共轭微孔聚合物的制备与应用

共轭微孔聚合物(CMPs)是一类有机多孔聚合物,与常规共轭聚合物或多孔材料相比,其最大的特点是既有π共轭骨架又具有大量微孔。这类材料在解决能源和环境问题方面显示出巨大的潜力,已在气体吸附、非均相催化、发光材料、化学传感器、电能存储和生物杂化物等领域显示出巨大的应用前景。目前已开发出多种用于CMPs结构单元设计与合成的新方法,用于制备具有不同结构和特定性质的多种CMPs,有效推动了该领域的快速发展。本综述总结了CMPs的理论模型和结构设计,合成原理、常用合成方法和影响因素分析,以及CMPs在各领域的应用。     

SOFC/MGT混合系统耦合特性研究

在SOFC/MGT混合分布式能源系统中,选择不同的系统参数将对SOFC乃至SOFC/MGT混合系统的输出特性、安全运行等造成很大的影响。本文建立了一个典型的SOFC/MGT混合系统计算模型,研究了透平入口温度及燃气轮机压比对混合系统性能的影响。结果表明,透平入口温度和压比增大时,系统的输出功率和效率都会下降,而透平入口...     

三段加热系统对大尺寸MPOF预制棒一步拉伸工艺

采用自行设计的微结构聚合物光纤专用拉丝系统对大尺寸微结构聚合物光纤预制棒的一步拉伸工艺进行了研究.该微结构聚合物光纤加热系统采用三段式梯度加热,可保持炉内温度的控制准确度在±2℃以内.在保持送料速度与牵引速度恒定、协调的条件下,通过对温度场温度梯度控制优化,确定了最佳拉丝温度组合,并得到了直径规格310 μm、标准偏差为±20 μm的较高质量的微结构聚合物光纤.     

超声辐射油溶性氧化剂氧化燃料油中二苯并噻吩的研究

以油溶性过氧化羟基异丙苯(CHP)为氧化剂,Al2O3为催化剂,引入超声作用,以正辛烷为模拟油品对油中二苯并噻吩的氧化进行了研究。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、氧硫比、超声功率对二苯并噻吩(DBT)降解率的影响并进行了正交实验,结果表明,各因素影响程度大小依次为:反应温度>催化剂用量>超声功率>反应时间>氧硫比,在反应温度为70℃,反应时间为45 min,氧硫比为5:1,催化剂用量为0.3 g,超声功率为60 W的最佳氧化条件下,DBT的降解率达到了88.0%。     

溶胶-凝胶法制备的介体型电流式葡萄糖生物传感器

以戊二醛为交联剂，将葡萄糖氧化酶（GOD）和介体甲苯胺蓝（TBO）通过共价键作用固定于铂电极表面上的溶胶－凝胶薄膜载体上，制成了葡萄糖生物传感器；该功能化薄膜由γ－氨丙基甲基二甲氧基硅烷和四甲氧基硅在稀盐酸催化作用下通过水解－缩聚反应制得；红外光谱证实，GOD和TBO在载体上的固定化是通过交联剂分子上的醛基与GOD、TBO和载体上的氨基反应实现的，共价交联方式有效地避免了酶和介体从载体上的脱落；葡萄糖生物传感器的循环伏安特性表明，TBO能在GOD反应活性中心与铂电极表面之间进行有效的电子传递；葡萄糖生物传感器对底物葡萄糖响应的线性范围是1－8mmol/L，检出限是0．05mmol/L，寿命超过1个月。     

