流化床甲烷化基础与应用最新进展

由于CO甲烷化的快速表面反应、强放热特性,相比固定床,采用小颗粒催化剂的流化床甲烷化技术在反应活性和催化剂稳定性方面具有明显的技术优势。从高耐磨催化剂、流化床反应器及其创新、短流程两段甲烷化技术构建及其验证等方面总结了流化床甲烷化技术开发的最新进展。优化催化剂前体制备方法、调变催化剂组成可获得具有较高骨架强度和均匀性的催化剂一次微粒,进而通过优化的喷雾造粒工艺和填充黏结剂,制备出具有可调变粒度分布、高强度和高球形度的流化床用粉末催化剂,但其黏结剂的添加明显影响催化剂的低温活性。通过改性如Al2O3和FCC催化剂的球形颗粒,进而负载活性组分,开发了制备高活性、磨损指数小于1.5的流化床甲烷化Ni基催化剂的另一种技术方法。实验室研究证实了流化床甲烷化反应速率极快,在分布板上数毫米处即可实现可能的最高转化率,且在转化率和催化剂稳定性方面明显优于固定床,不仅由于流态化催化剂床层温度均匀,而且催化剂在床层内不停循环,加快了颗粒表面的更新。增大空速和表观气速,流化床的催化剂床层膨胀,反应气体与催化剂颗粒表面间的有效接触面积增加,使得流化床甲烷化对空速和表观气速的可调范围大。操作在更高气速条件的输送床甲烷化避免了操作气速的上限限制,可大幅降低反应器尺寸,有效提高单位截面的原料气负荷能力。输送床甲烷化可采用高热导率的催化剂颗粒传递反应热,相对于气体移热效率高、能力大。流化床甲烷化已在生物废弃物利用和焦炉煤气甲烷化方面开展了侧线示范,形成了相对多段绝热固定床工艺更简单的短流程两段甲烷化新工艺

流化床甲烷化基础与应用最新进展

由于CO甲烷化的快速表面反应、强放热特性,相比固定床,采用小颗粒催化剂的流化床甲烷化技术在反应活性和催化剂稳定性方面具有明显的技术优势。从高耐磨催化剂、流化床反应器及其创新、短流程两段甲烷化技术构建及其验证等方面总结了流化床甲烷化技术开发的最新进展。优化催化剂前体制备方法、调变催化剂组成可获得具有较高骨架强度和均匀性的催化剂一次微粒,进而通过优化的喷雾造粒工艺和填充黏结剂,制备出具有可调变粒度分布、高强度和高球形度的流化床用粉末催化剂,但其黏结剂的添加明显影响催化剂的低温活性。通过改性如Al2O3和FCC催化剂的球形颗粒,进而负载活性组分,开发了制备高活性、磨损指数小于1.5的流化床甲烷化Ni基催化剂的另一种技术方法。实验室研究证实了流化床甲烷化反应速率极快,在分布板上数毫米处即可实现可能的最高转化率,且在转化率和催化剂稳定性方面明显优于固定床,不仅由于流态化催化剂床层温度均匀,而且催化剂在床层内不停循环,加快了颗粒表面的更新。增大空速和表观气速,流化床的催化剂床层膨胀,反应气体与催化剂颗粒表面间的有效接触面积增加,使得流化床甲烷化对空速和表观气速的可调范围大。操作在更高气速条件的输送床甲烷化避免了操作气速的上限限制,可大幅降低反应器尺寸,有效提高单位截面的原料气负荷能力。输送床甲烷化可采用高热导率的催化剂颗粒传递反应热,相对于气体移热效率高、能力大。流化床甲烷化已在生物废弃物利用和焦炉煤气甲烷化方面开展了侧线示范,形成了相对多段绝热固定床工艺更简单的短流程两段甲烷化新工艺

一种基于实时量测数据的低压配电网拓扑辨识方法

本发明公开一种基于实时量测数据的低压配电网拓扑辨识方法。包括如下步骤：通过安装在分支线路处的带有测量功能的电气设备节点，采集线路分支节点的电量值，传送给安装在配电台区的智能融合终端，智能融合终端通过对各个电气设备节点测量的电量值进行计算分析、自动辨识台区低压配电网拓扑结构。本发明采用图论及约束最小二乘回归分析方法从实时电量测量数据矩阵中推断出稳态配电网络拓扑，能够实现“变压器‑低压出线‑分支箱‑表箱‑户表”五级拓扑关系的自动辨识，不需要额外安装硬件设备，是一种纯数据驱动的方法，成本低，易实现，且对电网和用户都没有影响

