CdHg(SCN)4晶体的结构和光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显的直接带隙结构,用LDA+U方法计算CMTC晶体带隙为3.223 eV,与实验值3.265 eV相接近;键合性质的计算显示S-C和C-N键具有明显的共价性,而Cd-N和Hg-S键具有明显的离子性.依据阴离子基团理论,计算了CMTC晶体的倍频系数,CMTC晶体倍频系数的计算值(d14=1.58～ 1.74 pm/V,d15=5.77～7.69 pm/V)与实验值(d14=1.4 ±0.6 pm/V,d15 =6.0 ±0.9 pm/V)基本一致,研究发现CMTC晶体的非线性光学效应主要来自于多面体Cd (NCS)4和Hg (SCN)4基团.     

膜分离天然气脱水蒸汽技术的研究现状

天然气脱水蒸汽是天然气净化过程中的必要环节,选择合适的脱水蒸汽技术和工艺至关重要。本文首先简要概述了新兴的膜分离天然气脱水蒸汽方法的特点,然后介绍了膜分离性能的表征参数及测试、膜组件设计及操作条件的选择,重点介绍了近年来膜分离甲烷脱水蒸汽技术中的聚合物膜材料、沸石分子筛膜材料,最后展望了金属有机骨架材料的应用潜力以及天然气脱水蒸汽技术未来的发展趋势。     

T型及KA分子筛膜的制备、修复及其天然气脱水蒸气性能研究

天然气在长距离输送之前必须进行脱水蒸气,膜分离法是天然气脱水蒸气的有效方法,其中膜材料是关键,而分子筛膜因具有均一的孔径、规则的孔道、良好的稳定性而备受关注。本研究选择孔径为3-5 μm,直径为2 cm的圆片状多孔氧化铝陶瓷作为成膜基底,通过在基底上预涂晶种后原位生长得到了T型和NaA分子筛膜,NaA分子筛膜进一步经过金属离子交换获得了KA分子筛膜,最后将两种分子筛膜应用于水蒸气含量为3.5%的甲烷气体(作为模型天然气)进行天然气脱水蒸气实验。研究结果表明,T型及KA分子筛膜对模型天然气脱水蒸气的H₂O/CH₄选择性分别为2.80和3.16。进而采用表面涂层法对分子筛膜中的缺陷进行了修复,从而有效提高了其模型天然气脱水蒸气性能,修复后的T型及KA分子筛膜的H₂O/CH₄选择性分别达到了10.52和17.71,水蒸气的渗透系数分别为104397 Barrer和28200 Barrer,甲烷损失率分别仅为2%和1%,修复后的两种分子筛膜皆具有良好的稳定性。     

ZCSC和CMSC晶体热学性质的理论研究

采用密度泛函理论计算了ZnCd(SeCN)4(简称ZCSC)和CdHg(SeCN)4(简称CMSC)晶体的声子色散谱、声子态密度,系统研究了这两种晶体的比热容、热膨胀率、热导率、热扩散率等热学性质.理论计算得到常温下ZCSC和CMSC晶体的比热容分别为0.454 J·g-1·K-1和0.374 J·g-1·K-1,而本文通过差示扫描量热仪实验测量这两种晶体的比热容分别为0.460 J·g-1·K-1和0.306 J·g-1·K-1,理论计算与实验结果相符.研究结果还表明ZCSC晶体的热导率及热扩散率均为CMSC晶体的5～7倍,而ZCSC晶体的热膨胀率约是CMSC晶体的1/3,因此ZCSC晶体是热学性质优异抗激光损伤能力强的非线性光学晶体.