THEORY OF NONFLUIDIZED GAS SOLIDS FLOW AND ITS APPLICATION

A theory of nonfluidized gas-solids flow, which combines the theory of multiphase flow with the mechanics of particulate media, was proposed on the basis of understanding that the particles contact each other, solids and gas are in movement, and the drag force on the particles caused by interstitial gas flow is similar to gravity force having the property of mass force. Then this theory was verified by experiments on vertical and inclined moving beds, and was applied to calculation and design of equipment and devices with moving beds, such as pneumatic moving bed transport,dipleg, V-value, L-valve, orifice flow, and arching prevention. It can be used to guide the design and operation of moving beds and fixed beds.     

Pd掺杂的纳米晶α-Fe_2O_3基CO敏感元件

采用共沉淀法制备了掺杂 Pd和其它元素的纳米晶α-Fe2 O3 粉体 ,并制作了厚膜型 CO敏感元件 .用XRD、TEM和比表面积测定技术对合成的粉体进行了表征 ,考察了掺杂元素的种类和含量及焙烧温度对敏感元件的灵敏度的影响 .结果表明 ,掺杂 5% Sn4 和 1 % Pd2 ,在 4 50℃焙烧的α-Fe2 O3 对 CO的气敏性最佳 .     

窄禁带稀磁半导体二维电子气的磁阻振荡研究

通过改变温度和磁场方向对调制掺杂的n型Hg_0.82Cd_0.16Mn_0.02Te/Hg_0.3Cd_0.7Te第一类量子阱中磁性二维电子气磁阻拍频振荡进行了深入的研究，发现不仅温度的变化能够引起磁阻拍频节点位置的变化. 而且改变磁场方向，可以分别调整塞曼分裂和朗道分裂. 从对拍频的分析中，可以将依赖于磁场垂直方向的朗道能级分裂和依赖于整个磁场大小的塞曼分裂区分开来. 关键词： 磁性二维电子气 自旋分裂 塞曼分裂 拍频     

填充床中气体渗流与化学波耦合问题的研究

研究等温和显著气固反应条件下填充床内反应气体浓度(物质)波推进与混合气体渗流的相互作用,指出化学反应对流动的影响包括两个方面,反应过程中混合气体质量的变化和密度的变化。混合气体流动将反过来影响反应进程。分析表明,按耦合模型和非耦合模型得到的速度场完全不同;按耦合模型,反应气体的浓度(物质)波阵面的推进对混合气体的流场有显著影响,因此按耦合模型计算的混合气体流场强烈地依赖于时间;忽略化学反应引起的混合气体密度变化的耦合模型,将导致一个质量消失的汇(或质量生成的源),因此将引起混合气体渗流速度的明显变化,并可能导致物理上不合理的结果;按耦合模型和非耦合模型计算的浓度场也有很大差别;当反应气体与惰性气体摩尔质量相差较大时,不能忽略反应过程中混合气体密度的变化;研究表明对于显著气固反应不能忽略化学反应与气体渗流的相互作用。     

三维槽道两相流颗粒运动的大涡模拟

利用基于动态粘性亚网格模型的大涡模拟方法,分别模拟了Reτ=180的三维槽道湍流内的三种颗粒,以及Reτ分别为180和395时的塑料颗粒的运动状况。其中气相控制方程的求解采用分步投影方法,泊松方程采用基于FFT的快速求解,颗粒的拉氏控制方程采用二阶龙格-库塔积分．模拟统计得到了流体和颗粒的平均速度、脉动速度等,不同的颗粒在流场中(特别是近壁区)表现出来了不同的行为,并再现了颗粒在壁面附近局部富集的现象．随Reτ提高,颗粒各方向上的速度脉动都有所增强．     

氢键型水凝胶自修复行为的Monte Carlo模拟

基于氢键型自修复水凝胶的结构特征构建了其横截面的格气模型, 并利用Monte Carlo模拟方法对其自修复行为进行研究. 首先根据自修复过程中的比热峰值确定了氢键的临界联结分数, 然后重点考察了氢键强度、 合作效应以及平均断面间距对其自修复行为的影响. 在此基础上, 进一步研究了氢键型凝胶的动态修复过程, 讨论了相关因素对自修复时间等动态性质的影响. 结果表明, 氢键型凝胶的自修复在本质上归属于一级热力学相变, 且氢键强度是自修复过程中的最关键因素. 同时, 初始断面间距和格子间的合作效应也可显著影响凝胶的自修复行为.     

