粗糙床面物质交换特性及其主导机制实验研究

粗糙底床泥-水界面区域的物质交换过程不仅与水动力作用有关,还涉及到底床物理特性和床面形态的影响.为研究粗糙底床渗透率和床面微地形对泥-水界面物质交换过程的综合影响,通过实验室环形水槽实验,测量得到不同砂质平整底床和存在离散粗糙元床面条件下,泥-水界面物质交换通量和有效扩散系数的定量数据和变化特征,并采用参数化方法分析无量纲控制参数变化范围内界面物质交换特性的主导机制.实验结果表明,粗糙底床渗透率和床面微地形共同对泥-水界面物质交换过程起重要作用.与平整底床相比,离散粗糙元局部绕流结构驱动的附加泵吸交换不同程度增大了界面物质交换通量,其增强效应与底床渗透率和床面粗糙度的变化密切相关.随底床渗透率和床面粗糙度的增大,有效扩散系数总体呈增大趋势,湍流渗透对界面物质交换的影响趋于增强,而泵吸交换的相对贡献趋于减弱.因此,分析存在床面微地形粗糙底床的主导界面物质交换机制,需要考虑底床渗透率和床面粗糙度的综合影响.     

水相分光光度法测定土壤中有效铜

开发了一种铜试剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠,DDTC)水相分光光度法测定土壤有效铜的方法。利用阿拉伯树胶做增溶剂,柠檬酸-EDTA溶液做干扰掩蔽剂,DDTC能够与铜离子形成稳定的黄色络合物,可直接在水溶液中进行分光光度法测定。络合物的最大吸收波长为454 nm,摩尔吸光系数为1.02×104L·mol-1·cm-1,铜含量在0~4μg/mL范围内符合比尔定律,线性相关系数r=0.9996,方法检出限为0.031μg/mL,平均回收率104.8%,RSD为3.2%。本法对红壤加铜培养实验的测定结果表明,土壤有效铜含量与土壤加铜水平呈线性相关,与电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)相比,有效铜含量和相对标准差均无显著差异。     

非均匀混合下氘氚聚变反应速率的理论研究

激光驱动惯性约束聚变中壳层材料和聚变燃料的混合是影响聚变点火燃烧性能的关键物理问题,聚变过程中混合物形态的演化及相应热核反应速率的物理建模直接影响数值模拟的置信度,具有重要的科学意义和应用价值.本文以扩散混合机制下混合形态随时间的演化规律及其对热核反应速率的影响为研究对象,基于热力学平衡与理想气体物态方程假设,通过解析分析与一维球几何扩散方程数值解的对比研究,揭示了扩散混合主导下热核反应速率随混合形态演化的物理规律.研究发现,混合量主要通过影响燃料的体积份额直接影响热核反应速率,由混合非均匀尺度和扩散系数共同决定的扩散时间直接影响热核反应速率的时间演化行为.进一步利用蒙特卡罗方法直接模拟扩散过程得到的互扩散系数,定量分析了燃料中混入低Z、高Z材料时热核反应速率随时间演化的差异,通过与美国非均匀混合效应实验典型数值模拟结果进行对比分析,验证了理论评估的可靠性.本工作对我国惯性约束聚变混合效应实验的设计和改进具有重要参考意义.     

羧酸加氢反应机理及催化剂的研究进展

生物质衍生羧酸化合物的加氢反应是生产生物质化学品的重要过程之一.我们从羧酸分子加氢反应机理与加氢催化剂两个方面进行概述,着重介绍了第VIII族金属,尤其贵金属作为活性金属的羧酸加氢反应机理,以及不同催化剂对羧酸加氢反应途径的影响.此外,还介绍了羧酸水相加氢反应中Ru基催化剂的研究进展.     

