hello大家好,我是本站的小编子芊,今天来给大家介绍一下碳达峰背景下产业转型,石墨碳的XRD有几个峰的相关知识,希望能解决您的疑问,我们的知识点较多,篇幅较长,还希望您耐心阅读,如果有讲得不对的地方,您也可以向我们反馈,我们及时修正,如果能帮助到您,也请你收藏本站,谢谢您的支持!

碳达峰背景下产业转型,石墨碳的XRD有几个峰

碳达峰背景下产业转型,石墨碳的XRD有几个峰

随着全球气候变化的加剧和碳达峰目标的提出,低碳经济和绿色发展已经成为各国共同努力的方向。产业转型已经成为一个不可回避的趋势,而在这个转型过程中,石墨碳作为一种重要的材料,其晶体结构的研究变得尤为重要。

XRD,即X射线衍射技术,是一种用于研究材料晶体结构的强大工具。石墨碳的XRD图谱通常会显示出几个峰,这些峰对应着不同的晶面。

石墨碳的XRD图谱中通常会出现一个较弱的(002)峰。这个峰代表了石墨碳晶体的最强的晶面,也是石墨碳层间结构的重要指标。在石墨碳的结构中,碳原子以六角形排列,呈现出层间的平面结构。

石墨碳的XRD图谱中还可能会出现两个较强的(100)和(004)峰。这些峰代表了石墨碳晶体的次强晶面。石墨碳晶体的(100)面和(004)面也是其结构中的重要组成部分,对于石墨碳的热导率和机械性能具有一定的影响。

石墨碳的XRD图谱中还可能会出现其他较弱的峰。这些峰对应着石墨碳晶体的其他晶面,例如(110)、(101)和(102)等。这些晶面的存在与石墨碳的晶体结构有关,也可以作为石墨碳晶体结构的指标之一。

在碳达峰背景下的产业转型中,石墨碳的XRD图谱可以为我们提供关于其晶体结构的重要信息。通过研究和分析这些峰的位置和强度,可以更好地了解石墨碳的晶体结构特征,为其在能源、材料和环境等领域的应用提供更多可能性。这将对于推动低碳经济发展和实现碳达峰目标具有重要的意义。

碳达峰背景下产业转型,石墨碳的XRD有几个峰

碳中和碳达峰的背景:

碳中和的背景,是基于全球变暖的环境下,联合国2015年在巴黎组织的气候变化大会上提出,“各个国家共同努力,将地球平均气温升高控制在2摄氏度以内”,170多个国家都表示同意,并签订了公约,这个就是“巴黎协议”,之前特朗普做的一系列退群游戏,就包含退出巴黎协议。控制全球变暖,首先就是控制温室气体的排放。大家都知道,温室气体主要就是指二氧化碳,占温室气体的75%以上。

碳中和碳达峰的意义:

1、降低能源进口依赖。

这里主要是指石油。我国石油对进口的依赖超过70%,这对国家能源储备是相当不利的,别人想抬价格就抬价格,想卡你脖子就卡你脖子。能源大规模从石化能向可再生能源迁移,显然能加强在国际博弈中的抗风险能力。否则像2019年,美国军队封锁波斯湾的海峡,全球瞬间油慌,油价暴涨,各种石化材料和运输成本飙升,经济秩序就很容易被扰乱。

2、产业链重构带来的大量超车机会。

这个涉及到众多产业;比如汽车产业,因为欧美汽车产业起步早,手握大量的专利,发动机和变速箱等关键技术,国内长期落后并且很难逆转,市场长期被德美日几大品牌瓜分。而转型电动汽车后,都在同一个起跑线上,大家的差距瞬间被抹平。

再比如水电和光电产业,全球的二氧化碳,大概有30%是火力发电排放的,随着碳中和的进一步推进,水电、风电、光伏等绿色发电肯定会在全球普及,在能源领域,我国领先的光伏技术、特高压技术都将有巨大的市场前景。

碳达峰碳中和产业链

五碳并举是实现碳达峰碳中和的基本路径。资源增效减碳,如果我们采取各种措施达到同样的经济目标,但将能源需求降到最低,当前消费水平下,能耗每降1%,可减排1亿多吨二氧化碳。碳中和的社会背景

碳中和一般是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。

2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会上提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”

