氮化硼纳米管

２０１３年５月　谈霞等：热溶冷结晶法制取硫酸钾镁肥的实验研究　３７　

３结论　时间。　

通过实验证明．热溶冷结晶工艺结合制取硫酸　

钾镁肥工艺可行。１）采用该法制取硫酸钾镁肥系　

统钾的回收率主要决定于原矿中硫钾质量比的大　

小　硫钾质量比为２．６的原矿系统钾的总收率达到　

８７－２３％．硫钾质量比为１．９２的原矿系统钾的总回收　

收率为５９．６４％　２）热溶冷结晶工艺制取硫酸钾镁肥　

原矿粒度是一个影响热溶和冷结晶反应过程的因　

素。３）热溶冷结晶工艺制取硫酸钾镁肥，在保证有足　

够转化液返回热溶过滤过程．并与淡水按最佳比例　

混合反应．可保证热溶过滤过程回收率最高　４）热溶　

冷结晶工艺制取硫酸钾镁肥．为保证能耗最低。热溶　

温度达到６５℃时热溶过程钾的回收率较理想．热溶　

时问为２０　ｒａｉｎ时比较理想　５）热溶冷结晶工艺制取　

硫酸钾镁肥．冷结晶温度控制在５℃时钾的回收率　

最高．冷结晶时间可根据不同的冷结晶设备来确定　

一　一　，　一　，、　一橐一炱一蔓一　一羹　（上接第１４页）　

根据表２结果．　

下：　参考文献：　

［１］　汪家铭．硫酸钾镁肥生产现状与市场前景【Ｊ］．无机盐Ｔ业，　

２００９，４１（１）：８－１１．　［２］　吴小王，朱海丽．西台吉乃尔盐湖开发工艺及工业化现状［Ｊ］．广　

东化工，２０１２，３９（１）：６４，７４．　『３］程怀德，马海洲．中国硫酸盐型盐湖资源及无氯钾肥开发展　

望［Ｊ］．无机盐工业，２００８，４０（３）：８－ｌＯ．　

［４］程怀德，马海州．利用硫酸盐型盐湖资源制取软钾镁矾的研　

究［Ｊ］．盐业与化工，２００８，３７（３）：２４—２６．　

［５］张占良，申春玲．软钾镁矾结晶实验研究［Ｊ］．内蒙古石油化工，　

２００９（２２）：１９—２０．　

收稿日期：２０１２—１ｌ一２７　

作者简介：谈霞（１９７３一），女，学士，工程师，主要从事盐湖生产和　研究工作．以公开发表文章１篇。　

联系方式：ｔｘｉａ１９７３＠１２６．ｃｏｒｎ　

第２４卷第６期　２００７年１１月　计　算　物　理　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＯＭＰＵＴＡＴＩＯＮＡＬ　ＰＨＹＳＩＣＳ　Ｖｏ１．２４．Ｎｏ．６　Ｎｏｖ．．２００７　

［文章编号］１００１—２４６Ｘ（２００７）０６．（）７４０一Ｏ５　

氮化硼纳米管阵列储氢的计算机模拟　

张立波　，　程锦荣　

（１．安徽大学物理与材料科学学院，安徽合肥２３００３９；２．合肥学院数理系，安徽合肥２３００２２）　

［摘要］　采用巨正则蒙特卡罗方法模拟常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管阵列的物理吸附储氢，重点研究　压强、纳米管阵列的管径和管间距对单壁氮化硼纳米管阵列物理吸附储氢的影响．计算结果表明，氮化硼纳米　管阵列的储氢性能明显优于碳纳米管阵列，在常温和中等压强下的物理吸附储氢量（质量百分数）可以达到和　超过美国能源部提出的商业标准．并给出相应的理论解释．　［关键词］　单壁氮化硼纳米管阵列；物理吸附；储氢；巨正则蒙特卡罗模拟　［中图分类号］０６４７．３；Ｏ６１３　［文献标识码］　Ａ　

Ｏ　引言　

当前，能源短缺和环境保护问题日益成为人们关注的焦点．因此，世界各国都在努力开发高效、洁净的可　再生能源．其中，氢能以其独特的优势和丰富的资源引起了人们的普遍关注．氢能的开发包括氢的生产、储　存、运输和应用，关键是要解决氢的储存问题．　

