滑动弧等离子体固氮研究进展

传统工业固氮采用哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺,但是需要高温高压,能耗高,污染严重。滑动弧等离子体(Gliding arc plasma, GAP)兼具热等离子体和冷等离子体的优点,能够高效地产生活性物种,显著提高能量效率,使其在固氮领域具有很大的潜在应用价值,近年来受到人们的广泛关注。然而,目前GAP固氮相关研究还比较零散,有必要对具体内容进行总结归纳。本文主要综述了近10年来国内外GAP固氮研究进展,主要包括GAP放电机制、反应器设计、工艺参数研究以及固氮反应机理研究。GAP放电存在击穿伴随滑动放电的B-G模式和持续稳定放电A-G模式,A-G模式放电有助于提高固氮效率。随着滑动弧放电技术的不断发展,GAP反应器中电极结构从传统的2D刀片结构演变到了多种3D柱形结构。通过工艺优化,GAP有助于N₂分子的振动激发,从而促进N₂分子的分裂转化。最后,对GAP固氮研究进行了展望。     

可控表面磷原子修饰提升超细W2C纳米颗粒电解水析氢反应性能

研究高活性和稳定性的非贵金属基析氢催化剂对解决当前能源危机和环境污染问题具有重要意义.碳化钨具有与贵金属Pt类似的d带电子结构,因而成为一类新兴的非贵金属析氢催化剂,受到广泛关注.磷掺杂是提高催化剂析氢活性的有效方法之一,然而目前最常见的构筑磷掺杂方法是使用多金属氧酸盐(POMs,如H3PW12O40),其固定的W/P原子比导致W2C中的掺杂浓度难以调控,并且磷掺杂主要是进入碳载体而不是碳化物本身,从而导致无法明确杂原子对其电催化析氢活性的贡献.本文采用植酸(PA)为磷源设计合成了可控磷掺杂W2C纳米颗粒,并探讨了催化剂组分、杂原子掺杂位置与析氢性能之间的关系.深入研究了磷掺杂碳化钨(WCP)的化学结构和析氢活性.与原始的W2C催化剂相比,WCP具有更高的本征活性、更快的电子转移速率和更多的活性位数量,并且在酸性和碱性条件下均表现出较好的析氢性能.特别是过电位为-200 mV时,WCP催化剂的本征活性在酸性和碱性条件下分别为0.07和0.56 H2 s-1,高出纯W2C(0.01和0.05 H2 S-1)数倍.同时,在电流密度为-10 mA cm-2时,优化后的WCP催化剂在酸性和碱性条件下的析氢过电位分别降低了96和88 mV.XPS及EDS元素分析结果表明,随磷源添加量增加,磷掺杂从碳化钨表面逐渐向内部扩散,进一步说明磷取代位置与析氢活性之间的构效关系,高浓度的表面磷取代可以加速质子捕获过程,从而显著提高其析氢活性,而过量的内部磷取代会破坏W2C结构,降低电子转移速率,从而导致析氢性能下降.利用密度泛函理论计算深入研究了WCP具有较好析氢性能的原因,与内部磷取代相比,表面磷取代会使碳化钨表现出更合适的氢吸附自由能,并且更加有效地降低了氢释放势垒,从而优化了析氢反应动力学.综上,本文为元素掺杂工艺提供了新的思路,同时研究了表面异质原子对析氢活性的关键作用,为该类催化材料的构效关系研究提供了新思路.     

套管磨损三维表面形貌恢复及其机理分析

在DCWT-1000型套管摩擦磨损试验机上进行了套管摩擦磨损试验,研究深井、超深井中"冲击-滑动"复合磨损对套管磨损行为的影响,采用三维表面形貌测试仪、光学显微镜及扫描电子显微镜观察分析了在不同载荷条件下套管磨损表面的微观结构和表面形貌,在此基础上对套管磨损表面进行了三维恢复并计算套管磨损表面的主要形貌参数,探讨了套管磨损表面的磨损机理.结果表明:套管的磨损性能与载荷有关;在不同载荷条件下,套管磨损表面的三维形貌具有不同特点,且主要的表面形貌参数与载荷呈现出较好的相关性,证明了三维形貌分析方法能够真实反映套管磨损表面的情况;当冲击载荷和频率不大时,套管的磨损机制以磨粒磨损为主,兼有粘着磨损,随着冲击载荷和频率增加,套管磨损表面出现明显粘着剥落和疲劳剥落迹象,并出现疲劳裂纹扩展和连通,套管的磨损机制向粘着磨损和疲劳磨损转化,磨损趋向严重.     

