金属有机骨架材料低温储氢性能测试装置

设计了一套金属有机骨架(MOFs)材料低温储氢性能测试装置。该装置的设计压力为10MPa,可以在低温宽温区范围内对多种金属有机骨架材料的低温储氢性能进行测试,且样品更换方便。此外,还介绍了试验的原理及步骤。     

高比表面积金属有机骨架材料(PCN-61,PCN-66)储氢性能研究

应用巨正则蒙特卡洛方法,研究了PCN-61和PCN-66两类金属有机骨架材料的储氢性能;采用Horvath-Kawazoe(HK)微孔分析方法,分析了两类金属有机骨架材料的孔径分布.研究结果表明:在低温77 K,120个大气压条件下,PCN-61和PCN-66的质量储氢密度可达6.2%和7.0%.低压吸附阶段,两种材料的储氢性能差别不大,随着压力的增加,由于PCN-66具有更多大于8的孔径,因此在增压吸附过程中PCN-66表现出了更好的吸附能力.     

高比表面积金属有机骨架材料(PCN-61,PCN-66)储氢性能研究

应用巨正则蒙特卡洛方法,研究了PCN-61和PCN-66两类金属有机骨架材料的储氢性能;采用Horvath-Kawazoe(HK) 微孔分析方法,分析了两类金属有机骨架材料的孔径分布。研究结果表明：在低温77K,120个大气压条件下,PCN-61和PCN-66的质量储氢密度可达6.2%和7.0%. 低压吸附阶段,两种材料的储氢性能差别不大,随着压力的增加,由于PCN-66具有更多大于8 Å的孔径,因此在增压吸附过程中PCN-66表现出了更好的吸附能力。     

储氢材料与金属氢化物-镍电池

储氢合金是金属氢化物-镍电池的关键材料，文中简要评述了稀土镍系合金、Laves相系合金、镁基合金、钒基固溶体和纳米管材料作为储氢电极材料的研究进展与目前存在问题，并简要介绍了动力金属氢化物-镍电池的开发动态。     

骨架柔性对短链烷烃分子在金属-有机骨架材料中扩散的影响

采用分子动力学方法,对短链烷烃在柔性和刚性具有相似拓扑结构的金属有机骨架材料(isoreticular metal-organic frameworks, IRMOFs)中的分子扩散进行了研究. 结果表明,分子在柔性骨架中的自扩散系数大于在刚性骨架中的自扩散系数,在柔性骨架中的活化能小于在刚性骨架中的活化能. 骨架的柔性对自扩散系数的影响随着温度的升高而增加,随着扩散分子数目以及扩散分子链长的增长而降低. 因此,在利用分子模拟方法研究烷烃在金属-有机骨架材料中的扩散行为时,尤其对于较高温度以及较短的烷烃分 关键词： 分子模拟 金属-有机骨架材料 柔性骨架 扩散     

H2在二维共价有机骨架上吸附的蒙特卡罗模拟研究

使用巨正则蒙特卡罗方法预测H2分子在六种具有不同结构和组分的二维共价有机骨架材料(2D COFs)中的物理吸附行为.研究结果表明:(1)在所研究的温度和压力范围内,ILCOF-1表现出最优异的氢存储性能,是目前2D COFs中储氢量最高的材料之一;其它5种COFs的储氢量低于其它2D COFs中储氢量较高的COF-5,-8,-10和TP-COF,而与COF-1,-6和Pc-PBBA COF相差不多.(2)与3D COFs相比,本文所研究的所有COFs的储氢量均低于目前储氢量最高的COF-105和COF-108;除ILCOF-1外,其它5种COFs材料均低于COF-102和COF-103.根据模拟计算的结果,分析了表面积、孔直径和等量吸附热等因素对COFs储氢性能的影响.对COFs储氢能力的强化提出了一些建设性意见.     

CO2在金属有机骨架材料有机链上的吸附机理研究

金属有机骨架是一种新型的温室气体CO₂吸附材料。本文采用密度泛函理论（DFT）方法研究CO₂在MOF-5有机链上的6种不同吸附位置及其3种不同构型下的吸附行为。考虑GGA水平下三种不同泛函对计算结果的影响,对比发现GGA/PW91泛函能够较好地计算CO₂分子与有机链原子之间的弱范德华力;发现CO₂分子与苯环边相交以及与苯环上的碳原子平行是两种吸附能最大的构型;利用Br原子替代苯环上的H原子可以显著增强对CO₂分子的吸附能力,为设计具有较高CO₂吸附能力的MOFs材料提供理论依据。     

硫化氢在金属-有机骨架材料中吸附与分离的计算模拟

采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对天然气中的两种气体CH_4和H_2S在Cu_6(BTTC)_4(H_2O)_6·x S(1)和[(CH_3)_2NH_2]_3[(Cu_4Cl)_3(BTTC)_8]·yS(2)两种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附与分离性能进行了比较研究.结果证明了聚合物2的吸附量和分离性能相比之下高于聚合物1,且两种材料的吸附机理存在差异.聚合物1中金属Cu和有机基团对于吸附两种气体没有明显的作用,主要分布在小孔道和大孔道;然而聚合物2中的H_2S和CH_4主要吸附在有机基团、金属Cu和-Cl基团周围.则含有-Cl基团的聚合物2展现了优越的吸附能力和稳定性.总而言之,本文获得的结果可以应用于此类研究领域,因此在环境范围中吸附去除污染物可以产生更深层次定性和定量的作用.     

