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Estructura química de geopolímeros. | SciDraw Gallery

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Estructura química de geopolímeros.

Química

Descripción del prompt

Estructura química de geopolímeros.

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随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，生物质与煤共热解的研究逐渐成为能源领域的热点。木质素作为生物质的重要组成部分，其与神木煤的共热解特性引起了人们的广泛关注。本研究以不同钠形态的木质素为研究对象，深入探讨木质素与神木煤共热解时热解行为、产物分布及热解机理的差异。其目标是为高效、清洁地转换和利用生物质和煤炭提供理论基础和技术支持，从而进一步促进能源部门的可持续发展。结果表明，不同的木质素均能促进煤共热解过程中挥发性组分的释放，但由于其性质不同，影响程度也有所不同。有机结合木质素钠（PL(COxNa)）通过催化作用改变热解反应途径和产物选择性，有利于产气，降低焦油收率；其中，热解气收率显著提高至20.67 wt%，焦油收率下降至6.04 wt%；与单独与其他木质素热解相比，其H₂和CO₂产率更高，分别达到约9.0 wt%和7.0 wt%。而无机钠结合木质素（PL2.7NaOH0.3）的加入主要通过创造碱性环境影响热解反应，导致焦油收率降低至8.14 wt%，热解气收率提高至16.72 wt%，幅度变化相对较小。共热解炭的BET分析结果表明，PL（COxNa）、PL2.7NaOH0.3和SM共热解炭的结构参数得到优化，孔径分别增大到7.68 nm和7.19 nm，且孔隙结构不规则，为后续气化提供了有利条件。生成图文摘要

随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，生物质与煤共热解的研究逐渐成为能源领域的热点。木质素作为生物质的重要组成部...

Instrucciones Detalladas para Dibujar un Diagrama Científico Abstracto (Relación 16:9, Esquema Circunferencial Central)

I. Diseño y Composición General
Emplear un punto focal central rodeado de módulos, adhiriéndose estrictamente a una relación de pantalla ancha de 16:9 para crear una escena visual abierta y equilibrada.

Área Central (Reactor Central): Ubicado en el punto superior de la proporción áurea en el diagrama, colocar un reactor de alta presión en miniatura en sección transversal como el portador físico y el foco visual de todo el proceso de co-conversión.

Módulos Circundantes: Con el reactor como centro, organizar cuatro módulos de información central en una secuencia lógica en sentido horario en los cuadrantes superior izquierdo, superior derecho, inferior izquierdo e inferior derecho.

Flujo Lógico y Conexión: Conectar todos los elementos del módulo al reactor central a través de flechas direccionales o circundantes, haces y líneas de datos, formando un bucle cerrado de lógica de "entrada de condición → conversión central → elucidación del mecanismo → salida del producto".

II. Contenido Detallado e Instrucciones de Dibujo para Cada Módulo
Módulo 1: Materias Primas y Entrada Multi-Parámetro (Cuadrante Superior Izquierdo)
Contenido: Mostrar las dos materias primas y las variables ajustables del sistema de reacción.

Detalles del Dibujo:

Plástico Marino: Dibujar varios fragmentos de plástico con rasguños, microporos y grupos funcionales que contienen oxígeno (C=O, -OH) adheridos, utilizando una combinación de colores gris-azul. Anotar con "PE/PP Envejecido".

Biomasa de Ulva: Dibujar un grupo de algas verdes, acompañado de modelos moleculares simplificados de sus biopolímeros representativos (como cadenas de celulosa y triglicéridos), utilizando una combinación de colores verde.

Panel de Control de Parámetros: Debajo de las materias primas, diseñar un panel de control digital conciso que contenga:

Control Deslizante de Relación: Etiquetado como "Relación Plástico/Biomasa", con el control deslizante movible entre "9:1" y "1:9".

Visualización de Temperatura y Tiempo: "T: 250-400 °C", "t: 30-120 min".

Botones de Selección de Aditivos: Dos botones resaltados, "K₂CO₃" y "NaOH", con barras de concentración.

Conexión Lógica: Emitir múltiples flechas de colores desde este módulo (por ejemplo, gris para plástico, verde para biomasa, naranja para comandos de parámetros), convergiendo y apuntando hacia la entrada de alimentación del reactor central, representando "Entrada de Materia Prima y Condición de Reacción".

