超临界流体沉积技术制备负载型金属催化剂的研究进展

综述了近年来超临界流体沉积技术在制备负载型金属纳米催化剂方面的应用及研究进展,介绍了近年来学者们利用超临界流体特殊的溶剂化特征、近乎于零的表面张力、高扩散系数、低黏度、易调变等优势,制备负载型金属纳米催化剂的研究成果。主要从超临界流体沉积过程中金属前驱盐的溶解、吸附、还原3个方面分别进行了阐述。集中讨论了对沉积效果影响显著的溶解度、吸附热力学、扩散动力学以及还原方法等问题。此外,还针对目前超临界流体沉积技术在制备金属纳米复合材料中所遇到的提高金属利用率、颗粒尺寸控制、分散性等焦点问题进行了讨论。     

超临界压力下纳米流体竖直管内流动换热

对超临界压力下Fe₃O₄-煤油纳米流体竖直管内的换热特性进行了实验研究,分析了不同压力、质量流量、热通量和纳米颗粒浓度对超临界压力下纳米流体换热特性的影响。超临界压力下,纳米流体在竖直管内沿管长呈现不同的换热规律。流体质量流量的提高或者工作压力的提高均会使纳米流体在竖直管内流动换热效果变好。而热通量的增大或纳米颗粒的添加对超临界压力下纳米流体的换热具有恶化效果。最后给出了纳米流体在超临界压力下的传热关联式,其计算值和实验值吻合良好。     

超临界流体快速膨胀用于细颗粒包覆技术

研究超临界流体在快速膨胀过程中的热力学状态变化,超临界流体在喷嘴端部快速膨胀过程中温度急剧降低,在一定条件下,降低的温度与流体体积流率平方成线性关系。超临界流体在快速膨胀射流中产生数十纳米量级的微核颗粒,流体膨胀前温度对微核粒径有显著影响。通过超临界流体在流化床中的快速膨胀,使包覆剂微核在颗粒表面形成均匀的薄膜包覆,实现颗粒或颗粒中关键组分在溶剂中的控制释放。     

超临界流体沉积法制备纳米复合材料的过程机理研究

超临界流体沉积技术是制备纳米复合材料的新方法,应用此方法制备的复合材料可应用于微电子、光学、燃料电池、催化等领域。经过实验研究,提出了超临界流体沉积制备纳米复合材料的机理模型。对前驱物在二元(scCO_2+ethanol)体系中的溶解度进行简要计算。为使以后的实验有理论指导,还对超临界流体沉积过程中的热力学和动力学行为进行了研究。     

一种制备纳米碳纤维和三维有序纳米碳纤维堆积结构的催化剂及其方法

本发明涉及一种稀土金属氧化物担载过渡金属或过渡金属合金催化剂及利用在该催化剂上，乙醇或乙醇水溶液催化化学沉积制备纳米碳纤维和三维有序纳米碳纤维堆积结构的方法。催化剂由至少一种过渡金属或过渡金属合金担载在稀土金属氧化物上组成，各组分含量为过渡金属或过渡金属合金0．1％～90．0％，稀土金属氧化物10．0％～99．9％。     

Ag/SiO_2复合薄膜的表面等离子体共振吸收研究

用射频磁控溅射法制备了Ag/SiO2复合薄膜,通过改变沉积顺序和退火时间,制备不同形貌的金属颗粒复合薄膜,分析了颗粒形貌对表面等离子体共振吸收特性的影响。结果表明,当SiO2纳米颗粒镶嵌在Ag膜中,同Ag纳米颗粒镶嵌在SiO2中一样,也同样产生明显的表面等离子体共振吸收。     

面向未来的表面精饰新技术——超临界流体技术

评述了超临界流体技术的原理、特点以及在表面精饰领域的应用和进展,重点介绍了超临界CO_2清洗硅晶圆,超临界萃取提纯电镀和化工中间体,超临界流体制备纳米微粒,超临界流体电沉积和化学沉积,超临界水氧化技术在处理各种难降解有机废水、工业污泥、废旧印刷电路板等方面的应用,以及超临界流体处理设备上的进展。事实说明,超临界流体技术在表面精饰行业有广阔的应用前景,是古老的表面精饰行业向技术更先进,工艺更环保,镀层质量更优异方向迈进的新途径。     

面向未来的表面精饰新技术——超临界流体技术（英文）

评述了超临界流体技术的原理、特点以及在表面精饰领域的应用和进展,重点介绍了超临界CO_2清洗硅晶圆,超临界萃取提纯电镀和化工中间体,超临界流体制备纳米微粒,超临界流体电沉积和化学沉积,超临界水氧化技术在处理各种难降解有机废水、工业污泥、废旧印刷电路板等方面的应用,以及超临界流体处理设备上的进展。事实说明,超临界流体技术在表面精饰行业有广阔的应用前景,是古老的表面精饰行业向技术更先进,工艺更环保,镀层质量更优异方向迈进的新途径。     