硫化氢在金属-有机骨架材料中吸附与分离的计算模拟

摘 要: 采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对天然气中的两种气体CH4和H2S在Cu6(BTTC)4(H2O)6·xS (1)和[(CH3)2NH2]3[(Cu4Cl)3(BTTC)8]·yS (2)两种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附与分离性能进行了比较研究.结果证明了聚合物2的吸附量和分离性能相比之下高于聚合物1,且两种材料的吸附机理存在差异,聚合物1中金属Cu和有机基团对于吸附两种气体没有明显的作用,主要分布在小孔道和大孔道;然而聚合物2中H2S和CH4主要吸附在有机基团、金属Cu和-Cl基团周围.则含有-Cl基团的聚合物2展现了优越的吸附能力和稳定性.总而言之,本文获得的结果可以应用于此类研究领域,因此在环境范围中吸附去除污染物可以产生更深层次定性和定量的作用.     

单壁BN纳米管和碳纳米管物理吸附储氢性能的理论对比研究

采用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了单壁氮化硼纳米管(SWBNNTs)和单壁碳纳米管(SWCNTs)的物理吸附储氢性能,主要对比研究了纳米管的管径、温度和手性对二者物理吸附储氢量的影响. 研究结果表明：在低温下,SWBNNTs的物理吸附储氢性能优于相应的SWCNTs;但是随着温度的升高,二者的物理吸附储氢性能差别越来越小,在常温下,SWBNNTs不具备有比SWCNTs更强的物理吸附储氢性能,而是和相同条件下的SWCNTs相差不大,只是在高压下的物理吸附储氢量稍稍大于SWCNTs,并给出了合理的理论解释 关键词： 巨正则蒙特卡罗方法(GCMC) 单壁氮化硼纳米管(SWBNNTs) 单壁碳纳米管(SWCNTs) 储氢     

平面星形CBe5Li5+超碱离子团簇的结构及其储氢性能研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,研究平面星形CBe5Li5+超碱离子团簇的结构及其储氢性能。结果表明, 平面星形D5h结构的CBe5Li5+超碱离子团簇具有较高的热力学稳定性,氢分子能在Li+周围发生吸附, 且每个Li+周围能有效吸附三个氢分子。结构的稳定性及合适的吸氢性能表明平面星形CBe5Li5+超碱离子团簇在常温常压条件下可以作为较好的储氢媒介。     

Variable temperature FT-IR studies on hydrogen adsorption on the zeolite (Mg,Na)-Y

Variable-temperature infrared spectroscopy was used for the thermodynamic studies on the adsorption of hydrogen on the zeolite (Mg,Na)-Y. Adsorption renders the HH stretching mode infrared active, and simultaneous measurement of IR absorbance and hydrogen equilibrium pressure, over a range of temperature, allowed adsorption enthalpy and entropy to be determined. The standard adsorption enthalpy and entropy resulted to be ΔH° = −18.2(±0.8) kJ mol⁻¹ and ΔS° = −136(±10) J mol⁻¹ K⁻¹, respectively. The adsorption enthalpy is substantially higher than the hydrogen liquefaction heat, which suggests that magnesium-containing porous materials are potential candidates in the search for suitable adsorbents for reversible hydrogen storage.     

宽温度范围SAW应变传感器温度与应变解耦研究*

针对宽温度范围应变测量的温度干扰问题,提出并研究了基于双谐振器的声表面波应变传感器。理论上,结合微扰理论、有限元方法、有效介电常数法分析出双谐振器频率与应变、温度的关系公式,进而推导出应变与温度关于这两组谐振器频率变化的表达式。实验上,搭建宽温度范围的实验平台,在Y+34?切向的石英基片上制作该传感器芯片,测得传感器芯片在30?C～180?C下的频率响应,将测得的谐振器频率代入表达式计算得到温度与应变值,与实验中参考温度与应变的值基本吻合。     

