纳米结构多孔固体在二氧化碳吸附分离中的应用

二氧化碳(CO2)的双重角色(温室气体及一碳化工原料)使其吸附分离研究具有重要学术及社会经济意义。本文以多孔吸附材料为主线,系统评述了多孔炭、分子筛、有机金属骨架类材料及多孔聚合物等的CO2吸附分离最新研究进展。这些吸附材料的特点:多孔炭的微观及宏观形貌可控,孔结构可调,稳定性好;分子筛的具有丰富的微孔,孔径分布集中;有机金属骨架及多孔聚合物的种类多样,代表一类新兴的CO2吸附材料。分析了多孔固体应用于CO2吸附分离所涉及的关键科学问题,即高效吸附材料立体设计及影响选择性和吸附量等重要参数。提出澄清微孔/介孔/大孔比例以及表面基团种类和数量对CO2吸附贡献的定量关系的必要性,对材料的定向合成与优化有重要指导意义。

液饱和多孔固体层中的洛夫型波

研究了附着于一个半无限弹性体上的一个流体饱和的两相多孔固体薄层中的洛夫型波，导出了复数形式的弥散方程，此方程描述了相速度以及洛夫型波的衰减对频率的依赖。

一类多孔固体的等效偶应力动力学梁模型

一维多孔固体结构可采用等效连续介质梁模型来研究其动力学行为.当类梁结构的高度尺寸和多孔固体单胞结构尺寸相近时,等效模型的力学行为会产生尺寸效应现象.等效经典模型由于不包含尺度参数而无法描述尺寸相关特点,而广义连续介质力学模型则可以准确地考虑尺寸效应的影响.基于偶应力理论,对一类单胞含有圆形孔洞的周期性多孔固体类梁结构,给出了分析其横向自由振动的等效连续介质铁木辛柯梁模型.通过对单胞分析,在应变能等价和几何平均的意义下,定义了等效偶应力介质的材料常数.利用已有的材料常数,推导了等效铁木辛柯梁的动力学微分方程.将实际多孔固体结构进行完全的动力学有限元离散计算,所获得的解作为精确解以检验等效梁模型所获得的频率和振型的精度.振型的比较借助于模态置信准则矩阵方法.大量算例表明,等效偶应力铁木辛柯梁模型在频率和振型两方面均具有较高的计算精度.重点研究了单胞孔径的相对大小、类梁结构高度与单胞尺寸比以及类梁结构长高比对等效梁模型精度的影响.在此基础上,偏保守地建议了多孔固体类梁结构自振分析方法.

多孔固体芯材夹层FRP结构的工艺及性能评述

本文从制造工艺和材料性能等角度评述了FRP高性能夹层结构用芯材的特性,认为不同的多孔固体芯材在高性能夹层结构中是不可替代的,它们之间互为补充。

多孔固体催化剂颗粒内等温扩散反应的分形几何对称模型参数m(英文)

分形学是一个十分重要的自然分支 .为了描述一个真实多孔固体催化剂颗粒中等温扩散催化反应的特性 ,分形几何对称模型的分形参数m是至关重要的 .单颗粒化学反应模型参数m的一个关系已被得到 .

多孔固体体积测定新方法及测试装置设计

为了快速测定类煤任意形状多孔固体材料的体积,利用流动性好的固体粉末来代替水进行固体体积测量,操作简单、快捷。利用该方法对不规则煤块的体积进行测定,且与蜡封浸水法测得的煤块体积进行比较,相对误差在±5%以内,证明了该方法测定多孔固体体积的可行性。对该方法进行了装置设计,该装置可测定任意形状多孔材料体积、质量等参数。

分数几何对称模型理论分析多孔固体催化剂颗粒中的一级等温串连扩散反应(英文)

在多孔固体催化剂颗粒中的串连扩散反应是非常重要的一类化学反应 ,如水解反应 ,卤化反应和氧化反应等 .分数几何对称模型已用于分析这类反应的一般规律 .为了得到多孔固体催化剂颗粒内非均相催化反应的各因素 ,这个模型将拓宽单颗粒化学反应工程的认识领域 .而且 ,在多孔固体催化剂颗粒填充床中分数参数m和实验数据间的关系Dui=φ2 im +1也已推得 .

