本文主要研究内容
作者戴小雨（2019）在《磁旋转电弧等离子体制备纳米炭黑的实验研究》一文中研究指出：炭黑作为一种基础的化工原料,广泛用于橡胶、油墨、涂料、塑料、电子元器件等众多工业领域。与传统工艺相比,等离子体法生产炭黑具有碳收率高、能量效率高、排放大量减少等优势;同时由于等离子体的高温、高化学活性,及可选择惰性、氧化或还原气氛,使得传热和化学反应速率显著提高;本文利用磁旋转电弧热等离子体作为热源,热解不同烃类制备碳纳米材料,探究温度和原料对等离子体热解生成炭黑颗粒形貌结构的影响,分析了等离子体炭黑颗粒聚集体的演化规律及其微观物理特性。主要研究内容和结果如下:本文设计了以氩气为等离子气体,甲烷、乙烯和乙炔为原料的等离子体法炭黑反应器。为了确定反应温度、原料流量等实验参数与装置之间的联系,采用计算流体力学(CFD)对温度场和流场进行数值模拟,使用B型铂铑热电偶测量了等离子体反应器内的径向温度分布。实验和数值模拟结果直观地展示了磁旋转电弧等离子体发生器以及反应器内部的流动传热特性。大气压下等离子体热解碳氢化合物获得炭黑颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)图像,表征了炭黑聚集体的形貌,计算了聚集体的分形维数、粒度分布和平均粒径,研究了反应温度和原料对炭黑聚集体形貌和微观物理特性的影响。研究结果显示,在1500K较低温度下所有热解产物均为球形碳颗粒;随着温度的升高,初级粒子粒径减小,分形维数变大,聚集体形态变复杂;在约2500K高温下在甲烷和乙烯的热解产物中出现石墨烯片层,而乙炔产物仍为球形粒子。分析认为,温度和原料影响了初级粒子的成核速率、表面生长和碰撞团聚等过程,从而决定了聚集体的最终形貌。利用高分辨透射电镜,拉曼光谱和X射线衍射技术分析表征了炭黑初级粒子的纳观形貌和结构特性。研究结果表明,随着温度的升高,三种热解产物初级粒子的微晶结构发生明显改变,初级粒子由多核乱序结构向有序结构发展。拉曼光谱分峰拟合和XRD分析表明温度的升高会导致三种原料的石墨化程度相应增加。相同温度下,不同原料的初级粒子内部结构存在差异,乙炔初级粒子中更多出现内无序外有序的洋葱结构,甲烷和乙烯所生成初级粒子多由乱序短碳层组成。不同原料的石墨化程度变化情况较为复杂,这说明改变原料同样会导致初级粒子内部微晶结构的改变,从而影响炭黑颗粒的理化性能。
Abstract
tan hei zuo wei yi chong ji chu de hua gong yuan liao ,an fan yong yu xiang jiao 、you mo 、tu liao 、su liao 、dian zi yuan qi jian deng zhong duo gong ye ling yu 。yu chuan tong gong yi xiang bi ,deng li zi ti fa sheng chan tan hei ju you tan shou lv gao 、neng liang xiao lv gao 、pai fang da liang jian shao deng you shi ;tong shi you yu deng li zi ti de gao wen 、gao hua xue huo xing ,ji ke shua ze duo xing 、yang hua huo hai yuan qi fen ,shi de chuan re he hua xue fan ying su lv xian zhe di gao ;ben wen li yong ci xuan zhuai dian hu re deng li zi ti zuo wei re yuan ,re jie bu tong ting lei zhi bei tan na mi cai liao ,tan jiu wen du he yuan liao dui deng li zi ti re jie sheng cheng tan hei ke li xing mao jie gou de ying xiang ,fen xi le deng li zi ti tan hei ke li ju ji ti de yan hua gui lv ji ji wei guan wu li te xing 。zhu yao yan jiu nei rong he jie guo ru xia :ben wen she ji le yi ya qi wei deng li zi qi ti ,jia wan 、yi xi he yi gui wei yuan liao de deng li zi ti fa tan hei fan ying qi 。wei le que ding fan ying wen du 、yuan liao liu liang deng shi yan can shu yu zhuang zhi zhi jian de lian ji ,cai yong ji suan liu ti li xue (CFD)dui wen du chang he liu chang jin hang shu zhi mo ni ,shi yong Bxing bo lao re dian ou ce liang le deng li zi ti fan ying qi nei de jing xiang wen du fen bu 。shi yan he shu zhi mo ni jie guo zhi guan de zhan shi le ci xuan zhuai dian hu deng li zi ti fa sheng qi yi ji fan ying qi nei bu de liu dong chuan re te xing 。da qi ya xia deng li zi ti re jie tan qing hua ge wu huo de tan hei ke li 。li yong tou she dian zi xian wei jing (TEM)tu xiang ,biao zheng le tan hei ju ji ti de xing mao ,ji suan le ju ji ti de fen xing wei shu 、li du fen bu he ping jun li jing ,yan jiu le fan ying wen du he yuan liao dui tan hei ju ji ti xing mao he wei guan wu li te xing de ying xiang 。yan jiu jie guo xian shi ,zai 1500Kjiao di wen du xia suo you re jie chan wu jun wei qiu xing tan ke li ;sui zhao wen du de sheng gao ,chu ji li zi li jing jian xiao ,fen xing wei shu bian da ,ju ji ti xing tai bian fu za ;zai yao 2500Kgao wen xia zai jia wan he yi xi de re jie chan wu zhong chu xian dan mo xi pian ceng ,er yi gui chan wu reng wei qiu xing li zi 。fen xi ren wei ,wen du he yuan liao ying xiang le chu ji li zi de cheng he su lv 、biao mian sheng chang he peng zhuang tuan ju deng guo cheng ,cong er jue ding le ju ji ti de zui zhong xing mao 。li yong gao fen bian tou she dian jing ,la man guang pu he Xshe xian yan she ji shu fen xi biao zheng le tan hei chu ji li zi de na guan xing mao he jie gou te xing 。yan jiu jie guo biao ming ,sui zhao wen du de sheng gao ,san chong re jie chan wu chu ji li zi de wei jing jie gou fa sheng ming xian gai bian ,chu ji li zi you duo he luan xu jie gou xiang you xu jie gou fa zhan 。la man guang pu fen feng ni ge he XRDfen xi biao ming wen du de sheng gao hui dao zhi san chong yuan liao de dan mo hua cheng du xiang ying zeng jia 。xiang tong wen du xia ,bu tong yuan liao de chu ji li zi nei bu jie gou cun zai cha yi ,yi gui chu ji li zi zhong geng duo chu xian nei mo xu wai you xu de xiang cong jie gou ,jia wan he yi xi suo sheng cheng chu ji li zi duo you luan xu duan tan ceng zu cheng 。bu tong yuan liao de dan mo hua cheng du bian hua qing kuang jiao wei fu za ,zhe shui ming gai bian yuan liao tong yang hui dao zhi chu ji li zi nei bu wei jing jie gou de gai bian ,cong er ying xiang tan hei ke li de li hua xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的戴小雨，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于炭黑论文,热等离子体论文,聚集体论文,形貌结构论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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