共价有机骨架/碳纳米管复合材料中锂离子吸附与传输特性的分子模拟

利用分子模拟方法对共价有机骨架 (covalent organic framework, COF)/碳纳米管(carbon nanotube, CNT) 复合材料 COF@CNT 中锂离子 (Li$^{+})$ 的吸附与传输特性开展研究, 明确了 Li$^{+}$ 的吸附位点与吸附顺序, 得到了相应的吸附能, 并观察 COF@CNT 的表观形貌变化. 当达到饱和吸附状态时, COF@CNT 的体积变化率仅为 0.25, 平均电压保持在 2.00 V 以上, 而理论容量则高达 1 402.47 mAh/g. 此外, Li$^{+}$ 在 COF@CNT 内部的电导率大于其在单纯 CNT 中电导率的实测值. 模拟结果可为此类体系的实际应用提供理论基础.     

综合化学实验设计:单/双核铜配合物的温度控制合成、表征及转化

化学类专业本科生在理论课学习中，对反应的热力学产物和动力学产物有了一定的理论认识，但目前鲜有实验能够使其直观体会2种产物在制备时的差异．本实验以氯化铜和邻氨基苯甲酰胺为原料，水和乙醇为溶剂，通过仅改变反应温度，分别在60 ℃水浴加热和冰水浴冷却条件下得到了红色的热力学产物二(μ-氯)·二[氯·(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ)] ( 1 )和黄绿色的动力学产物二氯·二(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ) ( 2 )，产率分别为80.4%和76.4%．采用络合滴定法和仪器分析方法对产物进行了表征测试，结果表明在不同温度下可制备2种不同组成、结构和性质的热力学和动力学产物，且在加热条件下，配合物 2 可以转化为配合物 1 ．本设计为化学类相关专业本科生综合实验教学提供了一个成功案例，可加深学生对结构与性能的科学关联以及构效关系的认识和理解．      

一种压缩空气与抽水蓄能耦合的新型储能系统及热力学分析

提出一种压缩空气与抽水蓄能耦合的新型储能系统，包括压缩空气部分(CAES)和抽水压缩空气部分(PHCA),可实现压力能的梯级利用，改善两部分的各自运行工况，具有较高的电-电转化效率，同时也为浅层废弃隧道及洞穴利用提供了新途径。针对该系统的结构特点，首先对系统进行了热力学分析，分析表明：新型系统的电-电转化效率为53.82%,能量转化效率为41.06%;PHCA部分具有较高的效率，CAES部分具有较高的容量和储能密度。随后，对能量运转较为复杂的CAES部分进行了分析，结果表明：CAES部分的主要输入能量来自于压缩机(76.05%),最大损失发生在高压储气空间的节流(23.33%)和蓄热器的蓄热(22.9%)过程。最后，对该系统进行了敏感性分析，结果表明：增加两储气空间的压力差和提升再热温度均可以提升系统的性能，而提升再热温度的收益最大，系统的电-电转化效率最高可达77%。     

玉米芯-污泥基改性复合活性炭对废水中Cd~(2+)的吸附特性

本文以废弃物普通玉米芯和城市污泥为研究原料,通过碳酸钾改性、碳化方法,制备玉米芯-污泥基改性复合活性炭吸附剂。同时,探究了不同复配比例吸附剂受添加剂量、粒径、废水初始浓度等因素的影响程度,以优化复合吸附剂的复配比,并利用扫描电子显微镜(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱等手段进行检测分析。研究表明,玉米芯与污泥的复配比为1∶3、粒径为0.83mm吸附剂受废水初始浓度影响较大,当废水初始浓度为50mg/L污泥基改性复合活性炭可适用于吸附低浓度重金属Cd~(2+)废水,实现低浓度Cd~(2+)的固化转移。     

功能化纤维对氨气的吸附性能研究

主要研究了功能化纤维(RPFC-I)对氨气的吸附净化性能.结果表明,RPFC-I纤维对氨气具有良好的吸附净化性能、再生使用性能和吸附灵敏度,对氨气的最大吸附容量可达到93.52 mg/g,再生后纤维交换容量为6.88 mmol/g,略有增加.温度为(26±1)℃时、相对湿度为54%～65%时,纤维对氨气的吸附净化效果最好.初始氨气质量浓度分别为31.0、60.0 mg/m~3时,经纤维吸附净化后分别降至0.1、1.5 mg/m~3,去除率分别为99.7%、97.5%.     

