基于密度泛函理论的Na_2CO_3吸附H_2O和CO_2机理研究

碳酸钠是一种颇具潜力的燃煤烟气CO_2固体吸收剂,其脱碳包括物理吸附和化学吸收过程,目前对其脱碳过程微观机理的研究比较缺乏。本文以碳酸钠物理吸附CO2为切入点,利用密度泛函理论(DFT)讨论了H_2O和CO_2在Na_2CO_3(001)表面的单独吸附及共吸附机制。计算采用周期性平板模型和GGA-PBE泛函,计算结果表明,Na_2CO_3(001)面具有最低的表面能;Na_2CO_3(001)面单独吸附H_2O的过程属于弱化学吸附,单独吸附CO_2的过程属于物理吸附;H_2O和CO_2在Na_2CO_3(001)面的共吸附无明显竞争作用,与在K_2CO_3(001)表面的吸附情况不同。本文研究结果将为碳酸钠化学吸收CO_2微观机理的后续研究提供理论依据。     

抑制损伤发展的CO_2激光修复技术及机理研究

熔石英表面激光损伤发展问题一直制约着激光器的运行通量。采用CO2激光在线熔融修复损伤点,修复后形成一个光滑的高斯坑,去除了损伤点中的裂纹,平滑了凹凸不平的表面,并且在紫外脉冲激光作用下,修复斑再次产生损伤的阈值高于熔石英元件的损伤生长阈值。因此CO2熔融修复技术能有效地抑制损伤发展。通过分析CO2激光作用下熔石英表面的温度分布,讨论修复坑的形成过程,确定激光参数对修复效果的影响,为寻找最佳修复参数提供理论基础。同时利用原子力显微镜(AFM)、轮廓仪细致分析损伤点和修复斑的微细结构,采用有限差分时域方法计算损伤点和修复斑周围的光强分布,探索消除裂纹和平滑表面对抑制损伤生长的作用。     

Cl与C3D6H2和C3H6D2反应的立体动力学对比研究

在扩展的London-Eyring-Polanyi-Sato(LEPS)势能面上,利用准经典轨线法研究了碰撞能为Ecol=6.0 kcal/mol时Cl与C3D6H2和C3H6D2反应.在质心系中计算了极化微分反应截面(2π/σ)(dσ00/dtω)、两矢量相关的P(rθ)分布、三矢量相关的极角分布P(Φr)以及用θr和r表示的产物转动角动量的空间分布,计算结果与有关实验及理论结果符合得很好.通过对比研究Cl与C3D6H2、C3H6D2和C3H8在不同碳位上的反应,发现质量因子在此类反应中起着重要的作用.     

淮南烟煤粒燃烧的初步研究

本文研究了用石英丝和双铂铑热偶丝悬挂的7.5—8.5mm淮南烟煤粒在1000℃的含氧23％的热气流中燃烧,得到了煤粒失重曲线及温升曲线。其结果表明,挥发份的释放和燃烧对煤粒着火和燃尽过程有重要作用。文中提出了煤粒同时有挥发和燃烧的模型,其计算结果和实验对照说明此模型可用,同时也指出,对我国不同煤种的煤粒还需进一步进行研究。     

劣质烟煤和无烟煤燃烧生成飞灰的电镜研究

一、前言 粉煤燃烧是一个非常复杂的物理化学过程。当煤粉被喷入锅炉炉膛后,受到火焰的辐射加热和回流烟气的对流加热,温度急剧上升,加热速率非常快,可达10~5K/秒。在一个极短的时间内,在煤粉粒子与周围介质之间及粒子内部进行着一系列的热质交换和化学反应:煤粒析出挥发份;挥发份与周围氧化介质发生气相反应;其反应产物与剩余焦碳     

克里奇中间体CH_2OO与CF_3CF=CF_2反应的动力学研究（英文）

本文使用OH激光诱导荧光方法研究了结构最简单的克里奇中间体CH2OO和CF_3CF=CF_2的反应动力学.在压强为10 Torr条件下,测量了温度在283,298,308和318 K的反应速率常数,分别为(1.45±0.14)×10~(-13),(1.18±0.11)×10~(-13),(1.11±0.08)×10~(-13)和(1.04±0.08)×10~(-13) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1).根据阿伦尼乌斯方程,获得该反应的活化能为(-1.66±0.21) kcal/mol.在6.3～70 torr压力范围内,未观察到该反应的速率常数存在压力相关.     

