激光场和温度对氢氰酸分子准直的影响

通过分裂算符方法求解氢氰酸(HCN)分子的核转动波包,研究了激光场脉冲宽度、载波频率、激光峰值强度以及转动温度等参数对HCN分子准直程度的影响.结果表明,在温度T=10 K,使用脉冲宽度为100 fs,波长为800 nm,激光峰值强度I4×10~(13)W/cm~2范围内的激光场准直HCN分子时,最高准直度随光强增加升高,并且随光强增加,最高准直度增速变缓.在温度T=10 K,准直激光脉冲宽度为100 fs,波长为800 nm,峰值强度I=2×10~(13)W/cm2时,随激光载波频率在0.38×10~(15)Hzv1.13×10~(15)Hz范围内增加,HCN分子最高准直度出现振荡,在载波频率v=(0.4+0.1·n)×10~(15)Hz(n=1,2,3)时,最高准直度取极大值.在准直激光脉冲宽度为100 fs,波长为800 nm,峰值强度I=2×10~(13)W/cm2时,随温度在0 KT90 K范围内上升,准直度明显下降.     

中温脱硫过程同时脱除痕量硒元素的试验研究

硒是燃煤过程排放的有毒痕量元素之一,硒在烟气中的存在形式为SeO2。在700℃左右中温范围,氧化钙(CaO)能够通过化学吸附作用脱除SeO2。本研究目的是探索在中温范围CaO脱除SO2过程中同时脱除痕量SeO2的规律。研究方法是利用热重分析仪(TGA)进行吸附反应试验,通过CaO样品重量变化确定反应速率。CaO吸附SeO2的效果在300-700℃没有明显的差别,超过740℃吸附效果明显降低,确定出CaO同时脱硫脱硒的最佳温度范围为700-740℃。脱硫形成的产物层作为单独的因素不会影响CaO吸附SeO2的效果,并且脱硫产物层的存在能抑制被吸附的硒发生解析。     

氧化物替代对钒钛SCR催化剂性能影响研究

采用浸渍法制备了La_2O_3、Ce_2O_3和Co_2O_3等金属氧化物部分替代V_2O_5的氧化物-MoO_3-TiO_2型催化剂,并进行了理化性能和催化活性表征。结果表明:替代型催化剂的比表面积与钒型催化剂差别不大。在NH_3-SCR反应中,镧型和铈型催化剂不仪低温活性较高而且NO_x净化率在500℃时才开始衰减,具有最宽的活性温度窗口;钴型催化剂虽然低温活性最好,但其NO_x净化率在400℃即开始衰减,导致其活性温度窗口较窄,但还是比钒型催化剂宽。此外,反应温度是影响HC和CO排放变化的主要因素,而催化剂种类对其影响较小。1×10~5 h~(-1)以下时,不同空速对NO_x净化率影响较小;而空速达到3×10~5 h~(-1)时,NO_x净化率显著下降。     

模型化合物氮的热解释放及N2转化特性研究

用纤维素和8-羟基喹啉在高压反应釜中合成出物理性质、化学结构及氮的官能团结构与原煤都很接近的模型化合物,利用携带流反应器实验研究了模型化合物氮在热解过程中的转化,并重点关注燃料氮向N2的转化规律.结果表明,实验条件下模型化合物快速热解的主要气相含氮产物有三种:HCN、N2和氮氧化物,其中N2所占的比例最大,是模型化合物热解的主要含氮产物.温度及矿物质对N2的生成有重要影响,实验条件下,当温度低于1000℃时, N2的释放特性变化不大,但是当温度达到1100℃后,燃料氮向N2的转化率显著增大.添加金属矿物质可以明显改变热解过程中燃料氮向N2的转化特性.     

CO_2气氛对燃料N析出特性的影响

在水平管式炉上进行徐州烟煤在Ar和CO_2气氛下的热解试验,研究CO_2气氛对燃料N析出特性的影响。结果发现,两种气氛下,NH_3的收率随温度的升高均先升高后减小,在800℃时达到一个最大值,Ar气氛下此最大值比CO_2气氛下大很多;两种气氛下,HCN的收率均随温度的升高而升高。两种气氛下随着温度的升高,HCN与NH_3的收率比均升高,但在CO_2气氛下收率比更大,说明CO_2的氧化作用和气化作用促进了燃料N向HCN的转化。     

MnOx/Ti-PILC低温NH3-SCR脱除NO研究

实验制备并测试MnO_x/Ti-PILCs的低温（80～260℃）SCR脱硝活性,发现当MnO_x负载量为10%,催化剂煅烧温度为300℃时催化剂表面酸性较强,活性成分分散较好,脱硝活性最佳,在180℃下,NO脱除效率接近100%。研究了氧浓度和空速等对脱硝效率的影响,发现O₂浓度为3%时,对催化剂最为有利;在65000 h^-1的高空速条件下,10 MnO_x/Ti-PILC（300）依然表现出较高活性。MnO_x/Ti-PILC与MnO_x/Al₂O₃活性相当,高于MnO_x/TiO₂。     

