离子液体[Emim]Br水溶液的比热容测量及其模型化

在温度为298~343 K,质量分数为10%~90%的条件下,使用BT2.15型Calvet微量量热仪测定了离子液体[Emim]Br水溶液的定压比热容数据,并建立了体系的比热容与温度和浓度的经验关联式,拟合的平均偏差为0.42%。通过比热容实验数据,计算了溶液体系的超额摩尔比热容,发现相对于理想溶液呈正偏差,并随着浓度和温度的增加而增大。     

双阳离子型离子液体[C4(MIM)2][PF6]2的比热容测定及其模型化

利用差示扫描量热计(DSC)测定了双阳离子型离子液体1,1′-(丁烷-1,4-二基)-双(3-甲基-1H-咪唑鎓-1-基)双六氟磷酸盐([C4(MIM)2][PF6]2) 在293.15～513.15 K 温区内的摩尔比热容。结果表明,在 293.15～363.15 K 和 398.15～513.15 K 温区内,该化合物无相变及其他热异常现象发生,比热容随温度变化符合二次方程。在 363.15～398.15 K 温区内,该物质发生固-液熔化相变,其熔化温度、熔化焓及熔化熵分别为 384.71 K、28.243 kJ/mol 和 73.414 J/（K·mol）。根据热力学函数关系式,计算出 [C4(MIM)2][PF6]2 相对于标准参考温度298.15 K的热力学函数值。采用基团贡献法对液相区的热容进行了估算,结果表明,估算值与实验值符合很好。     

戊唑醇钴(Ⅱ)配合物的热力学性质研究

合成了一种钴(Ⅱ)配合物[CoL₄Cl₂],并研究了该类配合物的热化学性质。采用微量量热仪测定了其在温度283.15～353.15 K范围内的摩尔比热容(C_p,m),利用密度泛函理论(DFT)计算了其摩尔比热容，并计算了该实验温度范围下的热力学数据H_T-H_{298.15 K}和S_T-S_{298.15 K}。此外，采用DC08 Calvet微量热计在298.15 K下测定了[CoL₄Cl₂]在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的溶解行为，结果表明该溶解是一个吸热过程，在298.15 K时，在DMF中的溶解焓为45.61±0.77 kJ/mol。     

微波助离子液体中聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸乙酯的制备及表征

在离子液体（[Bmim]BF4）中采用微波辐射加热法制备了聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯酸乙酯（PEMA）,用XRD、SEM和IR对其进行了表征。结果表明：微波助离子液体介质中制备聚合物PS的条件为离子液体2.0mL、微波功率700W、反应时间60min、温度50℃;制备PEMA的条件为离子液体2.0mL、微波功率600W、反应时间45min、温度70℃。PS和PEMA属于非晶相高聚物,PS的热稳定性较PEMA好;微波助离子液体介质中制备聚合物,能显著缩短反应时间,节约能源。     

离子液体中间体1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐的合成研究

在无溶剂条件下,以1,2-二甲基咪唑和1-溴丁烷为原料合成1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐[BuMeMeIm]Br;该反应没有使用有毒有害的有机溶剂,对环境影响小,产物纯化处理易于操作,是一个成功的绿色化学反应。研究了反应时间、反应温度、1,2-二甲基咪唑与1-溴丁烷的摩尔比及溶剂对[BuMeMeIm]Br收率的影响,产物结构通过IR和1H-NMR确证。实验结果表明在反应温度80℃,反应时间18 h,1,2-二甲基咪唑和1-溴丁烷摩尔比为1∶1.1,收率为80.3%。     

离子液体中纤维素的溶解及再生特性

探讨了不同来源纤维素在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐(［bmim］Cl)中的溶解性能,并采用红外光谱、X-射线衍射及热重分析等手段对木浆纤维素在离子液体［bmim］Cl中溶解和再生前后的结构变化进行了分析。结果表明,未经活化的纤维素可直接溶解于离子液体［bmim］Cl 而不发生其它衍生化反应,原纤维素聚合度越低,溶解越容易。再生纤维素分子量较原纤维素有所降低,结晶状态由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ,再生后纤维素热分解温度降低,热稳定性略有下降。     

双次热冷法用于比热容的高精度测量

提出了一种双次热冷法用于比热容的准确测量.该方法通过对测量系统空载时和放置待测样品时加热和冷却过程中的温度序列进行处理从而计算出比热容,可有效补偿散热因素对测量结果的影响,显著提高测量精度.以小样品水为例进行了比热容测量实验,在正常的散热环境下测量误差小于1%.结果表明:双次热冷法适用于对误差有一定要求的小样品比热容测量,设备简单、操作方便,配合其他测量方法可实现范围更广、精度更高的比热容测量.     

