氮化硅陶瓷前驱体研究进展

聚硅氮烷可用作高温裂解法制备氮化硅陶瓷的前驱体。本文概括了近年来聚硅氮烷前驱体的研究及发展状况,总结了聚氮烷前驱体在合成,应用用以及裂解转化为陶瓷机理方面的研究进展。     

有机硅橡胶裂解产物气相色谱-质谱联用分析

以室温硅橡胶和高温硅橡胶产品的边角废料及次品作为实验原料,进行到催化和碱催化裂解,将裂解产物进行气相色谱－质谱（ＧＣ－ＭＳ）联用分析,经过质谱数据检索,确定了两种酸催化产物的组成,高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化物合;室温橡胶的酸催化一妥产物中有太和链状两类化合物,该实验为硅像胶废料利用提供了依据。碱催化产物太复杂,产物利用存在困难。     

石油烃管式炉裂解技术的核心设计及发展

以“化学工艺学”——烃类热裂解中管式裂解炉和裂解工艺过程的教学内容为素材,通过对比分析美国Lummus公司、KBR公司和德国Linde-Selas公司管式裂解炉的炉管结构设计,使学生认识到管式裂解炉炉管结构设计不但与烃类热裂解高温、短停留时间和低烃分压的裂解工艺存在着密切的关系,而且是提高管式炉裂解选择性、烯烃收率和裂解原料适应性的关键。另外,结合乙烯装置在控制系统、急冷技术、结焦抑制和节能降耗等技术方面的发展,向学生阐明了未来裂解炉设计的发展方向。     

乙苯与二甲苯在超临界压力下的热裂解研究

采用连续流动装置, 在压力为4 MPa, 温度分别在700, 750和780 ℃条件下, 开展了乙苯和二甲苯在超临界压力条件下热裂解反应的实验研究. 对乙苯和二甲苯裂解的气相产物, 采用在线气相色谱进行分析; 而裂解的液相产物则通过色质联用仪进行定量分析. 研究发现乙苯和二甲苯裂解的气相产物组成基本相同, 而液相产物组成相差较大, 但都是芳香烃类化合物. 乙苯和二甲苯的转化率都随温度升高而增加; 在相同温度下, 乙苯比二甲苯转化率高. 此外, 裂解过程并未发现明显的结焦现象, 说明纯芳香烃物质的热裂解并不会导致严重积炭. 同时, 本文还采用密度泛函方法在BHandHLYP/6-31+G(d, p)水平上, 对乙苯和甲苯分别进行结构优化并计算相关的键能. 计算结果表明: 乙苯侧链乙基中的C—C键的键能最小, 从而说明乙苯侧链烷基更容易发生断键反应, 理论结果很好地解释了乙苯比二甲苯裂解转化率高的实验现象. 本文的工作对燃料裂解结焦机理的重新认识有重要的意义.     

Recent progress in subatomic particle detection technology

Particle detection technologies have been largely advanced in ,boratory over the past decade. A neutron sphere was built to detect the decay neutron emitted from the implanted unstable nu eleus, whereas a multi-neutron correlation spectrometer was implemented to detect the forward moving neutrons resulting from breakup reactions. Charged particle telescopes are now equipped with double sided Silicon strip detectors which have excellent energy and position resolutions. Large size gas chambers, such as resistive plate chambers, have been developed in order to achieve high Derformances related to timing or position measurements. The advances of these technologies con tribute substantially to such large science project, as LHC-CMS, and to the experiments with the radioactive nucleus beams.     

以介孔分子筛为金属催化剂载体制备纳米碳管

 以不同的介孔分子筛作为金属催化剂载体,对催化合成纳米碳管进行了系统的研究,讨论了反应条件对纳米碳管纯度和产量的影响. 结果表明,不同的介孔分子筛对金属活性中心的形成、碳组分的扩散、纳米碳管的管径及形态均有明显的影响. 此外,金属的种类、状态和含量也影响纳米碳管的合成. 探索了合成高产量纳米碳管的条件,并对介孔分子筛上生长纳米碳管的特点进行了讨论.     

丁烯催化裂解制丙烯/乙烯反应的热力学研究

 通过对丁烯催化裂解反应网络中各反应步骤进行热力学分析计算,结合实际反应的产物分布,探讨了各产物的形成机理及影响因素. 热力学计算结果表明,升高温度有利于丁烯裂解为丙烯和乙烯,选择合适的反应温度和压力可有效提高产物中的丙烯/乙烯比. 低碳烯烃在热力学上有很强的芳构化倾向,升高温度可抑制氢转移反应,可以通过优化反应条件和开发高选择性催化剂的方法来提高丙烯和乙烯的选择性,抑制芳烃和烷烃的生成. 在催化裂解反应条件下,C5+烃的生成量较少. 热力学计算结果在进行催化剂筛选和反应条件优化过程中得到了验证和补充.     

低温合成PSN微球及其裂解制备Si-C-N空心陶瓷微球

以含乙烯基聚硅氮烷(PSN)为先驱体聚合物,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,采用乳液工艺,在低温条件下交联固化合成聚硅氮烷(PSN)微球,并在高温下裂解制得Si-C-N空心陶瓷微球.研究了原料比例、固化时间和裂解条件对PSN微球及Si-C-N空心陶瓷微球形貌、尺寸和形成过程的影响.结果表明,当PSN与DVB的比例为2∶1、固化时间为6h时,可在80℃下得到表面光滑、尺寸较均匀、直径为600～ 800 nm的PSN微球;Si-C-N陶瓷微球随着PSN与DVB比例的增加,逐渐显现出空心结构;1000～ 1200℃裂解后,空心球形成,XRD表明此时产物呈非晶态;裂解温度1400℃时,空心微球表面变得粗糙,生成Si3N4和SiC晶粒.     

1-己烯热裂解基元反应选择性分析

1-己烯在873～973 K温度区间热裂解转化反应经历自由基链式反应机理, 主要产物包括C₁~C₃烷烃、C₂~C₄烯烃、丁二烯、环戊烷、环戊烯、焦炭和氢气. 各种产物的生成涉及不同的基元反应途径, 并具有不同的基元反应或然率(Reaction path probability, RPP). 提高反应温度有利于反应物分子的热均裂(链引发)和焦炭生成反应. 随着反应温度从873 K提高到973 K, 标志链式反应特征的动力学链长(KCL)从5.86缩短为5.19.     

三氯化铝催化1,1,2,2-四甲基-1,2-二氯二硅烷的裂解机理研究

采用DFT和MP2方法对1,1,2,2-四甲基-1,2-二氯二硅烷的催化裂解机理进行了研究. 结果表明, 催化剂三氯化铝先与二硅烷反应, 生成中间产物后再与裂解气三氯甲烷作用并生成产物. 反应分3步进行, 各步活化能分别为: 152.543, 79.322和128.889 kJ•mol^－1. 速控步为第一步反应, 3步的焓变分别为: 83.785, －275.771和－120.712 kJ•mol^－1, 总焓变为－312.698 kJ•mol^－1, 即为放热的. 反应的标准摩尔吉布斯自由能为－306.462 kJ•mol^－1, 裂解反应的平衡常数 ＝4.9295×10⁵³, 在常温常压下反应的理论产率较高, 与实验结果一致.