改变固/液界面润湿性提高原油采收率的实验室研究

利用改进的Ｗａｓｈｂｕｒｎ方程测量固体粉末的润湿性,研究了十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ）水溶液在硅胶及高岭土两种固体粉末表面上引起的润湿性变化,用荧光猝灭法测定了ＳＤＢＳ在水溶液里的胶束平均聚集数。探讨了十二烷基苯磺酸钠水溶液在固体粉开表面的润湿性,表面活性剂的临界胶束浓度（ＣＭＣ）与表面含油粉末脱油率的关系,对在非超低界面张力条件下,通过改变固／液界面润湿性提高原油采收率作了实验探讨。     

反应型固液界面能的理论表征与计算

反应型固液界面能和固体表面能的表征与计算是材料科学和表面界面科学领域亟待解决的问题. 本文从非平衡力作功出发, 建立了反应润湿体系表面能、界面能之间的数学关系, 所建立的方程是一个具有普遍意义的通式, 发现平衡态的Young方程是反应固液界面能量关系的一个特例. 研究表明, 非平衡状态下的固液界面能总是高于平衡状态的固液界面能, 证明了反应界面向平衡态界面转变是一个必然的自发过程. 通过有限固液界面润湿体系确定了固液界面能的数值范围为0 ≤ γ_sl≤ γ_lg, 给出了计算反应固液界面能和固体表面能的方法, 这一结果对研究材料复合、焊接、粉末冶金烧结、电子器件封装及金属冶金的表面与界面问题具有重要性.     

在液-固界面上变性蛋白折叠自由能的测定

依据液_固界面上溶质计量置换保留模型 ,以及固体表面吸附自由能变可分成吸附及解吸附自由能变 2个独立分量 ,提出了变性蛋白在高效疏水色谱 (HPHIC)固定相表面折叠自由能的测定原理、折叠自由能计算公式和实验测定方法 ,分别对胍变溶菌酶和α_淀粉酶的折叠自由能进行了测定 ,发现变性蛋白在HPHIC固定相表面的折叠自由能远较在溶液中的高 ,且随变性剂浓度的增大而增大 .其相对平均标准偏差溶菌酶为± 4.7%,α_淀粉酶为± 3.0 %,表明该方法有好的重现性     

液固界面反射的柱面波和头波的相位差和干涉*

用数值方法和实验方法研究了脉冲柱面波在液固界面上的反射场场,计算出以太度表示的声场图像,并给出了反射波的波阵面上一系列暗区所对应的入射角,从schlieren系统获得的声场照片中量出暗区的位置与数值计算结果一致,暗区的形成,一是由于辐射头波的损耗,二是由于头波和反射波的干涉,假定头波的相位超前于反射波约3π／4,可以较准确地解释严格的理论计算结果及实验照片。     

共晶Al71.6Ge28.4合金液-固结构相关性

利用高温液态X射线衍射仪研究了共晶Al_71.6Ge_28.4合金熔体的液态结构及其液固相关性. 研究表明, 对Al_71.6Ge_28.4合金熔体而言, 在1150~550℃的温度范围内, 熔体原子团簇结构没有变化, 有序度随温度降低而提高; 进一步通过纳米晶粒模型分析指出, 该熔体是由72.8%α相原子团簇和27.2%β相原子团簇组成, 但其液态结构和固态结构存在较大的差异. 同时对该合金在凝固时容易产生过冷状态的原因进行了探讨.     

非均质泥石流固液两相运动特征探讨

非均质泥石流是一种固体颗粒级配宽、容重变化大、流速分布不均匀的典型的固液两相流, 广泛分布于我国的西部山区, 表现出独特的固液两相运动特征. 基于非均质泥石流固液两相分界粒径的概念, 以Darcy公式和质量守恒定律为理论基础, 分别推求非均质泥石流固液两相平均流速表达式. 在此基础上, 根据云南省小江流域蒋家沟泥石流模拟实验数据及实测资料, 揭示了非均质泥石流固液两相运动特征. 蒋家沟泥石流实验与实测资料计算分析结果表明, 蒋家沟泥石流以临界容重2.234 t/m³为界限, 当泥石流容重低于、等于和高于该临界值时, 分别出现液相流速大于、等于和小于固相流速的3种情况, 由此可以分别揭示稀性泥石流、均质泥石流和稠性泥石流3种不同类型泥石流的运动特征. 研究结果为构建非均质泥石流动力学奠定了基础, 并对泥石流防治工程规划设计和预测预报泥石流灾害具有重要的现实意义.     

