碳纳米管薄膜对重金属离子吸附的研究及应用

采用刮涂法制备碳纳米管(CNT)薄膜,以铜离子(Cu2+)为例,研究了其吸附去除重金属离子的行为.结果表明,碳纳米管薄膜吸附Cu2+满足Langmuir等温吸附;278 K时符合准二级动力学模型,而在298 K和318 K时符合准一级动力学模型;在298 K时CNT薄膜吸附Cu2+的最大吸附量为4.14 mg/g.在应用层面,设计了一套基于该CNT薄膜的水处理器件.     

中红外飞秒激光多光子共振激发${\bf{C}\bf{O}}_{2}^{+}$的自由感应衰变研究

对利用中红外飞秒激光激发$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $产生的前向相干辐射现象进行了系统研究。实验发现在泵浦激光与$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $的${\tilde{\rm A}}^{2}{\Pi }_{\rm u}$（${\nu }{{''}}=1$）→${\tilde{\rm X}}^{2}{\Pi }_{\rm g}$（$ \nu =0 $）态跃迁发生五光子共振情况下,$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $发出的波长为337 nm的前向相干辐射能够被有效激发。更进一步,利用泵浦–探测方法对该辐射进行了时间分辨研究。利用探测激光导致的辐射损耗效应,发现在不同的气压条件下,337 nm相干辐射的持续时间均在0.8 ps左右,与气压没有明显关系。基于这一观测结果,提出该辐射的本质是多光子共振导致的自由感应衰变辐射。研究揭示了利用中红外飞秒激光激发二氧化碳离子产生相干辐射的本质,指出了强场激光与原子、分子体系共振相互作用过程中自由感应衰变效应的普遍性。     

上海市亚微米颗粒物中水溶性含氮组分的分布特征

细颗粒态无机和有机含氮组分的形成、转化、传输和沉降在大气氮循环中发挥重要作用. 为了解上海亚微米颗粒物(PM$_{1}$)中含氮物质的质量浓度、组成及季节变化特征, 使用大流量采样器采集了 2017—2018 年 66 个 PM$_{1}$ 样品, 并应用离子色谱仪和紫外/可见光光度计分析了水溶性无机离子和水溶性有机氮(water-soluble organic nitrogen, WSON)的质量浓度. 结果表明: 上海 PM$_{1}$中NH$_{4}^{+}$-N、NO$_{3}^{-}$-N、WSON 的年平均质量浓度分别为 1.79、0.97、0.41 μg/m³; NH$_{4}^{+}$-N 对水溶性总氮(water-soluble total nitrogen, WSTN)的贡献最高(56%), NO$_{3}^{-}$-N 次之(31%), WSON 为 13%. 上海PM$_{1}$中含氮组分的质量浓度存在冬季最高、夏季最低的季节变化趋势, 但NH$_{4}^{+}$-N、NO$_{3}^{-}$-N 和 WSON 对 WSTN 贡献的季节变化存在明显的不同, NH$_{4}^{+}$-N 在不同季节变化较小, NO$_{3}^{-}$-N 表现出显著的冬高(38%)、夏低(18%)的特点, 而 WSON 夏季最高(22%)、冬季最低(8%). 正矩阵因子分解(positive matrix factorisation, PMF)法的源解析结果表明: 二次反应和生物质燃烧贡献了上海 PM$_{1}$ 中 WSON 的 48%, 燃煤贡献了 11%, 植物源挥发性有机化合物二次转化贡献了 20%, 餐饮和机动车贡献了 21%. WSON 的来源有显著的季节变化.     

单圈图的解析(英文)

得到了一些特殊图类的解析值.~利用数学归纳和分类讨论的方法,~%给出固定阶数的单圈图的解析的紧的界.~%证明了在所有阶数为~$n$~的单圈图中,~%图~$\Delta_{n-3}$~取得最小的~$a(G)$~和~$b(G)$;~图~$K_{1,n-1}^{+}$~%取得最大的~$a(G)$~和~$b(G)$.~%这里图~$\Delta_{n-3}$~是由联结~$K_{3}$~一个顶点和~$P_{n-3}$~的一个端点而得到,~%图~$K_{1,n-1}^{+}$~是由联结图~$K_{1,n-1}$~中两个度为~$1$~的顶点而得到.     

