A kinetic model for describing effect of the external surface concentration of TiO2 on the reactivity of eggshell activated carbon supported TiO2 photocatalyst

The porous support supported TiO2 is considered to be the promising photocatalyst due to the fact that it is easily recovered from water and has high capacity to mineralize pollutants. Obviously, the expected structure of this kind of photocatalyst is egg-shell, that is, TiO2 is mainly on the external surface of the porous support. The reactivity of the supported photocatalyst strongly depends on the concentration of TiO2 on the external surface of the porous support. In this study, a kinetic model was developed to describe the effect of the external surface concentration of TiO2 （CESC） on the reactivity of egg-shell activated carbon （AC） supported TiO2 photocatalysts. It was found that the obtained model precisely described the effect of CESC, on the reactivity of TiO2/AC photocatalysts. This study can be used to deeply understand the performance of TiO2/AC catalysts and to provide valuable information on designing efficient supported TiO2 photocatalysts.     

不同方法求取活性焦气化反应动力学参数比较

在管式炉上以较高炭化温度(1 000℃以上)制备煤焦,在较低温度(850℃)下用水蒸气活化制备活性焦.采用Ozawa法、Coats Redfern积分法和K issinger微分法等常用的动力学参数求取方法对活性焦-CO2气化反应动力学参数进行计算,并对这些方法进行详细的介绍.计算结果的分析表明,组合升温速率法相对于单升温速率法而言,更适合于活性焦气化反应动力学参数的求取.     

活性基团的空间分布对混合磷酸锆-钯催化剂羰化反应催化活性的影响

用二苯基氯化膦对三乙烯四胺乙基膦酸－磷酸氢锆载体Ｚｒ（ＨＰＯ４）２－２ｘ「Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２）３－ＮＨ２」ｘＨ２Ｏ（简称ＺＰ－ＴＥＴＡＥＰＡ）表面进行二苯基膦化,制得了二苯基膦化的载体ＺＰ－ＴＥＴＡＥＰＡ－ＤＰＰ和相应的负载络合钯催化剂ＺＰ－ＴＥＴＡＥＰＡ－ＤＰＰ－Ｐｄ,用ＩＲ,ＴＧ,ＤＴＡ及元素分析对它们进行了表征,着重研究了ｘ值所反映的活性基团在载体表面的空间分布对ＺＰ－ＴＥＴＡＥＰＡ－ＤＰＰ     

CSTR反应器中简单的分枝链式或自动催化反应的非线性动力学模型

详细讨论了CSTR反应器中简单的分枝链式自动催化反应的非线性动力学模型的极限环不存在的条件 ,给出了某些特殊情况下极限环存在的条件     

胰蛋白酶水解牛血清白蛋白过程集总动力学研究

在间歇搅拌反应器中用胰蛋白酶水解牛血清白蛋白 ,考察了反应温度、底物浓度与酶用量等操作参数对水解度的影响规律。在此基础上 ,根据水解产物的相对分子质量分布将其归入四个集总组分 ,建立了此反应体系的四集总动力学模型。按照自下而上分层估算的原则 ,采用Marquardt法估算出反应网络中各反应的动力学常数。结果表明 ,产物空间体积的大小是影响反应速率的主要因素之一 ,动力学常数与温度的关系能较好地符合阿累尼乌斯关系式。经不同原料组成和反应条件的实验验证 ,各集总组分浓度的模型计算值与实验值较为吻合 ,这说明所建立的集总动力学模型能较为有效地预测反应网络的产物分布     

大庆常压渣油催化裂解反应集总动力学模型

根据大庆常压渣油催化裂解实验和C4、丙烯的二次反应结果,确定了重油催化裂解九集总反应网络。通过合理假设,推导了集总反应的数学模型和催化剂失活函数,采用子模型分步法求取了模型中的反应速率常数,并对模型进行了检验和统计分析。模型验证的结果表明,柴油、汽油、丙烯、乙烯等催化裂解主要产品的预测值与实验值吻合良好,说明求取的速率常数可靠、采用子模型分步法进行集总动力学模型参数估计的方法可行。     

产酸发酵体系中ORP动力学模型的建立及其检验

在对产酸相产酸发酵反应体系中可能存在的氧化-还原电偶分析基础上,确立了以H+ H2为主的氧化还原体系,从动力学角度分析了体系的氧化还原电位与pH值和氢分压的关系,并通过实测实验对确立的相应的动力学模型进行了验证分析.结果表明,该动力学模型对于氢分压较高的产酸相反应系统是适宜的,理论值与实测值之间有较好的符合性,可在实际工程中直接应用.     