油水分离聚结材料的制备与性能研究

研制了纳米颗粒沉积玻璃纤维作为新型聚结材料,考察了分散液浓度、沉积时间和纳米颗粒尺寸等因素对纳米颗粒在纤维表面沉积情况的影响,检测了表面纳米颗粒沉积玻璃纤维的脱水性能。结果显示分散液浓度和浸泡时间对纳米颗粒的沉积情况没有明显影响,但分散液浓度越高,未沉积在纤维表面的SiO_2颗粒越多;颗粒尺寸越小,在纤维表面沉积效果更好;其中经20 nm粒径SiO_2分散液处理的纤维聚结过滤效果最佳。     

纳米金属对污水生物处理工艺中污泥特性的影响研究

纳米金属有其独特的物理化学性质,被广泛应用于多种工业生产领域以及污水处理过程。当纳米金属进入污水生物处理系统后,可能会对其中的污泥理化特性及微生物群落产生一定的影响,从而影响污水的生物处理效果与稳定性。综述了纳米金属及其金属氧化物对活性污泥、好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥特性的影响,如有机物、氨氮、总氮等的去除情况,以及对厌氧颗粒污泥甲烷产量的影响,提出了对未来的展望,以期为深入研究纳米金属及金属氧化物对污水生物处理效果的潜在影响提供科学参考。     

纳米与微米颗粒污垢沉积的表面特性及等效关系

目前对颗粒污垢的研究主要局限于实验研究,通过实验和模拟的手段分别对微米和纳米颗粒污垢沉积的内在关系研究较少。为了研究静止流体中纳米级颗粒污垢与微米颗粒污垢出现相似沉积特点的原因,分别在不同工况下进行纳米颗粒污垢和微米颗粒污垢的沉积实验,并应用扫描电镜对试片表面进行观测。通过模拟方式得出不同粒径微米颗粒污垢的沉积质量,由实验得出颗粒污垢沉积质量呈现出渐进增长趋势。随着浓度的增大其渐进沉积质量越来越大,达到渐进污垢沉积量的时间越来越短。由于颗粒间的团聚效应,使纳米颗粒污垢出现与微米颗粒污垢相似的沉积规律。基于这种规律,提出纳米颗粒污垢等效直径的概念。将实验结果与不同直径微米级颗粒沉积模拟结果相结合,得出浓度0.4g/L的纳米悬浮液团聚后的等效直径约为9.2μm;浓度0.6g/L的纳米颗粒悬浮液团聚后的等效直径约为11.2μm。     

沸石封装金属纳米颗粒提高多相反应催化性能研究进展

金属和沸石分子筛是两种广泛应用于氧化还原和酸催化反应的重要催化剂,然而,金属纳米颗粒的团聚和烧结效应通常会导致反应过程中催化性能的损失。而具有均一孔道、结构多样性以及比表面积大等优点的沸石分子筛由于缺乏金属活性位极大地限制了其在催化反应中的活性和应用范围,因此,在沸石内部封装具有催化活性的金属纳米颗粒具有重要意义。综述重点介绍了近年来沸石封装金属纳米颗粒(金属@沸石)催化剂的研究进展,通过使用带有有机基团的稳定剂或晶种法等封装金属或金属氧化物的方法,有效地结合了金属颗粒的高活性以及分子筛载体的高选择性,提高反应活性的同时体现了金属-酸位点的协同催化性、选择性、抗浸出性和抗烧结性等优异性能,这些优势使得此类催化剂具有良好的工业应用前景。     

水处理领域基于电沉积的TiO2光催化材料进展

通过电沉积技术在金属基体上制备金属/TiO2纳米颗粒复合膜或在TiO2纳米管电沉积负载金属纳米颗粒和纳米半导体复合材料是制备应用于水处理领域优良光催化性能和宽光谱吸收响应的TiO2光催化复合材料的有效途径.近年来,TiO2光催化复合材料电沉积制备取得较大进展.本文综述了水处理领域基于电沉积技术TiO2光催化复合材料的研究进展,包括光催化机理、电沉积制备过程、结构特征和光催化性能,最后阐述了该类材料面临的挑战以及未来的发展方向.     

