纳米流体传质扩散系数的测定

本文建立光学实验测试系统,测量了不同温度条件下罗丹明B在不同粒子体积份额的纳米流体(Cu-乙二醇和Cu-水)中的质扩散系数。实验结果表明;罗丹明B在纳米流体中的扩散系数大于其在基液中的扩散系数,且扩散系数随着粒子体积份额的增大而增大;当粒子体积份额一定时,扩散系数随着温度的升高而增大。     

亚硫酸盐氧化气液反应过程模型研究

亚硫酸盐氧化是湿法烟气脱硫的重要反应过程,本文建立了该反应过程的物理模型,包括氧的相间传质扩散、本征化学反应和亚硫酸根扩散这三个步骤,宏观反应速率由其中最慢的一个步骤来决定,反应分为不同的控制阶段。在双膜理论和质量守恒理论的基础上,建立了稳态单气泡吸收过程的数学模型。在动力学控制阶段,反应速率与气泡的半径呈0阶关系;在...     

可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性

金属表面粗糙结构及其润湿性对其露、霜、冰的相变及传质现象有重要影响.通过电火花微加工和化学氧化法,本文首先实现了铜片表面微米、纳米阵列结构的可控制备.针对条纹,方柱和四棱锥三种典型微米结构特征,对比研究了单级粗糙结构和二级复合结构超疏水表面的润湿性、结露、结霜、结冰及其融化过程.微纳复合结构可有效增强超疏水性,减少霜晶形核和生长速度,同时还能大幅度延缓结冰的时间,多次冷热循环处理后,表面仍能保持较好的防霜抗冰性能.通过经典形核理论,Brown凝并,一维传热及传质理论,综合分析了冰霜在这种表面的传质特性.     

逆流再生固定床离子交换与吸附过程传质区理论探讨

本文在固定床层的原有基本概念基础上,提出传质区饱和度的新概念。并通过四个基本假定建立起传质区流体动力学模型。经过数学推导,得出床层饱和度η_2与传质区饱和度η_(ts)之间的函数关系式,屏弃了所谓“容量比数”的概念。     

析气电极的传质过程研究

采用指示离子法研究了析气电极的传质过程。在Ｎｉ／ＫＯＨ体系中发现：ｌｇδ和ｌｇｉ的曲线斜率对于氢气泡为０．２８７，对于氧气泡则为０．５８３。用激光衍射法和激光多普勒法（ＬＤＡ）获得的气泡大小及气泡上升速度数据检测了析气电极传质过程的流体动力模型及渗透模型。结果表明，因析气效应产生的传质强化现象的机理一般不是单一的。     

加温加压条件下气液固三相鼓泡塔体积传质系数的测定

气液固三相鼓泡塔反应器被广泛地应用于化工、石油化工、煤化工、化工冶金、环境工程等领域,如石油馏分的加氢、煤的脱硫与脱氮、对二甲苯氧化、费托合成、甲醇合成、二甲醚合成以及含有机物废水的湿式氧化等工业过程[1.2].     

酸性条件下二氧化碳高效电还原策略（英文）

二氧化碳电还原技术可以将可再生电能与温室气体二氧化碳转化为高价值燃料和化学品.选择性、能量转化效率、碳利用效率和可持续性是评价二氧化碳电还原技术是否具有工业应用前景的主要指标.在碱性或中性电解液中进行二氧化碳电还原,由于部分二氧化碳在阴极转化为碳酸盐,导致碳利用效率降低.碱性电解液和中性电解液还分别存在电解液再生过程耗能巨大和溶液电阻较高等问题.这些因素导致使用碱性和中性电解液的二氧化碳电还原技术能量转化效率低下.最近,酸性条件下二氧化碳电还原技术有望提高碳利用效率和能量利用效率,成为研究热点.然而,在酸性条件下提升二氧化碳还原选择性具有挑战.前期研究已发展了多种策略以抑制酸性条件下的氢离子还原反应并促进二氧化碳还原反应,但研究者对于酸性条件下的阳离子效应以及局域pH效应等基础科学问题认识尚不一致.此外,气体扩散电极内的碳酸氢盐盐析问题仍限制着酸性条件下二氧化碳还原电解系统的可持续性.因此,亟需对促进酸性条件下二氧化碳电还原的不同策略及可能机制进行总结,并探讨进一步提升电解系统可持续性的潜在路径.本文首先概述了酸性条件下二氧化碳电还原技术的提出及发展历程,对比了碱性、中性和酸性电解液中...     

