5-氮杂吲哚的合成工艺研究

本文以3-甲基-4-硝基氮氧化吡啶为起始原料,经两步反应合成5-氮杂吲哚。通过单因素实验法研究了温度、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基甲酰胺二甲缩醛(DMA)、铁粉等因素对反应的影响。较佳工艺条件下,产品按3-甲基-4-硝基吡啶氮氧化物计总收率为88.57%,较文献[1,2]提高了6%。通过熔点测定、1H NMR对最终产物进行了结构表征。此工艺的优点在于操作简单,反应时间短,成本低,收率高,适合于工业化生产。     

氮硫共掺杂TiO_2的光电荷分离效应及其光催化性能研究

以硫脲为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了氮硫共掺杂TiO2(N,S-TiO2)。用比表面孔隙仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的光催化剂进行了表征,用表面光电压仪(SPS)和捕获剂研究了光催化剂的光生电荷分离效应。以甲基橙为模拟污染物,在模拟自然光照射下考察了样品的光催化性能。结果表明:硫脲/Ti的摩尔比为30%所制备氮硫共掺杂TiO2具有较高的光催化活性,光催化活性是纯TiO2的5倍。氮硫共掺杂使TiO2具有更高的比表面和光生电荷分离效应,从而有利于提高光催化活性。     

元素分析仪测定土壤、沉积物样品碳氮含量的影响因素及数据校正

使用元素分析仪进行土壤、沉积物样品碳、氮含量检测时,样品前处理过程(烘干和酸化)、包样质量以及参考标准品等因素均会对检测结果造成影响.试验结果表明:酸化导致氮百分质量的测定结果降低2.6%~40.0%,碳百分质量的测定受包样质量的影响较大,使用的校正标准与被测样品越相似,校正结果越准确.     

开区注氮采空区自燃温度场的数值模拟研究

为了研究开区注氮采空区遗煤自燃和被抑制的力学过程，用非均质多孔介质中的渗流连续性方程、气体弥散方程和综合传热方程的联立，建立了采空区注氮非定常数值模型．结合实例，用迎风格式有限元方法求解．给出了采空区的漏风流态、氮气流态，描绘了采空区自燃过程中氧、CO浓度和温度分布的变化过程．计算考虑了瓦斯涌出和工作面推进的影响．得到注氮条件下采空区高温区形状变窄；随着注氮量的提高，使自然发火期逐渐变长，直至不自燃．理论计算与实际情况吻合．     

A REVIEW OF POLAR STRATOSPHERIC CLOUD FORMATION

Liquid and solid particles in polar stratospheric clouds （PSCs） have been known to play a crucial role in the chemical loss of stratospheric ozone over the Antarctic and Arctic regions in late winter and early spring. The stratospheric aerosol and cloud particles provide the sites where fast heterogeneous chemical reactions convert inactive halogen reservoir species into potential ozone destroying radicals. The sedimentation of nitric acid-containing PSC particles irreversibly removes HNO3 gas （denitrification） from the lower stratosphere, which slows the return of chlorine to its inactive forms, resulting in more severe stratospheric ozone destruction. Although these clouds have been investigated extensively during the past decade using in situ field observation, laboratory experiment and modeling studies, the detailed microphysics processes under cold stratospheric conditions are still uncertain. This paper reviews the recent advances in our understanding of PSCs.     

碳钢表面碳—氮共渗层在高速干摩擦条件下的摩擦学性能研究

对 2 0 # 钢试样进行碳 -氮共渗热处理 ,考察了共渗层在高速干摩擦条件下的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其磨损表面形貌和元素化学状态进行了分析 .结果表明 :随着滑动速度的增加 ,2 0 # 钢表面碳 -氮共渗层的磨损率逐渐降低 ,当滑动速度达到 35m/s左右时 ,磨损率显著增大 .扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析结果表明 ,高速轻载干摩擦条件下 2 0 # 钢表面碳 -氮共渗层的摩擦学性能同磨损表面氧化物的形成和剥落密切相关 ,而磨损率的显著增加是由于磨损表面氧化物类型发生从Fe2 O3 到FeO的转变所致 .     

