页岩气开采中的若干力学前沿问题

页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000,m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学前沿研究的诸多领域:介质和裂纹从纳米尺度到千米尺度的空间跨越,游离、吸附气体输运过程中微秒以下的时间尺度事件到历经数年开采的时间尺度跨越,不同尺度上流体固体的相互作用,以及压裂过程中通过监测信息反演内部破坏状态等.针对近年来我们国家页岩气勘探开发工作所取得的成就及后续发展中面临的前沿力学问题,在综合介绍页岩气藏的基本特征和开发技术的基础上,以页岩气开采中的若干力学前沿问题为主线,从页岩力学性质及其表征方法、页岩气藏实验模拟技术、页岩气微观流动机制及流固耦合特征、水力压裂过程数值模拟方法、水力压裂过程微地震监测技术、高效环保的无水压裂技术等6个方面的最新研究进展进行了总结和展望,结合页岩气藏开发的工程实践, 深入探究了其中力学关键问题,以期对从事页岩气领域的开发和研究的从业人员提供理论基础, 同时,该方面的内容对力学学科、尤其是岩土力学领域的科研工作也具有重要指导价值.      

金-银纳米棒异质二聚体的Fano共振及其传感性质研究

本文我们通过有限时域差分法模拟研究了金-银纳米棒异质二聚体的光学等离子体耦合。在消光谱中,发现较短的银纳米棒产生的偶极明模式和较长的金纳米棒产生的四极暗模式产生了干涉相消耦合,从而出现了Fano共振。通过改变金属纳米棒的长度、距离和周围环境可以调控Fano共振的共振波长和强度。金-银纳米棒异质二聚体对周围环境变化具有较高的灵敏度,其品质因数大于8.5。由于金银异质体有比较好的抗腐蚀性和比较低的生物毒性,这使得它有望成为新一代基于表面等离子体Fano共振的生物传感器和分子探测器。     

HTS双饼线圈的加工工艺及实验研究

详细介绍了高温超导双饼线圈的加工工艺和流程,针对绕制时带材弯曲形变使临界电流退化的技术难点,重点阐述了其解决方法。在液氮温度、自场环境下对采用该加工工艺制作的YBCO双饼线圈及Bi2223/Ag双饼线圈进行低温实验,测试其V-I特性曲线。实验结果表明:该工艺制作的双饼线圈性能良好,工艺安全可靠,是合适的。同时,实验测量数据也为线圈在磁体中的进一步应用提供了可靠依据。     

以微孔β沸石为硅铝源合成强酸性介孔分子筛

以微孔β沸石为硅铝源,通过碱处理和以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,合成了具有较强酸性的六方结构介孔分子筛材料B-MCM-41,并采用XRD、N₂吸附脱附、FT-IR、²7Al MAS NMR、HRTEM和水热处理等手段对其进行了结构表征,采用NH₃-TPD对其进行了酸性表征。实验结果表明,B-MCM-41具有明显强于常规介孔分子筛的酸性,且在C⁺₁0混合芳烃加氢脱烷基化反应中表现出了良好的催化性能。这主要是由于碱溶液将β沸石降解为沸石结构单元,在表面活性剂作用下五元环次级结构单元被引入了介孔铝硅酸盐B-MCM-41的结构。     

毛细管离子色谱法同时测定饮用水中痕量碘离子、硫氰酸根和草甘膦

建立了一种采用毛细管离子色谱法同时测定饮用水中痕量碘离子(I-),硫氰酸跟(SCN-)和草甘膦(Glyphosate)的方法。样品经过0.22 mm滤膜过滤后,直接进样5 mL,采用IonPac AS19(250 mm×0.4 mm)毛细管色谱柱分离,KOH梯度淋洗,流速10 mL/min,抑制电导检测,外标法定量。以信噪比S/N=3计算检出限,I-,SCN-和草甘膦的检出限分别为0.3,0.2和0.2 mg/L,线性范围2.0~100 mg/L,相关系数分别为0.9997,0.9998和0.9998,加标回收率为86.0%~100.6%。本方法应用于饮用水中痕量I-,SCN-和草甘膦的测定,结果令人满意。     

费托反应本征动力学中合成气分压对反应速率的影响

利用高通量动力学反应器测量了本征条件下钴基费托催化剂上反应物消耗速率rCO和产物生成速率rCH4随固定床床层的分布,并考察了它们在不同入口分压(p0CO,p0H2)条件下的变化.结果表明,入口氢碳比(H/C)0=p0H2/p0CO为影响速率的敏感外部变量,反应速率随(H/C)0的增加而加快;而合成气总压p0H2+CO则...     

