Secondary-flow-aided single-train elastic-inertial focusing in low elasticity viscoelastic fluids

Elastic-inertial focusing has attracted increasing interest in recent years due to the three-dimensional (3D) single-train focusing ability it offers. However, multi-train focusing, instead of single-train focusing, was observed in viscoelastic fluids with low elasticity as a result of the competition between inertia effect and viscoelasticity effect. To address this issue, we employed the secondary flow to facilitate single-train elastic-inertial focusing in low elasticity viscoelastic fluids. A three-section contraction-expansion channel was designed to induce the secondary flow to pinch the multiplex focusing trains into a single one exactly at the channel centerline. After demonstrating the focusing process and mechanism in our device, we systematically explored and discussed the effects of particle diameter, operational flow rate, polymer concentration, and channel dimension on particle focusing performances. Our device enables single-train focusing of particles in viscoelastic fluids with low elasticity, and offers advantages of planar single-layer structure, and sheathless, external-field free operation.     

金属氧化物催化剂上合成气转化中羧酸盐物种促进芳烃的生成

芳烃是重要的化工原料,目前主要通过石油催化裂化和催化重整制得.随着石油资源的消耗以及芳烃的需求日益增长,开发非石油路线制备芳烃势在必行.因此,从煤、天然气和生物质出发,经合成气一步制芳烃(STA)广受关注.将合成气制甲醇的金属催化剂和甲醇制芳烃的分子筛催化剂复合,可以制备双功能催化剂,用于合成气反应可高选择性得到芳烃.然而,关于此过程中芳烃的生成机理仍有争论.目前人们认为,生成芳烃的中间体主要分甲醇和其他含氧物种(乙烯酮,醛类)两种.本文以ZnCrAlOx和H-ZSM-5为模型催化剂,进行合成气制芳烃、甲醇制芳烃和丙烯制芳烃反应,确定了传统的甲醇制芳烃路径不是合成气制芳烃中的主要途径,并通过原位傅里叶变换红外光谱和气相色质谱解释了STA反应中两种活性组分距离越近,芳烃选择性越高的原因,从而提出了在合成气制芳烃过程中芳烃的生成机理.通过比较双功能催化剂上合成气、甲醇以及丙烯的反应性能发现,在甲醇和丙烯转化时,其芳烃选择性远小于合成气转化时的,由此可认为,在合成气制芳烃的路径主要不经由传统的甲醇制芳烃,而是通过烯烃聚合脱氢生成芳烃.红外表征和共进料实验表明,合成气可以在金属催化剂表面生成甲酸盐物种,它可与烯烃反应生成羧酸盐物种,再迁移到分子筛上反应生成芳烃,且羧酸盐物种在分子筛上的芳构化能力要高于丙烯;即使在氢气氛围下,当丙烯的芳构化能力受到氢气极大抑制时,羧酸盐物种仍能高选择性生成芳烃.本文制备了一系列金属催化剂和分子筛物理接近距离不同的双功能催化剂,研究了合成气在双功能催化剂上制芳烃时,金属催化剂和分子筛二者组分的距离对芳烃选择性的影响.随着二者接近距离的增加,芳烃选择性急剧增加;通过GC-MS分析合成气转化时的停留物种,发现随着二者接近距离的增加,羧酸盐物种和甲基环戊烯酮的量明显增加,因此,羧酸盐物种和甲基环戊烯酮物种在生成芳烃中起到了重要的作用.综上所述,我们提出了STA中一条新的芳烃生成路径,并证明了羧酸盐物种是其中重要的中间物种.它经由金属表面的甲酸盐物种和烯烃反应生成,随后迁移到分子筛上生成甲基环戊烯酮物种,再脱水生成芳烃.     

A copper-based coordination polymer formed through synergistic bridging of 1,2,4-triazole and acetate anions: synthesis,crystal structure and magnetic properties

Transition Metal Chemistry - A Cu(II) coordination polymer, [Cu2(pztrz)2(μ-CH3COO)(CH3COO)]·3H2O (1), derived from mono-substituted 1,2,4-triazole derivative 3-(pyrazinyl)-1,2,4-triazole...     

