C_2H_6,CH_4在高岭石表面竞争吸附的分子模拟

为阐明C_2H_6/CH_4在高岭石表面的竞争吸附机理,采用蒙特卡洛法模拟计算了C_2H_6/CH_4单组分气体和混合气体在高岭石表面的吸附量、吸附热和相互作用能及其随压力的变化规律,并分析了吸附密度的分布规律。模拟结果表明:C_2H_6/CH_4单组分气体在高岭石的吸附量均呈先增大后趋于平衡的规律,符合Langmuir模型,且相同温度压力条件下,C_2H_6吸附量大于CH_4吸附量;高岭石吸附C_2H_6/CH_4混合气体时,C_2H_6的吸附具有明显的竞争优势;C_2H_6和CH_4的吸附热均小于42kJ/mol,说明C_2H_6和CH_4在高岭石中的吸附属于物理吸附;高岭石和C_2H_6之间的相互作用能大于高岭石和CH_4之间的相互作用能,表明高岭石和C_2H_6具有更强的相互作用;C_2H_6密度分布曲线的峰值大于CH_4,且吸附距离更小,也说明了C_2H_6比CH_4具有更强的吸附能力。研究结果揭示了高岭石对CH_4/C_2H_6混合气体的吸附特性,为阐明C_2H_6和CH_4在黏土矿物中的赋存机理提供了一定的理论基础。     

径向流吸附器吸附穿透曲线的计算

本文对径向流吸附器的传质规律进行了研究,建立了单组分吸附的理论模型,并对CO_2吸附穿透曲线进行了求解与实测,理论值与实测值基本一致,此方法用于求取径向流吸附器的穿透曲线是合适的,而且也易推广至其它气体的吸附净化,只需给出有关组分的吸附数据即可。     

金属有机骨架材料Zr-FUM的低碳烃分离性能

选取高稳定金属有机骨架材料(metal-organic frameworks material,MOF)Zr-FUM作为吸附剂,测试了纯气体CH_4,C_2H_6,C_2H_4,C_2H_2,C_3H_8和C_3H_6的吸附性能;通过单组分的吸附数据,计算了吸附热和吸附选择性;采用变压吸附分离装置对等体积比的CH_4/C_2H_6,C_2H_6/C_3H_8,C_2H_2/C_2H_4及C_2H_4/C_3H_6等4组较难分离的混合气体进行了穿透测试,以考察低碳烃混合气体的分离性能;最后,系统地测试了Zr-FUM的稳定性和循环性能。结果表明:Zr-FUM对这4组混合气体的穿透时间差分别为8,10,5,11min,表现出较好的低碳烃分离能力;在机械压力2 MPa、温度100℃以及水蒸气环境中停留36h时,Zr-FUM结构仍未遭到破坏,有着很好的稳定性;经10次循环分离实验后,Zr-FUM仍然能保持稳定的分离能力,显示出较长的循环寿命。     

γ-Al_2O_3上CO和CO_2吸附表面体的原位红外光谱研究

本文运用原位红外光谱研究了在γ—Al_2O_3上CO、CO_2的吸附及其与H_2或H_2O的共吸附。观测到不同情况下HCOO~-的生成规律及其随温度变化的行为。在(CO+H_2)的共吸附中观察到HCO_3~-向HCOO~-表面体的转变。在(CO+H_2O)共吸附中,HCOO~-不经HCO_3~-的中间步骤而直接生成。在CO_2的吸附中,检测到两种热稳定性不同的表面HCO_3~-体。而(CO_2+H_2)共吸附中也观察到了HCOO~-的形成。研究了表面甲酸体在真空中热分解以及它同H_2或H_2O的反应,证实了表面甲酸体更易于同H_2O反应。这三种情况下甲酸体显著反应温度分别约为400℃、300℃、100℃。     

氧氮共吸附系统穿透曲线的预测

本文利用二元共吸附平衡关系,并考虑固体相传质阻力,建立了固定床共吸附等温理论模型。借助于纯组分等温线数据,经数值法求解上述模型,获得了氮、氧二元混合物在5A沸石分子筛柱和炭分子筛柱内的共吸附穿透曲线。该计算曲线与本文相同条件下的实测结果吻合。     

