作者:Thamarasee Jeewandara,Phys
(同organic)有机 油地小轮的形成
(一)SCW油?地小轮的组建方案,以氢氧化钠为例
(二)电影《S1》中的蒙太奇画面(下图),显示了氢氧化钠熔盐液滴在蓝宝石毛细管中于25兆帕和450℃下的直接观察和运动
图片来源:托马斯·沃辛,国际电影公司
学分:科学进步,doi: 10
1126/sciadv
aaz7770 在一份关于科学进步的新报告中,T
沃辛和法国国家科学研究中心和技术与能源管理研究所的一个研究小组提出了一种新的溶剂系统
水热熔盐体系由加压水中的熔盐组成,能够改变无机物在超临界水中的溶解度
科学家使用氢氧化钠(NaOh);一种低熔点盐,并显示出在高于其熔点的温度下沉淀的能力,从而立即形成HyMoS
熔融盐然后可以溶解大量的无机盐,包括硫酸钠(Na2SO4)
溶剂系统在材料合成、生物质转化、绿色化学、循环利用、催化和可持续制造等多个领域开辟了一条新的道路
这项工作提供了水热动力学之外的研究创新盐沉淀的化学和见解的机会
超临界水通常被称为“神奇”溶剂,因为它能够溶解油
这一特性拓宽了SCW在材料合成、回收或生物质转化方面的潜在应用
然而,随着SCW极性的减弱,无机化合物的溶解度下降
这一挑战可以通过确定对无机化合物具有很大溶解能力和高热稳定性的良好助溶剂候选物来解决,以克服SCW的限制
熔融盐由于其高密度和重要的溶解能力而成为一种有吸引力的可能性
熔盐种类繁多,几十年来大量用作硝酸盐、碳酸盐、氢氧化物或低共熔混合物来溶解无机材料
在这项工作中,沃辛等人
提议在SCW境内生产熔融盐,以克服SCW一国的限制
他们将热液熔盐与SCW感兴趣的盐混合,用于高温热液应用
在蓝宝石管中观察25兆帕和450℃氢氧化钠-H2O混合物的视频
视频显示了毛细管内熔融氢氧化钠液滴在水中的运动
学分:科学进步,doi: 10
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aaz7770 对于海洋金属组织的形成,研究小组在压力下注入一种均匀的电解质水/盐溶液,并将其加热使盐沉淀
由于沉淀的温度高于熔化温度,盐的熔化立即跟随沉淀,形成混合金属氧化物
科学家们记录了SCW蓝宝石毛细管中熔融氢氧化钠液滴的演变和运动
当他们冷却系统时,他们可以回收最初均匀的电解质水/盐溶液,因为这种机制是完全可逆的
Voisin等人
选择氢氧化钠盐是因为它的高热稳定性、低熔点(3180℃)和高溶解无机盐的能力
研究小组使用了一个实验装置,在别处有详细介绍,来测量溶解度值,并研究氢氧化钠在SCW的行为
他们研究了这两种成分在密度和粘度上的差异,以测量这种化合物在SCW条件下的溶解度
固体沉淀的两步机制是快速的,并且在配备有常规电荷耦合器件照相机的蓝宝石毛细管设备中以每秒50帧的速度没有观察到固体颗粒
结果证明了沿SCW流动的稠密共溶剂的可行性
研究小组随后重点研究了氢氧化钠在SCW条件下溶解其他无机盐的能力
呈现连续电导率数据和延迟,用于测量氢氧化钠熔盐溶解度
由于氢氧化钠和SCW之间的多孔介质的粘度和密度差异,使用延迟分析的测量原理说明
(二)用延迟原理获得的连续测量的例子,蓝色曲线表示反应器内的温度,红线表示出口处的电导测量值(根据时间延迟进行校正)
(丙)25兆帕时氢氧化钠在SCW的溶解度曲线
学分:科学进步,doi: 10
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aaz7770 为了突出氢氧化钠为基础的混合氢氧化物在SCW溶解固体盐的能力,该小组提出了一个不同的实验方案
在实验过程中,他们首先在给定的温度下向系统中注入无机盐硫酸钠(Na2SO4)的水溶液,以将固体盐沉积在反应物壁上
自从沃辛等人
知道了Na2SO4的溶解度,他们检查了在连续电导率测量过程中系统中是否出现沉淀
科学家计算了氢氧化钠溶液中硫酸钠的浓度
尽管装置中温度的升高对无机盐硫酸钠的影响很小,但熔盐氢氧化钠的初始浓度对其溶解速率有很大影响
因此,非常合理的是,随着氢氧化钠浓度的增加,其相应的熔融相也在装置中增加,导致沉积在反应器中的无机盐的溶解速率更高,以确保连续流动
SCW氢氧化钠溶液在连续流动中溶解沉淀的硫酸钠固体盐的验证
从实验装置获得的原始电导(红色)和温度(蓝色)信号,显示了方案的不同步骤
绿色区域代表Na2SO4沉淀和盐沉积到反应器中的步骤,蓝色区域代表注入氢氧化钠溶液以溶解沉积的盐
(二)图解说明实验的第一步在于通过沉淀进行盐沉积
(丙)图解说明实验的第二步,用氢氧化钠沉淀/熔化和溶解先前沉积的Na2SO4
(四)Na2SO4 ICP浓度结果根据温度,在不同时间内用氢氧化钠溶解
Na2SO4在SCW的标准溶解度与测定值的比较
对于两种不同的氢氧化钠进料浓度,氢氧化钠熔融相中硫酸钠质量分数随时间的变化
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aaz7770 就这样,T
沃辛和他的同事观察了SCW的熔融盐,以解决基于超临界流体技术的现有挑战
使用稳定的熔融氢氧化物盐如氢氧化钠,它们产生原位溶剂来溶解大量的硫酸钠固体盐
科学家们展示了混合氧化物燃料电池的首次应用,并绕过了反应堆中的盐沉积和阻塞,开发了连续流动工艺
该技术具有成本效益,因为与复杂的离子液体相比,实验中使用的碱性盐(如氢氧化钠)是相对便宜的材料
用简单和廉价的系统产生稠密溶剂的能力也对水热系统有影响
然而,熔融盐相对于连续系统的可加工性是有限的,因为分批系统需要高温和高粘度
两相水/盐混合体系由SCW和熔盐组成,该体系可作为一种新型的水/盐乳状液来探索,以有效溶解各种不同的盐
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