高比表面积Cr2O3-α-AlF3催化剂的制备和应用

采用炭硬模板法制备了高比表面积Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂.该催化剂的合成过程主要包括三步:（1）将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到Cr₂O₃-γ-Al₂O₃中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭;（2）将含炭的Cr₂O₃-γ-Al₂O₃固体在400℃用HF气体进行完全氟化;（3）在高温下利用燃烧法除去炭硬模板.对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）,氮气吸脱附曲线,氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）,透射电镜（TEM）,扫描电镜（SEM）和X射线能量散射（EDX）技术表征.结果表明,氟化过程对Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂比表面积有重要影响,在最佳实验条件下,能够得到比表面积为115 m²·g^-1的催化剂.此催化剂对催化裂解二氟乙烷（HFC-152a）制备氟乙烯（VF）的催化活性明显高于直接氟化制备的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂,这是因为高比表面积的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂具有较大的酸量.     

微重力条件下不同截面形状管中毛细流动的实验研究

利用落塔设施创造的短时间微重力条件, 研究了不同尺寸的正方形和三角形截面的毛细管中的流体在微重力条件下的流动行为, 并与圆形毛细管中的毛细流动进行了对比, 总结出了毛细管尺寸和截面形状对界面张力主导的毛细流动行为的影响规律. 结果显示, 对于同样形状的毛细管, 其尺寸对于毛细流动的影响规律基本相同; 而对于不同的截面形状, 方形管和三角形管都与截面积小得多的圆形管有一定的类似性. 相关结果对于深入理解不同条件下的界面张力主导的毛细流动特性, 以及在空间微重力条件下通过改变毛细管的形状来实现流速和流量的独 立控制等方面都具有明显的现实意义. 关键词： 微重力 毛细流动 毛细管形状     

一种声发射信号方位角自适应监测算法*

四阶累积量可用于声发射信号处理,结合盲波束形成算法可对声发射信号的方位角进行估计。由于四阶累积量的计算量较大,采用迭代计算的思想,提出一种基于四阶累积量的自适应声发射信号方位角监测算法。与改进前的算法相比,自适应算法的计算复杂度和所需存贮空间均显著降低,可用于声发射信号的方位估计和监测。计算机仿真及实测数据分析均验证了算法的有效性。     

甘氨酸水热液化原位拉曼光谱观测及反应动力学分析

随着社会经济的飞速发展，能源短缺问题在世界范围内日益突显。目前，开发利用可再生能源已被我国列为能源发展的优先领域。藻类植物蕴含丰富的生物质能，同时又具有光合效率高、固碳能力强、生长速度快、来源分布广等优势，是公认的可持续绿色清洁能源的发展方向。甘氨酸是藻类水热液化过程中的重要过程反应物，其液化过程中的热动力学性质是认识和优化藻类水热液化技术的基础要素，通过研究甘氨酸水热液化过程可为分析复杂的生物质水热液化反应奠定基础。研究基于熔融石英毛细管反应器（FSCR）高温高压可视反应腔，结合Linkam FTIR600控温台与Andor激光拉曼光谱仪联用，对甘氨酸水溶液在270~290 ℃（压力同于实验环境温度下水饱和蒸气压）条件下的液化过程运用拉曼光谱分析技术开展了原位研究。通过观测5 Wt%甘氨酸溶液中C—C伸缩振动峰（897 cm-1）、C—N 伸缩振动峰（1 031 cm-1）和COO-反对称伸缩峰（1 413 cm-1）在液化过程中的相对拉曼强度变化，深入分析了温度及反应时间对甘氨酸溶液各官能团热分解的影响。运用Avrami的反应动力学模型分析，获取了量化温度对甘氨酸分子中骨架碳链ν（C—C）的特征振动模式热解过程影响的活化能，357 kJ·mol-1，和不同实验温度下的反应速率常数k等一系列相关参数，定量地揭示了甘氨酸液化过程的热动力学性质。实验中发现，在设定相同的液化反应时间（10 min）内，当温度低于290 ℃时，降温后反应腔内能观测到甘氨酸水溶液中ν（C—C），ν（C—N），ν_as（COO-）的特征峰，而温度高于290 ℃时则不然，表明甘氨酸的完全液化温度约为290 ℃。该研究运用高温高压可视化实验技术，结合原位拉曼光谱分析技术，厘清了甘氨酸水热液化过程中的不同温度下特征官能团拉曼峰强的变化规律，为深入了解藻类水热液化过程机理、推进生物质能的开发利用提供必要的实验依据，具有重要的科学意义和现实意义。     

