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碳达峰碳中和产业结构是指通过减少和吸收碳排放量,以及发展低碳经济,实现碳排放总量达到峰值后逐渐下降并最终实现碳中和的目标。这一产业结构转型的概念已经引起了全球范围内的关注。

碳达峰碳中和产业结构,石墨碳的XRD有几个峰

石墨碳是一种碳材料,具有独特的性质和应用潜力。通过石墨碳的X射线衍射(XRD)技术可以了解其晶体结构和组成成分。石墨碳的XRD图谱通常会出现多个峰,每个峰代表一种晶格结构。

在石墨碳的XRD图谱中,最常见的是两个峰。第一个峰对应于(002)晶面,其出现在2θ约为26°的位置,代表了石墨碳中的石墨晶格结构。第二个峰对应于(100)晶面,其出现在2θ约为42°的位置,代表了石墨碳中的非结晶或类石墨结构。

除了这两个主要峰以外,石墨碳的XRD图谱中还可能出现其他较弱的峰。这些额外的峰可以由杂质或结晶缺陷引起,或者代表了不同形态的石墨碳,如纤维状、管状或球状的形态。

石墨碳的XRD图谱中通常会出现两个主要的峰,分别对应于石墨晶格和非结晶或类石墨结构。其他额外的峰则可能代表了不同形态或结晶缺陷。通过研究这些峰,可以深入了解石墨碳的晶体结构和组成成分,进而为石墨碳的应用开发和工业应用提供有益的信息。在碳达峰碳中和的产业结构转型中,石墨碳的XRD技术可以被广泛应用于材料研究、能源储存、环境保护等领域,为实现低碳经济和可持续发展做出贡献。

碳达峰碳中和产业结构,石墨碳的XRD有几个峰

全国碳市场对碳达峰、碳中和的作用和意义主要体现在以下几个方面:

一是推动碳市场管控的高排放行业实现产业结构和能源消费的绿色低碳化,促进高排放行业率先达峰。

二是为碳减排释放价格信号,并提供经济激励机制,将资金引导至减排潜力大的行业企业,推动绿色低碳技术创新。

三是通过构建全国碳市场抵消机制,促进增加林业碳汇,促进可再生能源的发展,倡导绿色低碳的生产和消费方式。

四是依托全国碳市场,为行业、区域绿色低碳发展转型,实现碳达峰、碳中和提供投融资渠道。全国碳市场选择以发电行业为突破口的考虑

一是发电行业直接烧煤,二氧化碳排放量比较大。包括自备电厂在内的全国2000多家发电行业重点排放单位,年排放二氧化碳超过40亿吨,把发电行业作为首批启动行业,能够充分地发挥碳市场控制温室气体排放的积极作用。

二是发电行业的管理制度相对健全,数据基础比较好。排放数据的准确、有效获取,是开展碳市场交易的前提。

碳达峰碳中和概念

一、碳中和:是指国家、企业在一定时间内产生的二氧化碳气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。我国实现的碳中和目标的年份是2060年。

二、碳达峰:指的是在一定时间内通过发展清洁能源,降低非化石能源消费,是二氧化碳达到峰值并实现稳中有降。我国顶的炭达峰的实现目标时间是2030年。三、双炭:是指碳达峰与碳中和的简称。

四、减少二氧化碳排放量的方法:

1.碳封存:自然界主要由土壤、森林和海洋等天然碳汇吸收储存空气中的二氧化碳,人类所能做的是植树造林。

2.碳抵消:开发可再生能源和低碳清洁能源,减少一个行业的二氧化碳排放量来抵消另一个行业的排放量。一旦彻底消除二氧化碳排放,我们就能进入净零碳社会。

以上内容参考:中国政府网-碳达峰碳中和工作的意见 百度百科-双炭

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。

碳达峰背景下的产业发展

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。

我国双碳目标

“双碳”目标指的是碳达峰和碳中和。

双碳,中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。2021年5月26日,碳达峰碳中和工作领导小组第一次全体会议在北京召开。2021年7月16日,全国碳市场正式开市。

所谓“碳达峰”,就是指二氧化碳年总量的排放在某一个时期达到历史最高值,达到峰值之后逐步降低,即碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点,标志着碳排放与经济发展实现脱钩。达峰目标包括达峰年份和峰值,“碳达峰”时间越早,峰值排放量越低。当在一定时期内,抵消人为产生的二氧化碳,实现二氧化碳净排放为零,也就实现了“碳中和”。双碳目标的意义

双碳目标对我国绿色低碳发展具有引领性、系统性,可以带来环境质量改善和产业发展的多重效应。着眼于降低碳排放,有利于推动经济结构绿色转型,加快形成绿色生产方式,助推高质量发展。突出降低碳排放,有利于传统污染物和温室气体排放的协同治理,使环境质量改善与温室气体控制产生显著的协同增效作用。

强调降低碳排放人人有责,有利于推动形成绿色简约的生活方式,降低物质产品消耗和浪费,实现节能减污降碳。从长远看,实现降低碳排放目标,有利于通过全球共同努力减缓气候变化带来的不利影响,减少对经济社会造成的损失,使人与自然回归和平与安宁。

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