N2与CO2对合成气爆炸特性影响的实验研究

为了研究惰性气体（氮气及二氧化碳）对合成气爆炸特性的影响，利用20 L球形爆炸仪器，开展不同体积分数氮气与二氧化碳作用下不同当量比合成气的爆炸实验，从爆炸峰值压力、爆炸压力到达峰值时间、爆炸指数方面分析惰性气体对合成气爆炸特性的影响。研究结果表明:惰性气体体积分数的增加会降低合成气的爆炸压力和爆炸指数，推迟爆炸压力到达峰值的时间；在相同体积分数下，CO₂比N₂能更有效地降低合成气的爆炸峰值压力和爆炸指数，减小爆炸反应的剧烈程度，CO₂在抑制合成气爆炸方面比N₂的效果明显。     

不同nCu2+:nCit3-的Cu(Ⅱ)-Cit3--SiO2溶胶中电沉积制备CuxO-SiO2复合薄膜

以醋酸铜(Cu(Ac)2)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,柠檬酸钠(Na_3Cit)为配合剂,在室温下制备出物质的量之比n_(Cu~(2+))∶n_(Cit~(3-)) 为1∶1和1∶2的2种透明稳定的Cu(Ⅱ)-Cit~(3-)-SiO_2复合溶胶。以此为电解液,采用恒电位方法,在ITO阴极上直接制备出了Cu_xO-SiO_2复合薄膜。CV(循环伏安)和XRD(X射线衍射)结果表明,在低过电位和高过电位分别得到Cu2_O-SiO_2和Cu/Cu_2O-SiO_2薄膜。XRD和EDX(X射线散射能谱)结果表明,相同沉积条件下,n_(Cu~(2+))∶n_(Cit~(3-)) 为1∶1溶胶中得到的薄膜中Cu含量较1∶2溶胶中的高。薄膜在2种溶胶中的电化学形成机理不同,其原因在于溶胶中Cu(Ⅱ)存在的形式不同。CA(计时安培)和SEM(扫描电镜)结果一致表明,Cu和Cu_2O在2种溶胶中的成核机理与电位有关,随着过电位增大,成核机理从三维连续成核逐渐转向瞬时成核。     

CuCl2硅溶胶和水溶液中铜的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明在两种CuCl2电解质中,铜的电沉积分两个步骤完成,Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易;采用吸附-成核模型解析电流-时间暂态曲线,并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长(3DP),Cu2+在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大,但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中.     

基于石墨烯/黑磷异质结构的各向异性表面等离激元共振光谱及红外传感特性(特邀)

针对单层黑磷表面等离激元器件存在吸光效率低的难题,提出了一种基于石墨烯/黑磷异质结构的各向异性表面等离激元器件,系统研究了其共振光谱及红外传感特性。所设计的石墨烯/黑磷异质结构和非对称类法珀腔结构能够有效提高器件的吸光效率,通过优化器件中谐振腔的厚度将器件在x和y偏振方向上的吸光效率提高至95.54%和97.44%。此外,通过改变入射光的偏振方向动态调控器件的共振波长,实现了对8 nm厚聚环氧乙烷分子v(COC)_s和r(CH_2)_a振动模式的选择性探测,其最高增强倍数分别为88和155。该各向异性表面等离激元器件具有工作波段可调谐、增强倍数高等优点,在痕量物质分析中具有广阔的应用前景。     

两球形颗粒间横向毛细力的格子Boltzmann研究

采用以Shan-Chen多组分模型为基础的格子Boltzmann-伪固体模型对两颗粒间的浮体和浸润横向毛细力展开数值模拟研究,其中流体-固体间的相互作用及颗粒润湿性质在介观层次上采用简单形式得以充分考虑．三维测试表明,与已有理论解相比,成功再现了横向毛细力与颗粒间距的“1/L”关系,并确认了浸润横向毛细力与表面张力间的线性关系．这表明可进一步应用该模型研究横向毛细力作用下的颗粒自聚集等现象.     