R32/PAG润滑油体系的黏度和质扩散系数实验研究

本文采用光散射法对R32/PAG润滑油混合体系的动力黏度和质扩散系数进行了实验研究,温度范围从293.15~353.15 K,压力范围从0.09~1.26 MPa,共计获得16个数据点。R32/PAG体系的表面波散射特性属于过阻尼区,当温度一定时,R32/PAG混合物的黏度随着R32所占比例的升高而减小。本文黏度、质扩散系数实验数据与所获得模型的平均绝对偏差分别为1.17%、0.15%,可用于R32/PAG制冷系统的优化设计。     

氟化物熔盐中铀离子的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时电位法研究了1073K下U4+在LiF-NaF熔盐中的电化学还原机理。结果表明,U4+在氟化物熔盐中的还原分为2步,分析了各步的反应电子数,确定U4+还原过程为U4++e=U3+,U3++3e=U;循环伏安曲线中2个还原峰的峰电位并不随扫速增大而显著负移,峰电流与扫速的平方根呈良好的线性关系,说明这2个还原过程均为扩散控制且是可逆反应;计算得到了1073K下U4+在LiF-NaF中的扩散系数为DU(IV)=2.58×10-5cm2/s。     

3-巯基异丁酸衍生物对碲化镉量子点水相合成的影响

为探索适宜制备粒径分布窄、荧光量子产率高、发光区域在红光至近红外光区段的量子点的巯基酸的条件, 我们研究了三类3-巯基异丁酸(MIBA)衍生物在以亚碲酸钠为碲源的水相法水热制备CdTe量子点中的影响. 这三类衍生物包括设计合成的主链亲水性衍生物3-巯基异丁酰甘氨酸(MIBGly)、3-巯基异丁酰-3-氨基丙酸(MIBAPA)和3-巯基异丁酰天冬氨酸(MIBAsp), 支链亲水性衍生物N-乙酰基半胱氨酸(ACys)和支链疏水性衍生物3-巯基-2-甲基丁酸(MMBA)和3-巯基-2,2-二甲基丙酸(MDMPA). 以这三类MIBA 衍生物为修饰剂时,CdTe量子点均能够保持MIBA体系较窄的荧光半峰宽. 采用亲水性的MIBA衍生物(MIBGly、MIBAPA、MIBAsp和ACys)比采用疏水性的MIBA衍生物(MMBA和MDMPA)更有利于制备发射波长较长的量子点. 采用支链亲水性的MIBA衍生物((ACys)比采用主链亲水性的MIBA衍生物(MIBGly、MIBAPA和MIBAsp)更容易获得高荧光量子产率的量子点.     

应用于水相有机液流电池的双电子紫精化合物

由3-氯-1,2-丙二醇与4,4'-联吡啶通过简单的一步反应得到具有双电子特性的1,1'-双(2,3-二羟丙基)-(4,4'-联吡啶)二氯化物(DHPV²⁺Cl^2-), 其理论比容量为142.56 mA·h/g. 电化学测试结果表明, 该材料有利于提升电池容量, 且还原电位低至-0.807 V(vs. Ag/AgCl). 以NaCl为支持电解质、 DHPV²⁺Cl^2-为负极活性物质、 氮氧自由基哌啶醇(4-OH-TEMPO)为正极活性物质的全电池电压高达1.562 V, 且可在10~100 mA/cm²的电流密度下稳定运行. 采用25 mA/cm²的电流密度充放电, 活性物质的有效利用率为70.90%. 循环100次后的放电容量保持率为98.09%, 每次循环的容量平均保持率为99.93%, 表现出较好的循环性能.     

β-CD辅助的9-(2,3-环氧丙基)嘌呤核苷的水相合成

室温条件利用β-环糊精作为助剂,通过亲核取代反应在水相中合成了一系列9-(2,3-环氧丙基)嘌呤核苷。本方法操作简单,反应条件温和,收率较高。β-CD的作用在于通过与底物包结增加它们在水中的溶解度,减少副反应发生,促进反应进行。