不同压力下碳氢体系低压金刚石的非平衡定态系列相图

系统压力是低压金刚石薄膜生长实验中重要的实验参数，如果采用合理的计算方法定量化地预测出压力对金刚石薄膜生长条件的影响，则可以直接用于指导其实验研究。本文报道根据非平衡热力学耦合理论模型绘制了C-H体系金刚石生长投影相图，经与大量实验结果比较相一致，并系统地计算了压力变化的碳氢体系金刚石生长非平衡定态截面相图，得到了金刚石生长区随压力变化的规律。计算得到的相图与经典平衡相图有本质不同，均有金刚石生长区，因而可以合理解决金刚石低压下连续生长而石墨被腐蚀与经典平衡热力学之间的矛盾。本文的计算结果可以为金刚石生长实验提供定量化的压力条件的选择和优化实验条件。     

氯参与的化学气相淀积金刚石的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型研究了金刚石在CHCl体系中的生长,计算所得CHCl体系的金刚石生长的相图与大量实验结果符合良好.通过热力学分析讨论了氯的添加对提高金刚石薄膜生长速率及其质量的影响以及降低淀积温度的作用.     

氯参与的化学气相沉积金刚石的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型研究了金刚石在Ｃ－Ｈ－Ｃｌ体系中的生长,计算所得Ｃ－Ｈ－Ｃｌ体系的金刚石生长的相图与大量实验结果符合良好,通过热力学分析讨论了氯的添加对提高金刚石薄膜生长速率及其质量的影响以及降低淀积温度的作用。     

反应耦合现象和现代热力学分类系统

现代热力学的一个重要推论———反应耦合现象 ,长期来没有得到很好的论证 ,还引发了长期的争论 ,严重地阻碍着热力学在现代科学中的应用和热力学自身的发展。本文以激活低压金刚石气相生长为例 ,为反应耦合现象提供了定量化的证明 ,相应地建立了包含非平衡相图新领域的现代热力学完整分类系统     

CO2作为化学品原料的高效利用途径:与烷烃耦合反应(英文)

CO₂作为碳资源的规模化高附加值利用是实现其减排的重要方向.然而,由于其热力学稳定,以CO₂为原料高效转化为大宗化学品一直是一个巨大的挑战.工业上普遍以富氢的石脑油为原料生产相对缺氢的烯烃和芳烃产品,但其存在原料和目标产品之间的碳氢不平衡问题.理论上,采用CO₂与富氢的烷烃耦合,可以改善二者的平衡关系,提高目标产物选择性,同时实现CO₂资源化利用.已有研究采用CO₂与烷烃反应,将CO₂转化为CO并减少氢气的生成,但CO₂的碳原子没有进入烃类产物中.本文系统研究了酸性分子筛催化的CO₂与烷烃耦合反应,大幅提高了芳烃选择性,证实部分CO₂中的碳原子直接进入了芳烃产品中.本文以H-ZSM-5为催化剂,对比研究了正丁烷、正戊烷和正己烷在He和CO₂气氛中的转化反应,并详细研究了反应温度、CO₂/n-butane比例、接触时间以及分子筛酸量等条件对耦合反应的...     

MgO-P2O5和CaO-P2O5体系的热力学优化

基于严格评估的相图和热力学实验数据,采用相图计算方法对MgO-P₂O₅和CaO-P₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述,考虑了对近似处理液相中存在的短程有序.为了描述M₃(PO₄)₂(M = Mg, Ca)组分处的最大短程有序,将PO₄^3-当作液相中P₂O₅的基本组成单元.体系中所有的中间相都看作线性化合物并考虑了晶型转变.获得一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质,在实验误差范围内很好地重现了相图、焓、熵和活度实验数据,为炼钢脱磷过程中熔渣体系热力学数据库的建立打下了坚实的基础.     

金箔上单层MoS2的控制生长及电催化析氢应用

金属衬底上单层MoS₂的可控批量制备是探索其微观形貌、新奇物理化学特性以及潜在应用的重要前提. 最近, 我们利用低压化学气相沉积的方法, 在多晶金箔上实现了高质量、大面积/大批量、畴区尺寸可调(从几百纳米到几十微米)单层MoS₂的可控制备; 利用低能电子显微/衍射实现了直接生长的单层MoS₂畴区取向和畴区边界的原位识别; 利用金箔上合成的纳米尺寸MoS₂作为电催化析氢反应的催化剂, 实现了高效的析氢效果(塔菲尔斜率约61 mV/dec, 交换电流密度约38.1 μA/cm²). 本文将以这些研究成果为主线, 系统地阐述金箔上单层MoS₂的可控制备和转移、畴区的原位识别以及在电催化析氢反应中的应用, 并对该领域的未来发展趋势和所面临的挑战进行简要的展望.     

