基于X-ray CT原位三轴剪切试验的砂土颗粒材料微观动力学

将X射线断层扫描技术(CT)与原位三轴剪切试验相结合,分析渥太华砂在剪切过程中的微观动力学演化规律.在试验过程中共完成15次X射线扫描,使用图像分割算法进行颗粒分割并使用球谐函数重构颗粒的表面形貌,根据颗粒的多尺度形态指标序列实现整个加载过程中颗粒的准确匹配与追踪,并分析颗粒位移、转动、局部非仿射运动和局部孔隙率等微观动力学和微观结构指标的演化规律.在剪切过程中颗粒体系的竖向位移分布呈现2个锥形区域,颗粒的转动分布出现明显的X型剪切带.用于度量局部塑性变形程度的局部非仿射运动和局部体积分数呈现出较为明显的相关关系,表明颗粒微观动力学与其微观结构之间存在因果关系,局部自由体积较大的地方更易发生塑性变形.

Pt-Cu合金催化剂上甲烷无氧偶联的机理与微观动力学研究:从单原子位点到单团簇位点

随着天然气和页岩气资源的大量发现,作为主要成分的甲烷,其转化为高值化学品是一条具有开发潜力的路径.在各种甲烷转化途径中,甲烷无氧直接转化具有碳原子利用率高和二氧化碳排放少的优点,更具应用前景.然而,甲烷的无氧转化仍然面临反应温度高、C_(2)烃选择性低和催化剂易积碳失活的难题.因此,大量的研究集中在催化剂研发上,期望通过选择性地打破C-H键,并且催化C-C偶联,实现高效活化甲烷、高选择性生成C_(2)烃,近期研究发现,被Cu等金属隔离的Pt位点,被金属氧化物分散的Pt位点,都有利于甲烷无氧偶联生成C_(2)烃.特别是Pt-Cu单原子合金催化剂,其中分散的Pt单原子不仅.具有较高的打破C-H键活性,而且能够抑制甲烷深度脱氢,具有很好的抗积碳性能.虽然单原子Pt具有很好的甲烷活化性能,但进一步催化C_(2)烃生成的反应过程并不清楚,同时单分散的Pt团簇也可能存在于Pt-Cu合金表面,而关于它们催化甲烷无氧偶联的机制也缺乏研究和认识.本文在Cu(111)表面建立Pt_(1),Pt_(2)和Pt_(3)位点(分别标记为Pt_(1)©Cu(111),Pt_(2)©Cu(111)和Pt_(3)©Cu(111)),采用密度泛函理论计算与微观动力学模拟相结合的方法,研究甲烷无氧偶联的催化反应机理与反应性能,评估并比较单原子与单团簇的催化反应性能.通过对甲烷分解的基元反应计算发现,CH_(4),CH_(3)和CH_(2)的脱氢反应分别在Cu(111)上的Pt_(1),Pt_(2)和Pt_(3)位点上最有利.然而,相应的CHx(x=3,2,1)物种直接偶联形成C_(2)H_(6),C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2)的反应,分别在Cu(111)上的Pt_(3),Pt_(1)和Pt_(2)位点上最有利.三种Pt位点独特的反应趋势,主要源于Pt位点与CHx物种不同的结合能力.反应条件下甲烷无氧偶联的微观动力学模拟表明,Pt_(1)©Cu(111)催化甲烷转化的活性最高,而加入少量的氢气可以显著提高乙烯的选择性,750 K时最高选择性可达96.2%.在Pt_(1)©Cu(111)表面,Pt位点主要负责C-H键裂解,Cu位点是C-C偶联的活性中心.通过密度泛函理论计算,发现Pt_(1)©Cu(111)在反应条件下结构稳定.综上,本文揭示了Pt单原子位点(SASs)和Pt单团簇位点(SCSs)上的甲烷无氧偶联反应机制,并预测Pt SASs在甲烷无氧偶联中比Pt SCSs更有优势,为高效甲烷无氧偶联催化剂制备提供一定借鉴.