１９９１年Ｉｉｊｉｍａ发现了一种新的储氢材料——碳纳米管（ＣＮＴ．Ｃａｒｂｏｎ　Ｎａｎｏｔｕｂｅ）　，从而在国际上激起了　ＣＮＴ储氢研究的高潮　．然而，实验和理论研究的多数结果表明，在常温和中等压强下，利用ＣＮＴ及其阵列　

储氢，很难达到美国能源部提出的商业标准，即储氢系统中储存的氢气与整个系统的质量比要达到６．５％才　有实际意义　．１９９４年Ｒｕｂｉｏ等人从理论上预言了氮化硼纳米管（ＢＮＮＴ．Ｂｏｒｏｎ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　Ｎａｎｏｔｕｂｅ）的存在ｎ　“ｊ．　１９９５年Ｃｈｏｒｐａ等人首次合成了ＢＮＮＴ　１２］．现有的理论和实验研究表明，与ＣＮＴ相比，ＢＮＮＴ储氢所需的能量　

锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列储氢的影响

程锦荣1,王 晓1,袁兴红2,汪 志1,方 兴1

(1.安徽大学物理与材料科学学院,安徽合肥 230039;2.安徽农业大学理学院,安徽合肥 230036)

摘 要:采用巨正则蒙特卡罗方法,研究了锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列(SWBNNTA-Single

WalledBoronNitrideNanotubeArray)物理吸附储氢的影响.揭示了锂掺杂是提高SWBNNTA储氢能力的

有效手段,并给出了最佳的掺杂方案.计算结果表明,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWBNNTA的结

构与尺寸,可使锂掺杂SWBNNTA在常温、中等压强下的物理吸附储氢量达到和超过美国能源部提出的

2015年研究目标.

关键词:锂掺杂;单壁氮化硼纳米管阵列;物理吸附;储氢

中图分类号:O647.3;O613 文献标识码:A 文章编号:1000-2162(2009)03-0069-04

1997年Dillon等人首次揭示了碳纳米管(CNT-CarbonNanotube)可能是一种理想的新型储氢材

料[1],从而在国际上激起了CNT及其阵列储氢研究的高潮[2-6].美国能源部并为此制定了明确的研究

目标,即重量百分比(储氢系统中储存的氢气与整个系统的重量百分比)储氢量大于6.5w%t[1].然而,

实验和理论研究的多数结果表明,在常温和中等压强下,利用CNT及其阵列储氢,很难达到美国能源部

提出的研究目标.于是,人们开始研究碱金属掺杂碳纳米管和非碳纳米管的储氢性能,并在这两个研究

方向上都取得了重要的进展[7-13].同时,美国能源部亦提出了新的分阶段研究目标,即重量百分比储氢

量2010年达到6w%t和2015年达到9w%t[14].

笔者的前期研究工作[12-13]揭示了单壁氮化硼纳米管阵列(SWBNNTA-SingleWalledBoronNitride

NanotubeArray)是一种比CNT阵列更好的储氢材料.鉴于碱金属掺杂对SWBNNTA储氢影响的研究工

常见固体硬度排行

常见固体硬度排行如下，从硬到软依次为：

1. 钻石（金刚石）：是目前已知的最硬物质，其硬度值为10，由纯碳元素组成，结晶形式为立方晶系。不仅硬度高，还有很好的导热性和光学性能。

2. 氮化硼纳米管：莫氏硬度为9.5，是一种具有类石墨平面六角网状结构的纳米材料。

3. 六次甲基合氢化铬：硬度预计为9-10，是一种碳原子链构成的线性材料，具有卓越的力学特性和高硬度。

4. 氮化物陶瓷材料：莫氏硬度为9，是一类由氮与金属或非金属元素形成的陶瓷材料，具有出色的力学、化学、电学、热学和高温物理性能。

5. 碳化钨：莫氏硬度为8.5，是一种由钨和碳组成的化合物。

此外，还有一些其他固体也具有较高的硬度，如蓝丝黛尔石（又名六方金刚石）、钯微合金玻璃等。但请注意，不同固体的硬度值可能因测试方法和条件的不同而有所差异。