CO2矿化反应基础研究 II．有机胺介质中碳酸化反应热力学研究

对有机胺介质中CaCl₂与二氧化碳的碳酸化反应进行了研究,在二氧化碳压力为2MPa~5MPa、CaCl₂浓度为1.31mol/L~2.44mol/L下考察了压力和浓度对该多相反应体系碳酸钙收率和有机胺萃取效率的影响。结果表明,碳酸化反应过程中碳酸钙收率和有机胺萃取效率随二氧化碳压力和CaCl₂初始浓度的增大而增加。结合Pitzer电解质溶液模型、二氧化碳溶解模型对该多相反应进行热力学平衡分析。有机胺的萃取平衡决定了HCl在有机相和水相的分配平衡,水相中H⁺浓度限制H₂CO₃解离,制约碳酸钙沉淀反应。CaCl₂浓度大小影响了HCO₃^-和CO₃²-的活度系数,对沉淀/溶解平衡也有一定影响。热力学平衡转化率与实验结果接近,表明该反应受化学反应平衡控制。     

水助催化氢分子在金纳米粒子上解离的理论研究

金纳米粒子（GNPs）对氢分子（H₂）的解离具有良好的催化活性. 本文研究了水分子对 GNPs 催化 H₂ 解离的影响. 对于H₂在中性和带正电的金簇（Au_n^δ,n=3~5;δ = 0,1）上的反应,考虑当水簇（(H₂O)_m,m = 1, 2, 3, 7）参与反应时 GNPs 催化H₂的解离过程的热力学和动力学. 研究结果表明,水对 H₂ 在GNPs上的解离有助催化的作用,且水簇大小不同,水助催化 H₂ 在金簇上解离的机理也有所不同,其由氢氢键的均裂解离转化为氧化解离. 对两种机理所得的产物,作者计算了它们的 Raman 和 IR 光谱.     

准东煤灰渣烧结熔融过程中钠基化合物作用机理研究

将Na₂CO₃添加剂按折算为Na₂O以20%的比例掺入煤灰中制成混合灰样,对混合灰样在不同温度下烧结.对不同温度下的烧结灰进行EDS元素分析和XRD物相分析,探究钠基化合物在准东煤灰烧结过程中的转变机理.并以EDS分析结果为基础用Fact sage 5.2计算软件中的Equilib模块进行化学热力学平衡反应计算.结果表明,随着烧结温度的升高,硫会发生富集,而钠主要和硫反应生成Na₂SO₄.同时会有NaCl的产生,NaCl会与含钾化合物反应置换出KCl.NaCl、KCl和Na₂SO₄与其他物质产生低温共熔物.     

非平衡定态相图在含氮体系低压金刚石沉积中的应用

０前言最近几年低压金刚石制备研究中,出现了一类以含氮气相混合物为原料的制备方法,正逐渐被人们所重视：少量氮原子的存在（甚至是ｐｐｍ级）可以显著提高金刚石薄膜的淀积速率,改善薄膜质量［１,７］。本文报道根据非平衡热力学耦合理论［１０］,首次计算得到了含...     

CO_2-甲醇和CO_2-乙醇体系的交叉缔合模型

在统计缔合流体理论(statistical associating fluid theory,SAFT)的基础上,将二氧化碳(CO2)处理为似缔合分子,考虑醇羟基之间的自缔合作用,以及CO2分子与醇羟基之间的交叉缔合作用,提出了适用于CO2-醇类体系的交叉缔合模型.应用该模型研究了CO2-甲醇和CO2-乙醇体系从低温低压到高温高压的相平衡性质.p-x和p-ρ相图的计算值与实验值吻合良好.研究表明,考虑CO2与甲醇和乙醇分子之间的交叉缔合对Helmholtz自由能的贡献,可显著改善相平衡性质的计算结果,并避免模型对低温区间中三相平衡和三相点的错误预测.     

