硫化物催化剂结构性质与合成甲醇反应性能的关联(Ⅱ)──表面形貌的分形几何特征

应用分形几何理论研究了硫化物催化剂的表面性质及其与合成甲醇反应性能的关系．由分形维数定量地表征了催化剂表面形貌的几何特征．提出了催化剂表面分形维数具有特定的分布,并用正态分布函数进行了拟合．考察了助催化剂和载体对催化剂表面分形维数的影响,由此探讨了分形维数与催化剂结构和反应性能的关系．对甲醇的时空收率和分形维数进行了关联．     

分形在催化剂筛选和活性考察中的应用

对于甲烷、二氧化碳与氧气催化氧化重整反应,在利用盒子维法测定催化剂表面分形维数的基础上,考察了表面分形维数与催化剂筛选、催化剂制备方法、稀土元素添加量和催化剂反应前后的处理等之间的关系,实验证明分形是一种有效的工具.     

积炭催化剂再生的分形维模型

将分形维理论引入积炭催化剂与再生气体的烧炭反应系统，提出了积炭催化剂的分形维模型。在拟稳态条件下，按缩核模型求得解析解，并在此基础上分析了当反应受气膜扩散控制、灰层扩散控制和化学反应控制时，分形维对再生过程的影响。通过实验和参数估计确定了积炭催化剂表面的分形维数在２～３之间，从而验证了模型的正确性。     

γ-氧化铝的表面分形结构

在多相催化反应过程中,化学反应与多孔催化剂的表面密切相关。由于表面的不规则性, 以往基于欧氏几何的数学处理,显得过于理想化和简单化。近年来发展起来的分形几何为更 好地表征催化剂及载体的表面拓朴特征提供了新的可能。在这方面,Avnir、Pfeifer和Farm 等f‘－引做了一系列的工作,认为自然界中许多物质属干表面分形,其分形维数为2～人     

非均匀多孔介质表面变压过程的分形特征研究

多孔物质的表面结构可以用分形维数D来表征,D与微孔结构存在对应的关系,不同的表面分形维数对应不同的微孔结构．详细讨论了分形维数和微孔结构随压力的变化规律．随着压力的增大,多孔介质表面形成更小的吸附微孔,孔径分布广．表面变得更粗糙,分形维数增大,至到趋于稳定值．分形维数表达表面结构简洁明了．     

基于分形理论的玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能研究

为了利用梁表面裂缝的分布和演化过程来研究玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁的受弯性能,对6根不同废旧钢纤维(Recycled Steel Fiber,RSF)体积掺量和配筋率的试验梁进行受弯试验,并运用分形理论对梁表面裂缝进行分析.验证了玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁表面裂缝分布的分形特征,其分形维数在0.89～1.07之间.探讨了梁表面裂缝分形维数与荷载等级、RSF体积掺量、配筋率及跨中挠度之间的关系.结果表明:分形维数与荷载等级和跨中挠度均呈对数增长关系;极限状态下,RSF的掺入减小了梁表面裂缝的分形维数,RSF体积掺量为1.5％ 时,分形维数最小为0.9722;随着配筋率的增加,梁表面裂缝发展更充分,其分形维数也更大.     

用分形方法研究负载型聚烯烃催化剂的表面形貌及其对聚合活性的影响

以Ｍｇ（ＯＥｔ）２和ＴｉＣｌ４作为钛镁体系聚乙烯催化剂的代表,在不同反应上制备了Ｔｉ－Ｍｇ体系负载型聚乙烯催化剂,并用扫描电镜（ＳＥＭ）技术对其亚微观结构进行研究,证实其具有分形特征。应用分形理论及其改进的盒子维法对催化剂的亚微观结构进行了详细的分析计算,给出了催化剂表面结构的分维数,结果发现,催化剂分维值Ｄｔ随着催化剂表面的不规则度及催化剂内部孔隙的增多而增大,而其聚合活性与催化剂表面分维值的关系较为复杂,只在适宜的催化剂分维值范围内,才可获得较高的聚合活性,研究证明了分维值可作为比较两个分形无规则度对象的表征参量。     