超声波强化四氯乙烯溶剂法脱除煤中有机硫的研究

研究了超声波辐射强化四氯乙烯溶剂萃取法脱除煤炭有机硫的技术。采用单因子法考察了煤的粒度、煤浆浓度、超声辐射萃取反应温度、超声辐射萃取反应时间、超声辐射功率等因素对脱硫率的影响，优选出了超声辐射四氯乙烯溶剂萃取法脱除煤样中有机硫的最佳工艺条件为：用四氯乙烯作溶剂，环境压力下，煤浆浓度为10mL/g、煤粒度为0．074mm、萃取反应时间120min，萃取反应温度90℃，超声辐射功率500W，超声辐射频率40kHZ,煤样有机硫的脱硫率可达到59．1％。研究结果表明：超声波辐射下四氯乙烯溶剂萃取是脱除煤中有机硫的一种有效方法。与四氯乙烯溶剂萃取法相比，能够显著的缩短反应时间，提高脱硫率。     

固体氧化物燃料电池模式阳极内传输与电化学反应耦合机理

模式电极因其结构可控、电化学/化学反应活性位和物质传输路径明确等优势,被广泛应用于固体氧化物燃料电池新型电极研究.现有研究多采用模式电极研究新材料电化学特性、表界面催化反应机理等,尚未涉及几何结构对其内部传输与电化学反应耦合机理的影响,限制了模式电极的应用.本文建立了固体氧化物燃料电池阳极内电荷传输与电化学反应过程的格子玻尔兹曼模拟方法,明确了控制电极过程的关键无量纲参数及其对电极性能的影响规律,研究了模式阳极几何结构的影响机理.根据电极性能对无量纲参数的敏感程度,绘制了指导模式阳极设计与运行的相图,指出相图过渡区(电极性能随操作参数显著变化区域)为进行反应机理研究的最佳操作参数取值范围.同时,研究发现模式阳极电子导体内电子的快速迁移虽不限制阳极性能,其几何结构显著影响过渡区范围;离子导体内离子迁移为影响阳极性能的限速步骤,但其几何结构几乎不影响过渡区范围.本文的数值方法与机理研究结果可为固体氧化物燃料电池模式电极的设计提供重要理论依据.     

考虑空间电荷层效应的氧离子导体电解质内载流子传输特性

晶界或异质界面诱发的空间电荷层(space charge layer,SCL)效应,被认为是氧离子导体电解质内界面附近区域载流子传输特性显著区别于体相区域的关键原因之一.现有研究多采用Poisson-Boltzmann(PB)方程预测SCL效应的影响规律,但其基于载流子电化学平衡假设,无法用于载流子存在宏观运动的工况,极大限制了相关传输机理研究.本文耦合Poisson方程和载流子质量守恒方程,建立了适用于载流子具有宏观运动时氧离子导体内载流子传输过程的模型,推导了控制SCL效应的关键无量纲参数.聚焦固体氧化物燃料电池中常用的AO2-M2O3氧离子导体电解质,对比研究了传统PB方程和本文建立的Poisson-载流子质量守恒耦合方程的预测结果可靠性.进一步采用耦合模型深入分析了考虑SCL效应时氧离子导体内部氧空位传输机理,发现导体界面电流密度增大导致SCL电阻先减小后增大.增大无量纲Debye长度(表征空间电荷层厚度与导体厚度的比值)可显著增大SCL电阻.当驱动氧空位移动的过电势与热势数量级相当时,增大无量纲电势(表征过电势与热势的比值)导致SCL电阻增大;当过电势远小于热势时,改变无量纲电势对氧空位传输过程几乎无影响.本文研究结论可为通过合理设计晶界或异质界面以改善氧离子导体内载流子传输能力及最终提高相关电化学器件性能提供理论依据.     

时变来流条件下大气边界层流动大涡模拟

采用大涡模拟方法,利用平坦地面模型和带楔形结构的粗糙地面模型研究近地面空间风场特征.结果表明,在时变来流条件下,平坦地面模型和粗糙地面模型均在阵风峰期产生下沉气流,在阵风谷期产生上升气流;垂直气流大小与下垫面粗糙度和水平来流风速变化幅度有关.大气边界层内风场的风速大小和方向总是随时间变化的,与稳定来流假设相比,随时间变化的来流条件下边界层的流动更有利于边界层内物质和能量的输运.