PF6/缓冲液两相体系中固定化 β-葡萄糖醛酸苷酶催化特性研究

利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)/缓冲液两相体系为介质,固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸甘草次酸(GAMG),以期改善酶催化效能.实验表明,当反应条件固定化酶为0.25g,两相体系中[BMIM]PF6的体积分数为35%,pH为5.0,反应温度为40℃时,酶活力最高达1 000U,远大于纯缓冲液单相体系中的最高酶活力450U.离子液体重复利用实验表明,[BMIM]PF6回收率高于85%,在含有重复回收的[BMIM]PF6介质中,固定化酶相对活力大于93%.     

[bmim]Zn_2Cl_5/NH_3溶液的比热容和过量焓

测定了离子液体[bmim]Zn_2Cl_5在T=(323.15~1 173.15)K范围内的热重曲线,结果显示[bmim]Zn_2Cl_5在T637.15 K时具有很高的热稳定性。通过DSC测试得到[bmim]Zn_2Cl_5的比热容数据,在T=(251.15~383.15)K范围内可以用一个圆锥曲线很好地拟合。实验测定了[bmim]Zn_2Cl_5(2)+NH3(1)二元体系溶液的摩尔过量焓,其中氨的摩尔分数x1=(0.60~0.95),温度值为T=288.15 K,303.15 K,318.15 K,333.15 K。采用NRTL模型对过量焓数据进行拟合,得出二元可调参数和非随机参数。过量焓数据的测量误差和最大拟合偏差分别小于4.8%和4.3%。在[bmim]Zn_2Cl_5比热容和[bmim]Zn_2Cl_5/NH3过量焓数据的基础上,计算了氨质量分数w1=(0~1)、温度范围T=(273.15~343.15)K条件下[bmim]Zn_2Cl_5/NH3溶液的焓,所得焓浓图对于研究[bmim]Zn_2Cl_5/NH3吸收式制冷系统性能至关重要。     

氨在[ Dmim] DMP离子液体中溶解度的测定

在温度为293.15~333.15K,压力为0.053~0.665MPa的条件下,用等温合成法测定了氨(NH3)在离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯([Dmim]DMP)中的溶解度数据。根据各测定量的不确定度和实验数据,计算出各实验点溶解度的不确定度,平均不确定度为0.010,最大不确定度为0.018。以NRTL活度系数模型关联实验数据,获得模型参数,并比较拟合模型的计算值和实验值,平均相对偏差为2.8%,最大相对偏差为6.2%。     

Thermal behavior simulation of Ni/MH battery

Thermal behavior of overcharged Ni/MH battery is studied with microcalorimeter. The battery is installed in a special device in a microcalorimeter with a quartz frequency thermometer. Quantity of heat and heat capacity of the battery charged at different state of charge (SOC) at different rates are measured by the microcalorimeter. Based on a series of assumputions, heat transfer equation is set up. Expression of heat generation is attained by curve fitting instead of theoretical calculation. Thermal model is used to simulate thermal behavior of the battery in charging period, results of calculation and experiment match very well. The temperature distribution is non-uniform because the poor conductivity limits the heat transfer during charging process. It is difficult to greatly improve the heat conductivity of the battery because it is related to materials inside the battery including electrodes, separators and so on. Therefore, high rate charge should be avoided in actual use. It may cause some damage to the battery. Supported by the National Key Basic Research and Development Program of China (Grant No. 2002CB211800)     

并行蒸发器两相冷却系统支路散热不平衡性的实验研究

 对并行蒸发器机械泵驱动两相流冷却系统各个支路散热量不平衡条件下散热特性进行实验研究,结果表明并行蒸发段各支路的流量分配同管路的阻力有关,当上下两侧蒸发器的热量不平衡时,质量流量的分配始终是一个动态的变化过程,其中,热负荷较大的一侧,阻力不断增加,流量逐渐减小,而热负荷较小的一侧流量在不断变大,并且热量差越大,流量差变化越快;当减小并行支路的热量差有利于蒸发段的散热平衡,热量差越小,系统散热稳定性越强。同毛细泵驱动的两相冷却系统相比,机械泵驱动的两相流冷却系统的散热性好,等温性高,热不平衡处理能力强,并行支路热负荷之差可以达到100多倍,并且能够保持较长的稳定运行。     

