非等温条件下丙酸钙热解的动力学参数计算

丙酸钙(CP)可用于协同脱除燃煤电厂烟气中的SO₂ 和NO, 通过热重法研究丙酸钙的热解特性, 以期为进一步提高丙酸钙的脱硫脱硝效率提供理论依据. 为便于比较, 同时将用于炉内脱硫的石灰石(CC)的热解特性也做了相应的研究. 结果表明, CP 热分解温度较低, 在565~759 K 的温度范围内析出羧酸类气体, 伴随47.79%的失重量. 然后在843~1012 K 的温度范围内析出CO₂, 并且根据扫描电子显微镜的分析结果, 由于前阶段羧酸根的析出造成了疏松结构, CP 在此阶段析出CO₂ 的温度要比CC 析出CO₂ 的温度低, 这两者对应的最大失重速率温度分别为972 K 和1012 K. 采用非预置模型法计算CP 热解过程的动力学参数, 实验所选定的4 个升温速率分别为5, 7.5, 10 以及 15 K/min, 采用Ozawa-Flynn-Wall 算法计算热解的活化能, 其结果进一步验证了CP 的多段热解特性, 同时采用Avrami 理论计算反应级数, 在20%~80%的转化率区间内, CP 的反应级数在 0.061~0.608 之间波动, 而对应的CC 的反应级数则较大, 其变化范围为1.647~2.084.     

一种新的生物质热分解失重动力学模型

基于对8种中国物质材料非等温热分解的实验结果,建立了描述生物质热解失重过程的“双组分分阶段反应模型”,这种模型相对于通常使用的“单组分全局反应模型”和“多组分全局反应模型”来说具有相当大的优点,利用积分型方法进行动力学分析表明,“双组分分阶段一级反应模型”适用于描述空气气氛下升温速率较低（如10℃/min）时生物质材料的树干和树叶试样的热分解失重动力学。     

回转窑热解废塑料过程中固体颗粒的运动与传热模拟

废塑料在回转窑反应器中经热解工艺可以转化成热解气、热解油和热解炭.回转窑中热载体的加载量对颗粒的运动和传热有着非常重要的影响,进而可以影响热解气、热解油和热解炭的三相产物分布.本研究采用石英砂作为热解废塑料的热载体,热载体的加载量从5%增加到15%.随着热载体的增加,热解油和热解炭产量增加,而热解气的产量减少.通过离散元方法对颗粒运动和换热过程分析发现,加载更多的热载体提高了回转窑内颗粒的平动速度和转动速度,增强了颗粒间的相互碰撞,从而加快了石英砂热载体向废塑料颗粒的传热效率.热载体的增加有助于挥发分的释放,并缩短了挥发分的停留时间,这导致了产油量的增加和产气量的减少.另外,增加热载体使用量可以使床层保持更高的温度,强化挥发分在床层内的碳化反应,增加焦炭产量.     

多冷阱热解气相色谱仪对生油岩生烃动力学的研究

常规的热解-气相色谱对生油岩的分析结果包含了生油岩热解过程中的所有产物,因而不能提供有关不同组分生成次序及生成活化能分布的信息。为克服上述局限性,美国Chevron石油公司研制开发了多冷阱热解气相色谱仪(Multi cold trap pyrolysis gas chromatography),简称MCTP-GC)。该仪器的主要特点是可把有机质热解过程不同时间段或不同温度点的热解产物分别收集及进行GC分析,从而得出GC可以识别的任一有机组分的生成活化能分布数据,并将这些数据用于模拟在地质历史中的不同热作用阶段,所产生的烃类的相对数量及成分特征。     

室内空气中总挥发性有机化合物检测方法

室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)的热解吸直接进样气相色谱法,操作简便快速、灵敏度高、测定结果准确可靠,在实际检测中应用良好.文章详细叙述了热解吸直接进样气相色谱法对室内空气中的总挥发性有机化合物样品的分析过程,并对测试条件、准确度、注意事项等进行了讨论.     

细菌降解作用对异养黄化藻热解产气的影响

海洋或湖泊内大量浮游藻类在受热力降解作用之前的沉积埋藏过程中,其细胞会发生一些变化.一般而言,主要包括叶绿素消失、细胞黄化和藻细胞受到微生物的降解.我们用异养黄化藻类热模拟产烃的实验揭示300℃时异养黄化藻细胞热解产烃率为绿色自养藻细胞的32倍,黄化藻细胞热解产出的烃气率大大高于绿色藻细胞,两类藻细胞产气组分特征指标参数也明显不同.关于微生物降解作用对藻类热解成烃的影响资料非常有限.     

