化学工程学科发展及战略研究

化学工程学科经过百年发展,经历了"单元操作"、"三传一反"两个里程碑,进入"产品工程"、"三传一反+X"、"多(介)尺度理论与方法"等新阶段,初步形成了以化学、物理学、数学和生物学基本原理和方法为基础,以传递过程原理与化学反应工程为核心的学科知识体系.我国在化学工程学科建成了良好的学科研究平台和队伍.应用基础研究进展显著,论文发表数量及引用评价影响等方面已与美国并列站在最高水平线上.对国民经济支柱产业发展也做出了重要贡献.通过分析美国基金委员会近10年资助的化工重点领域,以及对AIChE Journal、Chemical Engineering Science、IndustrialEngineering Chemistry Research三大化工主流刊物关键词索引汇聚研究,并结合国家自然科学基金委员会"十二五"化工学科发展规划,归纳出了化学工程学科发展的三个层次:学科基础、交叉前沿领域、重大需求,共计15个重点领域方向.建议化学工程学科应优化自身理论体系、完善学科评价体系、争取"工程转化"环节的多方支持.     

非线性中立型差分方程正确的存在性

利用压缩映射原理，讨论了非线性中立型差分方程正解的存在性．     

液体温度计断液的修复

热学实验中常用温度计测温下限为0℃，这一类温度计往往在零下十几度的低温环境中，液柱就会全部缩口玻泡中．液柱断开的温度计，在开始冷却时与玻泡相连的那段液柱与断开的液柱同时下降，当与玻泡相连的部分液柱缩回玻泡中后如温度继续下降，玻泡中的液体体积将继续收缩，断开的那段液柱将继续下降，最终回到玻泡中而与已在玻泡中的液体合为一体．利用这种方法不需复杂的装置和复杂的操作，只要将需修复的断液温度计放到电冰箱冷却一段时间后取出即可．在寒冷的季节甚至仅需在室外放置一会就行了．由于液体的体胀系数与固体比较大得多（水…     

Imogolite类纳米管直径单分散性密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法研究了三种imogolite类(未取代、NH₂取代和F取代)纳米管的直径单分散性及表面电荷的分布情况, 并从键长方面定性地解释了直径单分散性的原因. 我们给出了IMO, IMO_NH₂和IMO_F的应变能曲线, 结果表明三种纳米管结构的最稳定管径值按照IMO < IMO_NH₂ < IMO_F的顺序递增, 而imogolite类纳米管直径单分散性是由于管径的增大导致内部Si–O, Al–O键与外部Al-OH键键长变化趋势相反造成的, 总之是内部Si–O, Al–O 键和外部Al–OH键相互作用的结果. 此外, 对三种稳定的纳米管结构做了Mulliken布局分析, 并总结了纳米管直径变化对表面电荷的影响. 结果表明正电荷主要积聚在外表面, 而内表面则感应出负电荷, 同时随着纳米管直径的增大表面电荷逐渐增加, 揭示了表面电荷与管径大小的关系. 研究表明, 可以通过改变imogolite内表面不同的官能化取代来控制纳米管直径, 进而调节表面电荷的分布情况, 这在imogolite类材料的分子设计及应用方面有着重要意义.     

基于过渡金属硫化物/还原氧化石墨烯复合物的高性能超级电容器

组装高能量密度的非对称超级电容器需要使用比电容大、 体积变化小且循环稳定性好的电极材料. 过渡金属硫化物(TMSs)与纳米碳材料的复合物是此类电极材料之一. 采用水热法合成了由Cu-Mo硫化物在微波剥离的还原氧化石墨烯表面生长的复合材料(CuS-MoS₂/MErGO). 此复合材料在电流密度为2 A/g时具有高达861.5 F/g的比电容和良好的循环稳定性. 将1.6 V的电池电压施加在由NiS/MErGO为正极, CuS-MoS₂/MErGO为负极组装成的不对称超级电容器上时, 该电容器的功率密度为1.28 kW/kg, 且能量密度保持为54.2 W·h·kg^-1. 结果表明, TMS复合材料是一种很有前途的高性能电化学储能材料, 尤其是用于非对称超级电容器的组装.     

