超导磁体失超过程中Quench-Back效应的数值模拟研究北大核心CSCD

Quench-Back是一种诱发超导磁体内产生新的失超区从而加快失超传播的现象.合理利用Quench-Back效应进行失超保护,需要准确理解Quench-Back作用下磁体内部的传热与电磁过程.以实际工程中某超导螺线管磁体为例,建立了失超过程三维瞬态耦合热-电磁-电路模型.整个模型采用两个顺序耦合的子模型实现,子模型一为三维传热模型,子模型二为轴对称电磁-电路直接耦合模型.得到了失超过程电流,热点温度和内电压变化曲线,分析了Quench-Back效应对失超过程关键参数的影响,研究了Quench-Back加速失超传播的具体过程.研究结果表明:Quench-Back效应可以有效控制失超过程中磁体内的热点温度,降低磁体内的过电压;Quench-Back效应与骨架材料,线圈结构和失超起始位置关系密切.     

上海光源超导波荡器模型机失超保护设计

中国科学院上海应用物理研究所正在研制一台50周期的低温超导波荡器模型机用于上海同步辐射光源装置,磁体绕组采用NbTi超导线,周期长度16mm,磁间隙9.5mm,运行电流为400A,目标峰值磁场0.67T。磁体储能为7.2kJ。为了保证模型机安全稳定的运行,采用基于有限元方法的数值模拟,将50周期磁体简化为绕组模型并分析其失超过程,根据实验与分析结果提出失超保护设计方案。将50周期磁体的上下两部分作为两段,每段通过失超探测仪进行监测,并通过并联背靠背的冷二极管进行保护。为了使设计尽可能简化并限制磁体端部电压,没有采用主动加热器与引能电阻。     

在类棒状铜锰复合氧化物上甲苯的催化燃烧活性及其失活

大气中的甲苯等挥发性有机物对环境和人体健康具有很大的危害。催化燃烧法是去除大气中挥发性有机物的一种有效方法。本文利用共沉淀法制备的铜锰复合金属氧化物经氢氧化钠水热处理后,获得了高比表面积的类棒状铜锰复合氧化物材料,并考察了其对甲苯的催化燃烧的活性和失活原因。研究表明,样品的后处理温度对甲苯催化燃烧活性影响很大,经500 ℃焙烧的样品比表面积高达221 m²·g^-1,在210 ℃可以实现甲苯的完全燃烧,其催化活性与贵金属催化剂Pd相当。所研制的类棒状铜锰复合氧化物在250 ℃时,运行60 h后甲苯转化率从最初的100%降至83%,通过对新鲜催化剂和反应后催化剂进行X射线光电子能谱分析(XPS)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)的分析,发现失活后样品上Mn⁴⁺和Mn³⁺的含量分别由40.4%、55.0%降为29.9%、50.0%,同时Mn²⁺的含量分别由4.60%升高为20.6%,表面氧由34.8%降低到29.2%,表明催化剂的活性位与表面氧和高价态的锰密切相关;另一方面,失活后样品的H₂-TPR上氧化铜的还原峰温度从248 ℃上升至268 ℃,氧化锰的还原峰从311 ℃上升至333 ℃,表明该高活性催化剂的失活可能与其随着反应的进行变得更难还原相关。本研究结果将有助于在大气污染控制中,进一步设计出高活性高稳定性净化大气中挥发性有机物的低温催化燃烧催化剂。     

配体取代基对三羰基铼配合物光催化还原CO2的影响

设计并合成了四种联吡啶配体上共价修饰不同取代基的三羰基铼配合物fac-Re(L)(CO)₃Cl: 即取代基分别为甲基(Re-Me)、羧基(Re-Ac)、季铵盐(Re-Qa)以及咪唑盐(Re-Im)的铼配合物, 化合物的结构均经过核磁氢谱、质谱以及红外光谱的确认, 测定了四种配合物第一和第二还原电位. 分别以该系列铼配合物为催化剂和光敏剂、三乙醇胺为电子牺牲体构建了均相可见光催化还原CO₂体系, 配体上取代基对催化剂的催化效果有显著的影响, 催化活性Re-Qa> Re-Ac≈Re-Me> Re-Im. 不同实验条件下四种催化剂的吸收光谱随时间变化研究表明, 铼配合物的催化效果和其在催化过程中的失活速率密切相关, 其变化趋势与催化剂失活速率一致, 催化剂的失活发生在催化剂得到一个电子后的单电子还原态中间体(One-electron reduced species, OER). 瞬态吸收光谱检测到了催化过程中的OER的生成, 证实光催化还原CO₂过程通过生成OER中间体进行的.     