CO(NH2)2-H3BO3-H2O体系相平衡研究

农作物不仅需要吸收C、H、O、N、P、K、Ca、Mg等营养元素,而且还需要吸收B、Mn、Zn等营养元素,以维持它们正常生长的需要.尿素是一种含氮量很高(46.60%)、性能很好的氮肥,而硼化合物又是一种很重要的微量元素肥料.因此,研究尿素与硼化合物间的相互作用,以得到既含氮又含硼的一种化合物,是一种很有意义的工作。目前,国外已开展了尿素与硼酸间相互作用的研究工作.研究结果表明,在一定条     

Theoretical study of pattern formation during the catalytic oxidation of CO on Pt{100} at low pressures

Theoretical studies have thus far been unable to model pattern formation during the reaction in this system on physically feasible length and time scales. In this paper, we derive a computational reaction-diffusion model for this system in which most of the input parameters have been determined experimentally. We model the surface on a mesoscopic scale intermediate between the microscopic size of CO islands and the macroscopic length scale of pattern formation. In agreement with experimental investigations [M. Eiswirth et al., Z. Phys. Chem., Neue Folge 144, 59 (1985)], the results from our model divide the CO and O(2) partial pressure parameter space into three regions defined by the level of CO coverage or the presence of sustained oscillations. We see CO fronts moving into oxygen-covered regions, with the 1 x 1 to hex phase change occurring at the leading edge. There are also traveling waves consisting of successive oxygen and CO fronts that move into areas of relatively high CO coverage, and in this case, the phase change is more gradual and of lower amplitude. The propagation speed of these reaction waves is similar to those observed experimentally for CO and oxygen fronts [H. H. Rotermund et al., J. Chem. Phys. 91, 4942 (1989); H. H. Rotermund et al., Nature (London) 343, 355 (1990); J. Lauterbach and H. H. Rotermund, Surf. Sci. 311, 231 (1994)]. In the two-dimensional version of our model, the traveling waves take the form of target patterns emitted from surface inhomogeneities.     

Metastable Equilibrium in Quaternary System Li2SO4 ＋ K2SO4＋Li2CO3 ＋ K2CO3 ＋ H2O at 288 K

IntroductionThe Zhabuye salt lake, Tibet in China, is famousfor the high concentrations of lithium, boron, andpotassium in the world. The main components areLi , K , Na , B4O72 -, CO32 -, Cl-, SO42 -, andH2O, including rare elements such as Rb and Cs .The…     

Na+，K+//Br-，SO42--H2O四元体系323 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在323 K的相平衡关系,测定了该体系323 K的溶解度及平衡液相的密度,绘制了该体系的相图。研究发现：平衡体系存在复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄的结晶区。其相图由3个共饱和点,7条单变量曲线和5个结晶区组成。相区分别对应NaBr·2H₂O、Na₂SO₄、K₂SO₄、KBr和Na₂SO₄·3K₂SO₄结晶区。其中复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄,Na₂SO₄和K₂SO₄有较大结晶区,而NaBr·2H₂O和KBr有较小结晶区。对比了等温条件下四元体系Na⁺,K⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O相平衡结果。实验结果表明溴化物对硫酸盐有较强盐析作用。     

Phase behaviors of Gemini cationic surfactants/n-butanol/water systems

Phase diagrams for ternary system of the Gemini cationic surfactants, N,N-long chain alkyl-2-hydroxyl-N,N,N,N-tetramethyl diammonium dichloride (G_nCl₂) with butanol and water have been drawn based on experimental data at 25 °C. The phase diagrams show that L phase and different liquid crystalline phases are existent in the ternary system at different components. Electric conductivity of the L phase has been studied. Small-angle X-ray scattering (SAXS), ²H (deuterium) quadrupolar splitting (²H NMR) and the polarizing-light microscope were employed to confirm the characteristic texture structures and the microstructure of three different liquid crystalline phases.     

钾镁氯化物(硫酸盐)与脲、水体系的溶度研究

报导了KCl-MgCl2-CO(NH2)2-H2O和K2SO4-MgSO4-CO（NH2）2-H2O两个四元体系在25℃时的溶度及其饱和溶液的折光率、密度，相应的溶度图和组成-折光率、组成-密度图．前一体系中形成3个三元化合物：MgCl2·4CO（NH2）2·2H2O、MgCl2·CO（NH2）2·4H2O和KCl·MgCl2·6H2O溶度盐份图由9支共饱线、4个四元无变点组成．四元体系的水量图、性质-组成图有类似的变化．后一体系中有2个异成份溶解化合物MgSO4·CO（NH2）2·2H2O和K2SO4·MgSO4·6H2O形成，溶度等温图由7支双饱溶度线、3个四元无变点组成．对两个体系相图的相似性和差异点进行了讨论．     

甲烷氧化偶联制烯烃的热力学平衡限度

选择适宜的热力学模型对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析，考察温度﹑压力﹑进料组成对体系组分的平衡限度影响。研究发现，在甲烷氧化偶联制烯烃体系中，H2、CO的生成相对容易，C2产物（C2H4、C2H6）不容易生成。通过计算，得到了该体系有利于烯烃生成的反应条件，500℃～800℃、1.5MPa、烷氧摩尔比为7。实验为甲烷氧化偶联反应器和催化剂的开发研究提供热力学依据。