大粒径硅溶胶粒径增长及其控制工艺的研究

大粒径硅溶胶在涂料、化学机械抛光、催化剂载体等工业领域中都有着极其广泛的应用。在添加适量催化剂的条件下,采用单质硅粉氧化法制备了大粒径溶胶。重点介绍了大粒径硅溶胶的分类、性质及应用,通过研究不同条件下大粒径硅溶胶的粒径增长过程分析了大粒径硅溶胶制备过程中的粒径增长机理。在添加阴离子表面活性剂的条件下,采用浓缩蒸馏实验研究了大粒径硅溶胶粒径增长与其浓度的关系,结果表明:随着大粒径硅溶胶浓度的增大,大粒径硅溶胶的粒径呈先减小后增大的趋势。最后提出了制备大粒径硅溶胶的粒径控制工艺。

气溶胶粒径吸湿增长因子的机器学习模型

利用成都市2017年10~12月浊度计、黑碳仪和GRIMM180环境颗粒物分析仪的逐时观测数据,结合该时段同时次大气能见度(V)、相对湿度(RH)和二氧化氮(NO_(2))监测资料,基于Mie散射理论和免疫进化算法反演气溶胶粒径吸湿增长因子.首先,以RH、C_(BC)、C_(BC)/C_(PM1)、C_(PM1)/C_(PM2.5)以及C_(PM2.5)/C_(PM10)作为解释变量集,构建了3种气溶胶粒径吸湿增长因子的机器学习模型(XGBoost模型、CatBoost模型和LightGBM模型),对应的决定系数(R 2)分别为0.869、0.893和0.898,均方根误差(RMSE)分别为0.108、0.097和0.090,平均绝对误差(MAE)分别为0.061、0.054和0.052.通过3种模型进行测试表明,气溶胶粒径吸湿增长的机器学习模型显著降低了传统单变量气溶胶粒径吸湿增长模型在高湿条件下的模拟偏差,也提升了气溶胶粒径吸湿增长多变量GAM模型的计算精度.最后,分析了不同解释变量对机器学习模型模拟效果的影响,确认了黑碳是气溶胶吸湿增长模型的主控变量.研究进一步阐明了气溶胶粒径吸湿增长因子多因素影响的复杂性,并为其模型的科学表征提供了新途径.

气溶胶粒径吸湿增长多因素影响的GAM模型

该文利用成都市2017年10-12月浊度计、黑碳仪和GRIMM180环境颗粒物分析仪的逐时观测数据,以及该时段同时次大气能见度(V)、相对湿度(RH)和二氧化氮(NO2)监测资料,通过免疫进化算法反演气溶胶粒径吸湿增长因子(Gf),分析了以RH为单变量Gf(RH)参数化方案的模拟偏差,并基于广义可加模型系统探讨了Gf对多因素变化的响应关系。结果表明:(1)Gf(RH)参数化方案在低相对湿度条件下(RH<85%)均能很好地模拟Gf随相对湿度的变化特征,但在高相对湿度条件下(RH>85%)的拟合值则会出现较大的偏差。(2)利用多元递归法和方差膨胀因子(VIF)相结合构建了RH、C_(BC)、C_(BC)/C_(PM1)、C_(PM1)/C_(PM2.5)和C_(PM2.5)/C_(PM1)0的解释变量集(C_(BC)、C_(PM1)、C_(PM2.5)、C_(PM1)0分别为BC、PM1、PM2.5、PM10的质量浓度),其中RH和C_(BC)对Gf影响较大,对应单变量GAM模型中的调整判定系数(R2)分别为0.78和0.17;C_(BC)/C_(PM1)、C_(PM1)/C_(PM2.5)和C_(PM2.5)/C_(PM1)0对Gf影响相对较小,对应单变量GAM模型中的调整判定系数(R2)分别为0.08、0.12和0.03。(3)以RH、C_(BC)、C_(BC)/C_(PM1)、C_(PM1)/C_(PM2.5)和C_(PM2.5)/C_(PM1)0为自变量构建了Gf多因素影响的GAM模型,对应的调整判定系数(R2)和压轴回归决定系数(R2)分别为0.868和0.872,降低了在高相对湿度条件下(RH>85%)的拟合偏差,显著提升了霾天气条件下气溶胶粒径吸湿增长因子的模拟效果。

单质硅粉法制备大粒径硅溶胶

利用硅粉法制备种子硅溶胶,通过对工艺条件的探索,寻求种子粒径增长及产品粒度分布均匀的平衡点。通过实验,考察种子浓度、温度、硅粉用量、催化剂用量、反应时间对种子生长的影响,得出较佳实验条件:种子生成温度为80℃,所得种子平均粒径为23 nm;硅溶胶生成温度为90℃,硅粉用量为15 g,催化剂用量为0.3 g,种子质量浓度为1.0%,反应时间为8 h,所得溶胶平均粒径为60 nm。

苯乙烯无皂乳液聚合粒子增长及分布的演变机理

在少量带亲水性离子基团的共聚单体烯丙基甘油醚磺酸钠(Cops-Ⅰ)存在下,对苯乙烯(S t)无皂乳液聚合中乳胶粒子的增长过程进行了在线跟踪测定,探讨了粒径及粒径分布随时间的变化及其与转化率之间的相互关系。根据对实验数据的分析,提出了该聚合体系中乳胶粒子的增长机理。发现在聚合过程中,聚合前期主要以粒子间的聚并来实现粒子的增长,增长速率快,粒径分布窄;聚合后期则主要以吸收水相单体及引发乳胶粒内部单体进行聚合反应为粒子增长的主要方式,增长速率慢,粒径分布变宽。

气溶胶吸湿性及其对霾形成的影响研究进展

气溶胶吸湿性与其微物理过程和化学性质密切相关,研究气溶胶吸湿性对于揭示雾霾的形成机制,提高云凝结核(CCN)模拟精度等具有重要意义。在调研国内外相关文献的基础上,总结了大气气溶胶吸湿性测量与模拟计算方法,梳理了气溶胶吸湿性与气溶胶粒子组分、粒径谱、粒子老化过程及混合态的关系。由于排放源和环境条件的不同,不同区域气溶胶吸湿性具有不同的变化特征,气溶胶吸湿性对霾形成具有重要影响,气溶胶吸湿性引起的辐射强迫越来越得到关注。通过以上分析总结,以期为未来与气溶胶吸湿性研究的相关工作提供参考借鉴。

HEC稳定的VAc/BA乳胶粒子增长及分布的演变机理

以羟乙基纤维素(HEC)为主要稳定剂,采用半连续种子乳液聚合法合成了聚醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯(VAc/BA)乳液.对乳液聚合过程中乳胶粒粒径增长进行了测定,探讨了粒径及粒径分布随时间及其与转化率之间的相互关系.根据对实验的分析提出了该聚合体系中乳胶粒子的增长机理.发现HEC在单体和引发剂作用下存在降解与接枝两种趋势,其程度决定乳胶粒子增长与分布.