"反应环境磷酸化"加速g-C3N4/碳纸气-液-固三相界面光催化CO2还原

采用悬浮体系进行光催化CO2还原反应是将半导体光催化剂均匀分散到液相中,但液相中有限的CO2溶解度和扩散速率,极大限制了光催化还原CO2反应的活性和选择性.为了提高悬浮体系的CO2还原活性,研究人员进行了一系列研究,包括开发新材料、形貌调控、复合光催化剂和用CO2饱和溶液代替纯水等.但这些改进策略对CO2还原活性的提升是有限的,仍然难以达到实际应用的要求.近年来,关于催化剂的设计和制备方面取得较大进步,但仅有极少数的研究致力于构建有效的光催化体系.实际上,光催化体系的构建与催化剂的设计和制备同样重要,因为理想的光催化CO2还原体系会使CO2反应气体与光催化剂的相互作用最大化,从而提高CO2还原反应的效率.近年来,可以建立气-液-固三相接触界面的疏水基底材料被广泛研究并应用于许多领域,包括燃料电池、光催化、电催化和有机合成等.这种独特的界面体系可以使反应气体到达反应界面并吸附在催化剂表面,从而提高了许多涉及气体的多相反应的反应速率.在传统的固-液两相体系中,气体传输通常是限制反应速率的因素,疏水基底的引入则可以很好地解决这一问题.氮化碳(g-C3N4)作为一种聚合物半导体,具有可见光响应能力,并且光生电子具有足够的还原能力满足还原CO2的需求,这使得它逐渐成为光催化CO2还原领域的明星材料.本文把g-C3N4作为光催化剂负载到疏水基底表面,构建气-液-固三相光催化体系并用于研究光催化CO2还原反应活性.以三聚氰胺为前驱体,采用化学气相沉积法在亲、疏水碳纤维纸表面生长g-C3N4光催化剂来构建新型气-液-固三相光催化体系,该体系可以增强CO2的传输和吸附能力,并形成气-液-固(CO2-H2O-光催化剂)三相反应界面,使得光催化CO2还原反应的活性和选择性显著提高.借助于疏水表面,气态物质可以连续不断地输送到光催化剂表面,而不仅依赖于溶解在液相中的微量CO2气体.因此,催化剂表面可以保持有较高的CO2和较低的H+浓度,在抑制析氢反应的同时增强CO2还原反应.研究结果表明,与亲水样品相比,疏水样品的CO2还原效率显著提高并明显抑制了析氢反应,其光催化CO2还原反应的选择性达到78.6％.另外,氧化半反应通常是光催化CO2还原反应的限制因素,会导致光生空穴的大量聚集,阻碍光生载流子的分离与传递,进而影响整体的光催化转化率.研究结果表明,使用磷酸盐溶液代替纯水进行光催化CO2还原反应性能,可以大幅提高气-液-固三相体系的光催化活性,其总体光催化CO2还原速率达到了1175.5 μmol h-1 m-2,是纯水环境下的8.8倍,CO2还原选择性为93.8％.光催化剂表面的光生空穴可以直接与溶液中的磷酸根离子发生反应,使磷酸盐反应生成过磷酸盐,以代替较难发生的产氧半反应.     

采用阴/阳极通流的热再生氨电池性能

构建采用阴/阳极通流的穿透电极型热再生氨电池(Thermally Regenerative Ammonia-based Battery,TRAB),并研究了电解液/氨流量比、氨浓度、电极孔隙和支持电解质浓度对电池性能的影响.结果 表明,电解液/氨流量比过低会导致氨渗透,恶化阴极性能,进而降低电池性能;通过增大流量比,可加强传质提升电池功率.一定流量比下,随氨浓度增加,电池性能逐渐提升,但过高浓度会引起氨渗透,恶化电池性能.电极孔隙密度越大,电极反应表面积越大,电池性能提升.随硫酸铵浓度增大,电解质电导率不断增大,电池性能逐渐提升,在高浓度(＞2 mol.L-1)下,浓度增大对电池性能提升不明显.