Si(113)表面原子结构的低能电子衍射研究

利用低能电子衍射(LEED)研究了离子轰击加退火处理的和淀积外延的两种Si(113)表面的原子结构。发现对于经750—800℃退火后的两种Si(113)表面,当其温度高于600℃时存在1×1非再构表面相。随着样品温度缓慢地冷却至室温,Si(113)-1×1表面经过3×1(约600—400℃)最后转变为3×2再构。当退火温度为600℃时,则只出现3×1再构,室温下的3×2和3×1表面都是很稳定的。讨论了表面杂质对Si(113)表面原子结构的影响。在衬底温度为580℃的Si(113)表面上进行淀积生长,当外延 关键词：     

低能离子束诱导Ag表面纳米金字塔微结构

利用离子束溅射诱导实验方法,在单晶Si(100)基底上辅助沉积银膜,研究了低能Ar+离子束30°入射时,不同离子束能量和束流密度以及基底温度对Ag纳米结构的影响.结果表明:在较低基底温度下(32~100℃)辅助沉积银膜,膜层表面会呈现排列紧密、晶粒尺寸一致的金字塔状纳米结构.当温度升高时(32~200℃),纳米微结构横向尺寸λc迅速增加,而粗糙度先减小(32~100℃)后迅速增大(100~200℃);当离子束能量1 400eV、束流密度15~45μA/cm2时,在相同温度下,随着离子束束流密度的增大,纳米晶粒横向尺寸基本不变,粗糙度略有增加;当离子束流密度为15μA/cm2、能量1 000~1 800eV时,在相同温度下,随着离子束能量的增加,银纳米结构尺寸增加,而表面粗糙度先增加,然后缓慢减小.自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果.     

铂表面H_2还原NO_x的详细反应机理

研究了柴油机NO_x存储还原技术(NSR)浓燃再生阶段中NO还原反应。发展了铂催化剂表面H_2还原NO的详细化学反应机理,包括6种气相组分、10种表面组分及28步基元反应,其中包含了主要含氮产物N_2及副产物N_2O和NH3的生成路径。此机理与CHEMKIN软件中的活塞流反应器(PFR)模型耦合进行数值模拟,反应器出口各组分体积分数预测结果与文献中实验数据吻合良好。在NO体积分数为500×10~-6、反应器入口温度为270℃的条件下分析了进气中H2体积分数((100~2500)×10~(-6))对含氮产物选择性的影响。结果表明,H_2体积分数小于500×10~(-6)时,N_2和N_2O为主要的含氮产物;随着H_2体积分数逐渐升高,当Φ(NO)/Φ(H_2)高于1.5时,NH_3成为主要产物。由敏感性分析结果可知,NH_3对H_2吸附反应的敏感性系数最大,提高该反应速率将促进NH_3的生成。     

近红外激光二氧化碳传感系统的研制及应用

采用可调谐激光二极管吸收光谱技术,研制了一种近红外激光二氧化碳(CO_2)传感系统。该系统包含中心波长为1572 nm的分布反馈激光器、密集光斑型气室和铟镓砷探测器,利用LabVIEW程序提取二次谐波信号幅值并反演了CO_2浓度。为了表征传感器性能,利用该系统开展了气体检测实验。结果显示,当调制深度为0.32 cm~(-1)时,二次谐波信号的幅值最大;在体积分数为0～3%范围内,二次谐波信号的幅值与CO_2浓度具有较高的线性度(拟合优度为0.999);当CO_2体积分数为0时,连续测试1 h,反演得到的浓度波动范围为-2×10~(-4)～1.17×10~(-4);当积分时间为297 s时,系统的灵敏度检测下限为2.7×10~(-6);考虑动态配气时气体的扩散时间,系统的响应时间为40～42 s;连续15 h测量室内大气中CO_2浓度,测得的CO_2平均体积分数约为(560±46)×10~(-6)。与已经报道的传感器相比,该气体传感系统呈现出类似的品质因数,可在工农业生产、环境保护等领域得到一定的推广和应用。     

还原温度对氧化石墨烯结构及室温下H_2敏感性能的影响

以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯(GO)溶胶为前驱体,在100—350℃温度下还原获得不同还原程度的还原氧化石墨烯(rGO)样品,并采用旋涂工艺制备还原氧化石墨烯气敏薄膜元件.采用X射线衍射、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和气敏测试等手段研究还原温度对样品结构、官能团和气敏性能的影响.结果表明:经热还原处理的氧化石墨烯结构向较为有序的类石墨结构转变,还原温度为200℃时,样品处于GO向rGO转变的过渡阶段,还原温度达到250℃时,则表现出还原氧化石墨烯特性;无序程度随还原温度的升高先由0.85增大至1.59,随后减小至1.41,总体呈现增加趋势;氧化石墨烯表面含氧官能团随还原温度的升高逐渐热解失去,不同含氧官能团的失去温度范围不同;热还原氧化石墨烯具有优异的室温H_2敏感性能,随着还原温度的升高,元件灵敏度逐渐减小,响应-恢复时间逐渐增大,最佳灵敏度为88.56%,响应时间为30 s.     