聚邻氨基苯甲酸-铜复合薄膜修饰电极的制备及其电化学性能

利用聚合物官能团对金属离子的配位作用,在电极表面原位制备了金属粒子。 首先在玻碳电极（GCE）表面电沉积聚邻氨基苯甲酸(PoABA),再化学吸附铜离子(Cu2+),用水合肼还原得到单质铜(Cu0)。 采用扫描电子显微镜和能谱分析表征了聚邻氨基苯甲酸 铜(PoABA-Cu0)复合薄膜的表面形貌和元素构成,研究了PoABA-Cu0修饰电极的电化学性能,并以其检测了过氧化氢（H2O2）。 结果表明,电极表面被修饰上了一层PoABA-Cu0复合薄膜;制备的修饰电极对H2O2具有良好的电催化性能,在邻氨基苯甲酸的聚合圈数为10、Cu2+的吸附时间为10 min、工作电压为-0.3 V时,该修饰电极对H2O2表现出了最佳的检测性能,其线性浓度范围为5.0×10-5～1.0×10-2 mol/L,灵敏度为96.3 μA·L/(mmol·cm),检测限为5.0×10-5 mol/L,且具有较好的稳定性。     

SSZ-33分子筛的合成、表征及其对汽车尾气中碳氢化合物的捕集性能

采用碘化N,N,N-三甲基-8-氨基-三环[5.2.1.02.6]癸烷为结构导向剂, 通过过程控制方法, 经3-4 d成功合成了高性价比的B-SSZ-33分子筛. 以B-SSZ-33为母体, 经过Al(NO3)3溶液后处理制得了Al-SSZ-33分子筛. 采用X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱, 扫描电子显微镜(SEM), 热重(TG)分析, 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES), N2吸附/脱附, 27Al核磁共振(27Al NMR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对合成的B-SSZ-33、Al-SSZ-33样品进行了物理化学性能表征. 并以甲苯作为汽车尾气中碳氢化合物的探针分子, 通过甲苯程序升温脱附测试来考察样品的碳氢捕集性能. 结果表明: 后处理过程中Al同晶取代B, 从而制得了含骨架Al的Al-SSZ-33; 在甲苯的程序升温脱附测试中, 由于Al-SSZ-33相对于B-SSZ-33具有较强的酸性位, 且表面孔口由于骨架外硅铝物种的修饰, 限制了甲苯的扩散, 致使脱附速率最大时的温度(Tmax)和脱附最终的温度(Tend)均升高, 从而形成了新型汽车尾气捕集催化剂的雏形.     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定食品中五种黄色化工染料

采用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)建立了食品中非法添加的碱性橙、碱性嫩黄、酸性橙I、酸性橙II和酸性黄36这5种黄色工业染料的定量定性分析方法。使用Agilent ODS C18分离柱(50 mm×2.0 mm, 1.8 μm),以5 mmol/L乙酸铵水溶液(0.1%甲酸)-乙腈(3:2, v/v)为流动相,流速为0.3 mL/min。采用电喷雾离子化源,以多反应监测(MRM)方式分别在正、负离子模式下进行检测。在最佳检测条件下,得到了较宽的线性范围和较低的定量检出限。碱性橙和碱性嫩黄的线性范围均为5.0～80.0 mg/L;酸性橙I、酸性橙II及酸性黄36的线性范围均为10.0～160.0 μg/L。食品中碱性橙、碱性嫩黄、酸性橙I、酸性橙II及酸性黄36的定量限分别为20、20、40、40、40 ng/g。该方法重现性较好,保留时间和峰面积的相对标准偏差分别不大于0.50%和2.14%。本研究还测定了鸡肉、豆制品和黄鱼中添加的5种化工染料,回收率在79.8%~95.2%之间,结果令人满意。     

新型含缩氨基硫脲结构的喹唑啉衍生物的合成及体外抗癌活性

以4,5-二甲氧基-2-氨基苯甲酸和醋酸甲脒为原料,经环化、氯化、胺化和缩合反应,合成了15个新的喹唑啉哌嗪缩氨基硫脲衍生物,其结构经1H NMR,13C NMR,HRMS及元素分析确认.采用MTT法测试了化合物6a~6o对表皮生长因子受体(EGFR)过度表达的人乳腺癌MCF-7、人肺癌A549和人前列腺癌PC3的体外抗癌活性.结果表明,部分化合物表现出较强的抗癌活性,其中,化合物6a和6o对3种癌细胞的抗癌活性优于对照药拉帕替尼(Lapatinib),略低于对照药阿霉素(ADM).化合物6a和6o对MCF-7的IC50值分别为6.97和6.99μmol/L,对A549的IC50值分别为5.15和3.11μmol/L,而对PC3的IC50值分别为2.30和1.42μmol/L.本文还初步探讨了化合物结构与抗癌活性之间的关系.