2021年3月5日,2021年国务院政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构。“碳中和”入选《咬文嚼字》发布的2021十大流行语。

解决碳达峰碳中和的措施

我国实现碳达峰碳中和的措施如下:

碳达峰和碳中和的具体措施有大力调整能源结构;加快推动产业结构转型;着力提升能源利用效率;加速低碳技术研发推广;健全低碳发展体制机制。1、大力调整能源结构。推进能源体系清洁低碳发展,稳步推进水电发展,安全发展核电,加快光伏和风电发展,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,完善清洁能源消纳长效机制,推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。推动能源数字化和智能化发展,加快提升能源产业链智能化水平。2、加快推动产业结构转型。

大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能,严格控制高耗能行业新增产能,推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。积极发展战略性新兴产业,加快推动现代服务业、高新技术产业和先进制造业发展。3、着力提升能源利用效率。

完善能源消费双控制度,严格控制能耗强度,合理控制能源消费总量,建立健全用能预算等管理制度,推动能源资源高效配置、高效利用。继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能,着力提升新基建能效水平。4、加速低碳技术研发推广。

坚持以市场为导向,更大力度推进节能低碳技术研发推广应用,加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展,推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。5、健全低碳发展体制机制。

加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策,推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。

碳达峰带来的机遇

碳中和、碳达峰离我们的生活越来越近,那么它对现在的各行各业会有怎么样的冲击呢?

一、新能源产业

由于我国的产业结构特征,加上经济增长对能源的高度依赖,碳中和、碳达峰的信号的释放,直接刺激的是我国的能源行业和高耗能大户。毕竟碳话题下的获益主体主要是新能源行业,也是最直接的受益群体,然后是慢慢地辐射开来,但要知道的是在此之前,新能源概念股已经涨上了天。而要实现“减碳”这样的战略目标,我国的电源结构肯定要发生重大转变,其中必然包括电网在内等供电体系可能需要进行大规模的深度调整,甚至可能是整个工业的颠覆。

可以预见的是,股市必然将出现一波“碳达峰、碳中和"概念的炒作。

二、区块链技术

为什么提到区块链呢,因为有8家的中央企业曾在京发布了关于“区块链+碳交易”生态网络场景。这样的场景应用,必然为区块链资产持有增加砝码。因为区块链技术能够支撑起碳足迹全生命周期的可信记录、碳排放全要素的可信流转的作用,从排放、交易、流通,到交易核销、统计的全流程数据记录。

因此区块链技术可以为碳交易提供更安全、更高效、更经济的市场环境,以及可视、可信、可靠的监管环境,从而促进碳交易市场的透明化、有序化、便捷化。三、碳指标会成为一个宏观上的选择

随着碳中和、碳达峰的提出,那么碳指标会成为一个宏观上的选择。企业在技术路线上的竞争优势可能会引人这一指标,甚至可能作为企业发展战略中的长期方向。因此可能会由国家出面,多部门协调,对行业制定统一的减排要求标准,甚至是约束性的要求。

石墨碳的XRD有几个峰

解析X射线衍射谱图中,d是晶体晶格中相邻两个晶面的面间距,一般以埃为单位。晶体的空间结构可以用三轴坐标系表示,也可以用四轴定向表示,尤其是三方、六方晶系用四轴定向表示有其独到的便利。

在三轴定向中,在不同晶向,相邻两个晶面间的晶面间距都可以用d表示。d的脚标用其所描述的正点阵或倒易点阵的相应晶面指标(hkl)表示。如:d(100),d(020),d(002),等。

关于d值意义及X射线衍射原理及应用,请见我的另一些回答:

http://zhidao.baidu.com/question/122264851.html 等。要对X射线衍射谱图

解析和对d有透彻的了解,还应该具备:

点阵、倒易点阵、点阵指标、晶向指标[uvw]、晶面指数或点阵平面指数(hkl)的知识。我关于倒易点阵的回答请见:http://zhidao.baidu.com/question/130203168.html

关于晶面指数请见我的一个回答:http://zhidao.baidu.com/question/130192653.html在研究石墨状微晶、多晶石墨或碳纳米管、碳纤维等类石墨结构等材料的X射线衍射测定中,发现石墨、类石墨晶体结构的X射线衍射谱的峰并不多。常用d002代表石墨状微晶的平均层层间距;用Lc表示微晶层面沿c轴方向(有时刚好也就是002晶面指数,可以使用 002 峰参数进行计算)的堆积厚度;用La表示沿a轴方向的微晶宽度或直径等面间距,使用100峰或110峰(要视具体晶体而定)进行计算。