硫酸钡结垢对岩心渗透率影响模型研究

油田注水过程中,含SO_4~(2-)的注入水与含Ba~(2+)地层水不配伍将导致硫酸钡垢产生,堵塞地层孔喉,造成严重的渗透率下降。建立合理的数学模型,精确地预测岩心渗透率的变化,对于选择合理的注水方案具有重要意义。首先研究了Bedrikovetsky化学动力学模型,在此基础上优化了模型的求解方法,避免了国内外已有的硫酸钡结垢动力学模型的求解方法中做出的岩心入口端Ba~(2+)与SO_4~(2-)浓度比远小于1的假设;其次,改进了模型中的三个重要参数——扩散系数、反应速率常数和地层损害系数的求取方法;最后,针对来自长庆油田的两块岩心求模型参数,对模型有限差分并在0≤T≤T_f范围内利用Runge-Kutta方法求数值解,得出了驱替至不同孔隙体积倍数时岩心中无因次Ba~(2+)浓度分布、硫酸钡结垢量分布及岩心渗透率比值的变化。结果表明:岩心中有少量的硫酸钡垢生成时,渗透率便迅速下降。随着驱替孔隙体积倍数增加,岩心中Ba~(2+)含量减小;SO_4~(2-)含量增加;岩心中结垢量增大;岩心的渗透率降低。     

活性污泥模型碳氧化过程参数的呼吸法估计

以自行开发的混合呼吸仪对异养茵好氧降解有机物过程进行呼吸测量,结合数学拟合分别对实验室污泥和污水处理厂污泥碳氧化过程模型参数进行了识别与估计.结果表明,2种污泥各自3个组合参数估计值的变动系数CV分别在13%以内和8%以内,单参数估计值的CV分别在25%以内和10%以内,混合呼吸仪高的测试频率和测量精度能够改善参数估计精度.呼吸测量实验初始基质浓度和污泥浓度通过影响呼吸速率曲线特性(信息含量)而影响参数估计的精度,是此类实验中需要重点优化的条件.     

ZrO2-颗粒活性炭对4-氯酚废水吸附的热力学和动力学研究

研究了修饰活性炭对4-氯酚的静态吸附过程,并对吸附热力学及动力学进行了分析。实验结果表明:ZrO2-颗粒活性炭对水中4-氯酚的吸附量随着初始浓度的增加而增大,吸附4h后达到吸附平衡;其吸附等温线可用Freundlich模型描述,吸附过程符合Makay二级吸附动力学方程。在不同温度下,ZrO_2-颗粒活性炭对4-氯酚的吸附熵变ΔS大于零,说明该过程是一个熵增的过程;其焓变ΔH、吸附吉布斯自由能变ΔG均为负值,说明4-氯酚在ZrO_2-颗粒活性炭上的吸附是一个自发、放热的过程,为物理吸附,非单分子层吸附。     

一类生物种群增长的数学模型解的稳定性分析

对种群服从Gompertz增长建立了的数学模型,分析和讨论了平衡点解的存在性、稳定性。并从生态学的角度阐述了我国像渔业、林业这样的再生资源,一定要注意适度开发,应该在持续稳产的前提下追求产量或效益的最优化,实现生物资源的可持续开发与利用。     

表面改性活性炭去除水中2,4,6-三氯酚的实验

采用铁锰表面改性活性炭,进行对水中的2,4,6三氯酚的动态吸附实验研究,实验表明铁锰改性活性炭动态吸附2,4,6三氯酚受到水样初始浓度、初始pH值和流速等因素的影响。另外,采用质量分数为4%的NaOH在10℃的振荡器内振荡24h,再生铁锰改性活性炭,发现经过3次再生后,仍能保持较好的吸附性能。     

A mathematical model capable of describing the liquid flow mainly in a blast furnace

The molten liquid flow inside a packed bed is a familiar momentum transportation phenomenon in a blast furnace. With regard to the reported mathematical models describing the liquid flow within a packed bed, there are some obstacles for their application in engineering design, or some limitations in the model itself. To overcome these problems, the forces from the packed bed to the liquid flow were divided into appropriate body and surface forces on the basis of three assumptions. Consequently, a new mathematical model was built to present the liquid flow inside the coke bed in a blast furnace. The mathematical model can predict the distribution of liquid flowrate and the liquid flowing range inside the packed bed at any time. The predicted results of this model accord well with the experimental data. The model will be applied considerably better in the simulation on the ironmaking process compared with the existent models.     

