加速器与我

一、芝加哥,回旋加速器我与加速器结缘,始于1947年。那年,我来到美国,进入芝加哥大学物理系研究所。为了维持生计,并且吸收到更多的知识,我在物理系承担各种短期工作。记忆最深的工作首先是在费米教授为期一学年的量子力学课程中担任助教,其后我获得那时正在核研究所(后来改名为费米核研究所)建造的450MeV质子同步回旋加速器(Synchrocyclotron)项目的助理奖学金。项目主管安德森(H.Anderson)教授要我研究加速后质子束流引出的办法。当时束流引出没有任何好办法,唯一的方法是在束流引出的轨道上插入一个散射靶,将部分束流以弹性散射的方法…     

CO2对浆态床一步法合成二甲醚铜基催化剂稳定性的影响

研究了260℃,5.0MPa和原料气空速4000h-1条件下,不同浓度的CO2对甲醇合成Cu基催化剂稳定性的影响.结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致Cu基甲醇合成催化剂快速失活.原料气中CO2浓度的增大可促进逆水煤气变换反应,导致反应体系中H2O的量增加,不能被及时导出反应体系的H2O使Cu基催化剂的晶体结构和表面特性发生了变化.采用程序升温还原、N2吸附、元素分析、透射电镜和X射线光电子能谱分别对较低浓度和较高浓度CO2反应条件下的催化剂进行了表征.结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致催化剂颗粒变大,孔径减小,比表面积降低,催化剂中元素Zn和Al有明显的流失,Cu与ZnO之间的协同作用有所减弱,这些都是导致催化剂失活的重要原因.原料气中较高浓度的CO2在一定程度上抑制了催化剂上积炭的生成.     

Al2O3陶瓷引弧微爆炸加工温度场模拟

建立了Al2O3陶瓷引弧微爆炸加工(micro-detonationofstrikingarcmachining,MDSAM)过程的 传热模型,基于有限元理论,利用ANSYS软件对加工过程中的温度场分布进行了模拟。结合材料性质,对模 拟和实验得到的蚀坑尺寸进行了比较,并分析了加工参数对温度场的影响。模拟结果表明,Al2O3陶瓷引弧 微爆炸加工时在给定的加工参数下的最高温度可达13435℃,且高温影响区范围很小,加工实验与模拟结果 符合较好。随着脉冲宽度和工作电流的增加,加工区域的温度以及蚀坑的半径和深度增大;随着喷嘴半径的 增大,加工区域的温度降低而蚀坑的径深比增大。模拟结果可为Al2O3 陶瓷引弧微爆炸加工过程中表面形 貌的预测、材料去除机理的揭示以及加工参数的选择等提供参考。     

从《BIO-X》计划看物理学在21世纪生命科学发展中的作用

在简述20世纪物理学和生物学交互融合、推动了生命科学现代化方面的成就之后,着重介绍了国外为了更进一步有计划地推进生命科学发展而提出的所谓《BIO－X》计划,并以蛋白质组学、单分子与纳米技术在生物学中的应用、神经生物学、技术的研究和计算生物学为例,说明物理学在21世纪将继续在生命科学中发挥更大的作用,由此说明学科间的融合已成为自然科学发展的必然趋势。     

浆态相甲醇合成催化剂的失活机理

 浆态床甲醇合成过程具有重要的工业应用价值,影响该过程工业化的根本原因是催化剂易失活. 以合成气为原料,医用液体石蜡为溶剂,在5 MPa, 260 ℃和 1100 ml/(g·h)的反应条件下于浆态床反应器中考察了铜基甲醇合成工业催化剂C301的稳定性,并采用程序升温还原、 X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、 扫描电镜能谱、元素分析和N2物理吸附等表征方法对不同失活程度的催化剂的物相组成和形貌进行了表征. 结果表明,在本实验条件下,失活催化剂无中毒现象,但随着反应时间的延长,催化剂晶粒长大,比表面积减小,积炭和热烧结现象较明显,但不伴随活性组分铜的流失.     

MoO3-SnO2催化剂上二甲醚低温氧化高选择性制备甲酸甲酯

定向设计并制备了多功能MoO₃-SnO₂催化剂,在常压连续流动固定床反应器上实现了二甲醚低温氧化高选择性制备甲酸甲酯的过程。考察了机械混合法、共沉淀法及沉淀浸渍法等不同制备方法对催化剂性能的影响。在沉淀浸渍法制备的MoO₃-SnO₂催化剂上,常压、160℃反应条件下,甲酸甲酯选择性达94.1%,DME转化率也达到了33.9%,并且产物中无CO_x生成。采用NH₃-TPD、CO₂-TPD及H₂-TPR对催化剂进行了表征,结果表明,表面酸性、碱性及氧化性的不同是造成催化剂反应性能差异的原因。另外,通过采用XRD、Raman及TEM对催化剂结构进行表征发现,晶粒粒径及金属氧化物MoO₃的存在状态等结构的差异是造成催化剂活性不同的主要原因。较小晶粒的催化剂和表面存在的低聚态MoO₃是致使催化剂活性提高的主要原因。     

非理想振动系统起动过程中的回转频率俘获

本文定量揭示了非理想振动系统起动过程中的一种特殊物理现象——回转频率俘获，文章比较分析了回转频率俘获与迟滞共振及传统频率俘获之间的区别和联系，并通过对系统进行简化，从一般意义上研究了系统阻尼变化对非理想系统稳态转速的影响，提出了通过增大系统阻尼避免回转频率俘获的实用策略。     

4.5—20KeV能区Fe的光电截面测量

利用质子束激发单质金属元素靶产生的K线或L线特征x射线及Si(Li)谱仪测量了4.5—20keV能区Fe的x射线衰减系数。对于孤立的较强特征x射线,x射线系数实验误差小于1％。由于谱仪能量分辩限制,形成的重峰,利用XABS解谱程序也得到了各组分谱线较好的实验结果。由总的光子衰减截面扣除散射截面得到了光电截面实验值。与以前的实验结果及理论值进行了比较,并作了讨论。     

多功能胶囊催化剂在多相催化中的应用研究进展

Capsule catalysts composed of pre-shaped core catalysts and layer zeolites have been widely used in the tandem reactions where multiple continuous reactions are combined into one process. They show excellent catalytic performance in heterogeneous catalysis, including the direct synthesis of middle isoparaffins or dimethyl ether from syngas, as compared to the conventional hybrid catalysts. The present review highlights the recent development in the design of capsule catalysts and their catalytic applications in heterogeneous catalysis. The capsule catalyst preparation methods are introduced in detail, such as hydrothermal synthesis method, dual-layer method, physically adhesive method and single crystal crystallization method. Furthermore, several new applications of capsule catalysts in heterogeneous catalytic processes are presented such as in the direct synthesis of liquefied petroleum gas from syngas, the direct synthesis of para-xylene from syngas and methane dehydroaromatization. In addition, the development in the design of multifunctional capsule catalysts is discussed, which makes the capsule catalyst not just a simple combination of two different catalysts, but has some special functions such as changing the surface hydrophobic or acid properties of the core catalysts. Finally, the future perspectives of the design and applications of capsule catalysts in heterogeneous catalysis are provided.