微液滴动力学特性的耗散粒子动力学模拟

对传统的耗散粒子动力学方法进行了改进.改进的耗散粒子动力学方法采用了包含远程吸引力和近距排斥力的保守力势函数,从而使得用耗散粒子动力学方法模拟多相流动成为可能.应用改进的耗散粒子动力学方法,对微尺度下液滴的形成及液滴在微重力下的大幅度振荡变形进行了数值模拟.计算结果表明,改进的耗散粒子动力学(DPD)方法能够有效地描述微尺度下液滴的动力学特性,对研究复杂流体多相流动有着重要的意义. 关键词： 多相流 微液滴 耗散粒子动力学(DPD)方法 保守力势函数     

采用多相场法研究三维层片共晶生长的厚度效应

采用Kim,Kim,Suzuki和Ode提出的KKSO多相场模型,研究了固定层片间距不同层片厚度条件下三维过共晶层片生长形态的演化行为.研究表明,层片厚度对层片生长过程有较大影响.当层片厚度较小时,厚度效应较弱,类似于二维生长.随着层片厚度的增加,厚度效应逐渐增强并开始产生厚度方向的振荡失稳,造成层片取向的偏转.层片厚度的进一步增加,使层片宽度方向和层片厚度方向的振荡交替出现.当层片厚度大于层片宽度时,厚度效应逐渐强于宽度效应,最终宽度方向的振荡被抑制,仅在厚度方向形成类似于二维的1λ振荡. 关键词： 数值模拟 多相场 三维层片生长 层片厚度     

磷酸氢二钾催化多组分一锅法反应合成1,4-二氢吡喃并[2,3-c]吡唑衍生物

绿色、简便、高效的催化四组分反应合成吡喃并[2,3-c]吡唑类杂环化合物是当今有机化学领域的研究热点。 本文发展了在水与聚乙二醇(PEG-200)的混合液中,廉价易得的磷酸氢二钾(K₂HPO₄·3H₂O)催化乙酰乙酸乙酯、水合肼、芳香醛和丙二腈的多组分“一锅法”反应,合成一系列1,4-二氢吡喃并[2,3-c]吡唑-5-腈衍生物,产率为88%~98%。 该方法避免了使用复杂昂贵的催化剂和繁琐的纯化过程。     

窗口声阻抗对锆相变动力学的影响

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和LiF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒子速度约301.9 m/s,特征速度对应的压力从约9.14 GPa下降到8.27 GPa.相变对应的速度特征拐点是与多种因素相关的实验信息,因此它对应的压力并不是材料属性参数相变压力.结合基于热力学Helmholtz自由能的多相状态方程和非平衡相变动力学方程开展了锆的相变动力学数值模拟研究,相变弛豫时间为30 ns,计算结果与三种情况的实验结果符合良好,可以较好地模拟斜波压缩下锆的弹塑性转变、相变等物理过程.在压力-比容和温度-压力热力学平面,相变前锆的准等熵线与冲击绝热线差异很小,相变后准等熵线都位于冲击绝热线下方,随着压力的增加准等熵线和冲击绝线偏差越来越大,温度-压力平面中在20 GPa时相差约100 K.相变开始后,由于相变引起比容的间断,导致锆的拉氏声速迅速下降约7%,相变完成后拉氏声速恢复到体波声速.     

核壳Fenton催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu的制备、表征及其活化H_2O_2降解染料的性能

