绿色电解质[BMIM]HCO3室温离子液体的合成及其物化性能

以N-甲基咪唑为原料合成了[BMIM]HCO₃室温离子液体, 对产物进行了表征, 测定了相关物化性能, 如密度、表面张力、黏度、电导率和电化学窗口等, 并考察了该离子液体的溶剂性能. 实验发现, 该离子液体作为电解质, 其电导率较高, 与温度的关系符合Arrhenius方程, 电化学窗口为3.3 V, 密度、表面张力、黏度均随温度升高而减小. 该离子液体与多数常规溶剂互溶, 并对金属氧化物具有较高的溶解度, 为在离子液体中直接电解金属氧化物奠定了基础.     

湍流作用下水力空化气泡内温度演变的动力学分析

以水为工作介质, 在综合考虑液体可压缩性、液体表面张力、液体黏性、气泡内外热交换及气泡内部存在水蒸气的情况下, 采用动力学方法对湍流压力场驱动下水力空化气泡内的温度演变及影响因素进行了研究. 分析了液体中空化热效应产生的原因及空化泡平衡半径、孔板水力空化反应器运行与结构参数等对空化泡溃灭温度的影响规律, 拟合得到了各影响参数与空化泡溃灭温度之间的显著函数关系式. 研究结果可为水力空化反应器的优化设计及水力空化技术的发展和应用提供理论指导与技术支撑.     

神奇的表面张力*

在日常生活和工农业生产中，表面张力引起大量有趣的物理现象。笔者介绍了表面张力的物理本质，并综述了自然界中表面张力引起的几个新奇现象，例如球状露珠、液膜、浮在水面的针和水面运动小动物、抱团蚂蚁筏子、荷叶超疏水、以及水鸟的特殊摄食机制等。这些表面张力诱发的现象为我们向自然界学习并仿生制造新型的工具提供了重要的思路。     

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     

湍流作用下可压缩液体中空化泡的动力学特性

以水为工作介质, 在综合考虑了液体黏性、表面张力、液体压缩性以及湍流作用等因素的情况下, 对孔板水力空化反应器中空化泡动力学行为特性进行了详细数值研究. 详细分析了湍流作用、空化泡初始半径、孔板下游恢复压力、管道直径以及孔板直径与管道直径之比对空化泡运动特性及其所形成的压力脉冲的影响规律, 发现了一些新现象, 如空化泡半径二次生长现象. 研究结果可为水力空化反应器的优化设计以及水力空化技术的实际应用提供一定的理论指导与技术支撑.     

用悬浮微粒作探针研究液体

近年来,凝聚态物理的研究有很大进展。但我们对液体的结构与性质,与液体结构相关联的物理过程,例如溶液本性、固液界面、液体相变过程、以及晶体生长机制等,还知之甚少。本文提出用悬浮微粒作为研究液体的探针。微粒探针的基本思想是:人为地将少量微粒(可采用不同材料和不同直径,例如0.1～10um的微粒)载入所要研究的液体中,用显微     

纳米限域毛细凝聚:对150年前的开尔文方程的修正

正毛细凝聚是指在限域毛细通道内的气体,不必达到过饱和状态即可发生凝聚从而转变成液体的现象.水蒸气为什么会凝聚呢?我们可以简单认为,空气只能承载一定量的水蒸气,当空气中的水蒸气多到超过一个临界点,多余的那部分会从空气中跑出来,凝聚成水.对小的通道,情况又有不同:受表面张力和弯曲界面的影响,水在小通道内会更容易凝聚:没达到饱和蒸气压的时候,水就凝聚了.     

LBE MRT 方法模拟Marangoni 对流

有机溶液在水表面溶解会引起表层表面张力变化, 产生表面张力梯度, 从而诱发 Marangoni 对流. 采用 LBE MRT 方法对室温下圆柱烧杯中滴加低浓度乙醇溶液诱发的 Marangoni 对流现象进行模拟, 结果表明由表面张力梯度诱发的Marangoni 对流在表面薄层区 域强度较大且速度梯度较大, 但在主液相区流速相对很低. 本文模拟的最大表层速度数值和表 层速度分布结果与同条件下的实验结果基本相符.     

