的快速转移。
勘误
Erratum to: Phase-field simulation of lack-of-fusion defect and grain growth during laser powder bed fusion of Inconel 718
Miaomiao Chen, Renhai Shi, Zhuangzhuang Liu, Yinghui Li, Qiang Du, Yuhong Zhao, and  Jianxin Xie
2023, 30(11): 2280-2280. doi: 10.1007/s12613-023-2769-4
中文摘要(313) PDF(6) SpringerLink
摘要:

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