Reaction Mechanism for 2-Methylfuran Formation during Hydrogenation of Furfurvl Alcohol Catalvzed bv Cu(111) Plane

采用广义梯度近似的密度泛函理论并结合平板模型的方法,详细研究了糠醇在Cu(111)面上反应生成2-甲基呋喃的反应历程,优化了糠醇在Cu(111)面的吸附模型,并采用完全线性同步和二次同步变换的方法,对三种可能的反应机理中的各反应步骤进行了过渡态搜索.结果表明,糠醇主要通过支链上OH与Cu(111)面相互作用,易形成ψCH2和ψCH2O中间体(ψ代表呋喃环).糠醇进一步加氢机理很可能为:引入的氢物种明显降低了糠醇分解形成的中间体ψCH2的活化能,并促进了它的形成；中间体ψCH2更易从糠醇中获得H而生成2-甲基呋喃.该过程的控速步骤为ψCH2O*→βCHO*+ H*,活化能为199.0kJ/mol,总反应是2ψCH2OH=ψCH3+ ψCHO+ H2O.     

酸性Fe-SiO2催化剂制备及其photo-Fenton催化性能

以正硅酸乙酯为硅源, 十二烷基三甲基溴化铵为模板剂, 在不同铁源和酸激活条件下合成Fe-SiO₂复合氧化物. 采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶转换红外光谱仪(FT-IR)对催化剂表面形貌、活性组分分散性和表面基团进行分析. 研究了不同酸性Fe-SiO₂催化剂(FS)在可见光照射下photo-Fenton降解直接大红4BS的活性. 结果表明: 以硫酸亚铁为铁源制备的催化剂所含骨架Fe的分散性能优于硝酸铁为铁源获得的催化剂, 但后者表面活性位数和酸量却高于前者. 在初始pH＝6.0时, FS/1和FS/6两种Fe-SiO₂催化剂均能在120 min使100 mg/L直接大红4BS几乎完全脱色, 且矿化程度分别高达79%与99%. 动力学拟合证明, 该酸催化过程可以看作一级与二级反应联合作用的结果. 对上述两种催化剂的溶剂浸取稳定性和铁离子泄漏测试显示, 催化剂可能实现较长时间稳定运行.     

苯乙烯的三维荧光特性及水污染应急处理

苯乙烯对人体健康和自然环境具有极大的危害,是国际卫生组织确认的致癌物。历年来,苯乙烯泄漏事故频繁发生,对饮用水安全造成了极大的隐患。对水中苯乙烯污染进行快速监测并采取切实有效的应急处理措施有助于保障饮用水的卫生安全。利用三维荧光光谱技术对苯乙烯的水溶液进行分析,发现在Ex255/Em305处有一个明显的荧光峰,荧光峰值与苯乙烯溶液浓度呈现良好的线性相关,相关系数r达到了0.995 7,其颜色随浓度增加而变深。苯乙烯中共有4个共轭π键,其中苯环具有大的共轭π键结构,乙烯基上同样具有一个共轭π键。同时,苯乙烯的分子结构中,碳原子处于同一个平面上,属于平面构型且具有一定的刚性,符合强荧光物质所具有的特征。因此通过三维荧光扫描结合苯乙烯的荧光特性,能快速测定水体中苯乙烯浓度及判断水体的污染程度。粉末活性炭可以有效地吸附去除水中的苯乙烯。当苯乙烯在源水中的浓度达到《生活饮用水卫生标准》规定的限值0.02 mg·L-1时,采用180目的粉末活性炭,投加量为15 mg·L-1时,苯乙烯浓度可降至0.001 mg·L-1,去除率达95.5%。     

应用通用权函数法计算热机载荷作用下三维界面裂纹的应力强度因子

热机载荷共同作用下双材料、复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处,并且工程中实际遇到的裂纹大多数是三维裂纹,传统的求解热冲击及机械载荷共同作用下界面裂纹应力强度因子的数值方法如有限元、边界元法计算量大,计算效率低。由于通用权函数仅仅与裂纹体的几何形状有关,与载荷、时间无关,求解应力强度因子时避免了反复的应力分析,计算效率大大提高, 通用权函数法非常适合计算复杂冲击载荷下应力强度因子分布的过渡过程。根据Betti互易原理,本文推导出了三维界面裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并给出了热机载荷共同作用下三维界面I型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹问题通用权函数法的有限元格式. 通过实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到满意的工程应用精度。     

机械密封热力耦合有限元模型与密封性能分析

以接触式机械密封为研究对象,考虑密封环的热力变形和液膜温度、厚度等的耦合关系,建立了二维轴对称热力耦合计算模型,采用有限元与数值迭代技术实现了模型的数值解算,研究了密封端面热力变形规律,分析了不同密封压力下的密封性能.结果表明:热力耦合变形作用下,端面形成收敛型泄漏间隙,最小膜厚位于端面内靠近内径侧位置,最高温度位于最小膜厚处;随密封压力的增大,端面最小膜厚减小,端面最大温升、摩擦扭矩和泄漏率相应增大.采用的模型和计算方法可用于海洋装备用机械密封结构的优化设计.     

