预混火焰在封闭狭缝内传播动力学研究

本文构建了一个封闭圆盘狭缝空间的一维平面火焰动力学模型,研究了存在壁面热损失条件下可燃混合物在封闭的圆盘狭缝定容装置内火焰的传播特性。模型预测结果与实验结果定性地吻合。模型表明显示,壁面散热降低火焰传播速度的机制在于其使高温已燃气体向低温未燃气体方向的膨胀能力减小,导致火焰前锋的当地流场速度降低,而且同时降低了火焰温度和燃烧反应速率。因此增大初始压力或掺氢气等低活化能的反应物能够有效降低壁面散热的不利影响。该计算模型能够丰富微小尺度封闭空间内火焰传播相关理论,并提供在微小封闭空间内提高火焰传播速度和燃烧效率的理论依据和调控手段。     

费托合成 Fe基催化剂中铁物相与活性的关系

 采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备了微球形 Fe 基催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射和穆斯堡尔谱等手段, 考察了催化剂在不同还原条件下铁物相的转变, 并在浆态床反应器中评价了催化剂的费-托合成 (FTS) 反应性能. 结果表明, Fe 基催化剂在合成气气氛下首先从α-Fe2O3 转变为 Fe3O4, 然后转变为铁碳化物 (FexC); 还原压力的增大有利于 α-Fe2O3 向 Fe3O4 的转变, 而抑制 Fe3O4 向 FexC 的转变; 还原空速的增加则促进 Fe3O4 转变为 FexC. 催化剂的 FTS 反应活性随着催化剂中 Fe3O4 含量的增加而逐渐下降, 而随着 FexC 含量的增加而逐渐上升.     

镍基催化剂：制备及水相催化糠醛加氢脱氧反应性能

以SiO₂-Al₂O₃、γ-Al₂O₃为载体采用浸渍法制备了不同负载量的镍基催化剂,以XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD与低温N₂吸附等技术对催化剂特性进行了表征,并进行了水相催化糠醛加氢脱氧实验研究以制备以C₅为主要成分的生物汽油。重点考察了催化剂的镍负载量、载体种类及反应温度对糠醛转化率、目标产物C₅选择性的影响,并对催化剂的重复利用性能和糠醛水相加氢脱氧反应机理进行了探讨。结果表明,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化性能明显优于Ni/γ-Al₂O₃。在140 ℃、氢冷压3.0 MPa的优化反应条件下,14wt% Ni/SiO₂-Al₂O₃催化糠醛反应的转化率为63%,C₅选择性高达93%。升高反应温度可以提高糠醛的转化率,但反应产物的选择性降低。催化剂在第3次重复使用时糠醛的转化率明显降低,催化剂表面有明显的残留有机聚合物和积碳,达到25wt%左右。     

多孔介质中气体水合物降压分解的分形理论研究

通过将水合物的分解过程看作是无固态产物层生成的气固反应过程, 结合粒径缩小的收缩核反应模型和分形理论, 建立了多孔介质中水合物降压分解的分数维动力学模型, 提出了基于水合物分解实验数据计算多孔介质分形维数的方法. 分别利用前人的甲烷水合物和CO2水合物降压分解实验数据, 对上述分数维动力学模型进行了验证. 计算结果表明, 用提出的方法所计算得到的多孔介质分形维数与前人的测定结果基本符合; 对甲烷水合物和CO2水合物的降压分解过程, 提出的分数维动力学分解模型得出了和实验结果基本一致的预测, 绝对平均误差(AAD)小于10%.     

过氧化氢水溶液作用下甲烷水合物分解特性的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢水(HP)溶液作用下结构I型(SI)甲烷水合物晶体分解特性. 系统分析甲烷水合物在过氧化氢水溶液作用下由晶态向液态转变过程的机理, 对比相同摩尔浓度乙二醇(EG)溶液作用下甲烷水合物分解变化规律, 得出HP与水合物热力学抑制剂EG一样对甲烷水合物分解具有促进作用, 为HP溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考.     

