以最小Gibbs自由能法计算固体氧化物燃料电池在不同组成碳基燃料气体组成下的理论积碳量,在此基础上讨论电池的理论开路电压(OCV),并测试在CO2重整甲烷下Ni-YSZ‖YSZ‖LSM阳极支撑固体氧化物燃料电池的OCV.计算表明,理论积碳量从C-H-O相图的C角往积碳界线处以均匀速率减小.当积碳全部发生电化学氧化时,建议提高燃料气的碳氢比以获得较高OCV;反之则建议减小碳氢比.当燃气组分接近位于C-H-O相图中OCV界线(OCV=0 V)时,OCV会发生急剧下降.同样地,实验表明,当燃气中CO2体积分数高于80%,会使得OCV大幅下降.综上可知,燃料气组分控制在积碳界线附近将有利于减少积碳并保证一定的电池发电性能.600℃时,在积碳界线的非积碳区侧,提高燃气中氢含量可提高OCV.而采用相同含量的CO2稀释时,CH4、H2和CO燃气下电池的OCV则依次降低.另外,实验表明升高外重整比例和降低温度,并不能显著提高OCV

本章扼要介绍了溶胶-凝胶法的工艺原理及影响因素、溶胶-凝胶技术在材料合成方面的应用，物理气相沉积技术制备材料的主要工艺方法，化学气相沉积工艺及其在无机材料制备中的应用等。另外,许多新材料是多物相的、其性能是经过材料中的不同的物相协同优化的复合材料。材料复合技术涉及到的内容非常广泛，包括材料体系、复合方法及其应用等，本章有选择地介绍了有关陶瓷基复合材料、金属陶瓷、水泥基复合材料、碳纤维增强碳复合材料和纳米复合材料等材料复合新技术及新型复合材料方面的内容

胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用

以拜耳法赤泥、煤矸石和粉煤灰等工业固废为基本原料在实验室制备了一种公路路面基层材料,并研究了其力学性能、耐久性能和环境性能.通过开展干湿循环以及冻融循环试验研究了该公路路面基层材料的耐久性能,并利用ICP浸出试验和放射性检测研究其环境性能.结果表明,赤泥-煤矸石基路面基层材料赤泥和煤矸石掺量之和75%、固废总掺量97%时,7 d养护后无侧限抗压强度达到6 MPa以上;经过20个干湿循环后,矿渣掺量为5%的路面基层试块强度为5.98 MPa,满足国家标准;经过5个冻融循环后,路面基层材料的7 d抗压强度仍然达到6.89 MPa,具有良好的耐久性能.浸出试验结果显示,浸出液中Na+浓度均符合国家饮用水标准,同时浸出液中Zn、Hg、Cu、Pb、Ni等重金属均未检测出;放射性试验结果表明,试验所用纯赤泥的放射性符合相应的国家标准.通过对该路面基层材料进行固碱分析以及能谱分析发现,硅铝体系能有效固结钠离子.此公路路面基层材料具有良好的环境效益和社会效益,拓宽了路面基层材料的选材范围

为减少制备硅酸钙板对矿物原浆资源的损耗和提高对固体废弃物的协同利用效果, 试验以电石渣-煤基固废胶凝体系为原料来研制高强度的纯固废硅酸钙板, 并通过热重-差示扫描量热法、X射线衍射测试来分析硅酸钙板中生成的主要矿物成分及不同配比对硅酸钙板的强度变化关系.研究表明: 在水灰比为0.3的条件下, 使用电石渣完全替代水泥, 将粉煤灰和硅灰按1:1的质量比互掺调制所得的混合胶凝体系最终制得托贝莫来石型纯固废硅酸钙样板.在硅灰占原料的质量分数为0~10%范围内, 样板抗折强度随硅灰添量增加而升高, 硅灰添量为10%时样板达到最大抗折强度, 不同粒径的原料颗粒相互填充, 板内晶体与水化胶凝体相互咬合, 最终使得样板力学性能得到大幅提升; 样板的抗折强度随着NaOH添量的增加呈现先增后降的趋势, NaOH添加质量分数为4%时样板板面平滑, 强度达到最大值11.8 MPa, 该添量为NaOH的最佳添量, 通过扫描电镜分析发现加入4% NaOH时对该胶凝体系的水化反应起到最佳激发作用, 且样板料坯的微观结构对其最终的力学性能有重要影响, 但不起决定性作用, 其中决定其最终强度的是板坯内水化胶凝体的数量、形态以及其相互间的联结方式

针对矿山充填中拜耳法赤泥利用率较低或低浓度赤泥充填材料存在强度低、泌水量高、易收缩等问题，研究粉煤灰添加比例、脱硫石膏、石灰及激发剂对赤泥充填材料早期强度及体积稳定性的影响，采用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射（XRD）分析手段探讨赤泥基充填材料的水化机理。结果表明，脱硫石膏促进钙矾石的生成，石灰促进粉煤灰火山灰效应，激发剂可以加快赤泥?粉煤灰水化反应进程，三者协同作用提高赤泥充填体强度。充填材料28 d抗压强度3.35 MPa，且初始及60 min流动度在200 mm以上。微观实验表明，硬化体水化产物为钙矾石、硬柱石、硅铝酸盐凝胶类矿物，水化产物通过填充孔隙，提高浆体强度。赤泥基充填材料固体废弃物利用率达到92%，无泌水，无沉缩，具有较高的经济价值和环保价值

