CH4／O2在炭分子筛上的吸附动力学

为消除低浓度煤层气对煤层开采存在的安全隐患,提出了利用甲烷和氧气在炭分子筛上的动力学差异进行脱氧的工艺。采用容积法测定了纯CH4和O2在炭分子筛颗粒上的吸附动力学数据,并利用单床变压吸附装置测定了混合气体在298．15K,各压力下的穿透曲线。研究结果显示：吸附初期,O2在CMS上的扩散速率明显大于CH4;在混合体系穿透曲线上,O2的穿透时间远大于CH4,炭分子筛固定床表现出对O。的优先吸附选择性,可以实现出口直接富集甲烷的目的。0．4MPa时,当产品气中CH4含量为92．44％时,CH4回收率为73．27％。     

CO2在La2O3(011)表面吸附和活化的DFT计算

运用广义梯度密度泛函理论方法(density functional theory,DFT),结合周期性平板模型,研究了CO2在La2O3(011)表面的吸附和活化,计算了CO2吸附的吸附能和Mulliken电荷数.结果表明,CO2在La2O3(011)表面吸附形成6种平衡构型,分别为CO2-η1、CO2-η2、CO2-...     

C4O7团簇的密度泛函理论研究

利用理论计算方法设计高能量密度材料(HEDM)分子是目前材料科学领域的研究热点之一.本文利用密度泛函理论(DVT)在B3LYP/6-31G(d)水平上对C4O7团簇异构体几何结构进行优化,找到了C4O7团簇的27种稳定结构.以一个C4O7团簇分子分解为3个CO2和一个CO计算,C4O7团簇分子的解离能在7.312×103～2.958×103 kJ/kg之间,放出的能量较多,是用做高能量密度材料的潜在资源.     

基于密度泛函理论的高岭石吸附机理研究进展

高岭石可以有效吸附有机物、重金属离子和高温金属蒸气.试验研究难以深入理解吸附机制,而运用密度泛函理论计算可以从原子尺度分析吸附机理.首先介绍了高岭石吸附计算的相关程序及其关键参数.其次对高岭石吸附有机物、重金属离子及其配合物和重金属/碱金属蒸气(原子态、氧化物分子、氢氧化物分子、氯化物分子)的理论特征进行了综述,着重阐述了吸附机理、吸附活性位、吸附能、吸附密度、同类物质吸附的差异等.最后对基于密度泛函理论的高岭石吸附机理研究进行展望,提出可以在重金属离子与水形成的配合物的吸附、其他易挥发性重金属的吸附和高岭石表面缺陷对吸附的影响等方面展开进一步研究.     

密度泛函理论研究NO在CuO(111)的表面吸附

为了深入研究纳米CuO与含能材料分解产生的NO间的相互作用,采用密度泛函理论研究了NO在CuO(1 1 1)表面的吸附行为,同时在NO吸附的最稳定位点研究NO_2在Cu表面的吸附及其对NO的影响;通过DMol~3模块中广义梯度密度泛函理论(GGA)的Perdew-Burke-Ernzerh (PBE)方法对吸附构型进行了计算。结果表明,NO以分子形式吸附在CuO(1 1 1)表面,较为稳定的吸附构型为NO的N原子与CuO表面的Cu、O原子相互作用,均为化学吸附;最稳定的吸附构型为NO吸附在Cu1位点上,吸附能为-0.89eV;HOMO-LUMO轨道能隙值和态密度图分析均表明NO和CuO表面有强烈相互作用;Mulliken电荷布局分析显示,电荷从NO转移到Cu表面,NO带部分正电荷;在含能材料分解过程中,NO气体稳定吸附在CuO表面,但当存在NO_2时,NO的吸附位点可能会被吸附能力更强的NO_2占据。     

真空变压吸附分离CH4/N2/O2实验、模拟与安评

针对CH₄/N₂/O₂混合物脱氧效果差以及安全性低等问题,采用实验室自制活性炭为吸附剂,通过数值模拟和实验进行了双塔真空变压吸附（VPSA）分离25% CH₄/59% N₂/16% O₂混合物的工艺研究。通过考察进料流量和置换流量对甲烷产品纯度和回收率的影响,实验验证了数值模型的准确性。在模拟和实验的基础上,对VPSA工艺全流程进行了系统的安全性分析,并针对存在安全隐患的过程,提出一种更为安全的VPSA工艺流程。研究结果表明,通过双塔VPSA可以获得甲烷纯度为51.36%的产品气,甲烷回收率可达85.65%,存在安全隐患的过程主要集中在吸附、均压和终升压步骤,通过原料气的惰化过程,可以实现VPSA工艺的安全操作。     

