基于气体的动态化学与组装

探索新的组装基元,丰富分子组装策略是推动自组装化学发展的核心,为复杂纳米结构的构筑与功能材料的创制提供了持续动力.气体分子是一类结构简单的资源性化学物质,将其作为外部刺激源调控组装过程与材料性能近年来取得了很大进步.然而,能否将气体分子作为一种组装基元,参与化学组装过程、构建组装材料,我们尚缺乏足够的原理性认识.本文以本课题组的工作为主,系统介绍了广谱气体分子作为一类新型组装基元,通过形成动态气桥键参与分子组装的新原理,着重论述了动态气桥键与其他动态共价键、超分子相互作用截然不同的特性及其微小结构差异影响组装动力学的本质,并总结了气体动态化学驱动的气控组装体系形成与气筑组装材料构建.最后,本文展望了该研究领域当前所面临的机遇和挑战,并提出了未来可能的发展方向.     

蒸气辅助合成PCN-6(M)双金属有机框架材料及其CH_(4)和CO_(2)吸附性能北大核心CSCD

以PCN-6(Cu_(3)TATB_(2))为母体材料,Co、Fe、Mn、Zn和Ni为第2种金属,将蒸气辅助法应用于双金属有机框架材料(MOFs)的合成中,并成功制备出PCN-6(M)(M=Co/Fe/Mn/Zn/Ni)系列双金属材料,采用粉末X射线衍射仪(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)和气体吸附等技术手段对合成的材料进行了结构、形貌、组成和性能的表征,结果表明制备的PCN-6(M)系列双金属材料的PXRD衍射峰和形貌与母体材料PCN-6一致,交换的金属在材料中分布均匀,交换量(质量分数)分别为Co:12.1%,Fe:22.0%,Mn:16.1%,Zn:17.5%,Ni:16.8%,远高于相同条件下溶剂热法的金属交换量(5%左右),在气体吸附性能方面,PCN-6(Zn)、PCN-6(Ni)和PCN-6(Co)这3种双金属材料对CH_(4)和CO_(2)的吸附能力优于母体材料,理想吸附溶液理论(IAST)计算表明,PCN-6(Fe)对CO_(2)/CH_(4)的吸附选择性优于母体材料。通过蒸气辅助法制备双金属MOFs材料,可以提高金属的交换量并改变MOFs材料对不同气体分子的亲合力,进而提高材料对气体的吸附性能和选择性。蒸气辅助法为双金属MOFs材料的制备提供了新的思路,且有望用应于其它材料的制备中。     

烷类特种气体分析装置的研制及其应用

研制烷类特种气体分析专用的多维气相色谱仪，特制的热导检测器，具有手动－自动功能。设计了输气－配气装置和多维气相色谱流程。以微机控制，可按编辑程序清洗系统。检查本底，自动进样，显示或打印谱图和分析结果。可检测多种烷类特种气体组份及其中氧，氮，一氧化碳和甲烷等痕量杂质。     

电力行业碳排放权资源影子价格模型:以海南为例

在电力行业碳排放受限情况下,碳排放权成为电力企业生产必须获取的一种资源。碳排放权资源影子价格可以成为排放权交易定价机制构建和碳税税率制订的重要参考。本文构建了以系统发电总成本最小化为目标的电力系统数学规划模型,利用对偶原理求解碳排放权的影子价格。以海南电网为案例,得到电力系统碳排放权的影子价格并分析了其主要影响因素。研究结果表明,碳排放权影子价格随着碳排放总量上限的降低呈现阶梯状增长走势。碳排放强度高的煤电和排放强度低的风电对排放权的影子价格影响截然相反。     

Generalized Tricomi Problem for a Quasilinear Mixed Type Equation

In this paper, the Tricomi problem and the generalized Tricomi problem for a quasilinear mixed type equation are studied. The coefficients of the mixed type equation are discontinuous on the line, where the equation changes its type. The existence of solution to these problems is proved. The method developed in this paper can be used to study more difficult problems for nonlinear mixed type equations arising in gas dynamics.     

NUMERICAL SIMULATION OF THE XZ TAURI SUPERSONIC ASTROPHYSICAL JET

Computational gas dynamical simulations using the WENO-LF method are applied to modeling the high Mach number astrophysical jet XZ Tauri, including the effects of radiative cooling. Mach 55 simulations of the pulsed proto-jet are presented and analyzed in terms of interacting nonlinear waves： terminal Mach disks, bow shocks, and Meshkov-Richtmyer instabilities of the leading jet contact boundary.     

气体储罐泄漏扩散模型研究

安全评价中如何预测和模拟气体储罐完全破裂后介质在瞬间泄漏的动态扩散过程目前还没有合适的模型,通常只能借用环保领域中的高斯模型和Su tton模型,但环保领域的模型为稳态扩散模型,不含时间变量,并不适合动态扩散过程.目前开发的用有限元方法求解的计算机模型只能针对具体的装置进行模拟.本文根据F ick定律建立了气体扩散的动态模型,再限定气体储罐形状为最常见的圆柱形,确定了模型的初始条件和边界条件.通过坐标变换和两个积分变换:Fourier变换和适用于圆柱函数(Bessel函数)的H ankel变换,求出了此条件下扩散方程的解析解.     

关于水气界面处的气体传输

水气界面处的气体传输问题由于其对于地球大气中温室效应气体收支的重要意义,近年来受到广泛的关注．综述国际上在水气界面处传质研究的新进展,在简评各种基本的传质模型基础上,着重介绍在剪切水气界面附近湍流相干结构及其与气体传输的关系方面的一些新发现、新观点．对于实际海气界面气体传输的若干机制进行了评述．为实际估算海气界面处气体传输速度的目的,建议了一种综合考虑剪切与波破碎两种机制的气体传输复合计算方法,得到与实测较满意的符合．      

岩石爆破损伤断裂的细观机理

基于现有岩石爆破机理和岩石细观损伤力学 ,认为岩石爆破损伤断裂过程包含有爆炸应力波的初期动态损伤演化阶段和后期爆生气体作用下的准静态损伤演化阶段 ,并分别建立了这两个阶段的损伤模型和断裂准则 ,阐述了岩石爆破损伤断裂的细观理论。     

高瓦斯矿发火区封闭时对瓦斯爆炸界限因素的影响

针对高瓦斯矿发火区封闭时常发生瓦斯爆炸事故,对影响瓦斯爆炸界限的因素进行实验,探索温度、压力、可燃气体(CO)、惰性气体(N2和CO2)等条件对瓦斯爆炸界限的影响规律。得出常温常压下瓦斯爆炸的体积分数下限为5%,瓦斯爆炸上限为13.5%,以及CO2的惰化效果比N2更好的结论。根据实验数据绘制混合气体的爆炸三角形,并进行新的惰化分区划分,不仅为火区封闭时防治瓦斯爆炸提供新的技术途径,而且能计算出使火区惰化时,所需惰性气体量,可对这些因素进行合理控制,有效地降低瓦斯爆炸危险性。