济阳坳陷下第三系烃源岩的热解实验

关于有机酸对岩层的作用,近些年已逐渐被人们重视。Surdam等人注意到了油田水中有机酸和CO_2含量的变化及对次生孔隙形成的影响,Banth等人曾对烃源岩进行了热解实验。但未见到不同类型干酪根在不同温度下产出有机酸的系统报道。为了系统考察陆相地层烃源岩在成熟过程中有机酸和CO_2的产出情况,研究岩层中次生孔隙的形成机制,扩大油气储集层的评价领域,对沙河街组不同类型的未成熟烃源岩(表1)进行了系统的加水热解实验。     

应用GC-IRMS技术测定气源岩热解产物中轻烃的碳同位素组成

采用玻璃管真空热解方法，并结合色谱／同位素比值质谱(GC-IRMS) 技术对气源岩热解产物中轻烃碳同位素进行测定．热解产物中大量CO₂的存在对CH4碳同位素组成的测定具有明显干扰，初始温度设为－40℃能够有效排除CO₂对δ¹³C_CH4测定的影响；另外，加大进样量（二次进样）或通过NaOH溶液吸收CO₂有助于C₂₊轻烃组分δ¹³C的测定．通过采取上述措施可以获得热解产物中 C₁~C₇轻烃的碳同位素组成，对气／源对比以及天然气成因的研究具有重要的意义．     

锂在低温热解碳材料中的插入机理

低温热解碳材料具有高于石墨理论容量的插锂能力,表现出不同石墨的电化学插锂行为,可望用于高能锂电池。在回顾石墨插入式化合物插锂机理的基础上,介绍现有各种关于低温热解碳插锂机理的模型,着重评述各插锂模型的合理及不足之处。结合已有的研究结果提出新的低温热解碳插锂模型,指出进一步研究低温热解碳插锂机理的设想。     

煤层气组分的形成演化模拟实验研究

采用封闭高压高温热解实验装置，在336.8～600℃模拟温度和50MPa模拟压力及20℃/h和2℃/h升温速率条件下，对泥炭和煤岩进行了热解生气模拟实验，研究了煤层气组分的形成演化．结果表明，煤岩热解煤层气主要由烃类气体组成，其次为非烃气体，而泥炭则相反．烃类气体以甲烷(CH_4)为主，重烃气体(C_2～C_5)较少；非烃气体以二氧化碳(CO_2)为主，氢气(H_2)和硫化氢(H_2S)含量微量．温度是控制煤层气生成演化的主要因素，随着R_o值增大，热解煤层气CH_4生成量呈单向快速增加，CO_2则表现为缓慢增加趋势，C_2～C_5先增后降；泥炭与煤岩及山西组煤岩与太原组煤岩相比较，前者具有更高的煤层气生成潜力，反映了成气物质性质对煤层气组分的生成特征的影响；低温速率有利于CH_4，H_2和CO_2气体的生成以及C_2～C_5气体的裂解，说明时间对煤层气组分的生成演化具有重要的控制作用．结合研究结果，讨论了地质环境下煤层气研究的应用意义．     

伊辛模型的研究进展简介

本文首先简单地介绍了伊辛(Ising)模型及其应用的范围、二维伊辛模型精确解的求解过程、三维伊辛模型精确解所面临的困难.然后回顾并总结了人们用分子场理论及其改进理论、高温级数展开、低温级数展开、重整化群理论、蒙特·卡罗模拟等近似计算三维伊辛模型的物理性质和临界指数的研究进展.最后,介绍了我们对三维简单正交晶格伊辛模型的猜想以及推定的精确解.     

聚合物有序孔凝胶模板制备三维有序二氧化钛材料

以聚合物有序大孔凝胶为模板，结合溶胶/凝胶过程合成了三维有序二氧化钛材料，重点研究了聚合物凝胶组成对无机材料形态的影响，当凝胶网络中不含酸时，得到无机单分散微球有序排列的结构，当聚合物凝胶含有酸时，得到无机有序孔材料，分析了酸在无机物的溶胶/凝胶过程中的催化作用和对产物结构的影响。     

沥青路面下封层材料及应用技术研究

通过对沥青路面基底材料、封层结合料、透封层材料组合对下封层材料用量，以及基面层间抗剪强度的影响的研究，提出了集料的最佳用量。     

在通讯,能源和交通运输方面需要革新的高技术材料

引言高技术材料已经对人类生活的质量产生了巨大的影响.—个国家的兴衰程度几乎与利用这些材料的数量直接相关。事实上,我们可以把利用高技术材料的量作为一个指数,据此把发达国家与发展中国家明显地区别开来。过去几年中,发达国家在这些高技术工业方面的投资是巨大的,某些材料的投资得到了天文数字大小。当今发展最快的、或许也是社会最需要的就是与材料有关的工业。不幸的是,这些高级材料并未进入     