液体导热系数、导温系数的快速测定仪

许多部门都需要快速、方便而准确地测定液体的导热系数。例如,在节能研究中,希望知道乳化燃料——一种新型液体燃料在不同浓度时的导热、导温系数。目前国内还没有这方面资料。液体的导热系数是比较难以测定的参数,因为液体中可能出现的对流和辐射换热将影响测试结果的准确性。采用稳态法测试时,控制边界条件需要复杂的装置。此外,液体的膨胀或泄漏等问题,也给测试工作带来一些困难。     

离子液体的吸水性研究进展

大部分离子液体如果直接暴露在空气中都能吸收一些水分,而水会对离子液体的微观结构、物理化学性质等产生一定程度的影响,从而进一步影响离子液体的应用,因此有必要对离子液体的吸湿性开展系统深入的研究.本文评述了离子液体吸湿性研究领域的最新进展.通过对50多种离子液体的吸湿性的分析,总结了离子液体的结构因素和温度、湿度等外部因素对其吸湿性的影响,并对文献中提出的两步吸收机理和3类用于表征吸收过程参数进行了讨论,评述了基于实验数据的离子液体吸湿性分类标度.另外,离子液体的宏观吸湿性取决于其和水分子间的微观相互作用,关于这方面的研究已经比较多,本文简单综述了离子液体和水的分子间相互作用,和根据离子液体的氢键酸性和氢键碱性等参数预测离子液体吸水性的方法.随后,讨论了用二维相关光谱技术研究离子液体的吸湿过程的进展,认为该过程可以分成几个阶段,分别受不同的分子间作用力控制.根据相律,憎水性离子液体的水溶液可以用来调节相对湿度,而且鉴于醋酸根离子液体具有强的吸水性,一定条件下可以作为吸水剂来使用.     

科学家将食物垃圾转化为增菌液体肥料

众所周知,用食物残渣制成的堆肥有助于植物生长.近日,美国科学家利用食物垃圾发酵,制造出了一种液体肥料,可以提高植物本身及其土壤中的有益菌数量. 研究人员从2种类型的食物垃圾(啤酒生产过程中留下的醪糟和杂货店丢弃的混合食品)开始试验.经厌氧发酵获得的液体,被加入到温室中用于灌溉柑橘植物的水中.这是一个闭环灌溉系统,从土壤中流出的水又被原路抽回再次使用.     

中科馆大讲堂

正不知你是否还记得在北京时间2013年6月20日上午10点,"神十"航天员王亚平在太空给全国的中小学生讲解失重条件下物体运动的特点、液体表面张力作用的太空授课?那次太空授课,王亚平等三名航天员进行了在轨讲解和实验演示,并与地面师生进行双向互动交流,使广大中小学生加深了对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。2018年4月29日中科馆大讲堂《知识就是力量》专场讲座,我们邀     

溶液沸腾给热的扩散模型及准数综合式

(一) 在多元液体中新汽相的发生和长大过程与純液体中的有本貭不同。現有的准数综合式都沒有反映溶液沸騰的特殊性,对溶液沸騰給热是不适合的。溶液中的汽泡形成和长大可以分为两个阶段:初始导热控制阶段和扩散控制阶段。在第一阶段,汽泡长大是靠分子导热传过的热量使內层溶剂分子汽化,这一过程基本与Plesset-Zwick之模型相     

低渗透多孔介质和微管液体流动尺度效应

常规多孔介质和圆管中液体的流动都遵循Hagen-Poisseuille定理,即液体流速和压力梯度成正比.而对于低渗透多孔介质中液体渗流,存在拟启动压力梯度,即存在微尺度效应.那么对于微圆管,由于流动的通道具有较小的空间尺度,因此在物理本质上,也应该存在微尺度效应,但由于目前实验手段的局限,还未能证明这一点.本文通过对比和分析低渗透多孔介质和微管中液体流动规律,预测了微管中液体流动出现微尺度效应的尺度约为1微米.     