由盐酸法浸出磷矿的氯化钙溶液制备CaSO4·2H2O晶须

建立了以盐酸法磷酸产生的氯化钙溶液为原料,在常压、较低温条件下（T<90 ℃）制备硫酸钙（CaSO₄·2H₂O）晶须的方法。考察了不同晶形控制剂对所制备CaSO₄·2H₂O晶须的形貌和长径比的影响,并利用扫描电镜和X射线衍射对样品做了分析和表征。筛选并确定了十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）为较适宜的晶形控制剂,通过对DTAB用量、反应温度、Ca²⁺浓度等条件的优化,确定最佳的工艺条件：DTAB用量为3%（质量分数）、反应温度为90 ℃、Ca²⁺浓度为0.1 mol/L、反应时间为25 min、钙硫比（钙离子与硫酸的物质的量比）为1:1.1。此条件下,所制备的CaSO₄·2H₂O晶须长径比可达130,晶须沿平行于（040）晶面的法线方向优先生长,样品的（020）、（040）晶面衍射峰的相对强度明显增强,并依据螺旋生长定理对晶形控制剂作用机制做了初步探讨。     

碳基吸附剂储氢吸附热的密度泛函理论

为比较狭缝孔、纳米管两种典型碳基吸附剂的储氢性能,应用非局域密度泛函理论、微观物理学、吸附平衡原理、典型吸附剂储氢试验结果计算并分析了典型碳基吸附剂的氢等量吸附热.结果表明,两类吸附剂的氢等量吸附热相差不大,等温线变化规律相似,并且只有在低温（液氮）、适度压力时吸附储氢的质量密度才有望达到DOE标准.     

氮掺杂Stone-Wales缺陷石墨烯吸附H2S的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究H₂S分子在氮掺杂Stone-Wales（SW）缺陷石墨烯上的吸附行为,通过吸附能、差分电荷密度、Bader电荷和电子态密度等分析了H₂S分子在SW缺陷石墨烯及氮掺杂SW缺陷石墨烯上的吸附差异。计算结果表明氮原子掺杂可以有效提升H₂S分子与石墨烯表面的相互作用,并加强二者之间的电荷转移。其中,氮原子主要作为电子传递的桥梁参与H₂S与石墨烯表面之间的电荷转移。H₂S分子被选择性吸附在SW缺陷及氮掺杂SW缺陷石墨烯的五元碳环中心处,这说明五元碳环的电荷分布促进H₂S分子的吸附行为。     

钙基固硫产物动力学的实验研究

采用改进后的自动定硫仪,把硫酸钙直接放到高温区,测出不同温度下的硫酸钙分解率。应用物理化学中热力学函数,得到了固硫分解动力学方程,证明在一定温度范围内,温度变化对活化能的影响不太显著。     

过饱和与不饱和硫酸钙溶液污垢特性的实验研究

研究了过饱和与不饱和硫酸钙溶液的污垢特性,考察了溶液浓度、水浴温度和管内流速对过饱和与不饱和硫酸钙溶液污垢特性的影响。结果表明:过饱和工质溶液的污垢热阻明显大于不饱和工质溶液的;过饱和溶液污垢热阻比不饱和溶液污垢热阻更易受温度的影响;实验中管内流速越高,污垢生长速率越慢,污垢热阻渐近值越低,且流速对不饱和溶液的影响更为明显。     

CaSO_4晶须对聚氨酯胶粘剂性能影响的研究

用实验室自制的相对分子质量为2500的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和甲苯二异氰酸酯、混合扩链剂配制聚氨酯胶粘剂,并使用实验室自制的改性和未改性200nm硫酸钙晶须对聚氨酯胶粘剂进行改性,考察不同硫酸钙晶须及其加入量、加入方式对聚氨酯胶粘剂综合力学性能的影响。根据实验结果,200nm改性硫酸钙晶须当加入量为3％时,聚氨酯胶粘剂的拉伸强度、初粘性和最终剥离强度均有明显提高。     

聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能研究

通过合成和阻垢实验及垢样形貌分析,研究了聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能。结果表明,聚柠檬酸对CaCO_3的阻垢率很低;对CaSO_4的阻垢效果很好,当聚柠檬酸投加量为2 mg/L时,阻CaSO_4垢率可达到90%以上。与传统阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和聚环氧琥珀酸(PESA)相比,聚柠檬酸对CaSO_4的阻垢效果明显优于HEDP和PESA。加入聚柠檬酸后CaCO_3垢晶体变成片状,垢质疏松;CaSO_4垢晶体长度变短,晶体表面不再光滑致密,出现严重畸变,垢质也比较疏松。     

甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡研究

用改进的Rose釜测定了101.325 kPa下甲酸-水、甲酸-甲酸戊酯、甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡数据.考虑到甲酸在汽相中的缔合效应,用Hayden-O'connell关联式修正了汽相的非理想性,用非线性最小二乘法关联了甲酸-水和甲酸-甲酸戊酯体系的汽液平衡数据,获得了NRTL和UNIQUAC方程的模型参数.利用得到的二元体系NRTL模型参数,结合部分三元体系汽液平衡数据,关联得到水-甲酸戊酯体系的NRTL模型参数.由关联得到的三对二元NRTL模型参数预测部分三元体系汽液平衡数据,计算值与实验值基本吻合.     

胺与甲酸氮甲酰化反应催化剂的研究

氮甲酰化反应是有机合成化学中的重要反应,而催化剂的选择是氮甲酰化反应的关键所在。文章综述了无机氧化物,聚合物PEG-400,Lewis酸,树脂AmberliteIR-120,无机盐。VBl催化合成氮甲酰化产物的研究成果。不同的催化剂在活性、选择性、稳定性等方面各有特点,其中绿色高效可回收利用的催化剂是该领域的主要研究方向。     

CaSO_4晶须和重质CaCO_3复合改性PVC的研究

用棒状CaSO4晶须和球状重质CaCO3对聚氯乙烯(PVC)进行改性。结果表明:CaSO4晶须和重质CaCO3的质量比为2:1时,PVC复合材料的性能最佳,冲击强度达到50.8kJ/m2,比纯PVC冲击强度提高了64%。CaSO4晶须和重质CaCO3的质量比为1:1,其总用量为10份时,复合改性PVC的冲击强度明显高于单一改性达,到45.5kJ/m2,比纯PVC提高了46.8%。     

丁胞型圆管CaSO4的污垢特性

建立了丁胞管物理模型,采用标准k-ε方程和SIMPLE算法,研究了丁胞管内CaSO₄流体的污垢特性,分析了结构与运行工况对丁胞管内CaSO₄污垢特性的影响。结果表明,丁胞的顺排叉排对于污垢热阻渐进值影响极小。高Reynolds数时,与光管的污垢热阻相比,丁胞的存在会减小污垢热阻值;而在低Reynolds数时,相对深度较小的丁胞反而会增大污垢热阻值。丁胞的相对深度与丁胞的相对密度对于污垢热阻值均有较大的影响,在丁胞深度为0.8时,丁胞管的抑垢效率为1.150。在丁胞的相对密度为5.30时,其抑垢效率为0.730。丁胞管抑垢率随着进口流速增长而增大,随着工质浓度增长而减小,随着壁面温度的增长而减小。     

传热表面对电解质溶液中CaSO4结垢过程的影响

引　言本研究是在前人研究[1～ 4 ] 的基础上 ,考察经现代表面处理技术处理后即经过离子注入或磁控溅射技术对加热器表面处理后该表面的抗垢性能 ,并通过对污垢层的显微拍照进一步阐述了加热器表面状况对污垢形成过程的影响 ,并将所得结果与未处理的加热器表面所获得的结果进行比较 ,以决定离子注入和磁控溅射的表面处理技术抗垢程度的适用性 .研究表明 ,经离子注入和磁控溅射后的表面具有良好的抗垢性能 .1　实验装置与研究方法1.1　实验装置和数据采集系统实验装置参见文献 [1].数据采集系统使用ＯＭＥＧＡＤＡＳ - 8通道 ,12个节点 ,模拟…