XPS研究N-Al共掺p型ZnO薄膜的传导特性

采用螺旋波等离子体辅助射频磁控溅射技术,在α-Al2 O3衬底上制备了N-Al共掺ZnO薄膜样品.Hall测量表明室温下ZnAlO∶N薄膜为n型传导,在O2等离子体气氛中550℃退火后变为p型.p型ZnO薄膜的载流子浓度为2.1×1016 cm-3,霍尔迁移率为5 cm2/V·s.用X射线光电子能谱仪(XPS)对退火前后的ZnO薄膜进行了各元素的化学态分析.XPS结果表明,ZnAlO∶N薄膜中存在两种与N元素有关的缺陷,N原子替代O位形成的(N)o和N分子替代O位形成的(N2)o.退火后ZnAlO∶N薄膜中(N2)o缺陷减少,(N)o缺陷浓度占优导致了薄膜传导类型转变.     

Current transport in ZnO/Si heterostructure grown by laser molecular beam epitaxy

The n-ZnO/p-Si heterojunction was fabricated by depositing high quality single crystalline aluminium-doped n-type ZnO film on p-type Si using the laser molecular beam epitaxy technique. The heterojunction exhibited a good rectifying behavior. The electrical properties of the heterojunction were investigated by means of temperature dependence current density-voltage measurements. The mechanism of the current transport was proposed based on the band structure of the heterojunction. When the applied bias V is lower than 0.15 V, the current follows the Ohmic behavior. When 0.15V 0.6 V), the space charge limited effect becomes the main transport mechanism. The current-voltage characteristic under illumination was also investigated. The photovoltage and the short circuit current density of the heterojunction aproached 270 mV and 2.10 mA/cm 2 , respectively.     

在超临界CO2聚合反应中应用的表面活性剂的研究

概括了表面活性剂在以超临界CO2 为介质的分散反应和乳化反应中的应用研究进展。重点介绍了几种重要的表面活性剂的结构、机理及应用 ,并指出在应用超临界CO2 技术进行的聚合反应中 ,表面活性剂具有重要的作用及广阔的应用前景。     

计算机辅助设计在化学反应工程教学中的实践

在我国高等教育转型背景下,计算机辅助设计在化学反应工程教学中的实践为推动“应用型”人才的培养提供了实践案例。针对化学反应工程教学中的具体工业应用问题,编写了反应动力学、反应器设计的系列Fortran结构化程序,对课程教学大纲和教学计划进行了修订和调整。在此基础上,开展化学反应工程课程的计算机辅助设计教学,呈现典型反应器设计案例模拟结果。从课堂效果上看,形成了以学生为中心的教与学氛围,实现了理论与实践相结合的教学过程。     

热屏结构对大直径单晶硅生长影响的数值分析

采用有限元法计算了300 mm硅单晶生长过程中,热屏结构对炉体内温度分布、熔体中流场以及晶体内热应力的影响.计算所用的模型涵盖了晶体生长过程中的主要物理现象,包括结晶潜热的释放、结晶前沿的形变、熔体中热和质的传输以及氧的输运等.计算结果表明使用直壁式热屏时,晶体-熔体界面变得更加平坦同时结晶前沿处的热应力大幅度下降,减少了发生宏观位错的可能性,此外熔体中的氧含量显著降低.     

Co/ZrO2/SiO2催化剂上费-托合成反应动力学研究Ⅰ. 反应途径分析

 采用单位键指标-二次指数势(UBI-QEP)方法对模型催化剂Co(0001)晶面进行了费-托(F-T)合成反应的反应能学分析,发现以不含氧的CxHy,s 作为中间体的表面碳化物机理在能量上较为合理,而CH2,s 作为链增长单体的链增长方式是能量上最有利的F-T合成反应途径. 在Co/ZrO2/SiO2催化剂上的非稳态实验研究中发现,在F-T合成的操作温度范围内,H2O的生成是主要的表面O的移去方式; CO解离和表面碳物种Cs加氢可能是F-T合成中的重要速控步骤; 链增长过程是F-T合成反应中较快的基元反应步骤; 甲烷的生成具有多种不同活性的表面前驱体,导致生成的甲烷严重偏离经典的ASF分布规律. 结合F-T合成表面反应的研究结果,初步确定了F-T合成动力学研究中需要考虑的机理模型的范围是以CO解离和表面碳物种Cs加氢为速控步骤,以CH2,s 插入为链增长途径的表面碳化物机理. 该结果缩小了待选动力学模型的范围.