表面形貌对初始滴状冷凝的影响

鉴于镁能与热水（冷凝液）反应,反应后镁表面的化学成分将发生变化,初始冷凝液核的形态将被保留在镁表面上,所以本实验采用金属镁作为冷凝表面。同时为了研究冷凝表面微观形貌同滴状冷凝之间的关系,在相近的冷凝条件下,选取不同磁控溅射条件下制备的镁膜作为冷凝表面,采用分形理论对镁表面冷凝前表面形貌的复杂程度进行量化研究,运用差分计盒维数法计算镁表面冷凝前表面形貌的分形维数。结果表明冷凝试件的表面形貌特征对初始滴状冷凝的液核数有较大影响,其分形维数不同,冷凝后镁表面初始液核数也不同。在实验的基础上,建立了能够反映表面分形维数对成核中心密度影响的定量关系式。     

镇泾油田延9储层岩石孔隙结构的分形研究

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。本文应用分形几何原理,对镇泾油田延9低渗透储层岩石的孔隙结构进行了研究。得出储层砂岩孔隙分形维数同孔隙半径呈良好的对数关系。认为孔隙结构分形维数越大,孔隙结构的复杂程度越强,非均质性越强,储集性能越差,反之亦然。     

镍-二氧化硅纳米复合镀层表面分形维数与显微硬度的关系

利用电沉积方法在45钢上制得Ni-SiO2纳米复合镀层,研究了镀液中纳米SiO2的浓度对镀层表面形貌和性能的影响;用投影覆盖法计算镀层表面分形维数,并考察分形维数与镀层显微硬度的关系.结果表明,纳米SiO2的质量浓度为5g/L时,镀层的显微硬度最高;镀层的表面分形维数介于2.7～2.9之间,相关系数在0.9以上,分形维...     

非均匀多孔介质表面变压过程的分形特征研究

多孔物质的表面结构可以用分形维数D来表征,D与微孔结构存在对应的关系,不同的表面分形维数对就应不同的微孔结构,详细讨论了分形维数和微孔结构随压力的变化规律。随着压力的增大,多孔介质表面形成更小的吸附微孔,孔径分布广,表面变得更粗糙,分形维数增大,至到趋于稳定值,分形维数表达表面结构简洁明了。     

转炉钢渣粉粒度分布的分形特征

采用Mastersizer2000激光衍射粒度分析仪对球磨转炉钢渣粉粒度分布进行了测试,运用分形几何理论分析了钢渣粉的分形维数,探讨了分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数及胶砂性能之间的关系.结果显示:球磨转炉钢渣粉粒度分布具有分形特征;分形维数在2.2～2.5之间,其值大小反映了钢渣粉的细度和分布宽度;分形维数越大,钢渣粉越细,粒度分布越宽;分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数以及胶砂(w(标准水泥)∶w(钢渣)=70∶30)流动度之间存在良好的线性相关,相关系数在0.95～1之间.在本实验条件下,存在一个最佳分形维数2.41,在此分形维数下砂浆各龄期抗压强度最高.     

非均匀多孔介质表面变压过程的分形特征

多孔物质的表面结构可以用分形维数D来表征,D与微孔结构存在对应的关系,不同的表面分形维数对应不同的微孔结构.详细讨论了分形维数和微孔结构随压力的变化规律.随着压力的增大,多孔介质表面形成更小的吸附微孔,孔径分布广,表面变得更粗糙,分形维数增大,至到趋于稳定值.分形维数表达表面结构简洁明了.     

Ru/Al2O3催化剂表面分形分析

利用静态氮吸附仪在-196.15 ℃液氮气氛中,测定Ru/Al2O3催化剂的比表面积以及孔结构参数,研究了催化剂的孔容-孔径分布和吸附-脱附等温线。基于FHH多层吸附模型,利用全吸附数据计算出Ru/Al2O3催化剂的表面分形维数。结果表明,3种Ru/Al2O3催化剂的表面分形维数均约2.4,分形维数与比表面积和总孔体积无直接关联。     