碱助剂促进Ni基催化剂氢解山梨醇制备二元醇

采用逐步湿浸渍的方法制备了一系列含有不同载体和碱促进剂的Ni基催化剂用于生物质基平台化合物山梨醇的氢解反应. 通过反应对载体和碱促进剂进行了筛选和组分含量的优化,碱性促进剂的引入不仅增强了催化剂的碱性,而且通过Ni²⁺和碱促进剂的强相互作用提高了Ni在催化剂上的分散性;10%Ni/10%La₂O₃/ZrO₂表现出了非常高的氢解活性和较好的二元醇(乙二醇和1,2丙二醇)选择性,金属Ni和碱促进剂La₂O₃之间的协同作用机理对于山梨醇选择性氢解制备二元醇影响显著. 在优化的反应条件下,山梨醇达到100%的转化并且有超过48%的二元醇产率. 研究中对催化剂进行了XRD、BET、H₂-TPR和CO₂-TPD表征,用于分析催化剂结构性能. 通过对山梨醇氢解以及中间产物动力学曲线的研究,得出多元醇氢解活性与所含羟基数正相关,产物的最终分布是氢解动力学平衡的最终结果.     

碘化钾对两步法制备钙钛矿薄膜及其电池性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因具有光电转化效率高和制备成本低廉等优点而备受关注。钙钛矿薄膜中的缺陷是限制钙钛矿电池性能进一步提升的重要因素,而缺陷调控又依赖于薄膜制备方法的发展和进步。两步法是制备钙钛矿薄膜和电池的主要方法之一,但目前对在两步法前驱液中引入添加剂如何影响钙钛矿薄膜结晶过程和缺陷密度的认识不足。本工作致力于利用光谱、X射线衍射、扫描电镜和电学测试等技术手段研究在两步法的铅盐溶液中引入碘化钾(KI)对卤化铅溶液、钙钛矿转化、缺陷密度和电池性能的影响。实验结果表明,适量KI的引入有利于高碘配位数铅碘配合物的生成,促进卤化铅向钙钛矿相的室温转化,并有效降低钙钛矿薄膜中的缺陷密度,钙钛矿电池的光电转化效率从无KI时的17.49%提高到19.17%。本工作的研究结果不仅有助于加深对两步法制备钙钛矿过程中结晶规律的理解,而且有助于进一步推动钙钛矿薄膜质量和器件性能的提升。     

气泡成核过程的格子Boltzmann方法模拟

利用精确差分格子Boltzmann模型探讨水在特定温度下的亚稳态及不稳定平衡态, 获得等温相变过程中形成气泡和液滴的条件, 模型预测结果与理论解符合良好. 在该等温模型的基础上耦合能量方程, 通过调节流体-壁面相互作用力获得不同的气泡与固壁间接触角, 从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型. 利用该新模型模拟不同流体-壁面相互作用力下凹坑气泡成核过程, 再现了气泡成核过程中的三阶段特性; 探讨了接触角、曲率半径及气泡体积随气泡成核过程的变化关系, 获得了与文献结果定性符合的曲率-气泡体积关系曲线. 关键词： 格子Boltzmann方法 气泡成核过程 气液相变 接触角     

Characterization and storage stability analysis of bio-oil

对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化.通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙酮、乙酸、糠醛等主要组分的含量明显下降,而2-甲氧基苯酚、4-甲基-2-甲氧基-苯酚、4-甲基-苯酚的含量有所上升.核磁共振的碳谱分析表明,经过储存后生物油中甲氧基碳和双氧-烷基碳的含量降低,而芳基碳和不饱和碳的含量增大,生物油的芳香度有所提高.     

Synthesis of biodiesel by transition metal doped Fe/Zn double metal cyanide complex catalysts

研究了掺杂过渡金属盐(La、Ce、Zr、Mn)对亚铁锌双金属氰化物(DMC)固体酸催化剂合成生物柴油的影响,并采用XRD、FT-IR、ICP、BET等方法对其进行结构和性能表征.结果表明,1％的镧、铈、锆、锰金属盐对催化剂的活性都有提高,其中,添加1％镧的DMC催化剂活性最高,在醇油摩尔比16∶1,反应温度160℃,催化剂加入量2％条件下,反应7h,脂肪酸甲酯收率达到99.3％.过渡金属盐引入对催化剂的组成没有影响,但使得催化剂更加分散,颗粒粒径更小,比表面积变大,有利于催化剂和反应物的接触,从而提高了催化剂活性.