B-TS-1分子筛的合成及其催化氧化性能

通过将杂原子B引入钛硅-1（TS-1）分子筛对其进行改性,并研究其催化氧化性能。结果发现,B-TS-1明显延长了环己酮氨肟化反应运行寿命。结合氨肟化体系催化剂失活主要原因以及反应体系H₂O₂反应路径,分析表明,H₂O₂是控制TS-1/H₂O₂氨肟化体系副反应发生的关键,并且有机副产物是导致催化剂堵孔失活的重要原因。本文提出B-TS-1能有效控制体系H₂O₂残留,从而进一步抑制副反应发生与积碳生成以延长催化剂寿命。结合Al-TS-1的催化特性,发现同时引入适量B、Al的B/Al-TS-1具有进一步提高环己酮肟化反应稳定性的作用。     

丙烯直接气相临氢环氧化催化剂结构调控和催化剂构-效关系研究进展

环氧丙烷（PO）是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯衍生物,广泛应用于轻工、医药和纺织等行业。相比于传统的氯醇法和共氧化法,在临氢条件下使用氧气直接氧化丙烯生产PO的工艺具有绿色环保、操作简单、经济性高等优势,是当前国内外PO生产领域的研究热点。本文针对该领域仍存在的催化剂寿命短、活性低等亟待解决的问题,综述了国内外近年来的研究进展,着重介绍催化剂中含钛载体的表面和结构性质、金属颗粒的形貌和电子效应对丙烯直接气相环氧化反应活性、稳定性的影响机制,并评述了催化剂的反应机理及结焦失活机理。此外,还总结了Cs、Ag、Pd、Pt、Ge、表面烷基化、离子液体、氮掺杂等助剂对催化性能的影响,分析了丙烯环氧化反应过程尚存的难题。最后,从载体材料的选择、催化剂性能的改进等方面展望了可能的解决途径和方向。     

新型合生元酸奶的研制

为制备新型合生元酸奶,研究了益生元的种类及添加量、益生菌混合比例、总接种量及发酵时间、发酵温度对合生元酸奶活菌数和品质的影响.结果表明:原料乳中低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖添加量分别为0.8%、0.6%、0.8%(w/v),以体积比为1:1的干酪乳杆菌S1和乳酸乳球菌LB12菌液为发酵剂,总接种量为3%(v/v),37℃恒温发酵10 h,在此条件下制备的酸奶甜中带酸,质地均匀,色泽为乳白色,香味浓郁,活菌数达9.26×109 cfu·m L~(-1),为市售伊利原味酸奶15倍.该新型合生元酸奶具有潜在的降胆固醇和抗氧化功能,具有良好的市场前景和发展空间.     

气-液放电处理绿藻类生物废水的实验研究

基于微电极结构,采用阵列式电极排布形式,设计了气-液放电装置,并开展了绿藻类生物废水处理研究.实验讨论了放电功率、处理时间以及初始浓度等要素对绿藻失活效率的影响.研究结果表明气-液放电对水中绿藻类生物有较好的杀灭效果.其中,绿藻失活效率随放电功率和放电时间的增加而明显增强;绿藻失活效率随废水中绿藻初始浓度的升高而急剧降...     

烟煤煤焦高温热失活特性

通过热重(TG)实验研究了不同温度和时间下烟煤煤焦反应性的变化特性,辅助拉曼光谱对烟煤煤焦反应性变化的原因进行了分析,得到了煤焦热失活动力学模型。结果表明,随着热处理温度(HTT)和时间的增加,煤焦的反应性逐渐降低;煤焦的有序化程度随着热处理温度的升高而加深,说明煤焦在高温热处理下结构趋于稳定,是煤焦失活的主要原因.改进并用实验值验证了Salatino等人提出的煤焦热失活动力学模型,得到了可以用于CFD软件的煤焦热失活动力学模型.     

极性分子摆动态的三体量子关联

极性分子具有较长的相干时间和较强的偶极-偶极相互作用,因此它被视为量子信息处理的有效量子载体.基于分子摆动态作为量子比特,研究了处于热平衡状态下三极性分子线性链系统的三体量子关联特性,分析了三体负性熵纠缠度、测量诱导扰动和三体量子失协随与电场强度、分子电偶极矩、分子转动常数、偶极-偶极相互作用和温度等参数有关的三个无量纲变量之间的变化关系.研究表明:在其他参数给定的情况下,随电场强度的增加,三体量子关联均变小;随偶极-偶极相互作用强度的增大,三体量子关联先增加到峰值再逐渐变小;温度越高,负性熵纠缠度和三体量子失协越小,但测量诱导扰动随温度的改变在电场强度和偶极-偶极相互作用影响下呈现不同的变化趋势.此外,通过调节电场强度、偶极-偶极相互作用和温度,可改变与操控极性分子摆动态的三体量子关联.