煤气化细渣综合利用与碳灰分离技术现状

介绍了煤气化细渣的产生机制及主要特性，综述了近年来细渣用于建材、高附加值材料、掺烧等方面的研究进展，明确了细渣中残碳和无定形硅铝氧化物等是煤气化细渣资源化利用和高附加值利用的物质基础，进而分析了预先进行碳灰分离对细渣高值化、深度化加工利用的价值和重要性，讨论了目前泡沫浮选法、重选法、筛分(分级)法等对细渣进行碳灰分离的效果，指出了粒度分布细、孔结构发达，以及残碳与灰渣间相互嵌布、熔融、包覆等是造成细渣综合利用困难、加工成本高、难以规模化利用的主要因素。基于现有研究及应用实践水平，提出优化煤气化工艺过程和相应设备，尽可能提高碳转化效率，减少残碳在固体残渣中的富集是从本质上解决煤气化细渣处理处置难题的途径，而对存量问题宜采用清洁、环保、低成本的填埋技术、土壤修复技术和制备建材技术等已经过规模化验证的方法，并对高效率分离技术、高性能材料制备技术等应通过进一步的科学研究和示范验证，通过政策、市场引导的方式拓展其利用范畴，从而实现相关优势技术从实验室走向产业化发展之路，最终解决煤气化细渣的处理处置难题。     

褐煤与水分子相互作用的量子化学计算

高含水量限制着褐煤的大规模利用,研究褐煤持水机理,揭示含氧官能团与水分子间氢键作用的本质,对指导褐煤脱水具有重要的理论意义.通过第一性原理分子动力学(AIMD)模拟褐煤表面水分子的有序结构,采用密度泛函理论(DFT)研究褐煤结构单元和水分子的相互作用.结果表明：界面处水分子分别在0.192 nm和0.322 nm附近形成了第1配位层和第2配位层;褐煤结构单元的负电势极值点主要分布于含氧官能团中氧原子附近,最大达到了-154.20 kJ/mol,正电势的极值点主要分布于含氧官能团和苯环中的氢原子附近,最大为221.08 kJ/mol.水分子处于羧基、羟基、羰基和醚键处的4种二聚体结合能分别为-47.76,-29.44,-40.45和-23.36 kJ/mol,其中静电作用分别占总吸引能的65.92%,67.45%,55.99%和65.19%.分子中原子理论(AIM)拓扑分析估算的总氢键结合能遵循羧基>羟基>醚键>羰基,处于羰基附近的水分子与褐煤结构单元的其他部分相互作用太强,使得水分子与羰基间的作用能最小.     

骨质疏松鼠骨的力学性能实验与仿真研究

基于去势法建立小鼠胫骨的骨质疏松模型，探究骨质疏松对胫骨力学性能的影响规律。用Micro-CT扫描小鼠胫骨得到二维切片，重构胫骨三维数字模型，分析骨小梁形状与密度。通过对胫骨进行力学性能测试及有限元仿真，研究骨质疏松对胫骨力学性能的影响。结果表明，骨质疏松造成骨小梁结构破坏和胫骨力学性能下降。相对于健康的胫骨，骨质疏松导致小鼠胫骨最大载荷减小20%,刚度与弹性模量分别减小30%和25%,力学性能仿真与实验结果具有较好的一致性。本研究可为骨质疏松的临床诊断和康复治疗提供重要依据。