真空热处理碳纳米管的储氢性能研究

研究了真空热处理对多壁碳纳米管(MWNTs)电化学储氢性能的影响.采用化学气相沉积法(CVD)制备碳纳米管，碳纳米管与LaNi₅储氢合金按质量比1∶10混合，制作成CNTs-LaNi₅电极.电解池采用三电极体系，6mol/L KOH为电解液，Ni(OH)₂为正极，Hg/HgO为参比电极.实验结果表明，在相同的充放电条件下，850℃时CNTs-LaNi₅电极的储氢性能最好，克容量最大为503.6mAh/g，相应的平台电压高达1.18V.从500—850℃随着温度升高，放电量有较大幅度的增加，但到950℃时放电量反而下降.由此可见，碳纳米管的热处理温度对碳纳米管的电化学储氢性能有着较大的影响. 关键词： 碳纳米管(CNTs) 储氢性能 5合金')" href="#">LaNi₅合金 化学气相沉积法(CVD法)     

夹套冰温库内流场的数值模拟

随着计算机技术的飞速发展,计算流体力学(CFD)越来越广泛地应用于各个领域。通过CFD对复杂流动问题进行研究,能够较精确地反映流场的流动情况。利用CFD技术对夹套冰温库内的流场进行了稳态数值模拟,分析了夹套冰温库内流场的分布情况,讨论了该库体结构下不同送风速度对库内流场均匀性的影响。研究表明,具有夹套结构的冰温库,库内流场分布均匀,采用顶部静压箱送风,底部四周回风的送回风方式,能够使库内形成自上而下的均匀活塞流,不同送风速度对冰温库内流场的影响很小。研究结果证明数值模拟能较好地反映现实情况。     

LaNi_5和LaNi_(4 .7)Al_(0 .3)氢化物柱内氢氘间的排代

进行了室温附近LaNi5和LaNi4 .7Al0 .3 两种材料上气 固间氢氘的排代实验。两种材料的排代效果都较好 ,相比之下 ,LaNi5的更优。可以推测 ,在不要求得到高纯氚的情况下 ,都可以用作氚的冷卸载贮存床。初步的理论探讨揭示 ,气 固界面的化学交换反应是产生排代效应的原因 ,宏观交换规律决定排代效果。理想化的塔板理论模型对排代流出曲线的描述是有效和适用的 ,塔板高度是材料排代性能优劣的指标 ,在确定的排代条件下 ,如果塔板高度小于 1.0cm ,应该认为具有较好的排代效果。     

Hydrogen storage in BC3 composite single-walled nanotube:a combined density functional theory and Monte Carlo investigation

This paper applies a density functional theory(DFT) and grand canonical Monte Carlo simulations(GCMC) to investigate the physisorptions of molecular hydrogen in single-walled BC 3 nanotubes and carbon nanotubes.The DFT calculations may provide useful information about the nature of hydrogen adsorption and physisorption energies in selected adsorption sites of these two nanotubes.Furthermore,the GCMC simulations can reproduce their storage capacity by calculating the weight percentage of the adsorbed molecular hydrogen under different conditions.The present results have shown that with both computational methods,the hydrogen storage capacity of BC 3 nanotubes is superior to that of carbon nanotubes.The reasons causing different behaviour of hydrogen storage in these two nanotubes are explained by using their contour plots of electron density and charge-density difference.     

MOFs材料低温储氢性能测试装置用温控系统设计

设计了一套温控系统,用在金属有机骨架(MOFs)材料低温储氢性能测试装置上.测试装置以循环液氮作为冷源.根据测试装置内的温度信号,温控系统利用PID温控仪,并结合继电器对加热丝的加热量进行调节,满足测试装置所需的温度范围,并能恒定在某一测试温度下.所设计的温控系统可以实现低温宽温区范围内的连续调节,且系统简单、操作方便...     

Theoretical modelling of encapsulation of the Altretamine drug into BN(9,9-5) and AlN(9,9-5) nano rings: a DFT study

The aim of this paper is a better comprehension of the encapsulation and interaction an anticancer drug Altretamine into BN nano ring [BNNR(9,9-5)] and AlN nano ring [AlNNR(9,9-5)]. The electronic and adsorption properties of the molecule Altretamine over the BNNR and AlNNR were theoretically studied in the solvent phase at the B3LYP/6-31G* level of theory for the first time. With the non-bonded interaction of Altretamine, the electronic properties of the BN and AlN nano-cages can be significantly changed. The electronic spectra of the Altretamine drug, complex BNNR/Altretamine and AlNNR/Altretamine in solvent water were calculated by Time Dependent Density Functional Theory (TD-DFT) for the investigation of adsorption effect. According to the natural bond orbital (NBO) results, the molecule Altretamine, BNNR and AlNNR play as both electron donor and acceptor at the complexes BNNR/Altretamine and AlNNR/Altretamine. On the other hand, the charge transfer is occurred between the bonding, antibonding or nonbonding orbitals in the molecule drug, BNNR and AlNNR. As a consequence, BNNR(9,9-5) and AlNNR(9,9-5) can be considered as a drug delivery system for the transportation of Altretamine as anticancer drug within the biological systems.