香榧酯分子及晶体结构、热力学和电子性质的理论研究

香榧子假种皮中含有丰富的活性物质,挥发油、萜类、黄酮类等物质.香榧酯作为一种二萜类物质,具有抗氧化活性、抗病毒作用.本文采用量子化学计算方法对香榧酯的分子及晶体结构进行研究,得到其微观结构参数、红外光谱、晶胞参数.根据统计热力学原理,计算了标题物的标准热力学函数,包括摩尔热容(C_(p,m)^(o))、摩尔熵(S_(m)^(o))和摩尔焓(H_(m)^(o)).在DFT优化分子结构的基础上,采用力场方法得到香榧酯的最可能堆积方式属于P21空间群,进一步采用DFT GGA-RPBE方法优化其晶体结构,并计算能带结构和态密度,发现其带隙较宽(3.324 eV),表明其具有较好的稳定性.在Fermi能级附近,香榧酯晶体中的导带主要来自于O原子和C原子的2p轨道的贡献,而价带主要来自于H原子的s轨道.

NBs-GO膜的渗透性能及其对染料截留性能

氧化石墨烯(GO)膜因其优异的物化特性、独特的水通道,被广泛应用于复杂废水中的染料分离。通过将纳米气泡(NBs)吸附到GO上,形成纳米气泡-氧化石墨烯(NBs-GO)膜,有望提高膜的染料分离性能。以NBs-GO膜处理亚甲基蓝溶液模拟的染料废水,测定了该膜的水渗透率、截留率和稳定性等指标,并探究了染料种类与浓度、膜厚度和GO的制备条件等因素对膜性能的影响。结果表明:NBs-GO膜的水渗透率相比传统GO膜高出50.8%,并且能够将亚甲基蓝的截留率维持在99.88%,具有更优的染料分离性能。此外,NBs-GO膜在72 h内展现出了良好的稳定性,截留率始终保持在90%以上。即使在改变染料种类、浓度及膜厚度等条件下,NBs-GO膜依然保持了优异的水渗透性能。纳米气泡的引入为提高GO膜的染料分离效率提供了新的思路,在染料废水的处理方面展现出巨大的发展潜力,这一研究在染料废水处理领域具有广泛的应用前景。

家具虚拟展厅交互设计策略研究

本文突破以往以展示为主的传统模式。通过对传统展示和虚拟现实(VR)技术的特性分析,得出家具虚拟展厅所需的交互需求特性,即沉浸性、感官性和社交性,并结合用户在环境、身体、认知情境的需求,提出新的家具虚拟展厅交互体系构成。根据基于现实展厅的场景构建、感官交互、虚拟服务3个维度进行要素分析和设计应用,在场景构建中实现真实化、个性化的展示场景以及个人空间自主设计,提供沉浸式的场景体验;运用感知交互技术将用户的视觉、听觉、触觉等感官感知融入虚拟展厅中;构建虚拟数字人为用户提供虚拟服务,制订符合用户需求的个性化服务。旨在为用户提供多元化的虚拟交互体验,为家具虚拟展厅的交互设计提供理论参考。

气化温度和当量比对玉米秸秆气化多联产产物特性的影响

中国秸秆资源丰富,通过生物质气化技术对秸秆进行能源化高值利用,对中国实现“碳中和”和“碳达峰”有重要意义。该文选取玉米秸秆为原料,采用自制的小型固定床气化炉装置,开展玉米秸秆气化多联产试验,研究了当量比和气化温度对玉米秸秆气化性能的影响,并且对气化产生的气体、固体和液体产物的特性进行了分析。结果表明,随着气化温度的升高和当量比的增加,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭的质量产率逐渐下降。较高的气化温度和较低的当量比有利于提升可燃气的热值,当气化温度为900ºC,当量比为0.05时,可燃气中可燃气体组分含量最高,H2、CO、CH_(4)和CnHm含量分别为22.00%、25.91%、13.59%和1.12%(以体积分数计,下同),最高热值为11.26 MJ/Nm3。随着气化温度的升高和当量比的增加,生物质炭中的C元素、H元素、挥发分含量大幅下降,而灰分含量大幅上升。随着气化温度的升高,液体产物中酚类、醇类、酸类和醛类物质含量下降,而芳烃类和酯类物质含量大幅增加;随着当量比的增加,液体产物中芳烃类和酚类物质含量下降,酯类物质含量大幅增加。基于小试规模的玉米秸秆气化多联产试验研究,可为大规模的玉米秸秆气化项目设计和投产提供参考依据。

烘焙脱氧毛竹与高密度聚乙烯共催化热解制备轻质芳烃

轻质芳烃是化工领域重要的基础有机原料,可通过生物质和废塑料共催化热解技术路线制取。首先,采用烘焙预处理对毛竹进行脱氧改性提质;其次,通过Na_(2)CO_(3)溶液对微孔HZSM-5进行碱扩孔预处理,制备多级孔分子筛催化剂,最后通过烘焙毛竹和高密度聚乙烯(HDPE)共催化热解制取轻质芳烃,研究烘焙温度、Na_(2)CO_(3)浓度、原料共混比例、热解温度等因素对轻质芳烃产率的影响。结果表明,毛竹经烘焙脱氧预处理后,碳元素显著增加,氧元素显著下降,氧脱除率达到40.3%,高位热值从17.47 MJ/kg增加至25.64 MJ/kg;微孔HZSM-5经Na_(2)CO_(3)溶液碱扩孔预处理后,介孔容积、总孔容和平均孔径均增加,表明经过碱扩孔后HZSM-5形成了一定程度的介孔结构,使其转变为具有微-介孔结构的多级孔分子筛;烘焙毛竹热解产生的呋喃类含氧中间产物和HDPE热解产生的轻烯烃中间产物会发生“双烯合成”反应,成为轻质芳烃生成的关键协同催化反应,当烘焙温度为250℃、Na_(2)CO_(3)浓度为0.6 mol/L、烘焙毛竹和HDPE质量比为1∶2和热解温度为800℃时,BTX(苯、甲苯和二甲苯)等轻质芳烃产率达到最大值,为3.05×10^(8) p.a./mg。

气化温度对生物质气化的可燃气、炭和焦油特性的影响

【目的】生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制,构建气化产物特性的演变规律,对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。【方法】以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料,以空气为气化剂,采用自制的微型固定床气化装置,开展3种生物质的气化多联产研究,系统研究了不同气化温度(700、800、900℃)对气化性能的影响,以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。【结果】随着气化温度从700℃增加至900℃,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中,马尾松可燃气的热值最高,一氧化碳、氢气和甲烷体积分数分别为40.03%、18.27%和18.29%,低位热值达13.58 MJ·m^(-3)。随着气化温度的增加,生物质炭中的碳元素质量分数增加,氢元素质量分数下降,灰分质量分数大幅增加,其中马尾松炭的热值最高,达29.70 MJ·kg^(-1)。随着气化温度的增加,3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小,而芳烃类化合物相对含量大幅增加,其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高,达到61.12%。【结论】气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响,选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。