一种利用天然气压力能结合氮膨胀制冷的新型小型液化流程

高压天然气进入城市管网前必须在门站减压,一般是通过节流阀完成,造成能量的极大浪费。考虑利用天然气压力,提出一套结合氮膨胀的新型液化流程。使用HYSYS软件对流程进行设计和模拟,通过氮膨胀制冷工艺调节,获得较低的制冷温度,避免了BOG气体的产生。选取流程中的关键参数,并以比功耗为目标函数对流程进行优化。同时展示了文献中其它三种流程(NEC-Propane,SMR,C3MR)的优化结果,为更客观比较四种流程,以比功耗和效率为指标,将其它三种流程对应的参数应用到本文提出的新型氮膨胀流程中并进行对比。针对天然气组分、天然气制冷负荷这两种工况的变化,提出不同的控制策略,在策略指导下流程较高的效率表明对工况的变化有较好的适应性。     

Al,Fe, Mg掺杂Li2MnSiO4的电子结构和电化学性能的第一性原理研究

硅酸锰锂作为锂离子电池正极材料因具有高的理论电容量而一直备受关注, 但其较低的导电率和较差的循环性能阻碍了进一步的发展. 采用第一性原理广义梯度近似GGA+U的方法, 研究了Al, Fe, Mg掺杂Li₂MnSiO₄的电子结构、 脱嵌锂电压和导电性. 研究发现, Al 掺杂的Li₂Mn_0.5Al_0.5SiO₄结构中载流子的数目增加, 电子自旋向上和向下的态密度均穿过费米能级, 呈现金属特性, 提高了体系的导电率. 脱锂Li_xMnSiO₄ (x=1, 0)结构中, 通过计算一次脱锂相结构的形成能得到Al掺杂的一次脱锂结构最稳定, 并且Al掺杂的脱锂相结构体积变化小, 有利于材料循环性能的提高, 同时第一个锂离子脱嵌电压与未掺杂时(4.2 V)相比降低到2.7 V. Fe掺杂降低了Li₂MnSiO₄的带隙, 第一个锂离子脱嵌电压降低到3.7 V. 研究表明, Al的掺杂效果优于Fe和Mg, 更利于硅酸锰锂电化学性质的提高.     

N,Fe, La三掺杂锐钛矿型TiO2能带调节的理论与实验研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法(PWPP), 利用Material studio 计算N, Fe, La三种元素掺杂引起的锐钛矿TiO₂晶体结构、能带结构和态密度变化. 并通过溶胶-凝胶法制得锐钛矿型本征TiO₂, N, Fe共掺杂TiO₂和N, Fe, La共掺杂TiO₂; 用X射线衍射和扫描电镜表征结构; 紫外-可见分光光度计检测TiO₂对甲基橙的降解效率变化. 计算结果表明, 由于N, Fe, La三掺杂TiO₂的晶格体积、键长等发生变化, 导致晶体对称性下降, 光生电子-空穴对有效分离, 同时在导带底和价带顶形成杂质能级, TiO₂禁带宽度由1.78 eV变为1.35 eV, 减小25%, 光吸收带边红移, 态密度数增加, 电子跃迁概率提升, 光催化能力增加. 实验结果表明: 离子掺杂使颗粒变小, 粒径大小: 本征TiO₂>N/Fe_TiO₂>N/Fe/La_TiO₂, 并测得N/Fe/La_TiO₂发光峰425 nm, 能隙减小, 光催化能力比N/Fe_TiO₂强, 增强原因是杂质能级和电子态数量增加引起.     

B,P掺杂β-Si3N4的电子结构和光学性质研究

运用第一性原理方法, 计算了B, P两种元素单掺杂和共掺杂的β -Si₃N₄材料的电子结构和光学性质. 结果表明: B掺杂体系的稳定性更高, 而P掺杂体系的离子性更强; 单掺和共掺杂均窄化带隙, 且共掺在禁带中引入深能级, 使局域态增强; 单掺杂体系介电函数虚部、吸收谱和能量损失谱各峰均发生红移、幅值减小, 而共掺后介电函数虚部主峰出现蓝移、能量损失峰展宽、高能区电子跃迁大大增强, 且控制共掺杂的B, P比例可获得较低的带电缺陷浓度.