煤中脂肪族硫醚结构氧化过程机理

应用Gaussian 03程序,采用密度泛函(DFT)方法,在B3LYP/6-31G(d,p)水平下研究煤中脂肪族硫醚结构(C_6H_5CH_2SCH_3)吸附O_2分子及氧化反应过程的能量变化,确定分子间氧化反应机制,为预防煤炭自燃奠定理论基础。由计算结果可知,煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构物理吸附O_2分子形成复合物Ⅰ,形成过程是一个无势垒的过程,在热力学上是稳定的。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构与O2分子的相互作用距离dS-O为2.582A,经CP校正后的相互作用能为-20.60kJ/mol。分析复合物Ⅰ的电子密度变化,可确定其相互作用为范德华力,属于物理吸附。当复合物Ⅰ吸收足够的能量,将进一步发生化学反应。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构氧化反应共有5条反应路径,Path 4是反应的主反应路径,其产物P_3(C_6H_5CH_2SOH+CH_2O)是反应的主产物。经分析发现:煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构易发生初步氧化,仅需12.36kJ/mol的能量,物理吸附一个O2分子释放的能量足以提供,但若要深度氧化将Path 4进行下去,需要再从外界吸收相当于物理吸附5个O_2分子释放的能量。     

瞬变应答法研究CO_2甲烷化的反应过程机理

本文以瞬变应答法研究了CO_2在镍催化剂上甲烷化反应过程的机理。通过对响应曲线的分析指出H_2和CO_2在催化剂活性中心上发生竞争吸附。CO_2的甲烷化存在着两条平行路径,一是解离吸附的H_2与气相CO_2反应生成CO,再进一步加氢生成CH_4;另一路径是吸附的H_2和吸附的CO_2发生反应,生成中间化合物,进一步加氢生成CH_4,它不经由生成CO。这两步平行的基元反应也是总反应的控制步骤。     

注CO2提高页岩气采收率实验研究

注CO_2提高页岩气采收率(CO_2-ESGR)是一种既可以提高CH_4采收率,又可以实现CO_2安全封存的技术,研究CH_4和CO_2在页岩上的动态吸附有助于更好理解CO_2-ESGR的动力学机制.以页岩样品为研究对象,利用高压吸附仪进行了不同温压条件下的吸附动力学实验.结果表明,CH_4和CO_2在页岩上的动态吸附均分为初期的快速吸附和后期的吸附平衡阶段,整个过程中气体的过剩吸附量和吸附速率都随压力增大而增大,随温度升高而减小.温度的升高虽然加快了气体的扩散,但却降低了气体的吸附量,总的结果是降低了气体在页岩上的吸附速率.当压力小于5 MPa时,CO_2在竞争吸附中占据优势,有利于CO_2-ESGR的实施.同时,利用准一级动力学模型计算了吸附速率常数,结果与实验结果相吻合.     

关于M—P定域化方法

在Magnasco和Perico的文章中[6],曾提出了一种定域分子轨道方法,本文考查了集居数p的二阶微商性质,直接利用了由二阶微商计算最大集居数.并相应地编制了计算程序.利用自编的程序计算了HF,CO,CH_4,C_2H_6,B_2H_6,C_2H_4,C_2H_2及HCHO等的定域化分了轨道.除C_2H_4,C_2H_2及HCHO三个化合物的某些矩阵元与[6]有差异之外,大部分数据是与[6]相符合的.为此我们特别讨论了这三个化合物的计算结果,表明本文计算更合理些.     

爆炸泵浦CO_2气动激光器

本文介绍了爆炸泵浦CO_2气动激光器的工作原理及实验装置;研究了以一氧化碳为燃料的CO_2-N_2-H_2O激光体系中CO_2含量、H_2O含量和爆炸球滞止压力等对激光能量输出的影响;测得了光脉冲的时间为17毫秒;还进行了乙炔(C_2H_2)、甲烷(CH_4)、环氧乙烷(C_2H_4O)等燃料的出光试验,均分别获得了几焦耳至几十焦耳能量的10.6μ的CO_2脉冲激光输出。     

O2/CO2气氛下CH4火焰温度特性的实验研究

对O2/CO2燃烧方式下反应器内CH4火焰的温度特性进行了研究，结果表明：在还原性气氛下，初始CO2浓度的升高对CH4火焰高温区的影响是消极的，在完全燃烧和氧化性气氛下，初始CO2浓度的存在对CH4火焰温度分布的影响则比较复杂，存在一个初始CO2浓度临界点，在此临界点前后，CO2浓度对CH4火焰的温度水平分别有着不同的影响；同时在高浓度的CO2气氛下，整个火焰的温度分布趋于平均化。     

高温CH_4、CO_2、水蒸汽催化反应宏观动力学模型

使用积分反应器在孔砖型催化剂原型上研究了 CH_4、CO_2和水蒸汽催化反座。获得的宏观反应动力学模型为{R_(CH_4)=0.099exp(-50010/RT)P_(CH_4)~(3·31) P_(CO_2)~(-2·39)R_(CO_2)=0.22exp(-86503/RT)P_(CH_4)~(2·40) P_(CO_2)~(-1·69)(1-Q./K.)     

