压电晶体微平衡法测定溶剂在高分子中的扩散系数

建立了应用压电晶体微平衡法测定溶剂在高分子中的吸收动力学曲线的实验装置,测定了２９８－３１３Ｋ范围内乙酸乙酯和丁酮在聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚酞酸二烯丙酯三种高分子中的吸收曲线,并获得了溶剂的平均扩散系数和平衡溶解度。用溶剂在玻璃态高分子膜中的传递模型对所得吸收曲线进行了关联,对Ｓ型吸收曲线取得了令人满意的关联效果,但该模型不适用于双平衡型吸收曲线的关联。     

丁二烯在聚苯乙烯和丁苯多嵌段共聚物膜中扩散系数的测定与计算

用石英弹簧法测定了298．15K和308．15K下丁二烯在聚苯乙烯和丁苯多嵌段共聚物膜中的吸收曲线,结果表明丁二烯在聚苯乙烯膜和丁苯多嵌段共聚物膜中的吸收曲线近似呈费克型,扩散吸收曲线的形态与相对分子质量及其分布无关。用黄永民等的吸附一吸收双模式模型对实验结果进行了关联,获得无限稀释扩散系数和平衡溶解度。     

装配压力对PEMFC气体扩散层影响的研究

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)装配过程中,为得到最佳装配压力以提高燃料电池性能,延长使用寿命,建立基于有限元分析法(ANSYS)的三维单通道质子交换膜燃料电池模型。通过此模型研究燃料电池模型在不同装配压力下的气体扩散层形变和应力分布情况,并模拟出气体扩散层顶部变形曲线。分析不同装配压力对气体扩散层形变量及孔隙率的影响,同时,结合气体扩散层形变后不同位置孔隙率的变化,得出最佳装配压力范围为1.5~2.0MPa。     

界面传质阻力对沸石膜中组分渗透的影响

针对沸石膜中典型的Langmuir吸附以及强、弱受限扩散两种情形,利用Maxwell Stefan（MS）模型描述膜内扩散,建立了计及界面非平衡条件下吸、脱附阻力的单组分气体渗透膜模型,得到表征界面阻力的解析解。针对强受限和弱受限扩散分子（CF₄和CH₄）在MFI沸石膜中的扩散,讨论了影响界面阻力的主要因素。结果表明：界面阻力分率随膜厚的增加而减小;对于弱受限的CH₄分子,进料端和通透端压力的改变不会影响界面阻力分率的改变;对于强受限的CF₄分子,界面阻力分率受操作压力的影响较大。本文方法可方便地讨论界面阻力的影响,从而指导沸石膜材料合成以及膜组件的设计。     

MDEA脱碳溶液工业活化剂性能的研究

利用常压搅拌反应器和解吸装置，在规定的吸收和解吸条件下，对ＭＤＥＡ溶液的活化剂哌嗪和二乙醇胺的活化效果进行了定量比较，同时对活化剂的高温降解性能以及降解事的吸收，解吸和起泡性能进行了研究。     

聚铝处理低浓度SO_2烟气的研究

研究了以聚合硫酸铝为吸收剂处理低浓度ＳＯ２烟气的工艺条件,通过吸收和解吸,达到富集ＳＯ２的目的．考察了聚合硫酸铝浓度、盐基度、吸收温度以及解吸温度等因素对吸收和解吸过程的影响．结果表明,聚合硫酸铝溶液对ＳＯ２具有较高吸收率和解吸率,并可多次循环使用．     

考虑表面扩散的页岩气藏多级压裂水平井数值模拟

考虑页岩气黏性流动、Knudsen扩散、吸附气表面扩散和解吸等渗流机理,建立了页岩气在基质孔隙中的渗流数学模型;并在此基础上建立了页岩气藏多级压裂水平井渗流数学模型,该模型包含由基质、水力诱导裂缝和水力裂缝组成的压裂改造区(SRV)和只含基质的未改造区(USRV)。采用嵌入式离散裂缝模型和拟牛顿迭代法求解,得到页岩气藏压力分布和页岩气累积产量,并分析了参数敏感性。在纳米级孔隙中,吸附气表面扩散是页岩气主要渗流机理;而且孔隙半径越小,吸附气表面扩散对页岩气累积产量影响越大。     

