物理法COD减排理论极限能耗的热力学分析

首先针对系统的可持续性发展提出了三点本质要求,在此基础上提出了基于减排过程节能机制的热力学框架,并根据热力学第一、第二定律建立了计算物理法脱除有机污染物理论极限能耗的热力学分析方法.此外,以典型有机污染物的脱除为例,分别计算了封闭体系中298.15K和1.01325×105Pa下不同初始浓度、不同种类以及不同COD减排量的有机污染物脱除的理论极限能耗.本文的计算结果表明,废水中有机污染物的减排需要很高的能耗,脱除相同量有机污染物所需的理论极限能耗随着初始浓度的减小而显著增加,且不同种类污染物处理的难易程度和能耗高低相差很大,这充分说明减排与节能有着密不可分的联系,充分考虑污染物的种类、物理化学性质、毒性和浓度将有助于减排政策的科学制定.     

氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的性质与应用

作为绿色溶剂,离子液体在化学和物理学科引起广泛关注.低共融溶剂,如氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油,不仅被认为是一类新型的离子液体,还具有价格低廉、环境友好及合成简便等优势.为了促进氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油这两种低共融溶剂的应用,本文考察了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的微观结构、物理化学性质及水分对其物性的影响,并将其与传统离子液体进行了比较.此外,还分析了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油在摩擦学及CO2分离中的潜在应用.已有研究结果表明,氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油有希望应用于摩擦学及CO2分离中,但是在大规模工业应用之前依然存在很多不确定性和瓶颈,还需要进一步在其纳米结构、实验测定及模型等方面进行研究.     

高温及超临界条件下 MgCl2与CaCl2水溶液中离子水化与缔合的量子化学计算

对NaCl等碱金属水溶液的研究表明,室温条件下,离子在溶液中以水合形式存在,而在高温及超临界时,阴阳离子将结合成为离子对．采用量子化学计算,研究了MgCl2与CaCl2水溶液中水化与缔合的情况．通过Gaussian98软件包计算了阳离子的水化自由能以及离子对的生成能,从而获得水合离子与离子对的热力学稳定性及其随温度、压力的变化情况．通过比较热力学稳定性,考察了两种溶液中水化与缔合的变化情况．研究结果表明,MgCl2与CaCl2水溶液中离子水化与缔合的变化趋势与碱金属溶液基本一致,但是存在一个过渡区域,该区域内离子对与水合离子共存,因此需要采用不同于碱金属溶液的方法处理MgCl2与CaCl2水溶液．     

含 TiO2(B) 介孔氧化钛材料的制备、特性和应用

 综述了近年来本课题组依据材料化学工程研究思想, 对含 TiO2(B)(一种比金红石和锐钛矿相结构更松散的氧化钛晶型) 介孔氧化钛材料在制备、结构和性能方面所取得的研究进展. 该介孔材料由二钛酸钾经水合、离子交换和热处理得到, 具有良好原子尺度晶格匹配界面特征的锐钛矿和 TiO2(B) 核壳结构. 研究表明, 该介孔材料在兼备高比表面积、高晶化孔壁和高热稳定性的同时, 还表现出良好的纳米颗粒担载稳定性, 在光催化、油品加氢精制、药物载体、固体酸催化和电化学电容器等方面已凸显出良好的应用潜力和推广价值. 目前该新型含 TiO2(B) 介孔氧化钛材料已经实现低成本、规模化制备.     

新型晶须状氧化钛担载Au的CO催化氧化性能

从钛钾比较高的二钛酸钾晶须出发,通过离子交换和热处理等步骤制备了具有不同微观结构的晶须状TiO2,然后通过均相沉积-沉淀法在制得的TiO2上担载1%的Au.采用X射线衍射、扫描电镜、低温N2吸附-脱附及透射电镜等技术对催化剂样品进行了表征,并测定了其催化CO氧化反应性能.结果表明,600℃处理所得晶须状TiO2载体(T(600))具有丰富的介孔结构,比表面积为59 m2/g,平均孔径为11 nm,担载Au后其孔道结构保持良好,而800℃处理所得晶须状TiO2样品(T(800))孔结构完全坍塌,但仍保持纯锐钛矿晶型.在相同担载条件下Au/T(800)上的Au颗粒尺寸明显小于Au/T(600)上的,但两者催化CO氧化反应活性相差不大,CO完全转化温度分别为80和70℃,活性均比Au/P25的高.     

以OTS自组装单分子膜为探针研究TiO2液相空穴氧化机理

通过引入十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装单分子膜作为氧化反应的探针, 在排除反应物的吸附和扩散的条件下研究溶胶-凝胶制备的TiO2薄膜表面光催化空穴氧化初始过程. 研究结果表明, 在紫外光照下, 水溶液中OTS部分覆盖的TiO2表面能够很快从憎水变成亲水. 存在空穴捕获剂后, TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除受到明显抑制, 水接触角随光照时间变化非常小; 而水中羟基自由基捕获剂或者F-的存在则对TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除几乎无影响. 这表明, 空穴氧化在TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除中占主要地位.     

基于"梁段"跨中FRP-混凝土界面剪应力数值计算

纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁跨中可能发生剥离破坏,研究者已提出几种计算FRP-混凝土粘结界面剪应力τ的方法,但所得结果有较大的差异.本文先通过典型的FRP-混凝土界面的粘结-滑移本构关系和FRP加固梁实验结果,评估既有计算方法存在的问题.进而提出一个简单的"梁段"有限元计算模型,并证实其合理性和可靠性.再用此模型计算讨论了多种参数影响下的FRP-混凝土界面剪应力τ分布特征.基于实验研究和有限元计算结果,指出FRP-混凝土界面剪应力最大值τu不适合作为剥离破坏准则,并建议考虑将滑移量最大值δ作为FRP-混凝土界面的剥离破坏准则.     

磷化镍/介孔TiO_2催化剂的制备及其催化加氢脱硫性能

以介孔TiO2(m-TiO2)为载体,采用程序升温还原法制备了Ni2P/m-TiO2催化剂,考察了不同起始Ni/P摩尔比及活性组分负载量对该催化剂结构及其催化加氢脱硫(HDS)性能的影响.结果表明,当Ni/P摩尔比为1.25时,活性组分以Ni2P为主,催化剂的最佳Ni负载量为10%.采用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、场发射扫描电镜和程序升温还原等技术表征了m-TiO2及其它不同载体负载的Ni2P催化剂.结果表明,高结晶度m-TiO2载体使Ni和P物种的还原温度大幅度降低,在450～600oC还原制得的Ni2P/m-TiO2催化剂的结构参数基本一致,比表面积均为90m2/g左右,具有很高的热稳定性和对二苯并噻吩的HDS催化性能.在相同的反应条件下,m-TiO2负载的Ni2P催化剂HDS性能最好,各载体负载的Ni2P催化剂活性大小顺序为Ni2P/m-TiO2Ni2P/SiO2Ni2P/P25.     

过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进展

 对近年来利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进行了综述．分析了掺杂金属离子的种类、掺杂浓度和掺杂制备方式等对TiO2光催化性能的影响,并提出了今后的研究方向．     

化工热力学习题改革初探

习题练习是化工热力学课程教学的重要环节,传统习题题型单一,且往往与生产和生活实际相距甚远。本文从增加选择题练习、选取新颖且与实际结合紧密的计算题、利用Excel和计算软件以及如何防止作业抄袭4个方面阐述了对化工热力学习题的改革尝试。这些探讨对化工热力学教学改革提供了有益的思路。