基于电导法结合热力学理论研究球状纳米硫化镉热力学性质的尺寸效应和温度效应

表面结构对纳米粒子的物理和化学性质是至关重要的,为了设计出具有理想表面性能的纳米材料,需要精确的表面热力学参数来确定纳米粒子的构效关系.通过微乳法合成5种粒度在32～119 nm球状硫化镉(CdS),利用溶解热力学原理及热力学基本理论,通过实验获取了不同尺寸纳米CdS的溶解热力学函数,建立不同尺寸纳米球摩尔表面热力学和...     

溶解法测定纳米AgCl的热力学函数

为进一步丰富纳米热力学函数研究,采用微乳液法可控制备了纳米氯化银,利用X-射线衍射技术和场发射扫描电镜技术对其物相组成及形貌结构进行了表征。基于纳米溶解热力学理论,进一步得到了纳米AgCl的溶解热力学函数和表面热力学函数。计算了纳米AgCl的规定热力学函数,Δ_fH~θ_m为-115.35 kJ/mol,Δ_fG~θ_m为-105.38 kJ/mol,S~θ_m为121.89 J/(mol·K)。纳米AgCl溶解吉布斯自由能随温度呈正相关,表面吉布斯自由能与温度呈负相关。     

基于溶解度法的纳米镉、铅、银硫化物的热力学性质研究

可控合成纳米镉、铅、银硫化物半导体材料,并对其形貌、结构和组成进行表征和测定;基于粒状和纳米镉、铅、银硫化物的本质差异,结合溶解热力学原理,分别获取其溶解平衡常数、溶解热力学函数、偏摩尔和摩尔表面热力学函数及生成热力学函数,并探究热力学函数与温度变化关系。结果表明:随着粒径减小,纳米镉、铅、银硫化物的标准溶解吉布斯自由能比对应粒状材料的小;纳米和粒状镉、铅、银硫化物的溶解吉布斯自由能,均随着温度的升高而增大;纳米镉、铅、银硫化物的偏摩尔、摩尔表面吉布斯自由能均随着温度升高而减小。     

基于尺寸效应及温度效应的纳米ZnS热力学性质研究

材料粒度达到纳米级别时会产生特殊的表面效应及小尺寸效应,因此纳米材料往往表现出不同于本体材料的独特性质.该文着重在尺寸效应及温度效应上对ZnS纳米材料的热力学性质展开研究,探究了一种水热法制备出5种不同尺寸的纳米ZnS,并在不同温度下测定其在水溶液中平衡时的电导率.根据所得数据,以热力学循环法、溶解热力学理论以及电化学热力学平衡原理为基础,探讨了颗粒粒度和温度与纳米ZnS热力学性质之间的规律.结果表明：纳米ZnS的溶解热力学函数、摩尔表面热力学函数、偏摩尔表面热力学函数和规定热力学函数均与粒径、温度均具有良好的线性关系.该文进一步完善了溶解热力学理论,为涉及相关纳米材料的研究提供了理论支撑.     

立方体纳米Cu2O规定热力学函数的粒度效应研究

纳米材料的规定热力学函数是纳米材料本征性质,而粒径是其规定热力学函数值的重要影响因素之一.因此研究纳米材料的规定热力学函数的粒度效应对于指导预测纳米材料的规定热力学函数具有重要的科学意义.采用液相法合成了4种粒度在40～120 nm的立方体纳米Cu2O作为模型材料.利用原位微热量技术获取了Cu2O与HNO3反应过程的热力学参数,结合热化学循环热动力学原理及过渡态理论,计算得到不同粒径的纳米Cu2O的规定热力学函数,并讨论了粒度对标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和标准摩尔生成吉布斯能的影响.结果表明：随着粒径的减小,标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔生成焓和标准摩尔熵均增大.     

