页岩气渗流数学模型

针对页岩气藏流体运移机理复杂、传统模型难以准确描述的难题,本文综合考虑页岩气在孔隙中的黏性流动、Knudsen扩散以及吸附气的表面扩散和因岩石变形引起的滑移分别建立自由气和吸附气扩散方程,建立页岩气在基质与裂缝中的渗流数学模型,并采用非线性非平衡Langmuir吸附理论分析页岩气渗流过程中的解吸附机理.通过数值模拟方法研究了不同流动机制对页岩气产量的影响,结果表明,吸附气的表面扩散与滑移对页岩气产量的影响均在0.1%以下,可以忽略;黏性流动与Knudsen扩散主导页岩气的渗流;非平衡吸附速率对页岩气产量影响较大,吸附速率越大,产量越大.本文建立的模型能较好地揭示页岩气的复杂渗流机理,并为页岩气藏的开发提供了科学基础.     

离子在固体吸附剂上的表面扩散研究

无机固体吸附剂由于吸附速率快,加之本身有良好的化学稳定性,被广泛用于水体中重金属离子的去除.已有的大量研究工作侧重于吸附质在吸附剂表面吸附热力学的研究.而对液固体系中的离子在固体吸附剂的表面扩散行为研究报道较少,特别是在进行动力学研究时常假定表面扩散系数为常数,这样处理不能正确地描述表面扩散的真正行为.对于水体中有害离子的处理,工业上多采用固定床吸附剂(fixed-bed adsorber),它能更有效地利用吸附剂的吸附容量,因此开展溶液离子在吸附剂表面扩散行为的研究在理论及实际中均具有重要的意义.本文根据吸附剂表面非均匀的特点,即在不同的吸附中心其吸附能不同,引入吸附能分布函数,导出描述固体表面的表面扩散系数模型,根据建立的模型对离子在吸附剂表面的扩散行为进行了计算分析,并将其用于计算纯电解质水溶液中铅离子在两种新型吸附剂表面上的扩散系数.     

三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂的研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂. 以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物, 研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素. 实验结果表明, 复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型, 证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附. 狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数, 其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数. 同时还研究了不同因素(温度, 离子强度, pH, 腐殖酸浓度)对狄氏剂和异狄氏剂吸附速度的影响. 实验结果表明, 较高的温度、较低的离子强度、较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度, 而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减慢, 随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢, 与离子强度的关系不大.     

各种孔结构活性炭吸附极性有机分子的~1H和~(13)C NMR研究

用高分辨核磁共振研究被吸附在固体表面的分子表明其共振频率与自由分子不同。这种变化表示在吸附过程中,分子中电子分布受到干扰,特别是当分子对固体表面有优先取向的情况下,各种关能团中核磁共振的频率变化更明显。对被吸附在各种孔结构活性炭中的汽油和烃口的NMR研究揭示出被吸附分子以两种状态存在。根据被吸附的链状烷烃中化学环     

三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂，以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物，研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素，实验结果表明，复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型，证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附，狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数，其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数，同时还研究了不同因素（温度、离子强度，pH，腐烈士酸浓度）对狄氏和异狄氏剂吸附速度的影响，实验结果表明，较高的温度、较低的离子强度，较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度，而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减缓，随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢，与离子强度的关系不大。     

Li/Li(100)体系的吸附与表面扩散的对势研究

原子、分子同固体表面的相互作用是多相催化,气体腐蚀,分离以及晶体生长等领域研究中的一个重要课题,从分子水平上进行理论研究,不仅有助于认识吸附质和表面相互作用机理,而且可以获得吸附、表面扩散等动力学信息。尤其是台阶缺陷表面对吸附、扩散扰动的研究,使我们对气固吸附本质有进一步的认识。     

长链支化聚丙烯和线性聚丙烯熔体结晶动力学的对比研究

通过光学显微镜(OM)和差示扫描量热仪(DSC)对长链支化聚丙烯(LCBPP)和线性等规聚丙烯(Linear-iPP)的等温及非等温结晶动力学作了详细的研究. OM结果显示: 在等温结晶过程中, 由于LCBPP中长支链的存在阻碍了链段的扩散, 导致其晶体生长速度比Linear-iPP的慢. 然而, DSC结果显示: 在等温结晶过程中, LCBPP的结晶总速度比Linear-iPP的要快得多. 这是因为对于两种PP来说, 等温结晶过程都是一个成核控制的过程, LCBPP较快的成核速度导致了它的结晶总速度较快. Avrami分析指出, LCBPP和Linear-iPP具有相近的成核和生长机制. 而在非等温结晶过程中, 随着降温速度的加快, 两种PP的结晶速度均加快, 但是在任何一个对应的降温速度, Linear-iPP的结晶速度都要快于LCBPP. 这意味着对两种PP来说, 非等温结晶过程是一个生长控制的过程, LCBPP较慢的链段扩散速度导致了其较慢的结晶总速度.     