高温流化床与浸没表面间传导、对流和辐射换热的数值分析

应用作者所提出的表面-颗粒-乳化团传热理论模型对粒径0.87～1.21mm，堆积密度386～870kg/m³的5种空心刚玉球粒子流化床在950℃床温时流化床与浸没表面间的传热进行了数值计算，并与文献实验数据进行了比较。计算表明，浸没表面温度对瞬时换热系数有显著影响，表面温度为900℃时的瞬时换热系数约是表面温度为300℃时的瞬时换热系数的1.6倍；粒径减小、堆积密度增加都使换热系数增大，其中粒径和堆积密度的变化对热传导系数分量的影响最为显著，对对流和辐射换热系数分量的影响相对较小。计算了传导、对流和辐射换热系数分量占总换热系数的份额，对于所用的5种粒子，950℃床温，流化数(U/U_mf)在1.1～4.0范围，对表面温度平均的总传热量中，热传导占57%～43%，辐射换热占51%～37%，对流换热占5%～3%。讨论了U/U_mf对气泡相辐射换热和乳化相辐射换热的影响。     

液氦超流转变温度复现性研究

利用液氦超流转变时超流氦（He Ⅱ）与正常氦（He Ⅰ）热导率突变的性质复现液氦超流转变温度T_λ。采用带毛细管结构的小型密封瓶,通过控温将微小热流通过小型密封瓶毛细管,实现毛细管中He Ⅰ/He Ⅱ两相共存,并使He Ⅰ/He Ⅱ界面停留在毛细管中,从而获得稳定、平坦的液氦超流转变温坪。利用毛细管热流对液氦超流转变温度的下压效应,得到不同热流的多个温坪,进一步利用外推法求得零热流下真实的T_λ值。24次液氦超流转变温度复现实验结果表明,标准偏差为0.022mK,证明了液氦超流转变温度具有良好的稳定性和复现性,推荐将液氦超流转变温度作为国际温标的固定点使用。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的外增塑改性

采用溶剂成膜法制备了柠檬酸三乙酯(TEC)、大豆油和甘油三乙酸酯增塑的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)共混物,考察了增塑剂的种类及其用量对共混物热学和力学性能的影响。用差示扫描量热仪(DSC) 和电子拉力试验机分别测定共混物的热性能和力学性能。结果表明,三种增塑剂中质量分数为5%的TEC对共聚物的增塑改性效果较好,与纯聚酯相比共混物的结晶温度(T_mc)下降了2.0℃,结晶焓(ΔH_mc)基本保持不变。当TEC的质量分数为20%时,聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的T_g下降21℃。TEC共混物能保持15.8MPa的拉伸强度和588%的断裂伸长率。     

AL87Ce3Ni10-xCux(x=0,1,3,5)纳米非晶复合材料的显微结构及性能研究

 单辊快凝Al₈₇Ce₃Ni_10-xCu_x(x=0,1,3,5)非晶合金在180,200,220,240℃进行20min等时退火,制成纳米复合结构.测量了各个合金的显微硬度.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和差示扫描量热(DSC)技术研究了显微结构、晶粒尺寸、体积分数、热稳定性、硬度与合金成分和退火温度的关系.结果表明:随Cu摩尔分数的增加,α-Al晶粒尺寸减小,晶粒细化使显微硬度增高,随Cu摩尔分数的增加,α-Al析出温度向低温移动,有利于α-Al晶粒的析出过程.     

单分散纳米碳酸钙的制备和表征

采用微乳液法,利用Ca(NO₃)₂和Na₂CO₃在微乳液界面处发生反应,制备得到了分散性良好,尺寸大小为10nm左右的纳米碳酸钙。实验发现,油酸含量对碳酸钙分散性有重要影响,当油酸含量是碳酸钙质量的2.5%时,所制备的颗粒分散性良好。XRD检测结果表明,所得碳酸钙产品主要包含球霰石和方解石两种晶型;热重（TG）和差热（DSC）分析表明：包覆在纳米碳酸钙表面的改性剂质量分数与加入的油酸的量相吻合,这证明了油酸基本包覆在了碳酸钙粒子表面,从而改善了碳酸钙的分散性。     

PMMA/TiO2纳米复合粒子的制备及初步应用研究

采用原位乳液聚合法，用经硅烷偶联剂处理过的纳米TiO₂，与MMA单体混合，合成PMMA/TiO₂纳米复合粒子。探讨了TiO₂表面改性机理， 并用TG、IR、DSC等对产物进行了表征，表明纳米TiO₂被包覆在聚合物PMMA中。将复合粒子加入紫外光固化涂料，制得复合涂膜。由原子力显微镜照片分析，制备的PMMA/ TiO₂复合粒子平均粒径约为75nm。分别在涂膜中添加等量的纳米TiO₂和PMMA/ TiO₂纳米复合粒子，制成两张复合涂膜，比较发现PMMA/ TiO₂纳米复合粒子在涂膜中的分散情况优于纳米TiO₂，呈现良好的纳米级分散，明显改善了TiO₂与涂膜的相容性，从而提高了涂膜的硬度及涂膜与基材的附着力。