甲苯基四氧化三铁磁性流体的制备和应用

以FeCl_3和FeSO_4为铁源,采用化学共沉淀法合成磁性Fe_3O_4纳米磁胶粒,然后以甲苯为溶剂,用油酸对Fe_3O_4纳米微粒进行表面改性,制得甲苯基磁流体。研究发现,油酸可以成功包覆在磁性颗粒表面,油酸改性后Fe_3O_4磁性颗粒平均粒径为10～20 nm,晶型为反尖晶石型,饱和磁化强度为2.91 mT,并且可以长期稳定,磁场可以明显改变磁流体的流变特性,流变模型符合Herschel-Bulkley模型。并研究了纳米Fe_3O_4对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的增韧作用,PMMA填充纳米Fe_3O_4后的断裂伸长率可达271%。     

突扩管中磁性流体二维流动的模拟

数学模拟可以用来预测流体在突扩管中的流动并更好使用和优化产品制造。使用Herschel-Bulkley(H-B)作为本构方程。在没有磁场的条件下,通过改变参数,我们获得了不同磁性流体的流动过程并分析了回流区长度与参数之间的关系。     

氢氧焰扩散燃烧法合成纳米TiO2颗粒及其光催化性能的研究

以TiCl4为前躯体,采用空气/氢气扩散火焰气相燃烧法,合成了纳米TiO3粉末,并对合成的粉末利用TEM、XRD、DSC-TGA等手段进行了表征.研究了合成纳米TiO2粉末的光催化降解有机物的性质.研究结果表明:在最佳实验条件下合成的纳米TiO2粉末粒径为10～20 nm,并且分散均匀,无团聚体,有良好的光催化活性.     

纳米二氧化硅填充PVDF聚合物微孔膜的研究

以丙酮及N,N-二甲基甲酰胺为混合溶剂、聚偏氟乙烯为成膜物质、纳米二氧化硅为填料,通过溶液共混法制备了聚偏氟乙烯/二氧化硅(PVDF/SiO2)复合微孔薄膜。研究发现,溶剂组分质量比对薄膜力学性能有重要影响,当m(丙酮)∶m(N,N-二甲基甲酰胺)=19∶1时,薄膜力学性能最佳,其拉伸强度为3.26 MPa;经纳米SiO2改性后,复合薄膜力学性能随SiO2质量分数的增大先提高后降低,在w(SiO2)=20%时,薄膜拉伸强度达最大值6.36 MPa;复合薄膜孔隙率随SiO2质量分数的升高而增大,当w(SiO2)=40%时,孔隙率达最大值113.9%。     

不同起始形貌气泡在磁性液体中上升的实验与数值分析

研究了气泡在磁性液体中的上升过程.用VOF方法追踪了气泡的自由界面,并预测了气泡的变形.考虑了磁场强度对不同起始形貌的气泡的影响,并且发现气泡的最终形貌受磁场强度的影响,当磁场强度较弱时,动力学压力占主导,使气泡变扁,当磁场强度强时,磁性压力占主导,使气泡变圆.当磁场较弱时,起始形貌对气泡的最终形态有影响.     

高频等离子体化学气相沉积法制氮化硅的化学平衡计算

基于Ｇｉｂｂｓ自由能最小原理，开发了热力学通用程序，分析了以Ａｒ为载气、ＳｉＣｌ４和ＮＨ３为原料、在高频等离子体化学气相沉积反应器中制备Ｓｉ３Ｎ４超细粉的化学热力学过程得到了在典型条件下系统的主要组成，分析了温度、反应物浓度对平衡组成的影响通过热力学模拟，发现当ＳｉＣｌ４进料口在前，ＮＨ３进料口在后，且两个进料口均在高频等离子体尾焰处时，经脱ＮＨ４Ｃｌ的产物中氮含量较高，而反应物ＮＨ３与ＳｉＣｌ４的比例以（６～８）：１为好     

热等离子体法裂解碳氢化合物制备炭黑的热力学研究

用Gibbs自由能最小法计算了在不同温度下,不同体系的碳氢化合物裂解的平衡组成。考察了不同压力和温度下,以甲烷、乙烷和苯为原料时系统中主要组分的浓度随反应条件的变化;改变了等离子体工作气的种类,考察了工作气对平衡组分的影响。计算结果表明:低温裂解碳氢化合物有利于生成固体的碳,在很高温度下,体系中仅有气相碳、氢自由基等组成,容易形成纳米碳管和纳米碳球;热裂解时使用氮等离子体将产生大量的毒气,而使用空气等离子体可以适当减少毒气的生成,但是纳米碳球和纳米碳管的产率下降。     

Honeycomb Monolith微反应器中NH3还原NOx的一维数学模型

综述了最近燃料气中NOx和SOx的脱除,为了达到最好的设计和操作条件,对Honeycomb Monolith微反应器中进行了模拟,使用数学模型对一种壁面上涂有催化剂的方形HMMR管道进行了脱除NOx和SOx的模拟,并研究了质量和能量的传递问题。气相的一维方程是属于一阶常微分方程,本论文采用了四阶Runge-Kutta方法进行了数值求解。催化相方程属于一维二阶常微分方程,采用数值逼近法对其进行了求解,采用面向对象的C 对其进行了编程求解。在模拟中改变了HMMR反应器的操作条件,研究了气相中的温度和浓度的分布以及催化剂层的温度剃度和浓度的分布。     

浆态床法合成二甲醚的模拟研究

对于直接以合成气作为原料，使用Cu-Zn-Al和γ-Al2O3构成的双重催化剂、采用浆态床法合成二甲醚的反应体系，使用全混流反应器模型结合化学反应动力学进行模拟。组分方程使用超松弛迭代方法并结合C 编程进行求解，编制了计算机程序。通过模拟计算，讨论了压力、温度、空速、催化剂配比、反应气中不同氢碳比以及CO2含量对反应收率、DME选择性的影响，并讨论了在不同氢碳比下对CO转化率和CO与H2总转化率的影响，从而寻找合适的反应条件，为工业化生产提供参考。     

ZnO/Al2O3复合纳米颗粒的制备与表征

以硫酸锌和氢氧化钠为原料,采用直接沉淀法制备了纳米氧化锌,并用硫酸铝水解生成的三氧化铝对钠米氧化锌进行了表面改性,并采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征研究.TEM和SEM分析结果表明,改性后粉体颗粒的粒径小、团聚现象减轻.此外,进行了粉体的光催化降解甲基橙的实验研究.实验结果表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,这进一步证明了纳米氧化锌颗粒表面存在三氧化二铝的包覆层.