金属纳米晶的界面热力学及热稳定性研究

以六方相Co为例，采用界面膨胀模型和普适状态方程，引用固体比热的Debye函数，模拟计算了金属纳米多晶体界面的热力学性质，描述了纳米晶界面过剩焓、过剩熵和过剩Gibbs自由能随过剩体积的变化规律.利用界面过剩体积和过剩自由能的非单调关系，预测了发生失稳快速晶粒长大的临界过剩体积和临界温度.实验研究中发现的α-Co纳米晶在宽温度范围内退火时，在较低温区内晶粒长大非常缓慢、而在773—873K温区内纳米晶突发快速晶粒长大的结果与理论预测符合良好.     

一种新型基于热力学法的水泵效率数学模型及应用研究

泵进出口微小温差的测量是热力学法测试水泵效率的关键所在.提出了一种新型的基于热力学法、可简便、精确测试水泵效率的数学模型.该模型通过用水泵进出口压力与压差模拟进出口温差的方法,有效解决了微温差测量的难题,从而使测试系统更简单、测试结果更可靠.实践证明该模型精度完全满足工程实践需要,是推广应用热力学法测试水泵效率的有效途径.     

电化学法测定化学反应热力学函数变化值

根据可逆热力学体系的要求,把化学反应设计成可逆原电池,利用电化学法测定可逆电池在不同温度下的电动势值,进而求算化学反应的热力学函数变化值。     

纳米铝的低温热容及其热力学性质

用扫描电子显微镜测定了纳米铝试样的粒径,结果表明Al试样平均粒径为18nm,在温度108～385K,用精密低温绝热量热计测定了Al的等压摩尔热容,拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式．根据热容与热力学温度的函数关系,计算了以298．15K为基准的纳米Al热力学函数,并与粗晶Al热容进行比较,从能量角度分析了不同粒径Al热容差别产生的原因。     

基于粒径及温度效应的纳米MoS2热力学性质探究

为了进一步研究粒径和温度对纳米材料表面热力学性质的影响,采用溶剂热法并调控表面活性剂用量制备5种不同粒径的纳米二硫化钼(MoS₂)。采用X射线粉末衍射仪对MoS₂的物相组成进行表征;通过电导率测定和热化学循环理论以及热力学理论结合,研究MoS₂材料表面热力学性质的粒径和温度效应及规定热力学性质的粒径效应。结果表明,所有热力学函数均与材料粒径的倒数和温度有着良好的线性关系。     

基于热力学平衡方程的孔隙度实验方法研究

为研究气测孔隙度实验方法在分析页岩样品存在的问题,根据气体传质方程和质量守恒方程,结合全尺度孔径分布特征,定性分析影响孔隙度测试结果的主要因素和各种因素之间的关系;进而改进完善气测孔隙度实验方法。结果表明:孔隙内外热力学平衡是气测孔隙度精度主要影响因素,相对密度与平衡时间成指数关系;增大压力和减小样品大小有利于提高分析效率和测试精度,但对纳米孔隙发育的岩石,建议选择减小样品大小的技术方法;对比模拟结果和实验分析结果,常规分析方法试验结果偏小,样品偏小约70%;长宁-威远区块结果表明直径为2.5 cm的规则样品分析时间不低于4 000 s,当分析时间设定为300 s时,样品粒径不超过0.6 cm。     

CaF_2晶体弹性与热力学性质的研究

利用第一性原理超软赝势平面波的方法,对CaF2晶体结构进行了几何优化,得到其晶格参数为0.548 0 nm。在优化结构的基础上计算了零温零压下的弹性常数,得到C11=154.4 GPa、C12=38.2 GPa、C44=29.9 GPa及体弹性模量B0=76.9 Gpa。根据德拜模型近似,由弹性常量计算德拜温度为489.6K,在高温下,热容接近杜隆-珀蒂极限。     