微合金碳氮化物与铁素体之间的半共格界面比界面能的理论计算

微合金钢的重要研究方向如微合金碳氮化物在铁素体中的形核沉淀问题及其沉淀强化问题等,都需要确切了解半共格的微合金碳氮化物与铁素体之间的界面能。然而,由于这种半共格的微合金碳氮比物十分微小(其平均尺寸仅为约2—10nm),其界面能不可能直接测定,这就严重限制了有关问题的深入研究。     

环膜液体射流破碎模式与气-液界面的关联性

利用线性不稳定性理论研究了环膜液体射流破碎模式与气-液界面的关联关系. 通过对色散方程的推导和数值求解, 研究了环膜液体射流内外气-液界面半径与两种特殊形式的射流-空心气体射流和实心液体射流之间的关系, 以及各种射流参数对环膜液体射流不稳定性的影响. 研究结果证明了类反对称模式主要与环膜射流的内气-液界面相关联, 而类对称模式主要与外气-液界面相关联. 因此, 虽然射流参数对类反对称模式和类对称模式不稳定性的作用性质相似, 但作用效果的强烈程度不同. 与液相相关的力同时作用于内、外两个气-液界面上, 因而对两种破碎模式的影响均较为显著; 而与内气体介质相关的力主要影响类反对称模式的不稳定性, 外气体介质相关的力主要影响类对称模式的不稳定性, 各种作用力在“穿透”射流液相部分后被大大衰减.     

基于界面和纳米析出相材料的抗辐照损伤机制研究进展

核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源.核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料,这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役,其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命.载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷,这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变,从而引起材料性能的下降,甚至失效.具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料.抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力,从而提高材料的抗辐照性能.基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要思路.本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发,主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点,已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理,重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展,并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了展望.     

基于链接化学策略的固相界面生物功能化

链接化学是诺贝尔化学奖获得者巴利·夏普莱斯教授提出的一套基于快速、高效、几乎定量地合成新化合物的实用方法,为生物靶标、药物设计、药物筛选、基因组学、蛋白质研究,特别是固相界面的功能化提供了新思路、新途径。     

[Fe(phen)_3](ClO_4)_3与Na_2S_2O_3在室温下的固相氧化还原反应

由于多组分体系固相化学反应的检测、跟踪都很困难,对固相反应的研究远没有液相那样深入,尤其室温下的固相反应研究报道较少.因此,进一步开展室温或低热温度下的固相反应研究,继续探索和寻找固相反应的规律性,具有重要的理论意义和应用研究价值.固相氧化还原反应是固相反应的重要反应类型之一,初步研究结果表明溶液中总结出来的规律并不是都能预测固相反应.为了在众多的反应体系中寻找室温固相氧化还原反应的规律     

高压下MgO-ZnO-SiO2体系的亚固相相关系

在１．０ＧＰａ和１２００℃条件下,利用活塞圆筒高压装置实验确定了ＭｇＯ－ＺｎＯ－ＳｉＯ２体系的亚固相相关系,结果显示该体系具有不同于其他类似的三元体系的相组合特征,无法形成Ｍｇ２ＳｉＯ４－Ｚｎ２ＳｉＯ４橄榄石和Ｍｇ２ＳｉＯ６－Ｚｎ２Ｓｉ２Ｏ６辉石续固溶体,这种相组合特征是由Ｚｎ＾２＋具有（Ａｒ）３ｄ＾１０外层电子结构,不同于其他过渡金属离子,如Ｆｅ＾２＋,Ｎｉ＾２＋和Ｃｏ＾２＋的性质所制约。     

Fe/Cr和Co/Cu磁性多层膜体系界面效应对巨磁电阻的不同影响

目前有关磁性多层膜的巨磁电阻效应许多理论在处理时虽然并不尽相同,但就其物理本质和机制来说都源于自旋相关散射,这一点是大家普遍公认的.巨磁电阻的产生来自于自旋散射的不对称,也即散射势与自旋有关,然而更为重要的是依赖于自旋的散射势究竟是怎样产生的,这个问题至今尚无定论,是当前人们所关注的焦点.     