极坐标系下的Legendre谱元方法求解Poisson-型方程

r=0处的坐标奇异性是求解极坐标下Poisson-型方程的关键。本文提出一种极坐标系下基于Galerkin变分的Legendre谱元方法用于求解圆形区域内的Poisson-型方程,物理区域的径向和周向划分若干单元,计算单元均采用Legendre多项式展开;圆心所在单元的径向使用LGR(Legendre Gauss Radau)积分点,其他单元径向使用LGL(Legendre Gauss Lobatto)积分点,从而避免了极点处1/r坐标奇异性,周向单元均采用LGL积分点。利用区域分解技术,可以避免节点在极点附近聚集;最后求解了多个Dirichlet或Neumann边界条件下的Poisson-型方程算例。数值结果表明,谱元方法具有很高的精度。     

开口阻塞比对粉体抑制甲烷爆炸的影响研究

为了研究开口阻塞比φ对粉体抑爆特性的影响，采用质量浓度C为0、80、160、240 g/m3的Al (OH)₃和NaHCO₃粉体，分别抑制具有不同φ（0、0.2、0.4、0.6、0.7、1.0）值的5 L管道内甲烷/空气预混气爆炸。实验结果表明:火焰的破碎度随粉体抑爆效率的增大而增大；最大超压峰值p_max、爆燃指数K_st由燃烧速率和泄爆速率共同决定。φ=0.7是每条爆炸特征参数曲线的拐点。随着φ值增加，超压峰值下降率δ先增大后减小，在0.4和0.6之间达到最大；总体上，Al (OH)₃和NaHCO₃两种粉体的抑爆效率相近。但在某些阻塞比下，阻塞比引起的低湍流影响着粉体颗粒的沉降行为，使得Al (OH)₃抑爆效率优于NaHCO₃。当粉体质量浓度从80 g/m3增加到240 g/m3时，热阻增加，火焰的热量不能扩散到粒子云的中心，不利于内部粒子的吸热分解，致使浓度效应越来越弱。     

Electrochemical Behavior of Copper in CuCI2 Silica Sol and Aqueous Solutions

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为．结果表明在两种CuCl2电解质中，铜的电沉积分两个步骤完成，Cu^2＋还原为Cu^＋在硅溶胶中较水溶液中容易；采用吸附一成核模型解析电流一时间暂态曲线，并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长（3DP），Cu^2＋在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大，但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中．     

CO2-超细水雾对CH4/Air初期爆炸特性的影响

为了研究CO₂和超细水雾对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性的影响，采用高速纹影系统和定容燃烧弹对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性进行了研究。分别改变CO₂稀释体积分数和超细水雾质量浓度，分析在二者单独和共同作用下球形火焰传播过程、火焰传播速度和爆炸超压的变化规律。结果表明:58.3 g/m3超细水雾增强了火焰不稳定性，促进了火焰加速和爆炸超压增加，表明超细水雾不足能产生促爆作用，只有当超细水雾充足时才会抑制甲烷爆炸；CO₂和超细水雾共同作用时能避免因超细水雾带来的促爆现象，可以明显减弱火焰不稳定性，减小火焰传播速度，降低爆炸超压和平均压升速率，以及明显推迟超压峰值来临时间。     

磁性活性炭的制备及其对KMn04的吸附性能

采用浸渍氮气保护焙烧法,以自制碳酸锶、氯化铁和工业活性炭为原料,制备了介孔磁性活性炭．采用红外光谱、N2吸附、X光衍射、振动样品磁强计等手段和以吸附KMnO4作为探针实验,表征了样品的性质和吸附性能．结果表明,磁性活性炭是具有较高微孔率的介孔磁性材料,其微孔率为45．74％．该材料的饱和磁化强度为19．6emu／g,矫顽力为239．7Oe,易于吸附后的磁分离,且具有一定的抗退磁能力．对KMnO4的吸附探针实验表明其吸附本质为物理吸附．Freundlich吸附等温式可描述KMnO4在磁性活性炭上的吸附平衡,准二级动力学方程是描述KMnO4在磁性活性炭上吸附的最佳吸附动力学模型．本研究有望为特种废水处理剂提供新型功能性材料．