关于一类二次不定方程

证明了不定方程$x^{2}-kxy+y^{2}+lx=0,l\in \{3,5\}$, $k\in N^{+}$时, 有无穷多个正整数解(x,y)当且仅当k与l的取值为(k,l)=(3,3),(4,3),(5,3),(3,5),(5,5),(7,5).     

氩蒸气均匀核化率的分子动力学模拟

从分子动力学方法出发,对氩蒸气均匀核化过程进行了模拟,并分别采用经典均匀成核理论(CNT)预测、Cluster分析以及平均第一次出现时间(MFPT)3种方法进行了成核率计算.模拟结果表明,在相同条件下,Cluster分析法及MFPT方法得到的成核率在同一个数量级,而CNT预测的成核率比Cluster分析法及MFPT方法得到的成核率小3个数量级,其差异可由推导CNT成核率时对Cluster所做的平衡热力学假定进行解释.3者得到的临界Cluster分子数均为20左右.由Cluster分析方法可知,成核率随冷却脉冲强度增大而增大,这与实际均匀核化过程一致.     

加法$\mathcal {P}$-正则半环上的$\mathcal {P}$-核正规系

$\mathcal{P}$-正则半群是一类重要的半群,Sen用核正规系的方法描述了$\mathcal{P}$-正则半群上的同余. 本文考虑加法$\mathcal{P}$-正则半环,在该类半环上引入了$\mathcal {P}$-核正规系,证明了该类半环上的每个同余都可以获得一个$\mathcal{P}$-核正规系,并且$\mathcal {P}$-核正规系惟一地确定了一个同余. 最后对$\overset{+} C$-集是半理想的加法$\mathcal {P}$-正则半环刻画了$\mathcal {P}$-核正规系.     

带有导数项的~Neumann~问题正解

本文研究了带有导数项的非线性~Newmann~问题 $$ \left\{\begin{array}{ll} u''(t)+ku(t)=f(t,u(t),u''(t)),\quad t\in (0,1),\\[2ex] u''(0)=u''(1)=0 \\[2ex] \end{array}. \right.\eqno $$ 其中~$0相似文献   

碳纳米管-铜纳米线复合结构的形成和热力学稳定性

通过分子动力学的方法研究了碳纳米管填充一定数量的铜纳米粒子形成碳纳米管-铜纳米线(CNT/CuNW)复合结构的过程.通过构象演变和体系能量的变化,可以将整个的铜粒子填充碳纳米管的过程中可分为三个过程:构象调整,填充吸附和构象稳定.对比分析高温下包裹和填充形成CNT/CuNW复合结构的变化,可以看出填充形成的CNT/CuNW的稳定性比包裹形成的CNT/CuNW的稳定性要好.通过径对径向分布函数的分析,可以进一步确定,在填充形成的复合结构的熔点要比包裹形成的CNT/CuNW的高,这主要归因于碳纳米管高的热稳定性.     

Ni修饰多壁碳纳米管材料的制备及表征研究

采用化学还原沉积法将少量镍负载分散到多壁碳纳米管(MWCNT,简写为CNT)上,制得一系列不同Ni载量的x%(质量百分数)Ni/CNT复合材料;利用多种谱学工具(如TEM,SEM、XRD、H2 TPD和CO TPD)对其物化性能进行表征,结果表明,所制得沉积镍颗粒粒径在～10nm量级;H2 TPD和CO TPD测试结果表明,经Ni修饰的CNT比单纯CNT对H2和CO具有更强的吸附活化能力,其所促进的Cu基催化剂对CO加氢成甲醇的催化活性比无CNT促进或单纯CNT促进的同类催化剂均明显提高.     

