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Chemical structure of geopolymer. | SciDraw Gallery

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Chemical structure of geopolymer.

Chimie

Description du prompt

Chemical structure of geopolymer.

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Avec la demande croissante en énergie et l'importance grandissante accordée à la protection de l'environnement, la recherche sur la co-pyrolyse de la biomasse et du charbon est progressivement devenue un point central dans le secteur de l'énergie. La lignine, en tant que composant crucial de la biomasse, et ses caractéristiques de co-pyrolyse avec le charbon de Shenmu ont suscité une attention considérable. Cette étude examine la lignine sous différentes formes de sodium afin d'explorer les différences de comportement de pyrolyse, de distribution des produits et de mécanismes de pyrolyse lors de la co-pyrolyse de la lignine et du charbon de Shenmu. L'objectif est de fournir une base théorique et un soutien technique pour la conversion et l'utilisation efficaces et propres de la biomasse et du charbon, favorisant ainsi davantage le développement durable du secteur de l'énergie. Les résultats indiquent que différentes lignines peuvent favoriser la libération de composants volatils lors de la co-pyrolyse du charbon, mais l'ampleur de l'impact varie en raison de leurs différentes propriétés. La lignine sodique liée organiquement (PL(COxNa)) modifie les voies de réaction de pyrolyse et la sélectivité des produits par une action catalytique, ce qui est propice à la production de gaz et réduit le rendement en goudron ; le rendement en gaz de pyrolyse augmente significativement jusqu'à 20,67 % en poids, et le rendement en goudron diminue jusqu'à 6,04 % en poids ; par rapport à la pyrolyse avec d'autres lignines seules, ses rendements en H₂ et CO₂ sont plus élevés, atteignant respectivement environ 9,0 % en poids et 7,0 % en poids. L'ajout de lignine liée au sodium inorganique (PL2.7NaOH0.3) affecte principalement la réaction de pyrolyse en créant un environnement alcalin, entraînant une diminution du rendement en goudron à 8,14 % en poids et une augmentation du rendement en gaz de pyrolyse à 16,72 % en poids, avec des variations d'amplitude relativement faibles. L'analyse BET du char de co-pyrolyse montre que les paramètres structurels du char de co-pyrolyse PL(COxNa), PL2.7NaOH0.3 et SM sont optimisés, avec des tailles de pores augmentant respectivement à 7,68 nm et 7,19 nm, et la structure des pores est irrégulière, offrant des conditions favorables à la gazéification ultérieure. Générer un résumé graphique.

Avec la demande croissante en énergie et l'importance grandi...

Instructions détaillées pour la création d'un schéma scientifique abstrait (ratio 16:9, schéma circonférentiel central)

I. Agencement et Composition Généraux
Employer un point focal central entouré de modules, en respectant strictement un ratio écran large 16:9 pour créer une scène visuelle ouverte et équilibrée.

Zone Centrale (Réacteur Principal) : Positionner un réacteur miniature haute pression en coupe transversale au point du nombre d'or supérieur du diagramme, en tant que porteur physique et point focal visuel de l'ensemble du processus de co-conversion.

Modules Environnants : Avec le réacteur comme centre, disposer quatre modules d'informations clés dans une séquence logique dans les quadrants supérieur gauche, supérieur droit, inférieur gauche et inférieur droit.

Flux Logique et Connexion : Connecter tous les éléments des modules au réacteur central via des flèches directionnelles ou enveloppantes, des faisceaux et des flux de données, formant une boucle logique fermée de "entrée de conditions → conversion centrale → élucidation du mécanisme → sortie du produit".

II. Contenu Détaillé et Instructions de Dessin pour Chaque Module
Module 1 : Matières Premières et Entrée Multi-Paramètres (Quadrant Supérieur Gauche)
Contenu : Présenter les deux matières premières et les variables ajustables du système de réaction.

Détails du Dessin :

Plastique Marin : Dessiner plusieurs fragments de plastique avec des rayures, des micropores et des groupes fonctionnels oxygénés (C=O, -OH) attachés, en utilisant une palette de couleurs gris-bleu. Annoter avec "PE/PP Vieilli".

Biomasse d'Ulve : Dessiner un amas d'algues vertes, accompagné de modèles moléculaires simplifiés de ses biopolymères représentatifs (tels que les chaînes de cellulose et les triglycérides), en utilisant une palette de couleurs verte.

Panneau de Contrôle des Paramètres : Sous les matières premières, concevoir un panneau de contrôle numérique concis contenant :

Curseur de Ratio : Intitulé "Ratio Plastique/Biomasse", avec le curseur mobile entre "9:1" et "1:9".

Affichage de la Température et du Temps : "T : 250-400 °C", "t : 30-120 min".