利用吸附等温线脱附分支计算多孔固体的间隙孔径

应用热力学关系,在Nicholson导出方程的基础上,假定间隙孔为两端开口的圆筒型,推导出从多孔固体在液氮温度吸附氮的等温线脱附分支计算其间隙孔径及吸附层液膜厚度的方程,并对用不同方法(经典法、BB法和本文方法)计算的结果进行了比较.

基于蜂窝状多孔固体结构的柔性物体模型研究

针对虚拟手术中柔性物体仿真的实时性和真实性要求,提出了一种基于蜂窝状多孔固体结构的力触觉再现模型。该模型利用多孔固体中的蜂窝单元构建柔性物体,将受表面压力影响的三维空间细化为蜂窝形状,基于结构力学中的标准梁理论获得蜂窝单元形变和作用力关系的解析表达式,进而实现基于物理意义的柔性物体形变仿真。模型不仅具有较好的形变计算实时性,而且通过改变蜂窝单元的弹性模量、孔穴边长和内角等参数,可以实现多种线性与非线性形变仿真。基于Falcon手控器构建的力触觉再现原型系统,验证了该模型的实时性和逼真性。

含有微孔的多孔固体材料的比表面测定

固体多孔材料的单位重量的表面积（即比表面积）是重要的物理参数。但是由于没有工具进行直接测量，人们就根据物理吸附的特点，以气体分子作为探针（其分子的截面积是已知的），创造一定条件，使气体分子覆盖于被测样品的整个表面（吸附），通过被吸附的分子数目乘以分子截面积即认为是样品的比表面积。比表面积的测量包括能够到达表面的全部气体，

多孔固体吸附剂的CO2吸附性能研究

综述了目前研究最为广泛的几种多孔CO2吸附剂的制备方法及其吸附性能,其中着重讨论了杂原子掺杂多孔碳材料的CO2吸附性能并对其未来的发展前景进行了展望。多孔CO2吸附剂由于其低能耗、低腐蚀、良好的再生性能和易于改性而得到了广泛的研究。通过对其改性制备出的新型固体吸附剂,可以达到高效吸附CO2的目的,为实现减少温室气体和合理利用CO2资源的目标做出贡献。

多孔固体材料吸附CO_(2)的研究进展

温室效应日渐显著,CO_(2)的捕集与储存(CCS)是一种潜力巨大的减排措施,其中吸附法捕集 CO_(2)是最有前景的技术之一。多孔固体材料因其优异的 CO_(2)吸附性能备受关注。针对吸附法脱除 CO_(2)的研究进行综述,介绍了五种不同的吸附材料,总结了影响它们吸附 CO_(2)的主要因素,以及改性后材料的吸附性能。结果表明,温度、压强、孔结构的改变会影响材料的物理吸附性能;还原改性、氧化改性和金属离子负载改性能够改变材料表面官能团的种类或者数量,提高了材料的 CO_(2)吸附性能。

弹性固体和充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体之间界面的反射和折射及其衰减波

在充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体中,研究弹性波的传播.用3个数性的势函数描述3个纵波的传播,用1个矢性的势函数单独描述横波的传播.根据这些势函数,在不同的组合相中,定义出质点的位移.可以看出,可能存在3个纵波和1个横波.在一个弹性固体半空间与一个充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体半空间之间,研究其界面上入射纵波和横波所引起的反射和折射现象.由于孔隙流体中有粘性,折射到多孔介质中的波,朝垂直界面方向偏离.将入射波引起的反射波和折射波的波幅比,作为非奇异的线性代数方程组计算.进一步通过这些波幅比,计算出各个被离散波在入射波能量中所占的份额.通过一个特殊的数值模型,计算出波幅比和能量比系数随入射角的变化.超过SV波的临界入射角,反射波P将不再出现.越过界面的能量守恒原理得到了验证.绘出了图形并对不同孔隙饱和度以及频率的变化,讨论它们对能量分配的影响.