金属/聚合物界面的形成、电子结构与化学变化

金属/聚合物界面是聚合物发光二极管和聚合物太阳能电池的核心部件,研究和理解这些界面的特点将有助于更好地对界面进行优化和提高器件性能.本文综述了利用光电子能谱技术研究金属/聚合物界面的主要进展,包括界面的电子结构、电荷转移、化学反应、界面扩散以及氧在界面处的聚集行为等,这些研究成果的获得对相关器件的设计与优化具有重要意义.目前,尚需更细致的工作来阐明金属/共轭聚合物界面的形成机制,并从理论上指导相关界面的制备过程与工艺.     

仿荷叶微凹凸表面的疏水机理与判据

根据液滴在有限液固界面上接触角恒增大原理,提出仿荷叶微凹凸表面提高疏水性是众多小尺寸有限液固界面所集成的结果.建立了液滴在类荷叶结构表面的稳定性数学方程,推导出微凹凸表面空隙的理论临界半径与固体、液体性质之间的关系,阐述了实现疏水性的3个条件.计算结果表明,当微凹凸表面空隙半径小于理论临界半径rc时,液滴在固体表面均可呈现接触角大于90°的稳定状态,而液固界面面积的最小化以及低的固体表面能是实现疏水性的重要因素.提出用有效黏附功W′a作为衡量固体表面疏水能力的判据.     

冷静液机械压制成形的块体Al85Ni10Ce5非晶合金复合材料

Al基块体非晶合金因具有比晶态合金优异的力学、物理与化学性能备受人们关注,但Al基块体非晶合金具有很低的玻璃形成能力,铜模铸造法制备Al基块体非晶合金的玻璃临界尺寸明显低于其他合金体系,使得其试     

应用三电极系统研究相比为1时可质子化的药物在水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应

采用一种新设计的电解池, 利用三电极系统研究了相比为1(r = V_o /V_w)时可质子化药物在水/1,2-二氯乙烷界面(W/DCE)上的转移反应, 确定了它们的亲油性. 该系统是将含有支持电解质的水溶液滴在银/氯化银电极上, 然后将1,2-二氯乙烷溶液覆盖在水溶液的表面, 再与有机相参比电极和对电极构成常规的三电极系统. 由不同pH值下测得的循环伏安图计算出了阿米替林、苯海拉明和苯海索3种药物离子在W/DCE上的标准离子分配系数、标准离子转移电位及标准离子转移吉布斯自由能等. 由实验结果构建的离子分布图可用来预测和解释可离子化物质在两互不相溶溶液界面上的转移反应机理等.     

二苯基-15-冠-5加速钠离子和钾离子在微米管支撑的微-水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应

玻璃微米管针尖可用于支撑微米级的水/1,2-二氯乙烷(W/DCE)界面, 并用来研究二苯基-15- 冠-5(DB15C5)加速钠离子和钾离子转移反应的机理和求算其络合物的稳定常数. 在两种极限情况下, 即水相中金属离子浓度远大于有机相中DB15C5的浓度(DB15C5扩散控制过程)和有机相中DB15C5的浓度远大于水相中金属离子浓度(金属离子扩散控制过程), 循环伏安研究表明, 加速钠离子转移反应均发生1:1(金属离子:载体)的界面络合转移过程, 相应的一级络合常数分别为log β1 = 8.97 ± 0.05 和log β1 = 8.63 ±0.03. 而对于加速钾离子转移反应, 当DB15C5扩散控制时发生的是一个1:2的界面络合转移过程, 当钾离子扩散控制时, 在电位窗内却观察到两个过程: 一个较低电位的1:2的界面络合转移过程和一个较高电位的1:1界面络合转移过程. 两种极限条件下所求算的钾离子和DB15C5的二级络合常数分别为log β2 = 13.64±0.03和log β2 =11.34±0.24.