CuO-Fe2O3吸附水中酸性红B及其催化热解再生机制

采用共沉淀法制备出具有较强磁性和较大比表面积的CuO-Fe2O3复合氧化物, 并研究了其吸附偶氮染料酸性红B(ARB)及其通过催化热解有机物进行再生的性能.结果表明, 该CuO-Fe2O3复合氧化物在弱酸性条件下对酸性红B(ARB)有较强的吸附能力, 溶液中共存的Cl?对吸附基本没有影响, 而对吸附却影响显著.吸附后经磁分离, 可在300℃、空气气氛中催化氧化吸附质而使吸附剂再生, 吸附剂经连续7次吸附-再生使用, 性能稳定.用原位FTIR反射光谱法研究了偶氮染料酸性红B单独热解及在CuO-Fe2O3复合氧化物上热解的反应过程, 通过跟踪反应体系IR谱图随温度及时间的变化, 推断了反应历程及其产物.研究证明, 酸性红B在两种条件下的氧化反应有很大区别: CuO-Fe2O3复合氧化物对酸性红B的氧化有很强的催化作用, 不仅大大降低了染料的降解温度, 而且可使其发生完全氧化, 无有机副产物产生; 而对无CuO-Fe2O3吸附的酸性红B进行热氧化时, 需在较高温度下进行, 而且氧化不完全, 产生大量含N有害化合物.     

高T_c氧化物超导材料的显微结构特点

高T_c氧化物超导材料的晶体结构已基本明了。然而,由于多晶氧化物超导材料中晶粒大小、分布、取向的不同,以及晶界、气孔、杂质相和缺陷等显微结构的影响,给制备高T_c的超导材料带来困难。因此,研究超导材料显微结构的特点以及它们与J_c的关系,已成为目前高T_c材料研究的一项重要课题。本文利用透射电子显微镜,试图从晶粒、晶界等超导材料的显     

气凝胶纳米多孔材料传热计算模型研究进展

对新型气凝胶纳米多孔隔热材料等效热导率计算模型在近年来的发展进行了研究总结,介绍了(1)纳米尺度下气凝胶隔热材料的气相/固相/辐射等不同传热模式的传热特点;(2)气凝胶纳米尺度多孔网络中的气相传热、固相传热以及辐射传热的理论计算、数值预测以及经验关联等不同计算模型的特点及建立方法;(3)气凝胶纳米多孔隔热材料以及气凝胶复合隔热材料的整体等效热导率计算模型的研究进展;(4)以前期开展的研究工作为例,具体说明了气凝胶复合隔热材料从纳米尺度到微米尺度的传热模型的建立过程以及整体等效热导率计算模型的建立方法;(5)对分子动力学方法在气凝胶纳米多孔材料中的应用做了简要介绍.最后指出,对于气凝胶纳米多孔材料,其纳米尺度下的气固接触界面等特殊区域的耦合传热机理研究还不完善,复杂结构的纳米颗粒的固相热导率以及整体热导率计算模型也不够准确.因而采取适用于纳米尺度下的传热计算方法对这些问题进行更细致深入的研究,可以为进一步阐明气凝胶复合隔热材料内部的热量传递机理,建立更准确的气凝胶复合隔热材料传热计算模型,探索不同影响因素对传热性能的影响规律,以及开展气凝胶复合隔热材料的性能预测及优化等方面的研究,提供理论指导帮助.     

非接触化学机械抛光的材料去除模型

探讨了化学机械抛光中抛光垫和晶片处于非接触状态下的材料去除机理, 认为磨粒对材料的去除贡献主要是通过犁削作用而实现的. 并在此基础上发展了一个用来预测抛光垫和晶片处于非接触状态下材料去除率(MRR)的新模型. 通过与实验数据的比较, 该模型对非接触状态下MRR的变化有较好的预测效果. 模型的数值模拟表明: 晶片的相对速度u与流体黏度h是影响非接触状态下MRR的最主要的两个因素; 晶片所受载荷w_z的变化对MRR也有影响, 但影响的效果和相对速度与流体黏度相比不明显; 当磨粒半径r≤50 nm时, 可以忽略磨粒尺寸的变化对MRR的影响.     

常规材料与超材料间的近场辐射换热分析

研究了超材料参数对辐射热交换的影响, 同时分别选用超材料、铝、硼掺杂硅3 种材料, 计算并分析了两个半无限大物体光滑平行表面间的近场辐射换热. 数值计算结果表明,不同材料间的辐射热交换与对应的同种材料之间的辐射热交换相比, 辐射热交换的增强和减弱取决于材料的辐射性质. 本工作将为实际应用中材料的选择提供一定的参考价值.     

不同母质来源的沥青质热解动力学研究

对不同母质来源的沥青质进行了较详细的热解动力学研究,实验结果表明母质为Ⅰ型干酪根的沥青质其活化能分布范围宽,活化能在350kJ/mol以上时仍有较大量的生烃; Ⅱ型和Ⅲ型干酪根的沥青质其活化能分布范围相对较窄,活化能在350kJ/mol以上时分别只有少量烃生成和几乎无烃生成．针对具体母质来源的沥青质,热解动力学研究可以指示其成熟度状况．同时,结合对热解动力学参数频率因子的深入讨论,认为来自于Ⅰ型干酪根的沥青质具有高的再生油能力,而沥青质在油成气的潜力方面,则按照母质干酪根Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ型的顺序依次降低．