氢在氧化锌上吸附的量热学研究

氢在氧化锌上的吸附,一直是一个颇受注意的课题.Dent等曾用红外和H_2-D_2交换及BET方法研究了他们的动力学过程及机理.他们发现当氢在氧化锌上吸附时有两个类型:第一类是快速可逆吸附;第二类是慢速不可逆吸附.Fubini等则用微量量热计研究了氢在氧化锌上的吸附动力学.他们指出,第二类吸附可能是由于氢慢慢向氧化锌体相扩散所引起的.我们在高灵敏的Calve微量量热计上分别用连续进样法和脉冲进样法对氢在氧化锌上的吸附进行了仔细研究.所用试样是由纯     

三维氧化石墨烯气凝胶高效吸附与可见光光催化去除六价铬

三维气凝胶材料由于具有大比表面积和优异的光学、电学等性能,近年来引起研究者的关注.本研究以氧化石墨烯（graphene oxide,GO）为前驱体,结合交联法与超临界CO₂萃取法制备了三维多孔和易于回收的氧化石墨烯气凝胶（graphene oxide aerosol,GOA）.采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱和氮气吸附法对其理化性质进行了表征,考察了其对于六价铬(Cr（Ⅵ）)的吸附和可见光下的光催化还原性能.GOA制备过程中GO被水热还原且基面产生了较多缺陷,三聚氰胺与三聚氰酸作为交联剂增大层间距的同时使GOA拥有大比表面积和丰富的多孔结构.GO、三聚氰胺、三聚氰酸质量比为3:3:3且GO浓度为6 mg L^–1时,获得的样品GOA_333-6的比表面积和缺陷密度最大,且展现出对Cr（Ⅵ）最优的吸附能力和可见光光催化效率.GOA对Cr（Ⅵ）的吸附行为符合拟二阶动力学模型和Langmuir吸附等温模型,说明该吸附过程为单层的化学吸附,其中初始吸附阶段颗粒内扩散是限速步骤.本研究结合了吸附和光催化技术,制备出的GOA...     

吸附理論的若干問题

吸附現象在自然界中極为普遍,同时在生产中也日益得到更广泛的应用。任何一种多相过程都要经过表面反应阶段。如果相与相之間的界面扩展得很强烈,那么这个阶段也就具有特殊重要的意义。在气体和液体中所进行的吸附过程,被广泛地用来净化气体和液体,去除各种有害的杂質,提取有用的杂質,以及用于混合物的色層分离。在催化剂表面上發生吸附以及与催化剂表面發生化学作用,是多相催化作用的两个最重要的反应阶段。大量的高分散体被用做填料。这类分散体与介質之間的关系,可以通过使它們的表面     

氢原子在Ni(115)台阶面上的吸附和扩散

我们曾引入5参数 Morse 势模拟对势,用对势和方法研究了氢原子在镍低指数面上的吸附和扩散,获得较好的结果.本文用相同的方法和优选参数进一步考察氢原子在 Ni(115)台阶面上的吸附和扩散性质.镍为 FCC 晶体,Ni(115)台阶面可表     

潮滩动力过程影响下扩散边界层和沉积物-水界面扩散通量的变化

扩散边界层(DBL)控制了沉积物和上覆水间物质的交换,在潮流底边界层(BBL)的动力过程影响下,海洋DBL的厚度变化很大,溶解物质的扩散通量也有很大变化.因此探究影响DBL厚度和扩散通量变化的动力机制是准确估算扩散通量的关键前提,对近海水体营养盐补充和环境二次污染等问题的准确估计有重要意义.利用微尺度剖面仪和高频流速仪等对BBL的动力结构和DBL进行了联合观测.运用线性分布、剖面拐点和浓度方差法较准确地判识了DBL厚度.分别从水体和沉积物一侧计算了扩散通量,两者相差不超过6%.使用PROFILE模式对溶解氧剖面进行了精确模拟,获得了分层的单位体积耗氧速率.结果显示DBL厚度(0.10~0.35mm)和扩散通量(15.4~53.6mmolm2d1)在一个潮周期内均变化了3.5倍.通过进一步分析动力强迫对DBL厚度和扩散通量的影响,发现在平均流速控制DBL厚度占优的潮滩系统中,DBL厚度δDBL和平均流速大小U成反比,通过拟合得到了两者的关系式δDBL=1686.1DU1+0.1(其中D为分子扩散系数).扩散通量的变化分阶段受到了沉积物上覆海水和湍流混合强度变化的影响.在主要受湍流混合影响的阶段,扩散通量和湍动能耗散率、摩擦速度和湍动能的变化都有一定的正相关关系.     

一种完整描绘原子吸附和表面扩散行为的ab initio势能面

本文提出了几个模拟Li(100)—H吸附体系的原子簇模型,取极小原子基组,用ab initio方法计算了各种体系的吸附和表面扩散势能面,吸附能随原子在表面上的位置及到表面的垂直距离而改变。由势能面得到     

好氧颗粒污泥对Pb2+的吸附特性研究

研究了好氧颗粒污泥作为一种新型重金属吸附材料对溶液中Pb²⁺的吸附特性. 实验结果表明, 初始pH, Pb²⁺浓度(C0)和污泥浓度(X0)是影响吸附的重要因素. Pb²⁺吸附过程可以由Freundlich和Langmuir等温方程较好地拟合, 相关系数分别达到0.932与0.959. 好氧颗粒污泥吸附Pb²⁺的动力学过程表现出分阶段吸附的特征, Lagergren二级动力学方程能较好地描述第二阶段的动力学过程. 环境扫描电子显微镜(ESEM)与X射线能谱(EDX)分析结果表明, 吸附Pb²⁺后的好氧颗粒污泥表面发生了变化, 同时推断吸附过程为离子交换吸附和金属鳌合的共同作用.     