一维水平自发渗吸无因次模型及其数值解

对影响渗吸特征的油藏参数进行归整, 导出考虑毛细管回压的一维自发渗吸问题无因次模型。该模型选取水相归一化饱和度和无量纲压力作为主未知变量, 毛管压力函数只在模型的一个偏微分方程中出现, 便于数值求解。在求解该模型的全隐式守恒型差分格式中, 对两邻点间饱和度函数取平均饱和度下的值, 就可以得到该问题的数值解。通过对幂律型相对渗透率和毛管压力曲线情形下此模型数值解的讨论, 指出前人关于一维不可压自发渗吸问题解析解所用的假设条件只对纯逆向渗吸有一定的适用性。通过多个同逆并发渗吸算例, 得到油藏参数变化对渗吸动态特征影响的初步认识。     

一种交联型聚离子液体的合成及其对CO_2的变压吸收分离

针对目前聚离子液体存在的对CO_2的吸收量低且吸收和解吸速率慢等问题,采用交联剂并分别结合不同干燥方法(冷冻干燥、超临界CO_2干燥、普通干燥)合成了一种交联型季铵盐类聚离子液体,进而采用高压石英弹簧法测定其对CO_2的吸收能力.研究结果表明,采用冷冻干燥法制得的聚离子液体相对结晶度低,具有较高的CO_2吸收量,在298.2K、0.21MPa下对CO_2的吸收量最高达0.024g/g,而在5.0MPa下高达0.127g/g.在298.2K下5.0MPa的高压合成气(H_2/CO/CO_2)中对CO_2的变压吸收分离结果显示,该聚离子液体具有性能稳定、吸收和解吸速率快及对CO_2选择性高等优点.     

机械合金化Mg2Ni储氢材料的吸氢动力学实验研究

为了研究压力和温度对Mg2Ni储氢合金动力学性能的影响以及吸氢反应机理,采用机械合金化的方法制备了Mg2Ni储氢合金。利用P-C-T测试仪进行活化并测试其吸氢动力学特性,并在实验的基础上结合3种常用的动力学模型分析了Mg2Ni合金吸氢反应的控速步骤。结果表明:Mg2Ni合金在673K、7.4MPa条件下活化3次就能够基本活化完全,吸收1mol氢气所需活化能为43.47kJ;温度对其动力学性能影响不明显,相反压力的影响比较大,吸氢反应速率和吸氢量都随压力的升高而增加;实验结果与JDM和JMA动力学模型比较吻合;金属氢化物形核长大与氢原子在产物层中的扩散过程是Mg2Ni合金吸氢反应的混合控速步骤。     

非平衡条件下氯化锰-氨的吸附/解吸特性分析

研究了非平衡条件下氯化锰复合吸附剂吸附氨的压力/温度曲线,并与Claperon反应平衡曲线进行了对比.结果发现,在相同的冷凝/蒸发条件下,氯化锰吸附(解吸)氨的量随着温度的变化而变化,说明非平衡吸附/解吸过程为双变量控制,而不是单变量控制.这一研究结果与理论上的Claperon曲线有较大的差别.为了验证研究结果,对吸附剂的等压吸附过程进行了测试.结果表明:吸附过程与平衡压力/温度曲线相符合;解吸过程则存在着严重的滞后现象,并且该现象主要在解吸4mol氨之后出现.考虑解吸滞后条件,计算了单级吸附制冷系统的制冷系数(COP)和单位质量吸附剂的制冷功率(SCP),结果显示,按照传统理论所得到的COP和SCP与实际测试结果的误差分别达到25%与40%,说明对于化学吸附制冷过程的理论计算需要以非平衡吸附性能测试作为基础.     

