多孔介质(PM)发动机理想循环热力学分析

本文论述了基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机的原理及其工作过程,建立了PM发动机的热力学模型,对 PM发动机内的PM回热循环进行热力学分析,列出了循环参数如压缩比、预胀比、预压比等对发动机效率、循环功的影响,确定了PM回热循环的两种极限状态。将PM回热循环与发动机的Otto循环、Diesel循环进行比较,结果表明: PM回热循环在保证效率的同时,可以大幅度提高循环功。     

非均匀多孔介质有效热导率分析

本文采用控制容积法,界面调和平均导热系数值以及图形处理方法对典型非均匀多孔介质硬质聚氨酯泡沫材料的导热过程进行了分析与模拟计算。结果表明:多孔介质的内部结构是影响温度分布和热量传递的主要的因素,其影响程度与骨架和孔隙的导热系数,孔隙的大小和分布有关;计算得到的有效热导率值与文献中实验测量结果吻合较好。本文的研究结果可以推广到更为复杂的非均匀多孔介质的场合,从而可以进一步认识非均匀多孔介质中的导热规律,为工程计算提供更精确的计算方法。     

基于空气争化的介孔纳米TiO2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值.研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20～30 nm之间;通过控制气流速度为7.5 cm/s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28%和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的DegussaP25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率.     

金纳米微粒作探针共振瑞利散射光谱法测定亚甲蓝

在pH为6.5~9.5的中性或弱碱性介质中, 金纳米微粒可与亚甲蓝(MB)阳离子靠静电引力及疏水作用力结合, 形成粒径较大的聚集体(平均粒径从12 nm增至20 nm), 这种聚集体的形成导致共振瑞利散射(RRS)强度显著增强, 最大散射峰位于371 nm. 在适当条件下, 散射强度(ΔI)与亚甲蓝浓度成正比. 该法具有高灵敏度, 将金纳米微粒作为测定亚甲蓝的高灵敏RRS探针, 对亚甲蓝的检出限为21.17 ng/mL, 该法简便, 快速, 且有较好的选择性, 可用于血液中亚甲蓝的测定.     

Co@SiO2核壳式纳米粒子的合成、性质表征及在细胞分离和细胞芯片上的应用

合成了Co@SiO2核壳式纳米粒子, 并采用透射电镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对其形状、尺寸、荧光及磁特性进行了表征, 探讨了其在细胞分离和细胞芯片上的应用和原理.     

聚丙烯/纳米级金红石型二氧化钛/聚烯烃弹性体复合材料的抗老化性能研究

采用TEM和UV-Vis等测试手段表征了金红石型纳米级TiO2和体相TiO2的性能特征;通过熔融共混法分别制备了PP/纳米级TiO2/POE和PP/体相TiO2/POE复合材料,采用GB/T16422·2-1999所述的塑料实验室光源暴露实验方法,用氙灯气候试验机对纯PP和复合材料进行28天人工加速老化.结果表明,二氧化钛粒子在PP/POE基体中分散性良好,而纳米粒子对PP/POE基体具有增韧作用;改性后的两类复合材料均具有优异的抗老化性能,而PP/(1·0wt%)纳米级TiO2/POE复合材料的抗老化性能更加优异,其加速老化28天后的无缺口冲击强度达到80·45kJ·m-2,比纯PP提高4倍多,而同期加速老化28天后的PP/(1·0wt%)体相TiO2/POE复合材料的无缺口冲击强度只有47·88kJ·m-2;对纯PP老化过程中的羰基指数和冲击性能的变化情况进行了分析,发现二者近似成线性关系,其相关系数r在0·9以上.     

硫酸铵水溶液中丙烯酰胺与正离子单体的分散共聚研究

以硫酸铵(AS)水溶液为介质,进行丙烯酰胺(AM)与正离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)分散共聚合,制备出水溶性聚合物分散体.研究了盐浓度、分散稳定剂浓度及其分子量、单体浓度等对反应体系及分散体粒径的影响.结果表明,随着分散稳定剂的用量从6%增加到14%,分散体的平均粒径先下降,后又随之上升.分散稳定剂分子量越大,所得分散体的平均粒径越小.硫酸铵和单体的浓度对平均粒径和粒子形态等影响显著,只有在较小的范围内才能制备出粒径较均一的正离子型水溶性聚合物分散体;硫酸铵浓度越大,生成聚合物分子量越低.     

单分散GdxY2-xO3:Eu3+纳米颗粒的制备及其荧光性能

本文采用均相沉淀法制备了单分散Gd_xY_2-xO₃:Eu³⁺纳米颗粒,并利用SEM,TEM,XRD和荧光光谱对产品的形貌,晶体结构和荧光性能进行了表征.结果发现适量Gd³⁺的加入对Y₂O₃:Eu³⁺的发光具有显著的增强作用.同时达到最大荧光强度所需的价格较贵的Gd³⁺用量,也从燃烧法的80%大幅减少到20%.另外,本文还进一步研究了Eu³⁺浓度对纳米颗粒荧光性能的增强效果.     

低压供热涂层材料制备及热性能研究

低压供热技术具有安全系数高和节能降耗等优势,因而成为石化稠油长输管线、风力发电叶片冬季防覆冰和室内供暖等领域的研究热点之一。本文制备了一系列低压供热涂层材料,研究不同碳功能填料对涂层发热速率、发热功率及最高发热温度的影响规律,并揭示石墨烯和碳纤维对提升涂层材料热性能的协同作用。其中石墨烯纳米片的还原程度对材料热性能具有重要影响,降低其表面官能团密度对提升涂层供热特性具有促进作用,但是官能团密度过低会导致石墨烯纳米片的团聚现象,引起涂层发热不均匀。加入适量碳纤维可以提高石墨烯的均匀分散性,提升发热速率。优化石墨烯纳米片和碳纤维的比例后,采用24V电压驱动时,涂层材料的发热速率达到7.1℃·s^-1,功率密度为800W·m^-2,最高发热温度为124℃。     

考虑热流固耦合作用的多孔介质孔隙尺度两相流动模拟

为了研究深层油气资源在岩石多孔介质内的运移过程, 使用一种基于Darcy-Brinkman-Biot的流固耦合数值方法, 结合传热模型, 完成了Duhamel-Neumann热弹性应力的计算, 实现了在孔隙模拟多孔介质内的考虑热流固耦合作用的两相流动过程. 模型通过求解Navier-Stokes方程完成对孔隙空间内多相流体的计算, 通过求解Darcy方程完成流体在岩石固体颗粒内的计算, 二者通过以动能方式耦合的形式, 计算出岩石固体颗粒质点的位移, 从而实现了流固耦合计算. 在此基础上, 加入传热模型考虑温度场对两相渗流过程的影响. 温度场通过以产生热弹性应力的形式作用于岩石固体颗粒, 总体上实现热流固耦合过程. 基于数值模型, 模拟油水两相流体在二维多孔介质模型内受热流固耦合作用的流动过程. 研究结果表明: 热应力与流固耦合作用产生的应力方向相反, 使得总应力比单独考虑流固耦合作用下的应力小; 温度的增加使得模型孔隙度增加, 但当注入温差达到150 K后, 孔隙度不再有明显增加; 温度的增加使得水相的相对渗流能力增加, 等渗点左移.