Effects of -NO2 and -NH2 functional groups in mixed-linker Zr-based MOFs on gas adsorption of CO2 and CH4

This study was undertaken to evaluate the effects of mixing BDC-NO_2 and BDC-NH_2 linkers in the synthesis of Zrbased metal organic frameworks(Zr-MOFs) on their adsorption and separation of CO_2 and CH_4. Ui O-66 with single or binary-NO_2 and-NH2 samples were synthesized under solvothermal conditions and activated by solvent exchanging using methanol. Structural analyses of the materials were conducted using FTIR, XRD, TGA,SEM,1 HNMR and N2 adsorption/desorption techniques and adsorption of CO_2 and CH_4 at high pressures and different temperatures(273 and 298 K) was investigated. It was found that Ui O-66-NH2 exhibited higher CO_2 and CH_4 adsorption capacities than those of Ui O-66-NO_2. Addition of-NH_2 functional group in Ui O-66-NO_2 could enhance CO_2 and CH_4 adsorption due to the extra CO_2 adsorption sites of-NH_2 functional groups. Addition of-NO_2 functional group to Ui O-66-NH2 at a low loading could also increase CO_2 and CH_4 adsorption, however,a high loading of NO_2 functional group to Ui O-66-NH2 would result in decreased adsorption.     

汽—液平衡在混合溶剂盐效应研究中的应用——盐在醇—水混合溶剂中的溶剂化数及溶剂盐析盐溶的判断

在298.15K测定了甲醇—水—LiCl,乙醇—水—LiCl,丙酮—水—LiCl,丙酮—水—K_2CO_3四个体系在盐的物质之量分数保持在0.005左右时,不同溶剂组成的饱和蒸气压。数据首先用Barker法进行了关联,然后以盐在醇—水体系中非优先溶剂化的观点处理下,计算了各体系盐的溶剂化数。最后计算出溶剂组分自含盐体系转移到对应的不含盐的二元系过程中的自由能变化ΔGti,以此来作该溶剂盐析盐溶的判断。     

含硫希夫碱配合物的研究II.由S-苄基二硫代肼基甲酸酯衍生的希夫碱配合物

从S-苄基二硫代时基甲酸酯(H_2NNHCSSCH_2C_6H_5)衍生出的两种希夫碱——邻氯苯甲醛希夫碱O—CIC_6H_4CHNNHC(S)SCH_2C_6H_5和亚苄基丙酮希夫碱C_6H_5CHCHC(CH_3)NNHC(S)SCH_2C_6H_5为配体,合成了与镍和铜的四种新的螯合物。对这些配合物进行了化学分析以及电导,磁性、紫外-可见光谱和红外光谱等性质的研究。结果表明,Ni(Ⅱ)与上述两种配体形成具有[NiA_2]和[NiB_2]形式的反磁性的平面正方形配合物,其中配体为单价双齿阴离子配体。Cu(Ⅱ)与邻氯苯甲醛希夫碱形成反磁性的Cu(Ⅰ)配合物[Cu(HA)A]。Cu(Ⅱ)与亚苄基丙酮希夫碱形成室温下磁矩为1.44B.M.的双核配合物[Cu_2Cl_2B_2],其中每个Cl桥与两个Cu(Ⅱ)相连,每个Cu(Ⅱ)具有平面正方形的配位结构。     

六氯合铈(Ⅳ)酸三甲胺盐和六氯合铈(Ⅳ)酸2,6—二甲基吡啶盐的研究(Ⅰ)

本文用二氧化铈作原料,在改进了原文献方法的基础上,合成了两种新的化合物,即[(CH_3)_3NH]_2CeCl_6和[(CH_3)_2C_5H_3NH]CeCl_6。并用化学分析及红外光谱的测定得到了证实。此外,通过TG—DTA热分析法对其热分解机理进行了研究,并测定了它们在某些有机溶剂中的溶解度。     

甲氧基乙醇红外多光子解离机理的研究

用TEA CO_2激光器研究了甲氧基乙醇(CH_3OCH_2CH_2OH)的红外多光子解离机理.探讨了解离机理与分子的电荷分布和断裂键的势能曲线之间的关系.测得了解离率与激光能流的关系,得到解离阈值约为0.9J/cm~2.     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛及其性能研究

以钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂,醋酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备粉体纳米二氧化钛.综合考虑水,醋酸,乙醇,温度以及滴加方式对钛酸丁酯水解的影响,并结合纳米二氧化钛样品光催化试验、X射线衍射和透射电镜表征的结果,找出制备二氧化钛的最优配比和最佳条件.