青豆种子等温线及平衡含水率模型

为研究青豆种子的热动力学特性,深入理解青豆吸附过程的水分特性和所需能量变化,利用饱和盐溶液,采用静态称重法测定了青豆种子在20～40,℃和水分活度在0.112～0.946范围的等温线;采用非线性回归方法确定了BET多分子层吸附理论模型的系数,并判定了青豆的吸附与解吸模型的拟合优度;应用Clausius-Clapeyron方程计算了青豆的净等量吸附热.结果表明：吸附与解吸相比存在明显的滞后现象;解吸时单分子层饱和吸附量大于吸附时的数值,随着温度升高青豆的单分子层饱和吸附量下降;吸附层数的变化趋势与单分子层饱和吸附量的相反;在Henderson、修正的Henderson、修正的Chung-Pfost、Halsey、修正的Halsey、修正的Oswin、修正的GAB模型中,Halsey模型拟合优度最佳;净等量吸附热随平衡含水率的增加而减少.     

页岩气藏部分压开压裂井压力动态分析

 压裂井因为能够提高单井产量和降低成本在页岩气藏的开发过程中得到了广泛应用,然而在实际生产过程中由于页岩储层普遍厚度较大,难以被完全压开。为此,综合考虑页岩气的解吸、扩散和渗流特征,建立了页岩气藏部分压开压裂井的渗流模型,应用Laplace变换、Fourier变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演对模型进行求解,绘制了相应的压力特征曲线并对其进行了流动阶段的划分,讨论了相关参数对压力动态的影响。研究表明,页岩气藏部分压开压裂井的压力特征曲线存在7个主要流动阶段;裂缝的压开程度主要影响球形流阶段表现的明显程度及压力导数曲线前期位置的高低,解吸系数主要影响压力导数曲线下凹的深度,无因次储容系数主要影响压力导数曲线下凹的宽度和深度,无因次窜流系数主要影响解吸扩散阶段出现的早晚。所获得的结果可为利用压裂井合理高效地开发页岩气藏提供理论支持。     

石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间分布实验研究

采用脉冲磷光颗粒示踪法，对一套新型内混式石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间进行了实验测试，分析了烧焦管内固体颗粒的扩散特性。实验结果表明，在烧焦管轴向上距示踪剂注入位置为1．0m的截面上，不同径向位置测得的颗粒停留时间分布呈较对称的单峰分布，从烧焦管轴心向边壁靠近。其峰高差别较大。而在示踪剂注入位置以上的4．0m及9．4m截面上，不同径向位置测得的颗粒停留时间分布曲线由一个尖而高的前峰和长拖尾所组成，曲线的峰高基本一致，表明颗粒沿轴向以弥散颗粒和颗粒团的形式扩散，颗粒沿径向的混合较均匀。分别对1．0m和4．0m及以上检测距离内的颗粒扩散行为建立了径向扩散模型和轴向两组分叠加模型，模型预测的颗粒浓度值与实验值吻合较好。     

氧化硅纳米多孔材料表面的水蒸气吸附动力学研究

采用称重法对氧化硅纳米多孔材料在温湿环境中的水蒸气吸附规律进行了实验研究.在25℃分别测定了不同孔隙率的材料在水蒸气相对蒸汽压为0.3～0.9范围内的吸附动力学曲线.分别采用不同的多层吸附等温式对材料的吸附等温线进行拟合,提出了一种双指数衰减动力学吸附模型方程,并和准一/二级动力学吸附模型一起对实验结果进行了拟合.结果表明:Redlich-Peterson、Fritz-Schlünder吸附等温式和BET多层吸附模型的拟合相关系数较大;BET多层吸附模型的拟合参数可给出单层饱和吸附量和吸附层数,吸附等温线由单层到多层存在临界点,具有明显的物理意义;氧化硅纳米多孔材料对湿空气中水蒸气的动态吸附过程可由双指数衰减模型来描述,与实验数据的相关系数在0.99以上,在整个吸附过程中均与实验数据拟合良好.     