水溶液微观动力学及结构弛豫机制研究进展

了解离子的基本水化动力学及其与水环境的耦合对能源、分子生物学、生物医学科学和化学反应等领域的研究具有重要意义,这篇文章论述了近年来围绕离子和离子基团的水动力学理论建模及相关的振动光谱的研究进展,特别是理论建模的水重定向动力学研究进展、水溶液复杂体系微观动力学与结构弛豫分子机制的研究进展及展望。

山西沁水盆地煤层气成藏的微观动力能条件研究

煤层气成藏的微观动力能条件主要包括煤储层的孔隙—裂隙系统、煤储层的生气作用和储气作用两个方面。以山西沁水盆地为例,深入剖析了煤储层的孔隙—裂隙系统及其发育历程、煤储层的生气作用与能量聚散,阐明了煤层气成藏的微观动力能对成藏效应的控制作用。结果表明:构造作用对储层渗透率具有明显的控制作用,成烃增压致使能量聚集,成为盖层突破作用的主要驱动力,而能量放散则主要是通过煤储层孔隙—裂隙系统的产生、发展。根据上述研究成果,沁水盆地煤层气成藏的地质区划结果为:盆地南部的有利区带为阳城和晋城的北部地区,包括潘庄、樊庄、郑庄等地区;盆地中部的有利区带为安泽—沁源地区,位于盆地西斜坡的中南部;盆地北部的可能有利区带为寿阳东南部地区,位于榆次东北部和阳泉西南部之间。

瓦斯爆炸微观动力学及热力学分析

利用密度泛函方法B3LYP/6-31G分别研究瓦斯气体与单重态和三重态氧的反应过程,优化得到各步反应反应物和产物的稳定构型及相应构型参数,计算得到各反应的反应焓变、吉布斯自由能和活化能等.从热力学和动力学角度分析计算结果,并与瓦斯爆炸链式反应机理比较,得到重要中间产物甲醛,以及产物甲醛基、二氧化碳、一氧化碳、水、氢自由基等.

纯铝熔体的微观动力学行为

利用反映原子多体相互作用的紧束缚模型及分子动力学计算机模拟技术,研究了液态金属Al的熔体结构与微观动力学行为。计算了纯金属熔体Al在不同温度下的双体分布函数,平均平方位移及速度自相关函数。模拟结果与实验结果吻合得很好。

论科学研究的微观动力

我国当前的学风浮躁现象与科学研究的微观动力有关。寻求对好奇心的满足一直是人类探索自然奥秘的动力。在科学研究高度职业化的大科学时代,对综合利益的诉求在客观上也是科学家从事科学研究的动力,从而使科学家表现出科学人和经济人的双重角色,并都以科学共同体的承认为追求目标。共同体中“成果—承认—满足”的机制使科学家的好奇心和好利心得到不同程度的满足和激励,也导致了建制目标的间接化,但不会影响共同体建制目标的实现。因此,共同体认可科学家对承认的直接追求是一种双赢的折衷。解决学风浮躁的问题必须正视科学家所具有的经济人角色。

Cu(111)与Cu(110)上水煤气变换反应的微观动力学分析及MonteCarlo模拟

通过对Ｃｕ（１１１）与Ｃｕ（１１０）晶面上水煤气变换反应中基元步骤动力学参数的计算及表面氧化还原机理的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟，发现该反应为结构敏感反应，其表观活化能强烈地依赖于催化剂的表面结构，从而在一定程度上从分子水平阐明了催化剂表面结构对反应活性的影响．

多相催化微观动力学与催化剂理性设计

微观动力学研究包含微观动力学分析和催化反应综合两个组成部分,是揭示多相催化反应机理和筛选固体催化剂的重要手段。密度泛函理论的进展和应用使得动力学分析能够半定量地描述复杂过程的反应动力学,并确定标识催化反应活性的描述符及其最优范围。催化反应综合可以在大量候选催化材料中筛选出具有更高活性、选择性、稳定性和更加廉价的多组分催化剂。密度泛函理论计算与微观动力学研究相结合为理性催化剂设计提供了一条崭新的途径。

中国企业开展绿色营销的微观动力分析

由于存在绿色营销认识上的冲突 ,绿色营销尚未成为大多数企业的共同理念和企业的普遍实践 ,这种认识上的冲突与现有的绿色营销理论没能很好地从企业微观主体的角度解释动力问题有关。本文通过对绿色壁垒、目标市场、产业市场占有、竞争战略、报酬后置、企业可持续发展的分析 ,揭示了绿色营销与企业利润最大化目标之间的内在的一致性关系 ,同时提出基于来自于政府、消费者和跨国公司的日益增大的压力 ,中国企业面临着开展绿色营销的紧迫性。

Ni(115)台阶面对氢表面微观动力学行为的影响

用5参数Morse，势模拟氢-镍表面体系相互作用势，考察了氢原子在Ni（115）台阶而上吸附扩散行为，同时构造了氢分子与Ni（100）和Ni（115）台阶面相互作用推广的LEPS势能面，考察了氢分子解高化学吸附的微观动力学性质．理论结果表明，由于台阶的影响，使氢分子解离的活化垒明显降低，在台阶处形成了氢原子和氢分子表面扩散的捕获势讲．