基于经典实验的教学改革模式探讨——以二元液系气液平衡相图实验的改进为例

从实验装置、实验体系、溶液配制、数据测量等方面针对经典的物理化学实验(二元液系气液平衡相图)进行了综合性探索。减少了实验试剂消耗,缩短了实验时间,改善了实验的操作性和重现性,同时消除了实验过程中的安全隐患。经过多年工科专业学生实验教学实践表明,这些改进措施提升了学生的低碳环保理念,改善了实验的过程体验,强化了经典实验的创新效果。在引导学生深刻理解气液相平衡基础理论的同时培养了学生的应用创新思维,获得了良好的实验教学效果。     

基于氧化石墨烯气凝胶固相萃取柱检测有机磷农药北大核心CSCD

以氧化石墨烯气凝胶三维纳米材料作为固相萃取的吸附剂,结合高效液相色谱,对食品中的有机磷农药(辛硫磷、双硫磷、倍硫磷、杀螟硫磷)进行检测分析。首先,利用冷冻干燥的方式制备得到氧化石墨烯气凝胶,通过扫描电镜、红外光谱、比表面积吸附等一系列的实验手段对其形貌及物理特性进行了表征,证明其成功合成。从扫描电镜中可见石墨烯的层状褶皱结构,其表面积为740.51 m^(2)/g。然后,将氧化石墨烯气凝胶直接填充于固相萃取柱中,在未借助任何硅胶等基体的条件下进行萃取研究;通过单因素实验,系统研究了萃取和洗脱条件对有机磷农药萃取回收率的影响。结果显示,在上样体积15 mL、样品溶液pH值4、上样速率1.0 mL/min、洗脱剂1.0 mL乙腈的条件下萃取回收率最高。与商用的萃取材料进行比较,包括碳十八硅胶柱(C18)、阴离子交换柱(SAX)、氨基柱(-NH_(2))和硅酸镁柱(Florisil),氧化石墨烯气凝胶填充的固相萃取柱的萃取回收率有明显提高。实验考察了氧化石墨烯气凝胶直接填充的萃取柱的寿命,结果显示该萃取柱可以重复使用15次,可见解决了分散无基体支撑的石墨烯纳米片容易破碎、堵塞筛板的问题。与液相色谱联用建立分析方法,4种有机磷农药的线性范围较宽,辛硫磷、双硫磷和倍硫磷的线性范围为1~200μg/L,杀螟硫磷的线性范围为2~200μg/L,线性拟合良好(线性相关系数r^(2)≥0.9949),检出限为0.2~0.5μg/L,满足于我国和其他国家限定标准的检测。将该方法应用于实际样品,在苹果皮中未检测到有机磷农药,对其进行加标,回收率为70.5%~93.6%,相对标准偏差≤10.4%。     

三维有序In2O3纳米线阵列的合成及纳米结构有序度对气敏性能的影响

采用SBA-15硬模板复制技术合成出三维有序纳米线阵列结构的In₂O₃, 通过离心分离获得了2个尺寸不同的块状颗粒样品. 利用XRD、 SEM和紫外-可见光谱对样品的晶体结构、 晶粒尺寸、 形貌及带隙宽度进行了分析. 结果表明, 2个样品具有相同的纳米微结构, 均为由晶粒尺寸约12 nm的近球形In₂O₃晶粒规则有序排列生长而成的三维纳米线阵列结构, 纳米线的直径约为12 nm, 间距约为2 nm, 且块状尺寸较大样品的带隙宽度略大. In₂O₃样品对乙醇气体的气敏性能测试结果显示, 当乙醇气体在空气中的体积分数为100×10^-6, 温度为320 ℃时, A样品的灵敏度达到50. 6, 优于尺寸较小的B样品. 通过对比研究发现该纳米结构样品的气敏性能明显优于同级别纳米颗粒和介孔结构材料, 纳米材料的气敏性能随纳米结构形态有序度的增加而提高.     

蜂窝状C3N4/CoSe2/GA复合光催化剂的制备及CO2还原性能

以六水金氯化钴、 硒粉和尿素为前驱体, 通过水热法合成C₃N₄/CoSe₂纳米粒子, 再将其锚定在石墨烯气凝胶（Graphene aerogel, GA）表面, 制备蜂窝状C₃N₄/CoSe₂/GA光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料的结构、 形貌和光学性能进行表征. 同时以氙灯作为模拟可见光光源, 通过CO₂光催化还原为CO考察所制备纳米材料的光催化活性. 结果表明, 在C₃N₄纳米片表面引入了CoSe₂和GA并制备出蜂窝状结构 C₃N₄/CoSe₂/GA催化剂, 通过GA, CoSe₂与C₃N₄耦合可以显著提高光吸收密度以及扩展光响应范围, 呈现了更低的荧光强度和最大的电子转移速率. 在同种光催化下, C₃N₄/CoSe₂/GA对CO₂还原催化效率最大, CO产量达到5.75 μmol·g^-1·h^-1, 并且重复使用性能良好.