氟橡胶O形圈低压气体密封微动摩擦特性试验

对低压条件下气体密封橡胶O形圈的微动摩擦性能展开了试验研究.对橡胶O形圈与不锈钢2Cr13摩擦副摩擦力—微小位移的变化曲线进行测量.重点分析了微动运动状态下的循环次数、密封压力以及压缩率对O形圈摩擦性能的影响.结果表明:在微动状态下.O形圈摩擦力存在迟滞特性.摩擦力随着微小位移的增大呈明显线性增大;随着循环次数的增加.微动状态下的摩擦力趋于稳定;随着密封压力和O形圈压缩率的增加.摩擦力变化明显.幅度超过30%.     

非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用

本文详细综述了非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用,包括非均相环糊精在水相氧化反应、还原反应、取代反应、加成反应和光催化反应中的应用。同时,全面阐述了在催化或促进水相有机合成反应中环糊精非均相化的策略,包括形成水不溶性交联聚合物和将环糊精固载在水不溶性载体上两种途径。目前非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用还基本局限在简单的相转移催化剂领域,相关报道也较少,处于起步阶段;基于非均相环糊精构筑超分子仿酶是今后该领域的发展趋势和必然归属,应在发挥非均相优势的同时,保留环糊精单元在超分子仿酶构筑中的优良功用。     

嵌段共聚物模板法一步制备WC/C基底电极材料

以酚醛树脂作为碳源,采用嵌段共聚物模板法一步制备新型有序介孔碳化钨/碳（WC/C）纳米颗粒. WC/C颗粒的比表面积为414 m²·g^-1,表面的平均孔径约为38 nm,处于介孔范围内（2 ~ 50 nm）. 通过调节树脂预聚时间以及碳化温度等条件制备出结构形貌较优的WC/C复合材料,并探讨了材料形成机理. 使用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜及氮气吸脱附等方法表征了复合材料的结构. 将贵金属铂负载于WC/C表面制备得新电催化材料Pt-WC/C,使用循环伏安法和计时电流法对Pt-WC/C复合材料的电化学性能进行检测,并与商用碳载铂（Pt/C）材料进行对比. 测试结果发现,Pt-WC/C对甲醇的电催化活性以及稳定性等方面都表现出优于商用Pt/C材料的活性,这主要归功于碳化钨高度分散于碳表面.     

基底温度对脉冲激光沉积WSx薄膜组织结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲激光沉积法（PLD）在不同温度单晶硅基底上制备了WSx固体润滑薄膜.利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对薄膜的成分、形貌和微观结构进行了分析,采用球-盘式磨损试验机测试了薄膜在大气环境下（相对湿度50%～60%）的摩擦学特性.结果表明：室温下所获得的薄膜为微晶结构;在RT～300℃范围内,随着温度的升高,薄膜表面趋于光滑、致密,且形成晶态WSx的趋势逐渐增大,薄膜与基底间的结合力增大,但薄膜中S和W的含量之比（S/W比）从1.84逐步下降到1.49.薄膜的摩擦系数在RT～200℃范围内与其S/W比呈反比关系,在300℃条件下,薄膜中形成了大量的WS2晶体,摩擦系数最低且耐磨性能也最好.     

新型树脂基水合锰氧化物对水体中磺胺嘧啶的降解去除

以大孔强碱阴离子交换树脂D201为载体, 采用离子交换和氧化还原方法制备了一种新型树脂基水合锰氧化物材料HMO-201. 考察了不同pH、 离子强度和溶解性有机质(DOM)含量条件下, 该材料对水体中磺胺嘧啶(SD)的去除能力. HPLC-MS分析表明, SD的高效去除是通过HMO-201的降解而非吸附方式实现的. 实验结果表明, pH为1.0时HMO-201在120 min内对0.01 mmol/L SD的去除效率为99.9%, 反应符合表观一级动力学模型; 体系的离子强度和DOM含量变化对SD的去除效率均无显著影响. 模拟环境离子强度和DOM浓度, 连续10批次实验中SD废水的去除效率在240 min内均大于99%; HMO-201的柱动态降解装置连续处理SD溶液2000床体积, 依然未检出SD. 表明HMO-201材料具有较稳定的重复利用性, 对环境中普遍存在的磺胺类抗生素药物具有着高效的降解去除效果, 具有广泛的应用前景.