Si cleaning method without surface morphology change by cyanide solutions

Hydrogen cyanide (HCN) aqueous solutions can remove copper contaminants from Si surfaces more effectively than hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture (HPM) and sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture (SPM). When pH of the HCN solutions is adjusted at 9, Si surface morphology is not changed, while when pH exceeds 10, the Si surfaces are considerably roughed. AFM measurements show that Cu contaminants are present in the form of particles on the bare Si surfaces. XPS measurements show that the particles consist of metallic Cu. The Cu particle height decreases almost linearly with the cleaning time, and the Cu surface concentration decreases exponentially with it. It is concluded that Cu particles gradually dissolve into the HCN aqueous solutions by the direct reaction with cyanide ions at the surface of the Cu particles.     

Understanding the effect of CaO on HCN conversion and NOx formation during the circulating fluidized combustion process using DFT calculations

Hydrogen cyanide (HCN) is an important intermediate during the conversion of fuel nitrogen to NO_x. The mechanism of HCN oxidation to NO, N₂, and N₂O on the CaO (100) surface model was investigated using density functional theory calculations to elucidate the effect of in-furnace SO_x removal on HCN oxidation in circulating fluidized bed boilers. HCN adsorption on the CaO (100) surface releases as high as 1.396 eV and the HC bond is strongly activated. The CaO (100) surface could catalyze the oxidation of CN radical to NCO with the energy barrier decreasing from 1.560 eV for the homogeneous case to 0.766 eV on the CaO (100) surface. The succeeding oxidation of NCO by O₂ forming NO is catalyzed by the CaO (100) surface with the energy barrier decreasing from 0.349 eV (homogeneous process) to 0.026 eV on the CaO (100) surface, while the reaction between NCO and NO forming either NO or N₂ is prohibited in comparison with corresponding homogeneous routes. The rate constants of these reactions under fluidized bed combustion temperature range are provided, and the calculation results lead to the conclusion that CaO (100) surface catalyzes the HCN conversion and improves the NO selectivity during HCN oxidation in the HCN/O₂/NO atmosphere, which could well explain previous experimental observations. Kinetic parameters of HCN oxidation on the CaO (100) surface are provided in the Arrhenius form for future kinetic model development.     

Spatially and temporally resolved IR-DFWM measurement of HCN released from gasification of biomass pellets

For the first time, to the best of the authors’ knowledge, nonintrusive quantitative measurement of hydrogen cyanide (HCN) released during the devolatilization phase of straw pellets gasification is demonstrated with high spatial and temporal resolution. Mid-infrared degenerate four-wave mixing (IR-DFWM) measurements of HCN were performed by probing the interference-free P(20) line in the v₁ vibrational band at around 3?µm and the IR-DFWM signal was detected with an upconversion-based detector, providing discrimination of thermal noise and increased sensitivity. A novel single-pellet setup consisting of a multi-jet burner was used to provide hot flue gas environments with an even and well-defined temperature distribution, for single straw pellet gasification at atmospheric pressure. The environments had temperatures of 1380?K, 1540?K and 1630?K with a constant oxygen concentration of 0.5?vol%. In order to quantify the amount of HCN released during the devolatilization of straw pellets, calibration measurements were performed in well-defined HCN gas flows. Selected hot water lines were probed with IR-DFWM in the interrogated volume to obtain the instantaneous temperature, which were used to correct the temperature effect. HCN concentrations up to 1500?ppm were detected during the devolatilization stage, and the results indicate a strong temperature dependence of the HCN release.     

Detection and quantification of multiple molecular species in mainstream cigarette smoke by continuous-wave terahertz spectroscopy

Continuous-wave terahertz spectroscopy by photomixing is applied to the analysis of mainstream cigarette smoke. Using the wide tunability of the source, spectral signatures of hydrogen cyanide (HCN), carbon monoxide (CO), formaldehyde (H2CO), and water (H2O) have been observed from 500 to 2400 GHz. The fine spectral purity allows direct concentration measurement from the pure rotational transitions of HCN and CO. The quantification of the measurement was validated by the means of a calibration gas containing CO. The potential of this technique for trace gas detection is demonstrated with an estimated detection limit of HCN equal to 9 parts in 10(6).     