生长压力对GaN薄膜生长速率和结构特性的影响

研究了生长压力对金属有机物化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜的生长速率、表面形貌和结晶质量的影响. 研究结果表明, 随着反应室压力由2500 Pa增加到20000 Pa, GaN薄膜表面逐渐粗化, 生长速率逐渐下降. 粗糙的表面形貌与初始高温GaN成核岛的特征密切相关. 初始高温GaN生长阶段采用高压条件, 因低的吸附原子表面扩散率而容易形成低密度、大尺寸的GaN岛. 这些GaN岛推迟了二维生长过程的出现, 降低了薄膜的生长速率. 同时, 这些低密度、大尺寸的GaN岛在此后生长合并过程中产生较少的线位错, 从而降低了GaN薄膜X射线摇摆曲线的半高宽.     

低品位热能驱动的绿色制冷技术: 吸附式制冷

吸附制冷技术作为一种低品位热能驱动的绿色制冷技术, 目前已经成为国际上普遍关注的一个学术方向. 文中简述了吸附制冷技术的发展历史, 评述了吸附制冷技术在吸附剂、吸附理论、热量回收过程、吸附床技术方面的进展, 阐述了近几年来吸附制冷方面的典型研究成果与典型样机, 最后指出了吸附制冷技术今后的主要发展方向.     

在超高真空下,氢在过渡金属(铬、铁、镍)薄膜上的吸附热和吸附熵测定

前言在固体催化剂上的催化反应过程,吸附是其中必经的基本阶段。因此要彻底了解多相催化机理,必须研究吸附问题。吸附态是多种多样的。在某一指定催化剂上,进行某一催化反应。究竟是怎么样的吸附态起催化     

新型材料电气石对酸性溶液中镉离子的吸附

电气石对溶液中Cd2+离子的吸附特性和机理研究的结果表明,电气石对Cd2+离子的吸附受吸附时间、温度及初始浓度的影响.在酸性、中性及碱性条件下电气石对Cd2+均有较好的去除效果,这主要归结为电气石能将酸性(除pH2.0和3.0外)、中性或碱性溶液pH自动调整至6.4左右.在强酸性条件下(相对工业废水酸度),电气石对Cd2+离子吸附优于其他矿物材料且符合Langmuir和Freundlich模型,相比之下,更符合Langmuir模型.通过Langmuir模型计算得出,在pH4.0,温度15,25和35℃时电气石对Cd2+离子的饱和吸附量分别为31.77,33.11和40.16mg/g,因此,电气石对酸性溶液中Cd2+有较好的吸附效果.电气石对Cd2+的吸附符合准二级动力学模型,热力学参数表明该吸附过程是吸热自发过程.通过对溶液中Cd2+离子吸附过程pH的变化趋势、电气石吸附前后Zeta电位的变化、不同温度下溶液中Ca2+,Mg2+和K+总释放量与Cd2+离子吸附量的相关性,以及FTIR红外光谱分析,证实电气石对Cd2+离子的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附过程,主要包括水体自发极化、静电吸附和离子交换.在这些机理中,电气石对水体自发极化是电气石特有的性质.     

变截面微纳米通道内聚乙烯分子注射过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了变截面微纳米通道内聚乙烯分子的注射过程, 分析了微纳米通道截面结构及外加作用力对注射过程中聚乙烯分子流变和结构特性的影响. 研究结果表明:注射流动过程中, 通道壁面附近存在粒子吸附层, 且吸附层厚度随通道锥面倾角增大而增大;聚乙烯分子链的注射距离随锥面倾角增大而减小、随外加作用力增大而增大; 在锥面倾角为α=45°的通道中聚乙烯分子均匀填充整个通道, 且沿流动方向上出现单轴拉伸现象, 在较大作用力情况下, 该拉伸更为显著, 使得注射过程更容易完成.     

甲型H1N1 流感城镇间公路交通传播研究

2009 年甲型H1N1 流感通过公路交通在我国城镇间广泛传播并造成巨大损失, 掌握其传播规律对城市化建设和减轻疫情造成的损失具有重要意义. 本文以长沙市为研究区, 分析了甲型H1N1 流感沿公路交通传播的规律及风险因子, 构建了结合扩散速度和人群流动的疫情扩散模型, 模拟甲型H1N1 流感在长沙市城镇间的传播过程. 结果表明, 公路沿线及道路交叉区域发病率较其他区域高, 高速公路和县道分别在疫情快速发展期和顶峰期对疫病的传播扩散产生重要影响, 长途汽车站在城镇间疫病的传播过程中是重要的风险因子. 模型结合了疫情传播强度预测与流行区域预测, 较其他模型更完整地还原了疫病的时空传播过程.