CO吸附在过渡金属铂表面的微观动力学研究

建立了处理双原子分子-表面相互作用的推广的LEPS势.借助推广的LEPS势,系统研究了一氧化碳分子在铂低指数表面吸附的动力学特性,重现了低指数表面的分子吸附热、吸附几何及本征振动等实验数据;鉴定了某些不合理的文献信息,预测了实验尚未探测到的重要信息:预测到Pt(100)表面四重洞位的C-O伸缩振动频率为1962.60cm-1;预测到Pt(110)表面吸附态的C-O及C-Pt键长分别为115.1、147pm.

水煤气变换反应的微观动力学分析──Cu基催化剂上H_2S中毒失活原因的 Monte Carlo 模拟研究

用ＢＯＣＭＰ方法及ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟技术，对Ｈ２Ｓ导致Ｃｕ基催化剂失活的原因进行了计算分析。研究结果表明，当原料气中存在Ｈ２Ｓ时，ＷＧＳ反应的活化能明显高于无Ｈ２Ｓ时的活化能，随着表面Ｈ２Ｓ浓度的增大（θ＝０，０．１０，０．２５），反应的活化能也逐渐变大（其大小比为１∶１．３４∶３．３），究其原因可归结为Ｈ２Ｓ的存在使得反应物分子的吸附热减小，从而使Ｈ２Ｏ的解离吸附（ＷＧＳ反应的速控步骤）活化能增大。

硅片直接键合的微观动力学研究

基于直接键合硅片表面能与退火温度的关系曲线， 定量讨论了键合时键合界面上的微观动力学变化过程。首次提出五阶段键合模型计算值与实测表面能曲线相一致，初步确定了键合过程中界面发生的微观反应机理。

教改立项课题成果转化的微观动力分析

教改立项课题成果转化率低与研究的微观动力有关。因为,科学研究者具有科学人与经济人的双重角色。所以,要加速教改立项课题成果的转化,就必须正视课题研究者所具有的经济人角色。

社会演进的宏观动力机制与微观动力机制

马克思在《〈政治经济学批判〉序言》中所提出的因果链条律是宏观动力机制规律,而不是微观动力机制规律;马恩所说的“自然历史过程”仅仅是针对世界历史总趋势之轨迹而讲的,而不是说历史演进的快慢、具体实现形式等。经典作家所讲的生产关系对生产力的反作用、上层建筑对经济基础的反作用,实乃历史变迁的微观动力机制。社会形态的演进之所以最终可以归结为生产力的发展,是因为在经济、社会系统的反馈控制机制中,最终是以生产力的发展为效果检验标准的。面临知识经济时代的曙光,在关于文化作用的问题上,不允许我们在理念的选择上有丝毫的含糊和犹豫。

非晶合金激波晶化的微观动力学机制

从非晶的有序原子集团(ordered cluster)和位错模型出发,利用位错动力学讨论了在激波作用下,非晶合金晶化为纳米晶的过程。激波与cluster周围局域应力场的相互作用,使cluster旋转,类液区cluster、类晶cluster切变沉积到有序原子集团,在μs内形成微晶。

微观动力学理论及其在化学反应工程教学中的作用

微观动力学理论中的过渡态理论和线性自由能理论有力地推动了化学反应工程领域的基础研究和工业应用研究。作为研究生教学内容改革的一次探索,本文初步梳理了微动力理论中过渡态理论和线性自由能理论的相关基础知识,将其整理为方便研究生理解的一节内容,借此培养化学工程与工艺专业学生的前瞻性视野,为促进学生创新能力的培养做好理论基础的铺垫。

吸附量热技术和多相催化微观动力学

本文介绍了多相催化研究中的吸附量热技术、多相催化微观动力学及其计算机模拟，以及吸附量热技术在定量表征固体催化剂表面中心和在多相催化微观动力学分析中的重要作用。

基于知识共享的企业自主创新微观动力机制研究

在知识经济社会中,企业内知识流动与共享成为其自主创新的重要来源,企业需要建立并充分发挥自主创新微观动力机制以促进知识共享来推动其自主创新能力的提升。企业自主创新微观动力机制包括基于市场需求和顾客满意的创新机制、创新型人才引进与开发机制、创新型人才激励机制和自主创新动态管理机制,只有整套机制的协调运行才能真正推进企业自主创新能力的提升。