分形理论在PVC／粉末NBR共混研究中的应用

采用分形理论研究了PVC／粉末NBR弹性体共混界面中粉末NBR用量、共混界面的分形维数、材料的力学性能之间的关系，提出用分形维数来定量描述共混界面的几何特征。并发现PVC／粉末NBR共混界面的分形维数与材料的力学性能间变化关系一致，当粉末NBR用量达到2份时，分形维数和材料的拉伸强度均达到最大值，分别为1．87和15．8mPa。当粉末NBR用量超过29份时，分形维数及材料的力学性能也随之降低。     

不同水灰比、养护条件下混凝土孔结构、抗压强度与分形维数之间的关系

采用压汞法测试不同水灰比、不同养护条件下水泥砂浆的孔结构参数,计算它们的孔分形维数,并对分形维数与水泥砂浆的孔结构参数及所对应混凝土的抗压强度之间的关系进行了分析.试验结果表明:水泥砂浆孔结构具有明显的分形特征,孔分形维数在3.4～3.7之间,随着水灰比的增大,不同养护条件下,孔分形维数及孔结构的特征参数变化规律不同,但总体说来,随着分形维数的增大,孔结构劣化;分形维数与混凝土抗压强度之间呈负相关性,因此孔分形维数可作为评定材料孔结构的综合性指标,并在一定程度上反应混凝土宏观性能的相对优劣.     

混杂钢纤维超高性能混凝土梁裂缝分形理论研究

混凝土梁在受弯过程中表面裂缝分布及演化的宏观特征可以反映其受弯性能,本文基于不同废旧轮胎钢纤维(WTSF)取代率的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁受弯试验结果,利用分形理论分析试验梁表面裂缝开展情况。结果表明,BFRP筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁表面裂缝分布具有分形特征,满足自相似性,分形维数的变化区间为[0.892,1.064]。探讨了梁表面裂缝分形维数与施加荷载值、WTSF取代率、跨中挠度和最大裂缝宽度之间的关系,并分别拟合了WTSF取代率与完全破坏状态下全梁区和纯弯段分形维数的函数关系。分形维数与施加荷载值、跨中挠度和最大裂缝宽度均呈对数函数关系,完全破坏状态下,WTSF取代率变大会增大梁表面裂缝的分形维数,但总体来说不利影响并不明显,研究结果可为超高性能混凝土的工程实际应用提供参考。     

分形理论在新型PVC/粉末丁腈橡胶聚合物研究中的应用

基于分形理论对新型粉末NBR-PVC互穿网络结构进行分析,提出了用分形维数来定量描述共混界面的几何特征;探讨了分形维数与粉末丁腈橡胶粒子分布之间的关系及对制品综合力学性能的影响。结果表明：随着分形维数的增加,粉末丁腈橡胶在PVC基体中的分布更加均匀,所得制品的拉伸强度、硬度都随之降低,而断裂伸长率却随之增加。由此证明了分形维数的确反映了共混界面两相结构的均匀程度。     

化学镀非晶镍-磷合金分形分析

在由NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、Na3C6H5O7、CH3COONa和KIO3组成的化学镀镍液中,改变配位剂柠檬酸钠的浓度制备了4种不同含磷量的Ni–P合金镀层,用投影覆盖法计算了其表面分形维数,并考察了分形维数与柠檬酸钠浓度及镀层耐硝酸性能的关系。结果表明,镀层的表面分形维数介于2.3298~2.6586之间,与柠檬酸钠浓度具有良好的线性正比关系,而与镀层在硝酸中的腐蚀失重量呈良好的线性负相关。因此,表面分形维数可用于定量表征镀层的耐蚀性。     

硫化物催化剂结构性质与合成甲醇反应性能的关联(Ⅰ)──还原活化能分布函数

研究了硫化物催化剂的体相性质与合成甲醇反应性能的关系,考察了载体和助催化剂对催化剂还原性能的影响;据此,给出了表征硫化物催化剂还原性能的还原活化能分布函数,并确定了其相应的分布参数．用还原活化能分布函数定量地描述了催化剂活性组分及与载体间的相互作用;将分布参数与催化剂合成甲醇的反应性能进行了关联,获得了非化学计量的硫化钼与K-Mo-S相物种的最佳匹配值和相应的活化能分布参数．