LiCl、CaCl_2和NaCl-CaCl_2水溶液体系低温相变过程的X射线衍射法研究

本文使用低温X射线衍射法对不同浓度的LiCl、CaCl2和NaCl-CaCl2水溶液在降温过程中的相变情况进行了实时监测,获得了降温过程中的衍射图。结果显示,在快速降温的实验条件下,随温度降低,CaCl2溶液在-10～-60℃范围内析出冰或CaCl2·6H2O;LiCl溶液在5～-80℃范围内析出冰或LiCl·H2O;CaCl2-NaCl溶液在5～-40℃范围内析出CaCl2·6H2O或NaCl、冰。实验结果与相图的对比验证了这一实验方法的可行性。根据实验结果推断,本实验条件下固相可能先以无水盐的形式析出,而水合盐的形成则需要更长的平衡时间。本文的实验方法可为其他油田卤水子体系低温相平衡的研究提供有用信息,进而为油田水低温下结晶析盐规律的研究奠定基础。     

氮气射流抑制氢气喷射火的实验研究

为了探究抑制氢气喷射火的有效方法,并揭示氮气射流对氢气喷射火焰的影响规律,开展了一系列氮气作用下氢气喷射火实验。采用喷嘴直径为3mm、滞止压力为10atm的氮气射流,并改变氮气喷射高度和水平喷射距离,对氢气喷射火进行抑制。选择2种典型的氢喷射火,分别为喷嘴直径为3mm、滞止压力为0.1atm的过膨胀亚音速火焰和喷嘴直径为1mm、滞止压力为8atm的欠膨胀超音速火焰。实验结果表明,在氮气射流作用下火焰发生偏转,氢气喷射火长度衰减率随氮气喷射高度增大而减小。当氮气作用于火焰根部时,能有效地扑灭氢气喷射火。随氮气喷射距离增加,氢喷射火长度衰减率减小。另外,欠膨胀超音速氢气喷射火存在火焰抬升现象,氮气更易使喷射火熄灭,且在较大的水平喷射距离下仍能使火焰熄灭;过膨胀亚音速氢气喷射火由于抬升高度不明显,氮气射流灭火效果较差,仅能够在较小的水平喷射距离下使火焰熄灭。     

静态超高压下氢的晶体结构实验研究

在极端条件下,固态氢会经历一系列相变,理论预测其在足够高的压力下会演变为金属。由于金属氢被预测具有室温超导和超流等特性,其研究受到了学界的极大关注。然而,研究金属氢存在巨大的技术挑战:一方面,达到氢金属化的压力条件极为苛刻,至今对冷压下是否已制备出金属氢仍未达成共识;另一方面,超高压下氢的精确表征十分困难,特别是表征固态氢晶体结构的技术手段更是严重滞后。晶体结构作为了解一种材料的最基本信息,对其认知的匮乏阻碍了理解氢在高压下如何逐步演化为金属氢的过程。为此,着眼于超高压氢的晶体结构测量,发展了一套先进同步辐射X射线衍射方法,在室温下将氢的晶体结构测量扩展至254 GPa,将相关压力记录提高了一倍。介绍了相关的技术突破,探讨了在超高压下对氢进行晶体结构测量的方法以及存在的问题,以期为在更高压力条件下测量氢的结构信息做好铺垫。     

海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析

降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域.     

X射线光电子能谱仪的数据采集及处理技巧

X射线光电子能谱(XPS)广泛应用于材料表面分析表征.在XPS分析过程中,对于经验不足的科研或者测试人员可能会引入一些主观性的判断,使得谱图测试及分析对数据分析质量产生影响.为获得更好的数据质量,本文根据国际标准和实际测试经验总结出一种通用于不同类型材料表面分析表征的XPS数据采集和处理分析思路,以方便测试人员能够更加...     

浅谈物理概念教学

物理概念是通过大量观察、实验,经过分析、比较、综合、归纳、想象、概括等抽象思维而形成,是物理基础知识的重要组成部分,没有精确、严密的物理概念,也就没有定量的物理学．调查发现,我校学生认为物理难学的根本原因是基本概念理解不透彻,以至于听不懂物理规律,     

X射线光电子能谱复杂谱图的非线性最小二乘法分析案例

X射线光电子能谱(XPS)是材料表面分析表征最常用的测试手段之一,然而由于XPS数据处理过程中往往会带入主观因素,其数据分析往往是一个难题.本文重点报道了 XPS复杂数据分析的处理方法和案例,首先总结了非线性最小二乘法(NLLSF)分析XPS复杂谱图的适用范围;随后根据谱峰重叠的类型对实际测试分析过程中遇到的复杂数据进...     

ICP-AES测定稀土硅铁及镁硅铁合金中的铈、镧、镨和钕

研究了应用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定稀土硅铁及镁硅铁合金中铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)的测定方法.该法各元素回收率为88.0％-106.8％,方法快速、简便易行、灵敏度高,重复性和再现性均能满足以上各元素的检测要求.     

预制铂纳米颗粒对质子交换膜燃料电池用铂纳米线阴极的结构影响

铂纳米线（Pt NWs）由于其独特的结构特点,比商业Pt/C具有更高的氧还原反应（ORR）比活性。在本工作中,我们将预先制备好的铂纳米颗粒（Pt NPs）引入到碳基体中,用于诱导生长Pt NWs,获得了均匀分布Pt NWs的阴极。通过改变Pt NP载量（0~0.015 mg·cm^-2）和Pt NP来源（不同Pt含量的Pt/C）研究了所制备阴极的结构和性能。用扫描电镜对阴极表面进行了表征,并用透射电镜和X射线衍射分析了Pt NW的形貌和晶体结构。在单电池中分别进行了极化曲线和循环伏安曲线测试。当Pt NP来源为40% Pt/C且其载量为0.005 mg·cm^-2时,制备的Pt NW阴极具有最佳的单电池性能和最大的电化学表面积（ECSA）。最后,提出了预制Pt NP影响Pt NWs分布的可能机制。     

Synthesis,Crystal Structure and DNA-Binding Property of a Mn(Ⅱ) Complex Based on 5-(Tri-fluoromethyl)pyridine-2-carboxylic Acid

A new complex Mn(Htpc)_2(H_2O)_2(1, Htpc = 5-(trifluoromethyl)pyridine-2-carboxylic acid) has been synthesized and characterized by elemental analysis, IR, TG and single-crystal X-ray diffraction. 1 belongs to triclinic system, space group P■ with a = 5.0885(10), b = 6.5574(13), c = 14.016(3) ?, β = 90.67(3)o, V = 436.34(17) ?~3, Z = 1, D_c = 1.793 g·cm~(-3), μ = 0.855 mm~(-1), Mr = 471.18, F(000) = 235, the final R = 0.0454 and wR = 0.1134 for 1998 observed reflections with I 2σ(I). The Mn(Ⅱ) ion is coordinated by two N and two O atoms from two Htpc as well as two O atoms from two coordinated water molecules, forming a 0D motif with distorted octahedral coordinate geometry. The adjacent 0D units are linked into 1D chains through hydrogen bond O(1W)–H(1 WB)···O(2), and via the O(1 W)–H(1 WA)···O(1) hydrogen bond the neighboring 1D chains are connected into a 2D supramolecular layer. Moreover, the interactions between the ligand and its complex with CT-DNA were studied by EtBr fluorescence probe, which suggested that these compounds bind to CT-DNA through an intercalation mode. The binding constants were 0.41 and 0.64 for Htpc and complex 1, respectively. It indicates that the interaction between complex 1 and CT-DNA is stronger than Htpc.