电解铝液中氢形成过程的影响机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51861033
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    贺永东
  • 依托单位：
    新疆大学
  • 学科分类：
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Electrolytic aluminum liquid hydrogen in the restricted direct electrolysis aluminum ingot industrial conversion, the aluminum electrolysis process caused by hydrogen sources and unknown mechanism, aiming at water in cryolite alumina melts in dissolution, dissociation, hydrolysis and electrolysis process and its related laws, the dehydration, Aoki in electrolytic aluminum liquid in cracking carbide, and aluminum liquid reaction and mass transfer, the electrolytic aluminum metallurgy process complex interface transmission characteristics of multi field coupling under the environment of the analysis, thermodynamics and chemical kinetics theory experimental quantitative measuring, numerical simulation method, the formation and evolution mechanism of electrolytic aluminum liquid hydrogen system and thermodynamics and kinetics. The formation of kinetic model of hydrogen through electrolysis aluminum liquid, reveal the mechanism in the process of aluminum electrolysis Al-H2O -Al2O3-H, hydrogen formation and evolution of the basic theory and mathematical model of electrolytic aluminum liquid, enrich and develop the traditional electrolytic aluminum liquid pollution and purifying theory. In order to realize the reduction of hydrogen in the process of aluminum electrolysis, the theoretical support is provided for the preparation of high quality and high performance aluminum alloy ingot by the short process of electrolytic aluminum liquid.
电解铝液中的氢严重制约了电解铝液直接铸锭的工业转化率，本项目针对电解铝过程造成氢来源和机理不明问题，针对水在冰晶石-氧化铝熔体中的溶解、离解、水解、电解过程及其关联规律，青木条在电解铝液中脱水、裂解、碳化及其与铝液反应-传质规律，从电解铝冶金过程中复杂多场耦合环境下界面传输特性出发，采用热力学和化学动力学理论分析、实验定量测量、过程数值模拟等手段，系统研究电解铝液中氢的形成和演化机理及其热力学-动力学规律。通过建立电解铝液中形成氢的动力学模型，揭示铝电解过程中Al-H2O -Al2O3-H之间的作用机理，得到电解铝液中氢形成和演化的基础理论和数学模型，发展和丰富了传统电解铝液污染与净化理论。为实现铝电解过程降氢，直接利用电解铝液短流程制备高品质、高性能铝合金铸锭提供理论支撑。

结项摘要

采用理论分析、实验测量、数值模拟方法，研究H2O的溶解、离解、水解、电解行为与H、Al2O3膜交互作用规律，阳极效应熄灭操作对铝液中H形成的影响研究，建立铝电解生成氢物理模型、数学模型，预测铝液氢含量。.开展原料携带水对铝液中氢形成影响机理研究，模拟H2O与铝反应势垒，原料携带H2O跟铝反应，产生H+离子与铝原子距离不断减小（0. 267，0. 211，0. 159 nm）。H扩散路径是从铝八面体间隙位置到四面体间隙位置再到八面体间隙位置。开展阳极效应对电解铝液氢、Al2O3形成过程影响机理研究，模拟计算氢在铝中的扩散方式以及影响扩散关键环节。熄效应使铝氢含量达到1.266mL/100g。采用分子动力学方法模拟CO2对铝液传质、与铝反应过程，反应路径：CO2分解为CO分子和氧原子并氧化铝晶体。反应过程相对势垒变化为初始结构（０Ｈａ）→过渡态Ⅰ（0.019Ｈａ）→中 间 态（0.030Ｈａ）→过 渡 态Ⅱ（-0.042Ｈａ）→ 反 应 结 束（-0.056Ｈａ）。反应过程为：CO2 →ＣＯ２（ａｄ）→COａｄ+[O]→CO↑+[O]，3[Ｏ]＋２Ａｌ→Al２O３，总反应为：3CO2＋2Al→Al２O３＋３ＣＯ↑。研发铝电解槽槽外配料装置与方法，利用高温阳极气体预热、分解、排放氧化铝吸附的络合水。开发效应熄灭剂、效应熄灭装置与方法、Aluminum Electrolysis Anode Effect Extinguishing Agent Effect Treatment等，减少环境污染、降低电耗和物耗、提高电解槽产量和生产效率。.进行湿法工艺对二次铝灰无害化脱氮的影响、高纯铝灰碱性焙烧提取铝研究、Research on microstructure and solidification mechanism of Al-Ti-C-Ce mother alloy prepared by titanium hydride - petroleum coke、A low-energy physics of an extended Hubbard chain with、Low-energy Energy-saving Aluminum Electrolytic Cell with Aluminum- Carbon Composite Cathode Replacing、Prepa

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（2）
专利数量（32）
高纯铝灰溶出行为与物相转化规律研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    特种铸造及有色合金
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;金春蓉;孙郅程;孙小涵;赵亿坤;努力古.伊民
  • 通讯作者：
    努力古.伊民
10.钛氟酸钾-木屑制备Al-Ti-C母合金机制与组织性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    稀有金属
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;刘宇;陈楚;吴大莉
  • 通讯作者：
    吴大莉
12.氢化钛-石墨焦制备Al-Ti-C-Ce母合金的显微组织及凝固机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    稀有金属
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;杨萧雨;郭锋;李 鹏;张媛庆
  • 通讯作者：
    张媛庆
4.二次铝灰合成铝酸钙及其物相变化-2021-11
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    特种铸造及有色合金
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何超;贺永东;陈长科;李颜林;金春蓉
  • 通讯作者：
    金春蓉
11-A low-energy physics of an extended Hubbard chain with
11-延长哈伯德链的低能物理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Chinese Journal of physics
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Zhao na;Ding hanqin;Zhang jun;He yongdong
  • 通讯作者：
    He yongdong

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其他文献

8-石油焦制备Al_Ti_C_Ce母合金显微组织及凝固机理_贺永东
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;周新锋;何 蕾
  • 通讯作者：
    何 蕾
4-铜熔体覆盖保护与熔炼损耗机制研究_邢诗雨
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    稀有金属
  • 影响因子：
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  • 作者：
    邢诗雨;贺永东;曾慧楠;李志军;刘向阳;何茂刚
  • 通讯作者：
    何茂刚
木条与高温铝液作用对铝液中形成氢和氧化铝夹杂的影响研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    轻金属
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵风君;贺永东;刘向阳;李志军
  • 通讯作者：
    李志军
阳极效应对电解铝液中氧化铝夹杂形成过程的影响机理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    稀有金属
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;陈楚;曾慧楠;李志军
  • 通讯作者：
    李志军
15-阳极效应对电解铝液中氢形成的影响机理研究_贺永东_邢诗雨_陈楚_陈瑶_李志军_刘
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    矿冶工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺永东;邢诗雨;陈楚;陈瑶;李志军
  • 通讯作者：
    李志军

其他文献

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贺永东的其他基金

连续铸造可变形泡沫铝合金铸锭成形机理研究
  • 批准号：
    51661031
  • 批准年份：
    2016
  • 资助金额：
    40.0 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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