多孔淀粉的酯化交联改性及其性质研究

以玉米多孔淀粉为原料,三氯氧磷为交联剂制备酯化交联多孔淀粉,利用扫描电子显微镜、布拉班德黏度仪等分析仪器对原淀粉、多孔淀粉和酯化交联多孔淀粉的理化性质、流变学性质、微观结构进行分析比较研究,结果表明,经交联处理后多孔淀粉的吸水率、吸油率与原淀粉相比有较大提高,溶解度、膨胀率、冻融稳定性、耐酸性都有较大改善,优于原淀粉和多孔淀粉,同时也提高了多孔淀粉的结构性能.     

多孔介质中的大尺度多相渗流

在许多工业和环境应用中，不同时空尺度上的多孔介质中的多相渗流都是一个非常重要的过程。因此，了解确定微尺度上的多相渗流和其反应传递过程，并描述其宏观条件下的运动现象是很必要的。目前描述宏观下的多相渗流现象都是基于由达西定律经验公式得到的毛管压力一饱和度一相对渗透率关系式。然而，这些经验模型并不能完全反映实际的物理现象，尤其是大尺度和非均质介质中渗流问题。     

两相多孔介质动力问题的混合有限元及其解法

针对基于混合物理论的流体饱和两相多孔质模型,采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权残值有限元方法导出基于ｕ＾Ｓ－ｕ＾Ｆ－ｐ３个变量的混合有限元动力平衡方程。这种方法克服了 限元方法选择恰当的罚参数的困难,且计算得到的压力分布的精度高于罚有限元方法。由分片试验得出节点压力插值函数的阶须高于固体相节点位移插值函数的阶的重要结论。     

干熄焦炉内三维流动及传热的数值模拟

以Fluent软件为平台,通过流体在多孔介质中的流动模型来处理冷却气体在干熄焦炉内的三维流动,借助于UDS和UDF进行二次开发,建立干熄焦炉内冷却气体及焦炭的流动传热模型,并分析了循环风量对气固换热的影响。结果表明,冷却室气体在通过斜道进入环形气道时有偏流现象,即靠近总出口附近的斜道有更多的气体流出,且气流速度最快;气体的压力损失主要发生在冷却室;冷却室内周边的换热效果比中心换热效果要好。模拟计算发现,循环风量为200 000m3/h时,换热后的冷却气体温度为1101K,焦炭温度为439K,这不仅满足了焦炭的冷却要求,而且还能提供用于供暖或发电的高品位热量的循环气体。     

固体流体导热系数对多孔介质内传热影响研究

以多孔介质内固体导热系数ks、流体导热系数kf相互影响多孔介质传热为研究对象,对多孔介质内无量纲温度、速度、高温壁面努谢尔数Nu、平均努谢尔数Nu和ks/kf、瑞利数Ra间关系进行研究;采用差分法对数学模型进行离散化处理,应用高斯–赛德尔方法迭代求解,对网格的独立性和计算过程进行了验证,得到了多孔介质传热一些基本数据,分析了无量纲温度、速度随ks/kf、Ra的变化规律.研究结果表明:ks/kf改变多孔介质内温度和速度的变化,ks/kf值大,温度梯度和速度梯度在壁面附近大,温度梯度和速度梯度在无量纲长度0.2~0.8范围内很小;当ks/kf很小时,多孔介质内对流作用较弱,ks/kf1以后,Nu随着ks/kf逐渐增大,对流作用增强,它成为热传输的主要动力,ks/kf对多孔介质内对流作用的增强、削弱是非常关键的,为强化传热可提高ks/kf值,为削弱传热可降低ks/kf值;在工农业生产中加热多孔介质类物质热量应集中在下部有利于热量高效利用.     