A novel 3D Tesla valve micromixer for efficient mixing and chitosan nanoparticle production

Current three-dimensional micromixers for continuous flow reactions and nanoparticle synthesis are complex in structure and difficult to fabricate. This paper investigates the design, fabrication, and characterization of a novel micromixer that uses a simple spatial Tesla valve design to achieve efficient mixing of multiple solutions. The flow characteristics and mixing efficiencies of our Tesla valve micromixer are investigated using a combination of numerical simulations and experiments. The results show that in a wide range of flow rates, viscoelastic solutions with different concentrations can be well mixed in our micromixer. Finally, experiments on the synthesis of chitosan nanoparticles are conducted to verify the practicability of our micromixer. Compared with nanoparticles prepared by conventional magnetic stirring, the size of nanoparticles prepared by micromixing is smaller and the distribution is more uniform. Therefore, our Tesla valve micromixer has significant advantages and implications for mixing chemical and biological reactions.     

Cyclized oligomer of tetracyanoquinodimethane-tetrathiafulvalene (TCNQ-TTF): a versatile macrocyclic molecule by DFT calculations

Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry - The combination of the electron donor and acceptor into a donor–acceptor system can transform the intermolecular charge transfer...     

任意挠曲输液管道瞬时变分原理

给出了弹性系统瞬时势能泛函的一般表达式，得到了其关于任意挠曲输液管道的具体表达式，根据瞬时最小势能原理建立了该结构的有限元动力方程，并首次推导出其离心力载荷公式，讨论了管道结构静平衡位置的发散流速的确定，最后，用简单的实验结果对理论分析作了验证。     

晶体位错尺寸效应的多尺度分析

本文采用准连续介质多尺度方法，分析了面心立方（fcc）晶体铝阶梯孪晶界在不同尺寸情况下（试件尺寸长高比从1：1到8：1）受剪切作用的晶界变形。了解在不同尺寸下，晶界结构位错的成核过程，得到了大试件比值与小试件比值下作用力与应变的关系曲线及不同试件尺寸下应变能的变化曲线。其中随着试件比值的增加，作用力在应变比较小的时候变化情况相似，但当应变达到3％以后，呈现出明显的不同；应变能随试件长高比的增大而减小，各个试件在各自不同的加载阶段，应变能变化趋势同作用力变化趋势相一致。本计算揭示了不同尺寸下阶梯孪晶界在剪切作用下的微观机理，证实其尺寸效应性质。     

疲劳可靠性二维概率MINER准则

给出在裂纹起始阶段疲劳损伤演化规律的四个基本假设，即单调增、无耦合、可分高、不相交，由损伤力学原理得到等幅加载下个体Ｄ－Ｓ＿ａ－Ｓ＿ｍ－Ｎ等损伤曲面，推导出二维个体Ｍｉｎｅｒ准则，进而建立了母体在变幅以及随机时间历程加载下的二维概率Ｍｉｎｅｒ准则（Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＭｉｎｅｒ’ｓＲｕｌｅ，即ＴＰＭＩＮＥＲ），并用测度论给予了证明．试验数据验证结果显示ＴＰＭＩＮＥＲ的预测值与试验值吻合良好，对工程结构疲劳可靠性分析有较好的应用价值．     

本征正交分解技术在屋盖风压场重建与预测中的应用

给出利用本征正交分解(POD)对屋盖风压场进行重建和预测的研究结果.对一个双坡屋盖用同步多点压力扫描系统进行了风洞试验,根据POD技术采用前若干阶本征模态重建屋盖风压场.采用两种方案预测未布置测压点位置的风压时间序列.第一种方案中利用插值技术获得没有测压点位置的本征模态值.第二种方案对参考屋盖和需预测的新屋盖分别进行试验,结合由参考屋盖试验萃取的本征模态和由新屋盖试验的风压数据计算的主坐标,预测出新屋盖未知区域的风压时间序列.文中对风压场重建和预测的效果作了分析,而且比较了根据测量的风压数据和预测的风压数据所计算的屋盖风致响应.     

砖砌烟囱爆破拆除倾倒过程的观测分析

本文通过对砖砌烟囱爆破拆除的实例分析得到,在砖砌烟囱的爆破拆除倾倒过程中,其倾倒支点是不断移动的,随着烟囱主体的不断下沉,相对于未垮部分的烟囱主体来说,该支点沿烟囱筒体不断向上移动。这表明,不能简单地按刚体模型描述砖砌烟囱的倾倒运动。