为得到新型高效多相催化剂,有效去除废水中的染料,以Cu(Ac)_2与CuFe_2O_4@PDA为原料制备了催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu.通过IR、XRD、XPS、UV-Vis、DRS技术对催化剂的性能进行了表征,考察了温度、H_2O_2用量、催化剂用量、pH值、盐等对催化活性的影响.利用HPLC测定降解产物,采用自由基捕获和抑制实验进行机理验证,发现催化剂是核壳结构.温度升高、pH值升高、H_2O_2和催化剂用量的增加均有利于提高催化活性;氯化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐不影响催化效果,溴化物和亚硝酸盐降低了催化效果.得到的最优降解条件为:T=30℃,催化剂用量10mg·L~(-1),pH=9,过氧化氢用量10mmol·L~(-1),染料浓度30mg·L~(-1).最优条件下催化剂可循环使用4次以上;甲基橙、茜素红和罗丹明B的去除率为100%;染料R0213、O0118和B0115的去除率大于60%.降解产物有草酸、马来酸和CO_2.甲基橙、茜素红和罗丹明B降解后COD_(Mn)=2~4mg·L~(-1).水杨酸捕获·OH生成2.5-二羟基苯甲酸,叔丁醇抑制染料降解.结果表明,催化剂可活化H_2O_2产生·OH,·OH攻击染料分子开环降解直至矿化.该研究为开发高效多相催化剂,有效去除废水中的染料提供了科学依据.     

对甲基苯磺酸亚铈催化一锅法合成取代2,3-二氢-4(1H)-喹唑啉酮

以对甲基苯磺酸亚铈为催化剂,靛红酸酐、醛和铵盐或伯胺为原料,在乙醇水溶液中三组分一锅法合成了一系列单取代和双取代2,3-二氢-4(1H)-喹唑啉酮衍生物。考察了溶剂条件及催化剂用量对产率的影响。经催化剂循环研究,催化活性无明显变化。产物的结构通过熔点、IR、1H NMR、13C NMR、质谱和元素分析进行测定和结构表征。     

Preparation and Structural Defects of Al2-xZrx＋yTi1-yO5 and Al4.54Si1.46O9.73 Multiphase Material

In the study, sludge from the aluminum profile factory and kaolin were used as the raw materials. Through adding ZrO2 mineralizer in different contents, Al2-xZrx+yTi1-yO5 and Al4.54Si1.46O9.73 solid solution multiphase material was prepared to effectively inhibit the decomposition of aluminum titanate solid solution and optimize high temperature property of the multiphase material. With XRD and SEM means, crystalline structure and microstructure of each sample were characterized, and properties of each sample were tested. According to experimental results, the optimal addition amount of ZrO2 mineralizer was determined to be 1.5%. Correspondingly, contents for aluminum titanate solid solution, mullite solid solution and α-Al2O3 were 70.3%, 26.8% and 2.9% respectively, bulk density was 3.20 g/cm3, degree of porosity was 5.57%, water absorption rate was 1.74%, and the once thermal shock rupture strength retention rate was 90.52%.     

Ⅰ型拉伸试样金属注射成形多相流动的三维数值模拟

将粉末注射成形充模过程视为粘结剂、粉末和空气的三相流动过程,基于多相流理论给出金属注射成形的多相流动控制方程。根据金属注射成形的工艺特点确定多相流动控制方程的初边界条件,用多相流数值分析软件CFX对Ⅰ型拉伸试样的铁粉注射成形充模流动过程实现了三维数值模拟,分析了模腔中不同位置处粘结剂一粉末流动的速度曲线。数值模拟结果表明在Ⅰ型拉伸试样金属注射成形充模流动过程中发生过两相分离的现象,数值模拟的瞬态信息可用于金属注射成形产品缺陷的分析与控制。     

“水上”(“on water”)有机反应

"水上"有机反应的发展是水相绿色合成反应研究领域中的一个突破。体系的非均相性质是"水上"反应的基本特征。水不仅是重要的绿色反应介质,在大多数"水上"有机反应中都能观察到水对反应的速度和选择性有明显的提升作用。采用"水上"反应的条件,可以使反应的规模扩大,有利于产物的分离、纯化。本文以反应的类型分类综述了近年来有关"水上"有机反应研究的进展,以及在绿色有机合成中的应用。     

三组分一锅法合成新型三唑及双三唑类化合物

以氰化亚铜作为催化剂,以乙酰氧基丙烯酸酯衍生物、叠氮化钠和取代的芳炔为原料,在水中一锅法合成新型1,4-二取代-1,2,3-三唑和双三唑化合物,该方法具有操作简单、不需要碱和收率高的优点.