降雨条件下固体废弃物边坡变形及破坏模式试验研究

利用室内模型试验及稳定性分析的手段 ,研究在降雨作用下高速公路通过的城市固体废弃物路堑边坡变形特征及破坏模式 ,分析了边坡各部位在降雨作用下变形量的变化规律 ,得出变形过程的 5个阶段 ,给出了固体废弃物边坡主要以溜坍或滑塌、坡面冲刷及滑坡 3种破坏形式 ,并提出了治理建议     

关于非定常空气动力学

一、非定常空气动力学及其应用非定常空气动力学研究与时间相关的空气动力学问题。它比相应的定常问题不仅多了一个自变量,而且本质上要复杂得多:首先,每一时刻的非定常气动力既依赖于当时的气流状况,又依赖于前一段时间内气流运动的整个时间历程;其次,非定常气动力是个动态过程,它必然与物体的惯性和弹性耦合起来,构成复杂的气动弹性动力学问题。这样一来,就给解     

Investigations of ionization-induced injection of laser wake field acceleration using phenomenological model

We develop a phenomenological model to investigate dynamics of ionization-induced injection. In the ＂bubble＂ regime of laser wakefield acceleration （LWFA）, it is found that there is an upper limit for laser intensity of ionization-induced injection. In the plane perpendicular to the laser polarization, when the laser pulse is linearly polarized, ionization-induced injected electrons exhibit a filamented structure and semi-coherent betatron oscillation.     

多壁碳纳米管修饰铂基片石英晶体微天平研究白细胞介素-6与其受体的相互作用

在pH 7.4、室温条件下,用多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰石英晶体微天平(QCM) Pt基片,经过EDC/NHS活化后固定白细胞介素-6(IL-6),检测不同浓度可溶性白细胞介素-6受体(sIL-6R)与IL-6的结合所引起响应信号的变化,并用Origin软件对数据进行拟合分析,构建了一种高性能实时监测IL-6与s...     

一种萘并吡喃化合物的合成及其工艺研究

本文以4,4'-二甲氧基二苯甲酮、苯乙酮和呋喃甲醛为原料,采用新的路线,6步反应合成了一种新型萘并吡喃类化合物,借助核磁共振、质谱等检测手段对最终产物的结构进行了结构表征,并对其反应条件进行优化,提高了反应收率,最后应用紫外-可见吸收光谱对目标产物在不同溶剂中的光致变色性质进行了初步探索研究。     

Synthesis and Crystal Structure of 1,4,7,10-Tetrakis （2-（（4-hydroxy）phenoxy）ethyl）-1,4,7,10- tetraazacyclododecane

A novel molecule tetra-N-alkylation of cyclen （1,4,7,10-tetraazacyclododecane）, 1,4,7,10-tetrakis（2-（（4-hydroxy）phenoxy）ethyl）-1,4,7,10-tetraazacyclododecane 2, was synthesized and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The molecule turned into chiral helical compound crystals grown from EtOH by slow diffusion at room temperature and three of the four hydroquinone groups of the benzene ring formed a g-electron-rich cavity by C-H…π stacking interaction. The crystal belongs to the monoclinic system, space group P21/C with a = 13.9192（9）, b = 13.2871（6）, c = 22.1894（15）A^°, β = 91.4600（10）°, V = 4102.5（4）A^°3, Z = 4, Dc = 1.219 g/cm^3, C40H52N4O8, Mr = 752.89, F（000） = 1616,μ = 0.088 mm^-1, MoKa radiation （λ = 0.71073）, R = 0.0578 and wR = 0.1389 for 5588 observed reflections with I 〉 2σ（I）. Moreover, compound 2 was characterized with ^1H NMR, ^13C NMR, IR spectra and MS.