金属氧化物纳米材料的制备新进展

综述了近5年来金属氧化物纳米材料的制备方法，研究现状；讨论了这些方法的优缺点，指出液相法尤其是溶胶－凝胶法，沉淀法，水解法，微乳液法，水热溶剂热法等是目前制备纳米金属氧化物材料最广泛应用的方法，而超声技术，微波辐射技术，交流电沉积技术，超临界流体干燥技术，非水溶剂水热技术等新技术与传统液相法的有机结合，是制备高纯度，小粒径，均匀分散的金属氧化物纳米粉体的最有前途的方法。最后对金属氧化物纳米材料研究的发展方向提出了展望。     

纳米TiO2/H2O流体分散的稳定性

<正>引言所谓纳米流体是指以一定的方式和比例在液体中加入纳米级金属或金属氧化物粒子制备成的均匀、稳定、高导热的新型换热介质^【1】。纳米流体与传统换热介质相比,在增强传热方面有着优良的特性。研究表明：纳米流体能显著提高传统换热介质的导热系数^【2-4】。纳米流体在各领域都具有诱人的应用前景,因此,纳米流体也成为材料、物理、化学、传热、药物等领域的研究热点。     

羟基化多壁碳纳米管/R141b纳米流体核沸腾

向多壁碳纳米管引入羟基基团,改善了其在制冷剂R141b中的分散性和稳定性。同时研究了不同质量分数纳米流体热导率、表面颗粒沉积、接触角变化对核沸腾传热性能的影响。结果表明:羟基化碳纳米流体强化沸腾传热,强化率随质量分数的增加而增加,沸腾后期有所下降。在测试浓度范围内,质量分数为0.05%,热通量为87.4 kW·m^-2时,强化率达到最大168%。流体的热导率随着质量分数的增加而增大,质量分数为0.10%时其热导率是纯R141b的1.18倍。分析认为:纳米流体热导率的增加、表面沉积颗粒及纳米颗粒扰动是强化传热的主要影响因素,接触角变化的影响可忽略不计。结论由质量分数为0.03%纳米流体沸腾过程高速成像得到验证。     

CuO-水纳米流体多孔球层池沸腾传热特性

对CuO-水纳米流体在6mm多孔球层内进行池沸腾实验研究。实验使用了40nm的CuO纳米颗粒,加以不同浓度的十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为表面活性剂,配成多种不同配比关系的纳米流体。实验结果表明,当表面活性剂浓度与纳米颗粒浓度在0.01%~0.03%（质量分数,下同）之间变化时,两者浓度相近的纳米流体稳定性较好,沸腾传热效果高。其中表面活性剂浓度略高于CuO浓度时,传热效果较好,在SDBS浓度为0.03%、CuO浓度为0.02%时达到最大,为41670W/(m²·K);而纳米颗粒浓度增大时,根据其对纳米流体的稳定性和沉降效应的影响,在不同程度上可增强或削弱沸腾传热。同时对纳米流体的池沸腾进行可视化研究,利用气泡脱离特性对实验结果作了诠释。所得结果可为纳米流体在多孔球层的池沸腾传热特性研究提供有益的研究数据。     

纳米铜制备研究新进展

介绍了目前纳米铜的几种常用的制备方法,包括液相化学还原法、电沉积法、磁控溅射法、溶胶—凝胶法、溶剂热法、超临界流体沉积法等,对近几年纳米铜复合材料的研究新进展进行了综述,对纳米铜及其复合材料的前景进行了展望。     

Al_2O_3纳米流体液滴蒸发特性的数值模拟研究

纳米流体液滴蒸发现象在电子设备冷却、喷墨打印以及医学检测等领域都有广泛应用。为了研究水基Al_2O_3纳米流体液滴的蒸发特性,建立了纳米流体液滴蒸发的二维瞬态模型,考虑了纳米颗粒输运行为以及液滴内部流动的影响,并采用任意拉格朗日-欧拉法(ALE)捕捉气液运动界面。基于所建立的模型,分析了水基Al_2O_3纳米流体液滴内部Marangoni流、纳米颗粒初始浓度以及基板温度对纳米流体液滴蒸发特性的影响规律。结果表明,液滴内部Marangoni流会影响气液界面温度分布和蒸发速率。由于液滴内部纳米颗粒浓度分布和气液界面温度发生变化,纳米流体液滴的蒸发速率随着纳米颗粒初始浓度和基板温度升高而增加。     

纳米流体沸腾核化的热力学探讨

基于经典的核化理论,将纳米流体看成是一个均匀的体系,不考虑颗粒的团聚及其在壁面处的富集和沉积,仅考虑体相纳米颗粒的影响。将纳米颗粒类比为大分子溶质,基液类比为溶剂,则纳米流体便可看作是浓度极稀的溶液,借用溶液热力学的相关理论,并假设气液界面处的颗粒是单层嵌入的方式且排布均匀,分别建立了纳米流体的均相和非均相核化模型,分析探讨颗粒对核化的影响。结果表明,纳米颗粒在界面处的吸附可减小核化的平衡胚泡半径,降低沸腾核化势垒,有利于核化的发生。