液体的脆性——一把深入了解玻璃态物质的钥匙

“液体的脆性”概念的提出不到20年的时间, 已成为玻璃态物质研究中的一个热点. 它利用玻璃转变温度约化温度轴的办法, 使具有不同动力学性质的玻璃形成体可以用一个统一的标准进行比较. 为阐明液体的脆性在研究玻璃转变过程、结构弛豫现象及过冷态结构中的重要意义, 综合评述了液体的脆性在凝聚态物质热力学和动力学性质相关性、势能图谱、非指数弛豫过程、微观理论模型以及中程有序等研究领域中的最新进展和面临的挑战, 并指出了该研究领域今后的发展方向.     

二维热毛细振荡对流的临界Bond数

在空间,微重力水平为地面重力的10~(-3)—10~(-5),表面张力、相变等可能成为引起流体流动的重要原因。我们以悬浮区熔法晶体生长问题为背景,研究表面张力驱动的半浮区液桥的对流流动。当作用于液桥两端的外加温度差超过某一临界值时,液桥中的流场和温度场将发生振荡,直接影响到生产材料的质量。因此,研究热毛细振荡流的特征和产生机理,不仅在流体力学方面有重要的理论意义,而且在空间材料加工方面有很大的应用价值。     

有机液声速的温度系数(c/T)_p和压力系数(c/P)_T

有机液中声速的研究具有重要意义。它不仅是获知有机液宏观热力学性质的一个有效方法,而且是分子物理学中探索有机液体微观信息的重要手段。大量实验表明,有机液中声速随温度增加而减小,随压力增加而增大。然而在众多的液体理论中,都未能很好地解释这一现象。Kittel曾通过液体分子刚性球模型,用Tonks方程研究了有机液体声速的性质;Hartmann也从液体分子间势能角度探讨了有机液声速性质、他们的理论虽然能定性地说明有机液声速温度系数小于零,压力系数大于零,但在数值上,或者与实验相距甚远,或者根本无法定量。本文试图用有机液的Schaffs理论,对有机液声速的温度、压力特性作一探讨。     

输液空气袋

日前,医院输液的容器大多是玻璃瓶,输液时在瓶塞中总要拖着两根管子:一根是刺入静脉的输液管;另一根是补充瓶中流出液体空间空气的进气管。这两根管子相互制约,没有进气管的空气进入,输液管中液体就不会流出;反之,输流管中液体停止流了,进气管中空气也不再进入。 在病人输液瓶中液体快要完了的时候,要及时通知医护人员进行处理。如果等到输液瓶及输液管中的液体全没了,空气就会进入静脉而发生事故。但是对那些年老体弱、神志不清、在输液时不能自己照顾     

BF-4和TFSI-系列室温离子液体绿色电解液的电化学性能

选择亲水型甲基烷基咪唑四氟硼酸盐和憎水型甲基烷基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐两个系列的离子液体作为电解液, 系统研究了纯离子液体及离子液体/混合有机溶剂EC-DMC-DEC(111, 质量比)体系的电化学性能. 实验发现 对于纯离子液体, 在较低的温度范围内(298 ～ 323 K), 电导率与温度的关系符合Arrhenius方程, 在更广的温度范围内, 四氟硼酸盐系列离子液体符合VTF方程, 而二(三氟甲基磺酰)亚胺盐系列有偏差. 两个系列的离子液体的电化学窗口都在4 V左右. 对于离子液体/有机溶剂混合体系, 随着浓度的增加, 电导率有一最大值出现.     

高聚物EHEC与不同电荷表面活性剂的相互作用

高聚物O-乙基-O-(2-羟乙基)纤维素(英文缩写为EHEC)与表面活性剂之间相互作用的研究,国外已有报道,但对于其作用机理并不十分清楚.本文试图在已有工作基础上,采用不同于国外的实验方法及手段,对表面活性剂与EHEC之间的相互作用做更深入的研究.本文利用单分子膜技术,测定了十二烷基硫酸钠(SDS),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),以及辛基苯基聚氧乙烯醚(TritonX-100)三类具有不同电荷的表面活性剂在高聚物EHEC的水溶液表面上成膜的π-A曲线,结果表明:在我们的实验条件下,高聚物EHEC都能不同程度地降低三类表面活性剂的表面张力,其中以CTAB的表面张力下降的最多.