CaF2晶体弹性与热力学性质的研究

利用第一性原理超软赝势平面波的方法,对CaF2晶体结构进行了几何优化,得到其晶格参数为0.548 0 nm。在优化结构的基础上计算了零温零压下的弹性常数,得到C11=154.4 GPa、C12=38.2 GPa、C44=29.9 GPa及体弹性模量B0=76.9 Gpa。根据德拜模型近似,由弹性常量计算德拜温度为489.6K,在高温下,热容接近杜隆-珀蒂极限。     

纳米AgBr热力学性质的测定及温度效应研究

纳米材料的规定热力学函数和表面热力学函数是物质的本征函数,与材料的催化、吸附性质等具有紧密联系。因此采用科学的技术方法准确获取真实体系的表面热力学函数具有重要的意义,溶解热力学法因具有操作简单、灵敏度高及无假设条件等独特优势,相比其它方法更加科学。本文通过测定溴化银纳米颗粒在水溶液中的电导率,结合溶解热力学理论计算纳米材料的溶解平衡常数。以块体材料为比较标准,获取了纳米AgBr的溶解热力学函数、表面热力学函数、偏摩尔表面热力学和规定热力学函数。本工作为纳米AgBr在感光、催化、吸附等领域的应用提供了物理化学参数,对预测难溶盐类纳米材料溶解、催化、吸附等性质有重要的指导意义。     

基于传递函数的光谱数据处理方法研究

传递函数是评价一个系统性能的重要参数,是信息处理与分析的主要手段之一.本文首先使用理论模拟分析了使用传递函数方法处理光谱测量数据的可行性,然后通过对中值滤波和Db3小波滤波方法的比较,选取中值滤波对光谱数据去噪,在此基础上,将传递函数方法用于线阵CCD光谱仪实测数据处理并得到了实验验证.实验结果表明,本文给出的基于传递函数的光谱数据处理方法可行,经本方法处理后,可以进一步提高仪器的测量精度和分辨率,为CCD光谱仪的广泛应用提供了可能.     

硫化镁晶体的弹性与热力学性质的研究

利用第一性原理超软赝势平面波的方法,对MgS晶体结构进行了几何优化,得到了其晶格参数为0.522 78 nm;在优化结构的基础上计算出带隙为2.873 eV,属于间接带隙半导体;零温零压下的弹性常数为C11=134.02 GPa、C12=38.5 GPa、C44=53.9 GPa及弹性模量B0=70.3 GPa;根据德拜模型近似,由弹性常量计算了德拜温度为557.2 K,并进一步得到定容热容随温度的变化关系,在高温下,热容接近杜隆—珀蒂极限.     

基于APCA的电站热力过程故障传感器自适应检测方法

为自动适应电站热力过程的连续变化,提出了基于APCA的电站热力过程传感器故障诊断方法,通过模型参数的自动更新,使模型及时反映当前的系统状态,从而连续可靠运行.对PCA重构残差进行研究,在对电站实际测量数据可靠性分析的基础上提出了参数自适应预估计方法,利用预估计值来替代故障数据,以抑制残差污染,提高重构参数的准确性.利用电厂实际测量参数进行了算例分析,表明所提算法能很快适应系统状态变化,并给出正确的检测结果,即使在系统同时存在多个传感器故障时,通过对不良数据的检验,也能够获得准确的重构数据.     

基于离散元法的表面形貌相互作用研究

针对摩擦过程中的表面形貌相互作用问题,文章基于离散元原理,并利用该原理的一种应用程序——颗粒流程序(PFC程序),直观地对表面形貌相互作用进行模拟;模拟结果表明在刚性光滑平面与理想粗糙表面相互作用之后,粗糙度变小,表面结构也发生较大变化;并且随着2个接触表面法向接近量的增大,粗糙表面的脱落颗粒数增加,磨损程度加剧。     

纳米TiO2粉体合成方法研究

采用溶胶-凝胶法、水热法制备纳米TiO2粉体和TiO2纤维。通过SEM和XRD分析测试,对所得粉体进行了表征。