Impact of humidity on quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy based detection of HCN

The architecture and operation of a trace hydrogen cyanide (HCN) gas sensor based on quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy and using a λ=1.53 μm telecommunication diode laser are described. The influence of humidity content in the analyzed gas on the sensor performance is investigated. A kinetic model describing the vibrational to translational (V–T) energy transfer following the laser excitation of a HCN molecule is developed. Based on this model and the experimental data, the V–T relaxation time of HCN was found to be (1.91±0.07)10^-3 s Torr in collisions with N₂ molecules and (2.1±0.2)10^-6 s Torr in collisions with H₂O molecules. The noise-equivalent concentration of HCN in air at normal indoor conditions was determined to be at the 155-ppbv level with a 1-s sensor time constant. PACS 82.80.Kq; 42.62.Fi     

p型GaN低温粗化提高发光二极管特性

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上低温生长GaN:Mg薄膜,对不同源流量的GaN:Mg材料特性进行优化研究.研究表明二茂镁(CP2Mg)和三甲基镓(TMGa)物质的量比([CP2Mg]/[TMGa])在1.4×10-3—2.5×10-3范围内,随[CP2Mg]/[TMGa]增加,晶体质量提高,空穴浓度线性增加.当[CP2Mg]/[TMGa]为2.5×10-3时获得空穴浓度与在较高温度生长获得的空穴浓度相当,且薄膜表面较粗糙.采用[CP2Mg]/[TMGa]为2.5×10-3的p型GaN层制备的发光二极管,在注入电流为20mA时,输出光强提高了17.2%.     

碳制氢过程的比较及直接制氢分析

本文对不同碳制氢过程进行了热力学分析,比较了相同进料条件下,采用不同过程进行碳制氢时,过程的冷煤气效率以及最终产物组成,并分析了“一步制氢”中温度、压力、不同进料比对最终产物组成的影响。结果表明,直接制氧适宜的气化温度为923-973 K;增加水蒸气分压力(气化压力随之增加),气体产物的量增加;吸收剂有一最佳的量。     

不同制备工艺钒系SCR催化剂理化及催化性能研究

本文研究了制备工艺对 TiO2-WO3-V2O5- 载体型催化剂理化特性及其在 NH3-SCR 反应中催化性能的影响.通过 XRD、TG/DTA 等分析方法考察了煅烧温度等对催化剂中各组分晶体结构的影响,确定了制备负载型催化剂的最佳煅烧温度为 500℃.不同制备工艺催化剂理化性能的对比表明,多步浸渍法不仅提高了锐钛矿型 TiO2 向金红石型 TiO2 的转变温度,而且使更多的钒氧化物处于较低的价态,有利于提高还原反应的催化性能;催化活性评价试验也表明使用多步浸渍法制备的 SCR 催化剂具有较高的催化活性和更宽的高活性反应温度窗口.最后考察了反应空速对多步浸渍法所制备催化剂 NOx 转化效率的影响,结果表明:随空速的增加,NOx 转化效率逐渐降低.     

䓛与鲱鱼精子DNA相互作用及其影响因素的光谱学分析

利用紫外-可见吸收光谱和共振光散射法研究䓛（chrysene，CHR）与鲱鱼精子DNA的相互作用，通过计算其DNA结合饱和值来评估CHR对DNA的结合能力。此外，还分别考察了温度，pH，氯化钠，氯化钙，维生素C，十二烷基磺酸钠等环境因素对CHR与DNA相互作用的影响，为下一步利用DNA构建消除CHR的方法奠定基础。紫外可见光谱显示, 加入DNA后，CHR的最大吸收峰出现减色效应且伴随有红移现象，这说明CHR与DNA的相互作用属于嵌插结合模式。共振光散射光谱结果表明CHR在468 nm处出现稳定的共振光散射峰。当CHR的浓度为2.59×10-6 mol·L-1时，其饱和DNA浓度为3.08×10-6 mol·L-1，CHR的DNA结合饱和值在25 ℃时为0.84，而当pH=7.40，30 ℃时，CHR的DNA结合饱和值则达到0.94。在此条件下，氯化钠，氯化钙，维生素C，十二烷基磺酸钠对CHR与DNA相互作用的影响也不同，相应CHR的DNA结合饱和值分别为0.84，0.76，1.25和1.07。以30 ℃时CHR的DNA结合饱和值为基准，各环境共存物下的相应DNA结合饱和值变化率分别为-10%，-19%，33%和14%，说明阳离子的存在会抑制CHR与DNA的结合，而一定浓度的维生素C和十二烷基磺酸钠则对CHR与DNA的结合有协同促进作用。本研究结果可为建立新的基于DNA嵌插的CHR去除法提供参考。