有机-无机杂化聚离子液体材料制备及其对染料吸附性能的评价

以烯丙基三乙氧基硅烷与1-乙烯基-3-辛基咪唑溴盐离子液体为单体通过自由基聚合及溶胶-凝胶制备了有机-无机杂化聚离子液体材料。通过红外光谱和扫描电镜对所制备的杂化聚离子液体材料进行了表征,并考察了其对柠檬黄、日落黄、苋菜红以及诱惑红等常见染料的吸附性能。研究结果表明:所制备的聚离子液体材料对日落黄和诱惑红具有优异的吸附性能,其吸附容量分别为29.20和86.17 mg/g;当吸附时间为5 min时,该材料对诱惑红和日落黄的吸附分别达到平衡时吸附量的87.5%和72.8%,显示了较快的吸附速率。     

He原子和BH分子碰撞体系的转动激发能量转移

在碰撞体系He+BH的CCSD(T)二维势能面基础上,应用密耦方法,研究了 He+BH分子碰撞转动激发过程.计算了该体系的转动态-态激发的弹性和非弹性的微分和积分截面,分析了计算结果与势能面特征间的关系.结果表明: He原子以从H原子端共线形式碰撞BH分子对j=0→j'=2的激发最为有效;短程排斥对Δj=2的激发作用较大;态-态跃迁总截面出现振荡结构,长程部分分波只对j=0→j'=1的跃迁总截面有较大贡献,j'≥ 关键词： He+BH体系 转动激发 散射截面     

尺寸排阻色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术研究牛血清白蛋白与顺铂的反应动力学

顺铂是广泛应用的抗肿瘤药物,生理盐水稀释后通过静脉注射到体内.研究顺铂和血浆蛋白间的相互作用对理解其药效十分重要.本实验利用尺寸排阻色谱-电感耦合等离子体质谱(SEC/ICP-MS)联用技术研究了顺铂和牛血清白蛋白(BSA)的反应速率常数.顺铂与BSA于37℃孵育3,6,9,17和24 h后,用SEC/ICPMS分析顺铂及顺铂-BSA复合物铂,从而计算出顺铂和BSA的反应速率常数为0.077 h-1.方法对于铂的检出限为0.19 ng/g.     

水滑石晶体长厚比及晶粒尺寸控制方法研究

层状双金属氢氧化物（LayeredDoubleHydrox－ides，简称LDH）是一类重要的无机晶体材料，因其具有层状结构以及层板元素的可调控性和层间阴离子的可交换性，在催化、离子交换、吸附、医药犤１～８犦等方面具有广泛的用途，已受到人们越来越广泛的关注。近年来，随该类材料应用领域的不断拓展，在许多情况下要求LDH晶体具有小的粒径尺寸，以便最大限度地发挥其功能性。例如将LDH作为阻燃剂犤９犦使用，小粒径粉体可增强与聚合物基材的相容性，提高材料的阻燃、抑烟和力学性能。另一方面，因LDH具有层状结构，在复合材料中其层板能有效…     

Schmidt棱镜偏振像差对成像质量的影响EI北大核心CSCD

为了分析Schmidt棱镜偏振像差在自然光成像系统中对成像质量的影响,以线偏振光矢量衍射光强分布为基础,利用两种非相干叠加积分模型,获得了自然光通过Schmidt棱镜后完全相同的衍射光强分布关系。通过这个关系式分析得知,自然光经过屋脊棱镜的偏振像差表现为衍射光斑的对称分裂。对分裂导致的像面中心亮度比、分辨率以及所提出的像面变形度等像质评价参数进行了分析计算。结果表明,Schmidt棱镜的成像质量受到其偏振像差的影响严重。Jones矩阵因子B作为棱镜的结构特性参数,影响并决定棱镜的成像质量。B因子的大小就是Schmidt棱镜偏振像差的大小。理论分析及实验结果均表明,B=0为校正Schmidt棱镜偏振像差的一个条件。