毛细管法研究pH值对放射性核素152+154Eu(III)在紧密皂土中的扩散影响

利用毛细管法研究了pH值对放射性核素152 154Eu在紧密皂土中的吸附和扩散影响.实验结果与Fick定律理论计算值非常一致,与近似条件下其他方法的测量结果非常相近,表明毛细管法的正确性.研究结果表明,放射性核素152 154Eu(III)在紧密皂土中的扩散随pH值的升高而减小,152 154Eu(III)在紧密皂土上的吸附随pH值的升高而增加,Eu(III)在皂土上吸附的分配系数随皂土密度的增加而减小.皂土的密度(皂土的空隙数)对放射性核素的吸附、扩散和迁移起重要的作用.     

毛细管法研究pH值对放射性核素^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土中的扩散影响

利用毛细管法研究了pH值对放射性核素^152＋154Eu在紧密皂土中的吸附和扩散影响．实验结果与Fiek定律理论计算值非常一致，与近似条件下其他方法的测量结果非常相近，表明毛细管法的正确性．研究结果表明，放射性核素^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土中的扩散随pH值的升高而减小，^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土上的吸附随pH值的升高而增加，Eu（Ⅲ）在皂土上吸附的分配系数随皂土密度的增加而减小．皂土的密度（皂土的空隙数）对放射性核素的吸附、扩散和迁移起重要的作用．     

Characterization of Cu（Ⅱ） Ion Adsorption Behavior of the Polyacrylic Acid-Polyvinylidene Fluoride Blended Polymer

A blended polymer adsorbent prepared using acrylic acid and polyvinylidene fluoride was used to remove copper from aqueous solutions. The polymer was prepared using thermally induced polymerization and phase inversion. The blended polymer was characterized by X-ray diffraction analysis （XRD）, environ- mental scanning electron microscopy （ESEM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, and N2 adsorption/desorption experiments. The sorption data was fit to linearized adsorption isotherms of the Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich （D-R） isotherms models. The batch sorption kinetics was evaluated using pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion kinetic reaction models. △H0 is greater than 0, AGo is lower than 0, and △S0 is greater than 0, which shows that the adsorption of Cu （Ⅱ） by the blended polymer is a spontaneous, endothermic process. The adsorption isotherm fits better to the Freundlich isotherm model and the pseudo-second-order kinetics model gives a better fit to the batch sorption kinetics. The adsorption mechanism is assumed to be ion exchange between the cupric ion and the carboxylic acid functional group of the blended polymer.     

纳米TiO_2对沉积物吸附氨氮的影响及其机制探讨

纳米TiO2在生产使用过程中不可避免地大量进入水环境,并影响到其他传统污染物质(如氨氮)的迁移转化.氨氮在沉积物上的吸附和解吸附是水环境中氮素循环的关键过程之一.本研究测定了受纳米TiO2污染沉积物、常规TiO2污染沉积物和未受TiO2污染沉积物的零电荷点,并通过氨氮吸附热力学和吸附动力学实验,研究了纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的影响.得出如下结论:(1)研究中的三组沉积物与NH4+-N之间没有静电吸引力;(2)修改后的Freundlich和修改后的Langmuir模型对氨氮吸附的拟合效果都比较好,且后者拟合度更高;(3)纳米TiO2的添加降低了氨氮的吸附—解吸平衡浓度,减小了沉积物向上覆水中释放氨氮的趋势;(4)抛物线扩散模型能较好地拟合三组沉积物吸附氨氮的动力学过程,结果显示纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的动力学特征(快慢)没有影响,但增强了沉积物吸附氨氮的强度.     

谷氨酸离子交换过程动态穿透曲线的分析

介绍了一种新的分析离子交换过程穿透曲线的方法，该方法采用特定的函数来描述穿透曲线以求出在不同实验条件下的离子交换过程的传质参数。该特定函数建立在吸附区传质概率的基础上，因此传质机制可以用函数的常数来表示，无需识别传质机理。采用该方法建立了ＮＨ４＋型阳离子交换树脂吸附谷氨酸的穿透曲线模型，以得到离子交换过程的传质参数。