基于自由能最小原理的铜精矿物相组成计算研究

针对铜精矿物相组成分析耗时滞后和在线准确判断实现困难的问题,依据地球化学和成矿动力学理论,提出铜精矿历经漫长成矿过程后已基本达到或接近平衡态的假设,并将铜精矿视为若干化合物的混合体,基于成矿平衡态铜精矿体系吉布斯自由能最小原理,构建了铜精矿物相组成线性规划计算模型。几种典型铜精矿的实例验证表明,该模型能较为准确地计算铜精矿物相组成。

七水硫酸锌热解过程的吉布斯自由能最小原理及TG-DTA分析

利用吉布斯自由能最小原理计算了七水硫酸锌在25～1100℃下的平衡组成，并结合TG—DTA研究了其热分解过程。七水硫酸锌的热解大致可以分为脱结晶水和无水物热分解两个阶段。脱水发生在室温～311℃时，无水物热分解则发生在687—1050℃时。脱水段固相含有ZnSO4·6H2O、ZnSO4·H2O、ZnSO4·xH2O[x∈（0．8，0．9）]等，无水物分解段中间产物有ZnO2·ZnSO4，最终固相产物为ZnO。结果表明，吉布斯自由能最小原理和TG—DTA具有内在一致性。

丁烯裂解制取丙烯和乙烯的热力学因素分析及反应性能研究

用吉布斯自由能最小原理法对C2～C5烯烃构成的热力学网络进行了平衡状态的计算,并与1丁烯及混合碳四烃在ZSM5分子筛催化剂上的催化裂解实验结果进行了比较。结果表明:在ZSM5分子筛催化剂上,不管进料是1丁烯还是混合碳四烃,裂解产物中C2～C5烯烃收率随温度的变化趋势同热力学规律一致,即随温度升高乙烯产率不断升高,而丙烯的产率在630～650℃达到最大值。推荐实现最大化丙烯收率的温度范围为630～650℃。

利用蚁群算法计算复杂体系化学平衡

基于Gibbs自由能最小原理,本文利用蚁群算法构建了一个复杂体系化学平衡计算的数值计算模型。该模型嵌入局部搜索算法以提高计算精度,通过蚁群移动以获取全局最优解。通过算法验证计算表明,该模型能够作为一种复杂体系化学平衡计算的方法。

精准宏观超分子组装

宏观超分子组装是近年来超分子科学的新兴研究方向,其本质是表面修饰有大量超分子官能团的宏观构筑基元的界面组装.由于组装过程中存在较多热力学亚稳态,导致最终产生大量非精准组装体,整体结构有序度低,制约了其在高性能超分子材料方面的应用,因此,如何实现精准宏观超分子组装,构建有序超分子结构,成为了制约宏观超分子组装发展的瓶颈问题之一.本专论从宏观超分子组装的概念与组装机制出发,根据宏观超分子组装过程的特点,分析阐述了组装体中存在不同界面匹配度的热力学亚稳态的问题;继而,从能量面的角度展开分析,总结和归纳了提高组装结构有序度的精准组装策略,包括:(1)利用组装体热力学稳定性差异,设计各向异性构筑基元诱导目标组装结构的形成,发展自纠错策略提高组装界面匹配度;(2)引入宏观构筑基元的组装动力学设计,使构筑基元发生自驱动运动并通过界面长程力取向,使组装界面达到高度匹配,实现近热力学平衡态的精准组装,直接获得精准结构.进而,结合精准宏观超分子组装制备的有序结构,我们展望了其在构建组织工程支架方面的应用前景.