我个人认为,对于晶体或部分晶体样品的X射线衍射谱解析讨论中,三个晶向上的晶面间距都可以用d表示之,而不论它是否经过拉伸或加温处理而改变晶格结构与否,它都是作为一个一个晶体样品、晶体对象存在的。但如果在一个系列中,主要研究点是通过加力、加温而使晶体发生变化,再用d表示三轴方向上的面间距就不如使用另一些字母以显示其特点而避免与常规面间距d混淆,La,Lc就是这样应运而生了。

X射线衍射分析,是以布拉格定律(公式)为基础的。布拉格公式:

2d sinθ=nλ,

式中λ为X射线的波长(Cuka 波长为0.15406nm,Cuka1 波长为0.15418nm。)n为任何正整数,并相应称为n级衍射。θ是掠射角(也称布拉格角,是入射角的余角),2θ才是衍射角。

当X射线以掠射角θ入射到某一点阵平面间距为d的原子面上时,在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。布拉格定律简洁直观地表达了衍射所必须满足的条件。当X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一个θ角符合布拉格条件的反射面得到反射。测出θ后,利用布拉格公式即可确定点阵平面间距、晶胞大小和类型;根据衍射线的强度,还可进一步确定晶胞内原子的排布状况。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射束的波长作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格条件,故选用连续X射线束。如果利用结构已知的晶体,则在测定出衍射线的方向θ后,便可计算X射线的波长,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。 微晶尺寸由Bragg 公式

d=λ/(2sinθ)

和Scherrer 公式

L=kλ/(βcosθ)

计算, 在计算微晶尺寸时我们经常引用到scherrer公式.

谢乐方程 (Scherrer公式)也写成:d(hkl)=kλ/(βcosθ),

d(hkl)是沿垂直于晶面(hkl)方向的晶面间距或晶粒直径,k为Scherrer常数(通常为0.89,有时也取1或0.9), λ为入射X射线波长(Cukα波长为0.15406nm,Cuka1 波长为0.15418 nm。),θ为布拉格角(°),2θ才是衍射角;β为衍射峰的半高峰宽(rad)。根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用谢乐方程公式计算。计算晶块尺寸时,一般采用低角度的衍射线,如果晶块尺寸较大,可用较高衍射角的衍射线来代替。此式适用范围为1-100nm。

但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题:

1) 用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化的影响。如何扣除仪器宽化和应力宽化影响?在什么情况下,可以简化这一步骤?

答:在晶粒尺寸小于100nm时,应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比,可以忽略不计。此时,Scherrer公式是适用的。但晶粒尺寸大到一定程度时,应力引起的宽化比较显著,此时必须考虑引力引起的宽化影响,Scherrer公式不再适用。

2) 通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。此时,需要把Kα1或Kα2进行分离并扣除掉一个、保留一个;如果没扣除,就会造成计算误差。

3) 扫描速度也有影响,测试时扫描要尽可能地缓慢。一般设定2°/min。

4)一个样品可能有很多衍射峰,是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后平均? 还是有其它处理原则?

答:通常应当计算每个晶向方向的所有衍射峰晶粒尺寸后进行平均。当然在某个方向上只有一个明确归属的峰时,就没有必要强求从多峰的结果中求平均了!

5) 半高宽、样品宽化和仪器宽化:

样品的衍射峰加宽可以用半高宽来表示,样品的半高宽FWHM是仪器加宽FW(I)和样品性质(晶块尺寸细化和微观应力存在)加宽FW(S)的卷积。

为了求得样品加宽FW(S),必须建立一个仪器加宽FW(I)与衍射角θ之间的关系,也称为FWHM曲线。

该曲线可以通过测量一个标样的衍射谱来获得。标样应当与被测试样的结晶状态相同,标样必须是无应力且无晶块尺寸细化的样品,晶粒度在25μm以上,如标样NISTA60Si和LaB6等。

关于“碳达峰背景下产业转型,石墨碳的XRD有几个峰”的具体内容,今天就为大家讲解到这里,希望对大家有所帮助。