超疏水表面是具有独特性能的一类表面，本身就具有广泛应用前景。石墨烯材料作为理化性质出众的一类材料，由于其高电导率、高导热系数、高比表面积、高透光率和有优异的机械性能，广泛应用于航空航天、石油化工、海洋船舶等领域。目前，基于石墨烯材料构建超疏水表面，是超疏水表面研究中一个较新的方向。本文对超疏水表面的原理进行了概述，重点总结归纳了石墨烯基超疏水材料制备技术的研究现状，包括表面修饰法、沉积改性法、激光诱导法、涂覆法、层层自组装法等，简要介绍了石墨烯超疏水材料在自清洁、油水分离、防覆冰、耐腐蚀、抗菌等领域的应用，并对石墨烯超疏水材料的下一步研究方向进行了展望

实验研究了不同Ce元素含量对变形Mg-1.5Zn合金的织构及室温成形性能的影响.结果表明:在相同的热轧和退火工艺处理后,添加不同含量的Ce元素均可以有效弱化镁合金织构强度.Mg-1.5Zn合金中添加质量分数为0.2%的Ce元素后表现出了优异的室温成形性能,织构强度最大值仅为2.20,织构沿着横向分裂,并且基面法向即c轴沿着横向发生约为±35°偏转,室温下轧向方向延伸率达到23.2%,埃里克森杯突值为5.46,平面各项异性系数Δr=0.01;然而,Mg-1.5Zn合金中添加质量分数分别为0.5%和0.9%的Ce元素后,织构强度增加,埃里克森杯突值减小,由于在合金中生成了粗大的第二相粒子,使得Mg-1.5Zn-xCe合金的室温成形性能变低

第六章 绿色化学的应用 第一节： 绿色化学反应 第二节：绿色原料 • 一、从葡萄糖合成己二酸和邻苯二酚 • 二、生物质转化为化学品 • 三、CO2作发泡剂 • 四、 非光气法合成异氰酸酯 • 五、碳酸二甲酯作甲基化试剂 • 六、苄氯羰化合成苯乙酸 第四节 绿色溶剂 第五节 改变反应方式和反应条件 一、串联反应组合 二、异布洛芬的合成 三、碳酸二苯酯的固态聚合 四、辐射促进反应 （一）二硫代保护基的可见光光敏裂解 （二）Friedel-Crafts反应的光化学方法 第六节 绿色化学产品 • 一、更安全的腈的设计 • 二、海洋船舶防垢剂 • 三、低毒杀虫剂 • 四、聚天冬氨酸作阻垢剂 • 五、过氧化氢漂白活化剂 第七章 绿色化学发展趋势 第一节：不对称催化合成 第二节： 酶催化和生物降解 第三节：分子氧的活化和高选择性氧化反应 第四节： 清洁的能源 第五节：可再生资源的利用

第一章 无机化学实验基本知识 第一节 化学实验的目和要求 第二节 无机化学实验内容和基本研究方法 第二章 无机化学实验基本操作 第一节 常用仪器的洗涤及干燥 第二节 加热与冷却 第三节 试剂的取用 第四节 称量 第五节 溶液的配制 第六节 气体的产生、净化、干燥与收集 第七节 试纸的应用 第八节 试管反应与离子的检出 第九节 水的纯化与水质鉴定 第十节 无机合成基本操作 第十一节 离子交换技术 第三章 实验内容 第一节 基本操作训练 实验一 基本操作训练 实验二 酸碱滴定 第二节 参数及常数测定 实验一 气体常数 R 的测定 实验二 化学反应热效应的测定 实验三 弱酸电离常数 Ka 的测定 （一） pH 电位法 （二） 半中和法 （三） 电导法 实验四 二氧化碳分子量的测定 实验五 难溶强电解质溶度积常数 Ksp 的测定 （一） 离子交换法测定硫酸钙的溶度积常数 （二）离子电极法测定氯化银的溶度积常数 实验六 利用微型化学实验测定银氨配离子的稳定常数 实验七 分光光度法测定磺基水杨酸铁配合物的组成及稳定常数 第三节 性质实验及定性分析实验 实验一 弱电解质的电离平衡 实验二 电解质溶液的多相平衡 实验三 氧化还原反应 实验四 配合物的形成及性质 实验五 主族元素重要化合物的性质 实验六 副族元素重要化合物的性质 实验七 常见无机离子的鉴别 实验八 阳离子混合液的分离及检出 实验九 阴离子混合液的分离及检出 实验十 阳离子 Co2+、Ni2+、Fe3+的纸上色层分离 第四节 无机化合物的合成、分离及提纯 实验一 硝酸钾制备及其溶解度曲线的绘制 实验二 药用氯化钠制备 实验三 硫酸铬钾的制备 实验四 高锰酸钾的制备 实验五 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备及其光化学性质的研究 实验六 抗菌药磺胺嘧啶银的合成及性质测定 实验七 营养药葡萄糖酸钙的制备及性质测定 第五节 综合性试验 第六节 设计性试验