流化床甲烷化基础与应用最新进展

由于CO甲烷化的快速表面反应、强放热特性,相比固定床,采用小颗粒催化剂的流化床甲烷化技术在反应活性和催化剂稳定性方面具有明显的技术优势。从高耐磨催化剂、流化床反应器及其创新、短流程两段甲烷化技术构建及其验证等方面总结了流化床甲烷化技术开发的最新进展。优化催化剂前体制备方法、调变催化剂组成可获得具有较高骨架强度和均匀性的催化剂一次微粒,进而通过优化的喷雾造粒工艺和填充黏结剂,制备出具有可调变粒度分布、高强度和高球形度的流化床用粉末催化剂,但其黏结剂的添加明显影响催化剂的低温活性。通过改性如Al2O3和FCC催化剂的球形颗粒,进而负载活性组分,开发了制备高活性、磨损指数小于1.5的流化床甲烷化Ni基催化剂的另一种技术方法。实验室研究证实了流化床甲烷化反应速率极快,在分布板上数毫米处即可实现可能的最高转化率,且在转化率和催化剂稳定性方面明显优于固定床,不仅由于流态化催化剂床层温度均匀,而且催化剂在床层内不停循环,加快了颗粒表面的更新。增大空速和表观气速,流化床的催化剂床层膨胀,反应气体与催化剂颗粒表面间的有效接触面积增加,使得流化床甲烷化对空速和表观气速的可调范围大。操作在更高气速条件的输送床甲烷化避免了操作气速的上限限制,可大幅降低反应器尺寸,有效提高单位截面的原料气负荷能力。输送床甲烷化可采用高热导率的催化剂颗粒传递反应热,相对于气体移热效率高、能力大。流化床甲烷化已在生物废弃物利用和焦炉煤气甲烷化方面开展了侧线示范,形成了相对多段绝热固定床工艺更简单的短流程两段甲烷化新工艺

An Aqueous Zn-Ion Capacitor

本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系，其中以五氧化二钒（V2O5）为正极，具有高比表面积的活性炭（AC）为负极，以及三氟甲基磺酸锌（Zn(TfO)2）为电解质. X射线衍射（XRD）证明二价锌离子作为电荷载体，可以在五氧化二钒（V2O5）中进行可逆的嵌入与脱出. 该锌离子电容器的电位窗口可达1.4 V，具有良好的倍率特性及循环稳定性. 电流密度为1000 mA·g-1 时，电容器的比能量密度为4.5 Wh·kg-1，功率密度可达181 W·kg-1. 本工作为发展新型基于多价离子电化学电容器提供了新思路和新方法.We first present a new aqueous zinc-ion (Zn-ion) capacitor based on vanadium pentoxide ( V2O5) cathode, activated carbon (AC) anode, and 2 mol·L-1 zinc trifluoromethanesulfonate (Zn(TfO)2) electrolyte. The Zn-ion capacitor possesses a wide electrochemical window of 1.4 V, good rate capability and cycling stability. The XRD data demonstrates that the Zn2+ ion serving as the charge carrier could be reversibly intercalated into the V2O5. This capacitor delivered a power density of 181 W·kg-1 and an energy density of 4.5 Wh·kg-1 at 1000 mA·g-1. This work may open up new opportunities for developing multivalent ion-based electrochemical capacitors.国家自然科学基金项目（No. 21601195, 51625204, 21671196）、中国科学院青年创新促进会（No.2017253）、青岛市源头创新计划、青岛市储能行业科学研究智库联合基金及青岛市太阳能与储能技术重点实验室资助作者联系地址：1. 中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东 青岛 266101; 2. 中国海洋大学，山东 青岛 266100Author's Address: 1.Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Shandong Qingdao 266101, China；2. Ocean University of China, Shandong Qingdao 266100, China通讯作者E-mail：[email protected]

Preparation and Electrochemical Performance of TiN@MnO Fibers by Coaxial Electrospinning