三维多孔锂电池材料合成模板剂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球的制备研究

采用单分散聚合法和种子溶胀法,在乙醇/甲醇体系中以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)高分子微球,并以此作为后继制备三维(3D)多孔结构锂电池材料的合成模板剂.讨论两种合成方法获得微球的粒径均匀性和粒径分布,认为单分散聚合法能获得较为理想的模板剂,研究此方法中单体介质比和引发剂浓度对微球粒径和分散性的影响,得出最佳合成条件为:MMA/medium=13.8%(质量分数,全文同),AIBN=6g时,合成微球的粒径最均匀,平均为3.8μm,粒径分布为0.103 2.     

Co_(0.8)Fe_(2.2)O_4多孔微球的制备及交换偏置效应

通过溶剂热反应合成纳米结构Co0.8Fe2.2O4多孔微球.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征样品的结构和形貌,结果表明:所制备的Co0.8Fe2.2O4多孔微球由许多纳米颗粒组装而成,直径约200 nm.用振动样品磁强计(VSM)测量Co0.8Fe2.2O4多孔微球的变温磁性,发现低温下Co0.8Fe2.2O4多孔微球存在显著的正交换偏置效应.组成Co0.8Fe2.2O4多孔微球的纳米颗粒可看作一个表面反铁磁排列与内部亚铁磁排列共存的系统,且内部亚铁磁与表面反铁磁的相互作用为反铁磁性,Co0.8Fe2.2O4纳米颗粒系统具有正交换偏置效应.     

非饱和多孔介质层中Love波频散特性

为建立更准确的地层反演模型,基于非饱和多孔介质本构关系,用连通率处理上面两层间的边界条件,理论推导出三层非饱和多孔介质中Love波的频散方程,计算分析多阶模态Love波频散曲线。结果表明,Love波第1阶模态没有截止频率,对2阶以上模态,阶数越高截止频率越大。各阶模态的Love波最大速度趋近半空间层的横波速度,而最小速度趋近第1层横波速度。Love波速曲线以第2层横波速度为界分为上下两簇,各模态均在第2层横波波速处衔接。模态不同,衔接处曲线的光滑程度不同,模态越高,光滑程度越好。对各参数的敏感性分析表明,孔隙度、饱和度、连通率、黏滞系数和渗透率的变化对Love波相速度影响敏感性依次减小。     

CaO-SiO_2/PAA复合膜的制备及其体外生物活性

以四水合硝酸钙为钙源、正硅酸乙酯为硅源(按CaO/SiO2摩尔比1∶1),采用溶胶-凝胶法制备出CaO-SiO2生物玻璃溶胶.采用压力诱导的方法将CaO-SiO2溶胶注入多孔阳极氧化铝(PAA)的纳米孔道中,经550℃热处理,得到CaO-SiO2/PAA复合膜.所得样品在模拟体液(SBF)中分别浸泡1和7d,观察其表面诱导形成类骨磷灰石的能力.通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外衍射仪(FTIR)对浸泡前后样品的微观形貌和成分进行表征.试验结果表明:钙硅基生物活性材料能够装载在PAA的纳米孔道中,并且装载有钙硅基材料的PAA在SBF中浸泡后能诱导类骨磷灰石的生成.     

ZnCl_2/PAN基静电纺多孔碳纳米纤维电极的制备及其电容脱盐性能

采用静电纺丝技术制备ZnCl2/聚丙烯腈(PAN)基复合纳米纤维,经预氧化、碳化和HCl处理制得电容器脱盐用多孔碳纳米纤维(简称PCNF)电极.通过扫描电镜、比表面积、红外光谱及接触角技术研究PCNF的形貌、结构性能.结果表明,ZnCl2对纳米纤维丝具有造孔作用,提高了纤维的比表面积,同时改善了纤维的表面亲水性.循环伏安测试证明该PCNF电极具有较高的双电层电容,将其组装电容器,成功用于盐水淡化,单个循环的脱盐量为8.2mg/g,比纯PAN基碳纳米纤维电极提高了5倍.以PCNF作为电极的电容器脱盐循环稳定性好,有望用于苦咸水及海水的淡化处理.