用活性炭从水溶液中吸附乙腈特性的研究

用气相色谱法考察了活性炭从水溶液中对乙腈工业污染物的吸附行为，估算了吸附常数、孔扩散系数、吸附过程的焓变及描述吸附等温线方程有关参数．     

NDA-100树脂对苯酚的吸附性能与数学模拟

研究了超高交联吸附树脂NDA-100对水中苯酚的吸附性能，试验结果表明NDA-100对苯酚具有良好的吸附特性，吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，吸附为放热的物理吸附过程．采用理论数学模型对NDA-100树脂固定床吸附水杨酸生产废水过程中苯酚质量浓度的变化情况进行模拟．结果表明，该数学模型能很好地用来对固定床吸附穿透曲线进行模拟．该固定床吸附数学模型的建立为预测NDA-100树脂固定床吸附水杨酸废水中苯酚达到安全泄漏点的时间以及树脂固定床吸附容量提供了一个方便可靠的方法．     

溶氧水在Fe（001）表面吸附的第一性原理研究

为了研究溶解氧含量对Fe基换热表面腐蚀行为的影响机理,根据第一性原理,对O2单分子、H2O单分子和溶氧水体系在Fe基换热表面的吸附进行了研究,采用GGA/PBE,近似计算吸附过程中的吸附能量、态密度及布居数变化。计算结果表明:含氧水溶液中溶液与Fe基表面存在表面吸附,水分子趋向于顶位吸附,氧分子趋向于Griffiths吸附;H2O分子在Fe(001)表面吸附而相互作用时,引起了界面双电层电荷分布的变化,使Fe原子失去电子带正电,导致表面电位发生变化;O2分子在Fe(001)晶面吸附时,促使Fe(001)表面原子失去电子,表面电位增加,O2分子与表面Fe原子易于发生电子转移,其中O原子的2p轨道对于O2分子在Fe(001)晶面的吸附起主要作用;随着溶氧水体系中O2分子所占比例的增大,吸附能的绝对值也随之增加,Fe基换热表面相互作用更强。研究探明了不同溶氧量对Fe基换热表面腐蚀的影响规律,为实验研究金属基体腐蚀机理提供了理论参考。     

Periodic continuum solvation model integrated with first-principles calculations for solid surfaces

The structural and reactivity properties of the solute in aqueous solution are vital in chemistry and condensed matter physics. In order to understand the detailed adsorption structures and reaction processes on the solid surfaces or liquid/solid interfaces, the solvation effect should be considered in the realistic first-principle calculation. In this work, a periodic continuum solvation model (PCSM) was implemented into a mixed Gaussian and plane-wave density functional theory (DFT) program, CP2K/Quickstep. The reliability of such approach is carefully examined for several typical systems. The results exhibit that the current application can give the accurate solvation energy and reaction pathway for the clusters compared with the available theoretical and experimental ones. We further extend the application to water adsorption on the periodic slab systems, such as metal and semiconductor surface systems. The results reveal that both the adsorption structures and reaction processes are significantly affected by the solvation effect.     

三维Stokes问题的一种非协调-协调有限元方法

本文研究了平行六面体网格下求解三维$Stokes$问题的一种非协调-协调有限元方法。 我们使用非协调旋转$Q_1$元离散速度变量的两个分量,使用协调三线性元离散第三个分量,压力用分片常数离散。 我们证明了该有限元方法满足离散$inf-sup$稳定性条件,且具有最优阶误差估计,即关于速度$\textbf{u}$的一半范和压力$p$的零范一阶收敛。数值试验验证了理论结果。     

用蒙特卡罗模拟方法研究环氧乙烷在HZSM-5分子筛上的吸附行为

为研究硅铝比和湿度变化对环氧乙烷（EO）在分子筛上吸附性能的影响,采用巨正则系综蒙特卡罗模拟方法与NPT系综蒙特卡罗模拟方法相结合的策略,从分子水平上初步研究了两种湿度条件下环氧乙烷在不同硅铝比的HZSM-5分子筛上的吸附行为.结果表明,在EO浓度为1 g/m3时,30% RH和90% RH两种湿度环境下硅铝比为25～120的HZSM-5分子筛对EO均有较好的吸附效果,低湿度条件下的吸附量略高于高湿度条件.实测试验对模拟结果的验证表明,文中所采用的模拟条件和方法能够更好地适用于EO在ZSM-5上的吸附过程的研究;该模拟方法能够为EO的去除寻找合适的吸附材料,为优化去除条件提供理论依据.