介孔材料孔道内进行的非自由基聚合反应研究进展

介孔材料在催化、吸附、分离等领域有潜在的应用价值.近来,研究人员将介孔材料的有序孔道作为聚合微反应器,在其内部进行了许多类型的聚合反应,如自由基聚合反应和非自由基聚合反应.本文综述了近二十年来在介孔材料孔道内各类单体进行的非自由基聚合反应,包括氧化聚合反应、配位聚合反应、缩合聚合反应、开环聚合反应和阳离子聚合反应,阐述...     

双孔道管状有序介孔炭对维生素B12的吸附缓释性能

通过纳米铸型法,以硅基介孔分子筛SBA-15为模板,糠醇为碳源,草酸作为聚合催化剂合成了具有双孔道管状有序介孔炭CMK-5.利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气物理吸附法等对其结构进行了表征.结果表明合成的CMK-5具有有序结构,比表面积和孔容积分别高达1856 m2·g-1和2.10 cm3·g-1,在3.1和5.5nm具有集中的双孔分布.由于独特的双孔道结构特点,CMK-5在120 min内快速吸附维生素B12至平衡,吸附量高达943 mg·g-1,远高于商用活性炭.CMK-5吸附维生素B12后可以直接用于缓释,动态缓释浓度维持在～9 mg·L-1,适用于维生素B12分子在人体内的缓释.     

Effect of Pore Structure and Acidity of Molecular Sieves on C_8 Aromatic Performance

我们成功合成了几种具有典型结构的分子筛,并考察了这些分子筛的孔结构、酸性以及在碳八芳烃异构化反应中的反应性能.结果表明,对于碳八芳烃异构化反应,孔结构和酸性起着重要作用,孔结构决定了反应的类型或方式,而酸性质与反应的活性和选择性密切相关,一个好的碳八芳烃异构化催化剂要同时具备适宜的孔道结构和酸性.     

基于FLUENT的动态高压微射流内部孔道流场的数值模拟

 以动态高压微射流振荡反应腔内部孔道流场为研究对象,建立了反应腔内部孔道的几何模型和网格模型,选择SIMPLEC算法和RNG k-ε模型,运用FLUENT软件对流场进行数值模拟,以揭示流场内各位置上的静压和速度分布。计算结果表明：高速射流撞击增加了流场内的撞击作用力,流速的急剧增加使速度梯度迅速加大,剪切应力极大增强,保证了微射流均质机极佳的作用效果;由于反应腔内部孔道流场的静压与速度变化相反,静压的急剧变化使空穴效应及压力释放效应极大增强,空穴作用力得以强化,对微射流均质机反应腔内的材料产生“腐蚀”作用。设计反应腔内部孔道时,在保证撞击区速度的前提下,应适当减小进料速度和分流管进口拐角角度,并选用较短的出料管。     

Denoising method of X-ray phase contrast DR image for TRISO-coated fuel particles

TRISO （tristructural-isotropic） fuel is a type of micro fuel particles used in high-temperature gas-cooled reactors （HTGRs）. Among the quality evaluation methods for such particles, inqine phase contrast imaging technique （PCI） is more feasible for nondestructive measurement. Due to imaging hardware limitations, high noise level is a distinct feature of PCI images, and as a result, the dimensional measurement accuracy of TRISO-coated fuel particles decreases. Therefore, we propose an improved denoising hybrid model named as NL P-M model which introduces non-local theory and retains the merits of the Perona-Malik （P-M） model. The improved model is applied to numerical simulation and practical PCI images. Quanti- tative analysis proves that this new anisotropic diffusion model can preserve edge or texture information effectively, while ruling out noise and distinctly decreasing staircasing artifacts. Especially during the process of coating layer thickness measurement, the NL P-M model makes it easy to obtain continuous contours without noisy points or fake contour segments, thus enhancing the measurement accuracy. To address calculation complexity, a graphic processing unit （GPU） is adopted to realize the acceleration of the NL P-M denoising.     

反应堆压力容器防断裂设计的规范法和分析法比较

针对AP1000反应堆压力容器的上封头部分,采用规范法计算了反应堆启动和停堆瞬态下表面椭圆形裂纹前沿的应力强度因子.计算结果表明在反应堆启动过程中,上封头外表面裂纹比内表面裂纹更加危险;而停堆过程中,内表面裂纹比外表面裂纹危险.对于远离结构不连续区,环向和径向裂纹前沿的应力强度因子相差不大.但是对于临近结构不连续处,反应堆启动过程中环向裂纹比径向裂纹危险;而停堆过程中,径向裂纹比环向裂纹危险.经评价表明该缺陷符合ASME安全设计的要求.同时建立含真实裂纹的三维有限元模型进行了防断裂分析评价.通过两种方法的对比表明,传统的规范法比有限元方法偏保守.     