C1与C3D6H2和C3H6D2反应的立体动力学对比研究

在扩展的London-Eyring-Polanyi-Sato（LEPS）势能面上，利用准经典轨线法研究了碰撞能为Ecol=6．0kcal／mol时C1与C3D6H2和C3H6D2反应．在质心系中计算了极化微分反应截（2π／σ）（dσ00／dωt）、两矢量相关的P（θr）分布、三矢量相关的极角分布P（Ф）以及用θr和Фr表示的产物转动角动量的空间分布，计算结果与有关实验及理论结果符合得很好．通过对比研究C1与C3D6H2、C3H6功和C3H8在不同碳位上的反应，发现质量因子在此类反应中起着重要的作用．     

CO_2和H_2O对合成气层流燃烧速度的影响

利用高速纹影摄像方法结合定容燃烧弹研究了CO_2和H_2O稀释对CO/H_2/air混合气层流燃烧速度的影响,获得了不同当量比、稀释气和CO/H_2比例下合成气的层流燃烧速度。结果表明,CO_2与H_2O对合成气层流燃烧速度的影响有显著差异。总体上来说,CO_2具有更强的稀释效果。从化学反应的角度出发,CO_2与H_2O对合成气的燃烧化学反应有着截然相反的效果,CO_2抑制燃烧化学反应,而H_2O起到促进燃烧化学反应的作用。     

氮气对CH3NO2＋O2快速反应抑制机理的研究

采用激波管技术、光电探测技术及高速数据采集系统研究氮气对ＣＨ３ＮＯ２＋Ｏ２快速反应的抑制作用，通过探测ＣＨ３Ｏ、ＣＨ的辐射强度随氮气加入量的变化关系，分析氮气抑制反应进行的微观机制，得出了氮气抑制ＣＨ３ＮＯ２＋Ｏ２快速反应的主要过程是通过基元反应Ｎ２＋Ｏ→Ｎ２Ｏ消毁掉自由原子Ｏ，从而使自由基ＯＨ、ＣＨ的产量大为减少，支链反应不能继续进行下去，阻碍爆轰反应的实现。     

HFC-32和CF_3I的气相声速

1前言声速是重要的物性参数，由声速测量还可以得到理想气体热容、第二维里系数等重要物性．清华大学热能系从1987年开始进行声学法测量理想气体热容的研究山，设计了一套变程声速干涉仪，并成功地用于HFC－134a的声速和理想气体热容研究问。HFC－32与其它HFC类物质的混合物被认为是HCFC－22最有希望的替代物，CF3I的ODP为0，GWP也很低，是一种重要的各选工质．迄今为止国际上只有一套HFC－32的气相声速数据问，而CF。I尚无可用数据．作者实测了这两种工质的气相声速，并确定了其理想气体热容、声速第二维里系数及第二维里系数…     

NH3/H2预混旋流火焰稳定性及燃烧极限实验研究

采用叶轮型旋流燃烧器,选取氢气作为燃料添加剂,研究了掺氢比对氨气旋流火焰稳定性的影响,分析了不同旋流数、叶片数、当量比以及预混气总流量条件下,旋流火焰形态变化.测定并分析了不同参数对旋流火焰燃烧极限范围的影响,结果表明,随掺氢比的增大,火焰逐渐由"V"型转化为稳定的"M"型,燃烧反应愈发充分;高旋流数(1.27)或低叶...     

O_2/CO_2气氛下不同密度煤粉燃烧特性研究

本文将大同烟煤分为低(1.4 g/cm~3)、中(1.4～2.0 g/cm~3)、高(2.0 g/cm~3)3个密度段,进行不同密度原煤的工业和元素分析,利用热重分析仪研究了O_2/N_2、O_2/CO_2气氛(不同氧气浓度下)各样品的燃烧特性,并开展了反应动力学分析。结果显示在O_2/CO_2气氛下,随煤粉密度增加,煤粉最大失重速率减小,最大放热速率减小,燃尽温度升高;提高氧气浓度可降低燃尽温度。与O_2/N_2气氛相比,在氧气浓度相同的条件下,各样品在O_2/CO_2气氛下的着火温度、燃尽温度、表观活化能均升高。     

超临界压力CO_2水平管内冷却换热机理研究

采用SSTk-ω模型对冷却条件下超临界压力CO_2在水平管内的对流换热进行了数值研究,分析了流体物性、热流密度、直径以及浮升力等对其在拟临界点附近的流动换热特性的影响,并从场协同的角度分析了超临界压力CO_2的传热机理。结果表明:浮力效应使流体在流动截面上出现温度场不对称和二次流现象;下壁面的对流换热系数比上壁面先达到峰值,但换热系数小于上壁面;增大热流密度对换热系数的影响较小但能够使换热系数的峰值向入口段移动;增大热流密度和增大直径能够增强浮力效应对流体换热特性的影响;场协同原理可以解释同一截面处的换热不均匀现象。     