生化处理有机物去除率与动力学参数间关系

污水处理已趋于多样化,生化处理是较为常规的处理有机物的方法,但是从动力学理论上探索其本质动力学参数关系却是屈指可数.本文通过模拟污水生化处理系统,推导出有机物去除率同有机物降解速率常数、活性污泥浓度及水力停留时间关系的数学模型.结合湘潭某污水处理厂工艺试验数据,把有机物实际去除率与理论去除率作比较.结果表明:通过此模型能够指导生产.     

南瓜汁恒容热过程中营养损失动力学研究

本文研究了南瓜汁在恒容热过程中胡萝卜素含量的变化,通过对一般反应速率模型与拟平方根反应速率模型比较,基于后者及Arrhenius方程建立了南瓜汁在恒容热过程中胡萝卜素损失动力学模型,并给出了质量评估准则.此模型的提出,为色素的降解奠定了基础,为工业生产提供参考价值.     

热泵蒸发浓缩油田废水的模型分析

研究了油田废水的来源和水质特征,提出1种热法处理油田废水,即热泵蒸发浓缩法.构建热泵蒸发浓缩系统的物理模型,根据物理模型,依据质量和能量守恒原理进行恒算,分析油田废水浓缩倍数、油田废水入口温度和油田废水中油类质量含量的因素对热泵系统总耗电能的影响,为节能减排提供了依据.     

外磁场对THz波段超导表面等离激元的影响

根据超导二流体模型,研究了在THz波段超导材料铌表面存在的表面等离激元的色散曲线和特征长度随外磁场的变化关系,分析了外磁场对表面等离激元激发条件的影响.结果表明:外磁场强度增大时,色散曲线偏离光锥线程度将增大,表面等离激元传播距离、归一化波长及其在介质内的穿透深度将变小,而在超导材料内的穿透深度将增大,且色散曲线和特征长度随磁场的变化程度还与频率有关.同时,共振角度对外磁场变化不敏感,但共振频率将随外磁场强度增大而红移.该结果可为超导波导器件设计提供一定的参考.     

A piecewise-integration method for simulating the influence of external forcing on climate

Climate drift occurs in most general circulation models （GCMs） as a result of incomplete physical and numerical representation of the complex climate system, which may cause large uncertainty in sensitivity experiments evaluating climate response to changes in external forcing. To solve this problem, we propose a piecewise-integration method to reduce the systematic error in climate sensitivity studies. The observations are firstly assimilated into a numerical model by using the dynamic relaxation technique to relax to the current state of atmosphere, and then the assimilated fields are continuously used to reinitialize the simulation to reduce the error of climate simulation. When the numerical model is integrated with changed external forcing, the results can be split into two parts, background and pertur- bation fields, and the background is the state before the external forcing is changed. The piecewise-integration method is used to con- tinuously reinitialize the model with the assimilated field, instead of the background. Therefore, the simulation error of the model with the external forcing can be reduced. In this way, the accuracy of climate sensitivity experiments is greatly improved. Tests with a simple low-order spectral model show that this approach can significantly reduce the uncertainty of climate sensitivity experiments.     

基于双重差分模型的北极地区碳减排效应及其政策作用分析

北极变暖速度是全球平均水平的两倍多,在北极和全世界引起广泛影响.聚焦全球变暖和碳排放问题,北极地区推出相应气候与环境治理框架政策.该文围绕政策框架对北极碳减排作用开展研究,选取2011—2018年北极理事会成员国及非成员国国家的面板数据,运用双重差分模型,分析了北极理事会20周年联合声明政策框架对北极地区碳减排效应的影响.模型分析结果显示,该政策框架的发布对碳减排有显著的推动作用.同时,结合分析结果和北极地区环境保护与气候变化治理模式,提出推动北极地区碳减排的治理方案与对策建议.     

空间桁架拱支索网结构稳定性的模型试验

空间桁架拱支索网结构是一种新型空间混合结构体系。为进一步研究这种体系的力学性能 ,分析预应力索网对空间桁架拱平面外稳定性的影响 ,制作了一个 1:2 0的空间桁架拱支索网模型 ,并通过静力加载进行了试验研究。利用有限元软件 ANSYS对模型进行了数值分析。模型试验与理论分析结果的比较分析表明 ,这种混合结构的整体受力性能良好 ,预应力索网的存在约束了桁架拱的平面外变形 ,从而大大改善其平面外稳定性