本文以钛酸四丁酯和乙酰丙酮锰为起始原料，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂分别配制高分子溶液. 采用同轴静电纺丝法制备了TiN@MnO前驱体，并经氨气处理得到了具有芯-壳结构的TiN@MnO同轴纤维. 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)和物理吸附仪分析、观察和表征TiN@MnO同轴结构纤维，其比表面积达16 m2?g-1. 循环伏安曲线测试(CV)表明，在20 mV?s-1倍率下，TiN@MnO同轴纤维电极比电容保持率为2 mV?s-1倍率下的81%，充分说明TiN和MnO两种组分的协同效应提高了电极的倍率性能.In this study, the titanium nitride (TiN) @manganese oxide (MnO) core-shell structured fibers were prepared by the coaxial electrospinning using tetrabutyl titanate and manganese acetylacetonate as raw materials, and polyvinylpyrrolidone (PVP) as the template. And then the fibers were annealed in ammonia to finally obtain the coaxial TiN@MnO fibers. XRD, FESEM, TEM, EDX and physical adsorption instrument were used to characterize the phase structure, morphology, composition and specific surface areas and pore sizes of the samples. It was demonstrated that the as-synthesized TiN@MnO fibers possessed coaxial structure with a surface area of 16 m2?g-1. As indicated from the cyclic voltammetry test, the capacitances of these fibers displayed 100 F?g-1（TiN 38F?g-1, MnO 66 F?g-1）at a scan rate of 20 mV?s-1 and 82 F?g-1 at a higher rate of 50 mV?s-1, which were resulted by efficiently combining the large capacitance of MnO with good electronic conductivity of TiN.国家973计划（No. MOST2011CB935700）、中科院“百人计划”、山东省杰出青年基金（No. BS2009NJ013）和国家自然科学基金（No. 20971077）资助作者联系地址：1. 中国科学院青岛生物能与过程研究所，山东 青岛 266101； 2. 青岛科技大学，山东 青岛 266042； 3. 山东省进出口检验检疫局，山东 青岛 266002Author's Address: 1. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, Shandong, China; 2. Qingdao university of science and technology, Qingdao 266042, Shandong, China; 3. Shandong provincial import and export inspection and Quarantine Bureau, Qingdao 266002, Shandong, China通讯作者E-mail：[email protected]

Preparation and Characterization of MnO/TiN Anode for Lithium Ion Batteries

以乙酸锰和钛酸四丁酯为原料，柠檬酸为络合剂，采用溶胶-凝胶法制备钛酸锰（MnTiO3）粉体，而后将其粉体高温氨气氮化，可得到MnO/TiN复合材料. 使用X射线衍射（XRD）、X射线能量色散谱（EDS）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征材料的物相结构与组分、观察其形貌. 采用循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗方法测试电极电化学性能. 结果表明，MnO/TiN电极在100 mA?g-1和1 A?g-1倍率放电下，比容量分别为394 mAh?g-1和146 mAh?g-1，均高于单纯MnO电极比容量和倍率性能，这归因于复合材料中的TiN提供了导电网络，并有效地抑制了电极在充放电过程中的体积膨胀效应.Manganese titanate (MnTiO3) powder was prepared via a sol-gel method using manganese acetate and tetrabutyl titanate as raw materials, and citric acid as a chelating agent. Through high temperature nitridation of MnTiO3 powder in ammonia, the MnO/TiN composite was obtained. The phase structure, composition and morphology of the composites were characterized by XRD, SEM and EDS. The electrochemical properties of the composite electrodes were studied by performing cyclic voltammetry, galvanostatic charge and discharge, and electrochemical impedance spectroscopy tests. The MnO/TiN electrode delivered specific capacities of 394 mAh?g-1 and 146 mAh?g-1 at the current density of 100 mA?g-1 and 1 A?g-1, respectively, and exhibited higher specific capacity and superior rate capability than MnO electrode, which can be ascribed to the presence of TiN in the composite offering an electron conducting network and suppressing the volume expansion of MnO efficiently during the charge and discharge processes.科技部重大研究计划（973 项目，No. MOST2011CB935700）、中科院“百人计划”和山东省杰出青年基金（No. BS2009NJ013）、国家自然科学基金项目（No. 20971077）资助作者联系地址：1.中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266100； 2.中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东 青岛 266101Author's Address: 1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, Shandong, China; 2. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, Shandong, China通讯作者E-mail：[email protected]; [email protected]