CF_3I分子在外电场中的物理和光谱性质研究

CF_3I是公认的用以代替SF6的新型环保绝缘气体,其在外电场中的具体性质的研究至关重要.利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/DGDZVP基组水平上,从分子结构角度研究了CF_3I气体在外电场(-0. 02 a. u.～0. 02 a. u.)作用下的光谱特征和解离特性.计算结果表明,沿C至I方向的电场增强时:C-I键键长单调增大,能隙E_g单调减小;分子总能量先增大后减小,偶极矩先减小后增大;费米能级EF单调减小,但当电场增至C至I方向0. 010 a. u.时,费米能级EF出现局部极大值.外电场对分子红外光谱的影响表现为:沿C至I方向电场强度增大时,四个振动频率红移(包括最高峰),其余两个蓝移.分子的解离特性表现为:沿C至I方向强度超过0. 025 a. u.的电场可使C-I键断裂.以上结果为CF_3I或其与其混合物在外电场下的特性研究提供了参考.     

煤焦O_2/CO_2燃烧反应性及结构演化的分子模拟研究

本文通过自编程序Fringe3D和Vol3D构建了具备一定孔隙结构特征的大尺度煤焦分子模型(碳原子数~40000),通过简化的分子模拟方法编程实现了煤焦O_2/CO_2燃烧微观反应过程的模拟。模拟结果表明:随着燃烧反应的进行,煤焦结构逐渐缩核变小,而煤焦结构尺寸的变化主要发生在燃烧后期。随着碳转化率的增大,低活性碳原子的数量逐渐减少,而高活性碳原子的数量先增加后减少。与空气燃烧相比,煤焦在O_2/CO_2气氛下的燃烧过程明显延迟,而煤焦比表面积的改变对煤焦反应性的变化有紧密关联。     

CO_2-N_2系统中光电流信号的产生机理

本文采用窄带滤波器测定了CO_2-N_2放电管在CO_2激光照射下的光电流信号,并用二阶微分网络法测量了相应的电子能量分布,认为:CO_2-N_2气体放电管中,光电流信号的产生是由于处在电子激发态上的CO_2分子和N_2分子受到10.6μm激光扰动,逐级电离的速率发生变化所致。     

CF_2自由基与HNCO反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了CF_2自由基与HNCO的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化.为了得到更精确的能量值,又用CCSD(T)/6-311++G**方法计算了在B3LYP/6-311++G**水平优化后的各个驻点的相对能量.根据统计热力学及用Winger校正的Eyring过渡态理论,利用自编程序,计算不同温度下低势垒反应的平衡常数和速率常数.计算结果表明单重态的CF_2自由基与HNCO的反应有四条反应通道,三重态的CF_2自由基与HNCO的反应有两条反应通道.其中单重态反应通道CF_2+HNCO→1IM1→1TS1→1IM2→1TS2→1IM3→CF_2NH+CO(P1)为主反应通道.三重态反应通道CF_2+HNCO→~36IM1→~36TS1→~36IM2→HCF_2+NCO(~3P5)为主反应通道.     

CoCH2+H2反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的UB3LYP方法在6-311+G(2d,2p)水平上研究了四重态和二重态的CoCH2与H2反应的机理,在UB3LYP结构优化的基础上用耦合簇理论方法UCCSD(T)在相同水平下对各驻点进行了单点能校正.结果表明,该反应在二重态和四重态上的势能面非常相似,存在两个过渡态(TS1、TS2)和两个中间体(M1、M2),反应的第一步是产生分子复合物(H2)CoCH2,其能量分别比反应物低66.6(四重态)和42.4 kJ/mol(二重态),第二步是H2的加成形成HCoCH3中间体,第三步是CH4的消除反应.其中CH4的消除为整个反应的速控步骤.反应在二重态和四重态势能面上存在四个交叉点,整个反应在二重态势能面和四重态势能面上交替进行.H-H键的活化在四重态上是不可逆的,反应将最终形成四重态产物,整个反应可放出能量222.9kJ/mol.     

CoCH2+H2反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的UB3LYP方法在6-311+G(2d,2p)水平上研究了四重态和二重态的CoCH2与H2反应的机理,在UB3LYP结构优化的基础上用耦合簇理论方法UCCSD（T）在相同水平下对各驻点进行了单点能校正。结果表明,该反应在二重态和四重态上的势能面非常相似,存在两个过渡态(TS1、TS2)和两个中间体(M1、M2),反应的第一步是产生分子复合物(H2) CoCH2,其能量分别比反应物低66.6(四重态)和42.4kJ/mol(二重态),第二步是H2的加成形成HCoCH3中间体,第三步是CH4的消除反应。其中CH4的消除为整个反应的速控步骤。反应在二重态和四重态势能面上存在四个交叉点,整个反应在二重态势能面和四重态势能面上交替进行。H-H键的活化在四重态上是不可逆的,反应将最终形成四重态产物,整个反应可放出能量222.9kJ/mol。