Módulo 2: Co-Conversión y Micro-Mecanismo de Transferencia de Hidrógeno (Cuadrante Superior Derecho)
Contenido: Mostrar los procesos moleculares clave y los mecanismos sinérgicos dentro del reactor central en un formato de "vista explosionada".

Detalles del Dibujo:

Entorno de Reacción: Fondo azul claro, salpicado de símbolos de iones como Na⁺, K⁺, OH⁻, CO₃²⁻, etiquetado como "Medio Alcalino".

Demostración Dinámica del Proceso (Núcleo):

Paso 1 (Disociación): A la izquierda, las cadenas de plástico gris-azul sufren escisión térmica, generando varios radicales libres de alquilo (·R, con electrones desapareados enfatizados por puntos rojos parpadeantes en los extremos).

Paso 2 (Transferencia de Hidrógeno): A la derecha, la biomasa verde se despolimeriza para generar intermedios que contienen oxígeno (por ejemplo, modelos de bolas y varillas de aldehídos, cetonas y furanos). Centrarse en representar: un átomo de H (pequeña esfera roja brillante) de un radical libre de plástico, transferido a un intermedio que contiene oxígeno a través de una ruta de transición de energía resaltada (por ejemplo, una flecha luminosa) bajo la catálisis o mediación de iones alcalinos (por ejemplo, OH⁻)."

Instrucciones Detalladas para Dibujar un Diagrama Científico...

Método de carga superficial (adecuado para rastrear procesos de pasivación superficial):
Este método implica cargar esferas electrolíticas ordinarias de Fe-C con ⁵⁷Fe²⁺/⁵⁷Fe³⁺ en la superficie, marcando solo los sitios activos en la superficie de las esferas electrolíticas, y se utiliza para rastrear la formación y migración de la película de pasivación superficial.
1. Preparación de Materias Primas
Precursor isotópico: solución de ⁵⁷FeSO₄ (preparada haciendo reaccionar polvo de metal ⁵⁷Fe con ácido sulfúrico diluido, concentración 100 mM);
Materia prima básica: Esferas electrolíticas ordinarias de Fe-C (tamaño de partícula 3~5 mm, pretratamiento: remojar en ácido clorhídrico diluido durante 2 h para eliminar la capa de óxido superficial, enjuagar con agua hasta neutralidad);
Reactivo auxiliar: Ácido cítrico (agente complejante, concentración 5 mM, mejora la estabilidad de adsorción del ⁵⁷Fe en la superficie).
2. Pasos de Carga
Activación superficial: Colocar las esferas electrolíticas ordinarias de Fe-C en un limpiador ultrasónico, limpiar ultrasónicamente con agua desionizada durante 10 min para eliminar las impurezas superficiales y secar con nitrógeno;
Carga isotópica: Sumergir las esferas electrolíticas activadas en una solución mixta de ⁵⁷FeSO₄-ácido cítrico, y oscilar y adsorber a temperatura ambiente durante 24 h. Durante este período, sonicar durante 10 min cada 4 h para promover la difusión de ⁵⁷Fe²⁺ en los poros de las esferas electrolíticas;
Reducción y fijación: Después de la adsorción, sacar las esferas electrolíticas y secar la humedad superficial con nitrógeno;
Lavado y purificación: Enjuagar la superficie de las esferas electrolíticas con agua desionizada para eliminar el ⁵⁷Fe²⁺ no adsorbido hasta que no se detecte señal de ⁵⁷Fe en la solución de enjuague (verificado por ICP-MS).

Método de carga superficial (adecuado para rastrear procesos...

Dibuja un diagrama de flujo del procedimiento experimental: Mezclar nanotubos de carbono fluorados y negro de humo en una proporción 1:1, agitar en metanol durante la noche, luego calcinar a 500 grados Celsius. Posteriormente, cargar Pt agitando ácido hexacloroplatínico con el soporte preparado en etilenglicol durante la noche, luego calentar a 180 grados Celsius en un baño de aceite durante 5 horas.

Dibuja un diagrama de flujo del procedimiento experimental: ...