Preparation of porous silica spheres with self-dispersing properties

A sol-gel procedure in a water/oil emulsion was introduced for the synthesis of porous silica spheres. Tetraethoxysilane was used as the silica source. The specific surface area and total pore volume of the product reached 772.3 m2/g and 0.663 cm3/g, respectively. The electrolyte washing process conferred a surface charge to the product, which displayed self-dispersal properties in water. The porous spheres have potential applications in the fields of drug delivery, controlled release capsules, indoor air pollutant scavengers, and hydrogen storage agents. The oil phase, which accounts for over 8O% of the chemical cost of the procedure, could largely be recycled by filtering, standing, and layering. The whole procedure is suitable for application as an industrial process.     

增强型地热系统地下渗流场的模拟分析

采用自行开发的数值模型,模拟分析循环流体在双井增强型地热系统(EGS)地下热储中的渗流过程,系统分析不同水力渗透条件热储中流场形态的变化规律.结果表明,重力作用和流体动静压转换造成的"基础压差"与循环流体在地下裂隙岩体中的沿程阻力之间的相对大小是决定热储中流场分布形态的重要因素,而循环流量大小对热储内渗流场形态影响非常有限.基于此,我们提出水平井和多井环绕布局两种抑制流体短路的方案,为EGS的建设提供理论指导.     

线性高温壁面多孔介质传热研究

以多孔介质为研究对象,采用整场求解法分析了多孔介质温度场和流场随Ra数的变化.研究结果表明:随着Ra增加,由开始流线均匀分布为一个顺时针大窝,逐渐变化为一个顺时针大窝,一个逆时针小窝;流线出现分叉现象;流线分布在两个窝中间和外侧,即流场在小窝中间剧烈流动而在大窝中央基本上保持静止状态;当Ra很小时,热的传输主要依靠传导作用,随着Ra数逐渐增大,对流作用成为热传输的主要动力;当Ra数小于105时,高温壁面Nu数基本在-110～-17间变化,最大值发生在底部,最大值为17,最小值发生在上部,最小值为-110.     

Elastic behavior of saturated porous materials under undrained freezing

The elastic behavior of saturated porous materi- als under undrained freezing is investigated by using a poro- mechanical approach. Thermodynamic equilibria are used to describe the crystallization process of the partially frozen solution in bulk state and confined state in pores. By phase transition at freezing, fusion energy, thermal contraction of solid, solution and ice crystals, volume changes of crystallization build up remarkable pore pressure that induces expansion or shrinkage of solid matrix. Owing to the lower chemical potential when pore water mixes with salts, fewer ice forms in pores. Penetration of ice into the porous materials increases the capillary pressure, but limits effect on the pore liquid pressure and the strain of solid matrix. On the contrary, the pore pressure induced by solution density rises as salt concentration increases and causes significant shrinkage of solid matrix.     

基于岩石重构图像的核磁共振响应模拟

能够反映孔隙介质内部真实复杂结构的CT图像经常被用于模拟研究中并能取得较好的结果. 但是,在很多情况下缺少三维CT图像或者其分辨率受限,此时,更易于获取的二维薄片图像被用于构建三维的孔隙结构图像. 假定孔隙介质各向同性,基于二维图像,使用多点统计方法可以构建岩石的三维孔隙结构. 基于数字图像,采用随机游走方法模拟得到核磁共振响应,然后由模拟得到的回波串反演得到T₂分布. 研究表明,岩石重构图像中的模拟结果与CT图像中的模拟结果有较好的一致性. 基于数字图像的核磁共振响应模拟为分析不同孔隙结构的核磁共振响应提供了便利,同时,模拟结果也为验证孔隙结构的重构效果提供了依据.     

基于扩散近似法和双通量法耦合的多孔介质内燃烧辐射换热计算方法

将Rosseland辐射模型和双通量法结合,对瓦斯气体在泡沫陶瓷中预混燃烧辐射换热计算方法进行研究.数值模拟的结果与试验结果吻合比较好,证明提出的辐射换热计算方法是有效的.     