单个体矢量性特征的固体纳米孔道分析研究

固体纳米孔道作为一种高灵敏的单分子检测技术,由于其机械强度高、尺寸可控、易于阵列化集成等方面的显著优势,已经被广泛应用于DNA,蛋白质以及聚合物等小分子的检测.具有矢量性特征的各向异性单个体在纳米孔道中的穿孔行为对具有空间限域效应的纳米孔道离子流特征信号具有显著影响.为解析单个体矢量性特征对纳米孔道分析的影响,本工作利用氮化硅固态纳米孔道,以单个纳米金棒为各向异性的单个体模型,实时观测了其在孔道中的迁移行为.研究发现当纳米金棒穿过纳米孔道时,产生两种不同阻断程度的特征电流信号,通过对电流信号事件的解析,实时获取了具有矢量特征的金棒所导致的两种特征过孔事件;进一步,建立了离子电流模型,分别对这两种各向异性的穿孔事件机制进行了验证.     

NiCe(x)/FLRC-TiO2催化剂的制备及其加氢脱氧性能研究

生物质作为自然界唯一可再生的有机碳源,其转化利用具有重要意义.本工作制备了具有特殊形貌和孔道结构的放射状二氧化钛(FLRC-TiO₂)载体,并在高加氢活性Ni基础上,引入Ce赋予催化剂酸活性位,制备了负载型金属-酸双功能NiCe(x)/FLRC-TiO₂催化剂(x为Ni和Ce的原子比),并以对甲酚为模型化合物,研究了Ni/Ce比对催化剂加氢脱氧(HDO)性能的影响.结果表明,Ce的引入能够增强催化剂的酸性,增强催化剂C—OH键氢解能力,从而提高甲基环己烷(MCH)选择性.与单金属Ni/FLRC-TiO₂相比,双金属NiCe(1)/FLRC-TiO₂的目标产物MCH的选择性显著提高.在275℃、3 MPa、2.5 h的反应条件下, NiCe(1)/FLRC-TiO₂催化剂对对甲酚转化率为100%,脱氧产物选择性为97.9%,且MCH的选择性高达95.4%. NiCe(1)/FLRC-TiO₂催化剂上的HDO以hydrogenation (HYD)反应路径为主...     

数据驱动的新污染物单体环境分析化学

新污染物是指未纳入监管、但存在较大环境健康风险的物质,具有种类繁多、环境持久性、生物累积性等特点。基于纳米孔道电化学的单体环境分析是一类新兴的监测技术,其测量原理是利用单个待测物过孔时产生的特征电流来定性,并用特征电信号的出现频率定量。本文聚焦两类重点关注的新污染物—全氟/多氟烷基化合物和微纳塑料,分别开发了基于生物纳米孔的单分子分析算法和基于毛细管固体孔的单颗粒分析算法。针对双三氟甲基苯甲酸异构体,通过单分子算法对原始电信号进行多维特征提取,在不使用标准品的情况下,将分类准确率从一维的74.3%提升至五维的92.6%。针对微纳塑料,利用单颗粒算法,实现了粒径4～6μm的羧基聚苯乙烯微球精准区分,准确率为100.0%。进一步通过有限元模拟,提取了受单因素影响的参数,为新污染物精准监测提供了新思路。     

大型先进压水堆堆芯机械补偿控制模式

研究了AP1000堆芯物理计算程序的计算方法,分析了该程序尤其是机械补偿（MSHIM）控制模式计算功能的理论模型、计算方法及应用范围,对比了大型先进压水堆堆芯设计与AP1000的差异,评估了AP1000反应堆MSHIM计算功能在大型先进压水反应堆堆芯MSHIM计算功能的适用性。基于大型先进压水堆堆芯物理建模,针对大型先进压水反应堆首循环及平衡循环的典型燃耗点进行典型的100%-70%-100%和100%-50%-100%负荷跟踪运行模式计算分析,并依据计算结果对大型先进压水堆的MSHIM运行模式进行了分析。针对大型先进压水反应堆首循环及平衡循环,开展机械补偿控制初始启动运行、再启动运行计算分析,研究机械补偿控制模式的堆芯初始启动和再启动运行能力。计算结果表明:采用MSHIM运行模式的大型先进压水堆,不调节硼浓度的情况下,在首循环、平衡循环典型燃耗下具有一定的负荷跟踪能力;启动、再启动运行模式则需要配合调节硼浓度才能完成。