吸附溶出伏安法检测吸毒人员尿液中吗啡

吗啡既是临床用镇痛剂，也是公认的毒品.为实现对尿液中吗啡的快速、简单、高灵敏度与高选择性检测，将多壁碳纳米管羧基化处理后，直接滴涂于打磨并表征过的玻碳电极表面，制备得到了羧基化多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWNTs-COOH/GCE)，并采用差分脉冲吸附溶出伏安法(ASDPV)对吗啡(MOP)进行检测.结果表明，在优化了传感器的制备及检测条件(包括MWNTs-COOH的滴涂量以及富集时间、富集电位、缓冲溶液的pH等)后，得到的MWNTs-COOH/GCE检测吗啡的工作曲线回归方程为lg(I/μA)=0.687lg[c/(μmol·L^-1)]-0.068 (r~2=0.992 0)，线性范围为1.0×10^-7～1.0×10^-4 mol/L，检出限为8.0×10^-8 mol/L.在使用尿酸酶除去尿液中的干扰物尿酸后，用该传感器检测实际吸毒人员尿液中吗啡的质量分数，得到的检测结果与高效液相色谱检出结果的相对误差绝对值在4.24%以内.通过t检验法发现在置信度为95%时，两种方法并无显著性差异.     

彩虹黑弦的热力学性质

双重相对论(DSR)是描述平直时空中的量子引力的一个有效模型.当试图将该模型纳入到弯曲时空中考虑时,一种被称为"彩虹引力"的理论可帮助实现这一推广,此时背景时空依赖于探测粒子的能量.事实上受粒子能量影响的度规的形式依赖于正交系的选取.本文主要考虑了自由落体参考系下的彩虹静态柱对称黑洞(彩虹黑弦).得到了取一阶近似的彩虹黑弦的霍金温度和熵,这种修正来源于考虑的彩虹引力效应.     

四环素和土霉素在Cu污染土壤中的吸附和解吸特征

采用间歇平衡震荡法,研究四环素和土霉素在清洁及Cu污染黑土和潮土中的吸附和解吸特征.结果表明,供试土壤对四环素和土霉素均具有很强的吸附能力.四环素在黑土和潮土中的吸附容量(K_d)值分别为4 198.83和3 741.99L·kg~(-1),高于土霉素相应K_d值1 399.50和224.9 L·kg~(-1).此外,2种四环素类抗生素在土壤中均存在一定的滞后性,滞后性强弱顺序为潮土中土霉素黑土中土霉素潮土中四环素黑土中四环素.重金属Cu的存在会促进抗生素在土壤中的吸附,并且在黑土中对抗生素吸附促进作用强于潮土.在Cu污染土壤中四环素和土霉素的解吸同样存在一定的滞后现象.四环素在两种土壤中的滞后系数随着土壤Cu浓度的增大而逐渐减小,土霉素在潮土中的滞后系数逐渐增大,而在黑土中先增大后减小.     

吸附时间变更对变压吸附制氮机在生产中的节能影响

制氮机对于整个生产系统运行来说,起着至关重要的作用,制氮机的运行需要空气压缩机提供压缩空气,而空气压缩机属于高耗能设备,怎么样能使制氮机充分利用压缩气体从而减少空气压缩机的做功,减少其能耗.在实际生产中通过增加制氮机的单塔吸附时间来增加单个吸附周期的时长,减少两塔切换次数,从而减少大量气体未被利用就被放空的情况,提高制氮机对压缩空气的利用率,从而可以达到降低能耗的目的.