PECVD腔室热流场数值仿真研究

等离子辅助化学气相沉积(PECVD)腔室的气流分布、温度分布是影响薄膜沉积工艺均匀性以及沉积速率的重要原因之一.本文对PECVD腔室气流建立连续流体和传热模型,研究了腔室内流场和温度分布特性;讨论了四种不同稳流室结构的PECVD腔室,在加热盘恒温400℃、质量流量5000 sccm、抽气口压力133 Pa的工艺条件下12英寸晶圆片附近上方流速、压力、温度分布情况;选择了其中一种稳流室结构作了多种质量流量( 20 ～ 5000 sccm)入口条件下的流场分析.仿真研究发现:在抽气口位置偏置的情况下,四种不同稳流室结构的腔室内热流场并未出现明显偏置,这表明抽气口偏置对工艺均匀性没有明显影响.加热盘附近上方2 mm处温度场大面均匀、稳定,且随入口质量流量变化波动很小,表现出良好的稳定性;气压分布呈现中心高边缘低的抛物线特征,流速呈现中心低边缘高的线性特征,且晶圆片附近以及喷淋头( Showerhead)入口压力和流速均随着入口质量流量的增加而升高.研究结果对PECVD腔室结构设计及工艺控制具有重要意义.     

聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)共聚物: 合成及其多孔薄膜的制备

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法, 分别在三氟甲苯、含氟离子液体以及三氟甲苯/含氟离子液体混合溶剂体系中合成了聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)(PS-co-PPFS)共聚物, 通过¹H NMR、¹⁹F NMR、元素分析以及凝胶渗透色谱法(GPC)对所得聚合物的分子链结构和组成进行了分析和表征. 随后, 利用静态呼吸图法分别在CS₂, CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 中制备了有序多孔薄膜, 用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面形貌, 并与利用分子量大小相当的聚苯乙烯均聚物(PS)制备的多孔薄膜进行了对比. 研究结果表明: 在三氟甲苯和含氟离子液体溶剂体系中, 均可利用ATRP 聚合方法获得窄分子量分布的PS-co-PPFS 共聚物(M_n＝5200～7900 g·mol^-1, i>M_w/M_n＝1.12～1.22). 对聚合物薄膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和分析显示: 分别以CS₂, CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 作为溶剂, 利用静态呼吸图法均可制备出PS-co-PPFS 共聚物多孔薄膜. 然而, 与在CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 中制备的PS 均聚物多孔薄膜的表面形貌不同的是, PS-co-PPFS 共聚物多孔薄膜呈现出无序排列、平均孔径大小不同的两种孔结构; 在CHCl₃ 中制备所得薄膜的孔结构有序性相对较好, 两种孔的平均孔径分别为0.75 和0.37 μm.     

普鲁士蓝类似物修饰多孔陶瓷球的制备及其As吸附能力

通过粉末烧结和添加造孔剂法制备了直径为3～5 mm的多孔陶瓷球, 烧结温度为1573 K, 烧结时间1 h. 利用碱处理法对该多孔陶瓷球进行了脱硅处理, 降低了多孔陶瓷表面的Si/Al的物质的量之比, 并且利用扫描电镜对碱处理前后多孔陶瓷球的表面形貌进行了表征. 通过脱硅后陶瓷球与亚铁氰化钾溶液的反应, 对多孔陶瓷球进行了表面修饰, 在其表面生成了蓝色的普鲁士蓝类似物, 并且利用X射线粉末衍射分析、X射线能谱分析和红外光谱分析对该蓝色物质进行了表征. 利用砷酸二氢钠为砷源研究了修饰后陶瓷球的As离子吸附能力.     

新型锗中心多孔芳香材料的设计合成和表征

采用四(4-溴苯基)锗烷作为基块, 以1,4-苯二硼酸和4,4'-联苯基二硼酸作为桥联, 合成了两种锗中心的多孔芳香材料(Ge-PAFs). 通过FTIR, MAS NMR, TGA, PXRD, SEM, TEM及N2吸附对该化合物的结构及性质进行表征. Ge-PAF-1和Ge-PAF-2具有优良的热稳定性(420 ℃失重5%)及化学稳定性. 另外, 该材料成功地在聚合物中引入锗元素为其在半导体等方面的应用提供了可能^[1].