多孔固体充满黏性流体时的边界条件

基于物理学基本原理和能量守恒定律的精确检查,导出充满黏性流体多孔固体边界呈连续性要求的边界条件.当孔隙流体具有黏性时,多孔弹性固体就是一个耗散的充满黏性流体的多空固体.孔隙流体的黏性造成的耗散应力准确地表达了边界条件.边界上两种固体连接的不完全,导致孔隙流体的流出,多孔骨料两边微粒运动的不平衡.导出多孔-多孔固体界面孔隙局部连接时的数学模型.在该界面上,滑移的松-紧,以及孔隙开-合,能造成一部分应变能的耗散.数值结果表明,在水和饱和油砂岩之间的界面上,修正的边界条件将影响各向同性多孔介质中折射波的能量.

具有微极弹性构架的流体-饱和多孔固体中波在边界面处的传播

通过研究匀质非黏性液体半空间和微极流体饱和多孔固体半空间交界面处平面波的反射与透射,得到不同角度入射波的反射和透射系数.计算出反射波与透射波的振幅比数值,并用图表示出微极性和多孔性对反射和透射的影响.最后根据公式对一些特例进行了推导.

多孔固体或粉末固体:物质的一种特殊态

多孔固态或粉末固态可以使大量表面原子在吸附现象中发挥突出的作用。这见于一些应用中,如气体和液体的纯化与分离,墨水和油漆一类悬浮液的稳定化,以及制药和植物保护等领域。本文对各种应用所提出的特殊问题及目前的解决办法作了探讨。

直接空气捕碳固体多孔材料的研究进展

直接空气捕碳(DAC)技术属于一种负碳技术,作为碳捕集、存储和利用(CCUS)技术的有效补充,是助力实现“双碳”目标的重要技术之一。由于吸附能力强、再生能耗低、应用场景灵活以及结构可调性强,固体多孔材料在降低DAC经济成本和运行能耗方面具有不可替代的优势。本文从固体多孔材料的DAC原理出发,重点综述了包括沸石吸附剂、硅基吸附剂、炭基吸附剂、纳米氧化铝吸附剂、金属有机框架(MOF)材料吸附剂和多孔树脂材料吸附剂等DAC的研究现状,系统介绍和比较了固体多孔吸附材料的吸附容量、吸附选择性、水热稳定性、再生能耗以及循环稳定性方面的优缺点。本文着重分析了胺功能化改性和载体孔隙结构等因素对吸附CO_(2)性能的影响规律,对各类固体多孔材料在DAC应用中面临的挑战提出了具体的优化方向,并指出未来固体多孔吸附材料的设计开发应兼顾经济性和高效性,加快开展中试规模的DAC试验研究。

一类周期多孔固体材料热传导性能计算的孔洞填充方法

对于一类周期多孔固体材料,提出了一种孔洞填充方法,用一种极低热导率的材料填充孔洞,将原本几何复杂的单相多孔区域的热传导边值问题转化为几何简单的多相无孔区域上的问题,借助于延拓定理给出了填充前后材料的热传导问题解和均匀化热导率的误差估计,对结果的分析表明可以用填充后材料热传导问题的双尺度解近似原孔洞问题的解,在最后的数值算例中,讨论了具有对称和非对称单胞构造的周期多孔固体的热传导边值问题,分别比较了多孔固体材料填充前后的均匀化热导率、温度和温度梯度解,结果表明孔洞填充方法的确可行。

ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器的制备和性质表征

以ZnO纳米粉(平均粒径30nm)为原料,利用水热热压方法制备了多孔的ZnO体块纳米固体,测试了以多孔纳米固体为原料制成的厚膜气敏传感器对挥发性有机化合物(VOCs)乙醇、丙酮、苯、甲苯和二甲苯蒸气的气敏特性,并与用ZnO纳米粉制备的厚膜传感器进行了比较.结果发现,与ZnO纳米粉相比,用ZnO多孔纳米固体制备的厚膜传感器在空气中的电阻大大减小,最佳敏感温度降低、响应时间和恢复时间大大缩短.通过综合分析ZnO纳米粉和ZnO多孔纳米固体的XRD、TEM及厚膜传感器的SEM测试结果研究了厚膜传感器气敏特性的差异.

流体饱和多孔隙固体中波动方程的数值模拟

利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法推导出了流体饱和多孔隙介质中波动方程的有限元方程。数值模拟的结果验证了Ｂｉｏｔ关于流体饱和多孔隙介质中存在两类纵波的预言［１］。