Boutons de Sélection d'Additifs : Deux boutons mis en évidence, "K₂CO₃" et "NaOH", avec des barres de concentration.

Connexion Logique : Émettre plusieurs flèches colorées à partir de ce module (par exemple, gris pour le plastique, vert pour la biomasse, orange pour les commandes de paramètres), convergeant et pointant vers l'entrée d'alimentation du réacteur central, représentant "Entrée de Matières Premières et de Conditions de Réaction".

Module 2 : Co-Conversion et Micro-Mécanisme de Transfert d'Hydrogène (Quadrant Supérieur Droit)
Contenu : Afficher les processus moléculaires clés et les mécanismes synergiques à l'intérieur du réacteur central dans un format "vue éclatée".

Détails du Dessin :

Environnement de Réaction : Fond bleu clair, parsemé de symboles d'ions tels que Na⁺, K⁺, OH⁻, CO₃²⁻, intitulé "Milieu Alcalin".

Démonstration Dynamique du Processus (Noyau) :

Étape 1 (Dissociation) : Sur la gauche, les chaînes de plastique gris-bleu subissent une scission thermique, générant plusieurs radicaux libres alkyles (·R, avec les électrons non appariés mis en évidence par des points rouges clignotants aux extrémités).

Étape 2 (Transfert d'Hydrogène) : Sur la droite, la biomasse verte se dépolymérise pour générer des intermédiaires oxygénés (par exemple, des modèles bâtons-boules d'aldéhydes, de cétones et de furanes). Se concentrer sur la représentation de : un atome H (petite sphère rouge vif) provenant d'un radical libre plastique, transféré à un intermédiaire oxygéné via un chemin de transition énergétique mis en évidence (par exemple, une flèche lumineuse) sous la catalyse ou la médiation d'ions alcalins (par exemple, OH⁻)."

Instructions détaillées pour la création d'un schéma scienti...

Méthode de chargement de surface (adaptée au traçage des processus de passivation de surface) :
Cette méthode consiste à charger des sphères électrolytiques ordinaires Fe-C avec du ⁵⁷Fe²⁺/⁵⁷Fe³⁺ en surface, en marquant uniquement les sites actifs à la surface des sphères électrolytiques, et est utilisée pour suivre la formation et la migration du film de passivation de surface.
1. Préparation des matières premières
Précurseur isotopique : solution de ⁵⁷FeSO₄ (préparée en faisant réagir de la poudre de métal ⁵⁷Fe avec de l'acide sulfurique dilué, concentration 100 mM) ;
Matière première de base : Sphères électrolytiques ordinaires Fe-C (taille des particules 3~5 mm, prétraitement : tremper dans de l'acide chlorhydrique dilué pendant 2 h pour éliminer la couche d'oxyde de surface, rincer à l'eau jusqu'à neutralité) ;
Réactif auxiliaire : Acide citrique (agent complexant, concentration 5 mM, améliore la stabilité d'adsorption du ⁵⁷Fe à la surface).
2. Étapes de chargement
Activation de surface : Placer les sphères électrolytiques ordinaires Fe-C dans un nettoyeur à ultrasons, nettoyer par ultrasons avec de l'eau déionisée pendant 10 min pour éliminer les impuretés de surface, et sécher à l'azote ;
Chargement isotopique : Immerger les sphères électrolytiques activées dans une solution mixte de ⁵⁷FeSO₄-acide citrique, et osciller et adsorber à température ambiante pendant 24 h. Pendant cette période, soniquer pendant 10 min toutes les 4 h pour favoriser la diffusion du ⁵⁷Fe²⁺ dans les pores des sphères électrolytiques ;
Réduction et fixation : Après adsorption, retirer les sphères électrolytiques et sécher l'humidité de surface avec de l'azote ;
Lavage et purification : Rincer la surface des sphères électrolytiques avec de l'eau déionisée pour éliminer le ⁵⁷Fe²⁺ non adsorbé jusqu'à ce qu'aucun signal ⁵⁷Fe ne soit détecté dans la solution de rinçage (vérifié par ICP-MS).

Méthode de chargement de surface (adaptée au traçage des pro...

Dessiner un schéma de l'expérience : Mélanger des nanotubes de carbone fluorés et du noir de carbone dans un rapport 1:1, agiter dans du méthanol pendant une nuit, puis calciner à 500 degrés Celsius. Ensuite, charger du Pt en agitant de l'acide hexachloroplatinique avec le support préparé dans de l'éthylène glycol pendant une nuit, puis chauffer à 180 degrés Celsius dans un bain d'huile pendant 5 heures.

Dessiner un schéma de l'expérience : Mélanger des nanotubes ...