CO_(2)注气压力对瓦斯扩散系数影响规律实验研究

煤层CH_(4)解吸效率低、扩散慢的特点严重制约着煤层瓦斯抽采的效率,为解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,选取晋城赵庄煤矿煤样,研究不同注气压力对驱替CH_(4)过程的影响以及驱替过程中CH_(4)扩散系数的变化规律,利用自主研发的CO_(2)驱替CH_(4)试验平台,在0.6、0.8、1.0 MPa等不同注气压力条件下分别进行CO_(2)驱替CH_(4)实验。结果表明:驱替压力越大,达到最大CH_(4)排放量的时间越短,CO_(2)突破时间越快,置换效率越大,驱替效果越好;CH_(4)气体驱替过程分为3个阶段,先急剧增加再缓慢增加最后保持平稳;在同一注气压力下,瓦斯扩散系数随时间呈先增大后减小的变化规律,注气压力为0.6、0.8、1.0 MPa时,瓦斯扩散系数的最大值分别为2.27×10^(-5)、3.36×10^(-5)、4.62×10^(-5) cm^(2)/s。从实验结果可知,不同注气压力下,CO_(2)对CH_(4)主要起到驱替作用、置换吸附-解吸作用及稀释驱替作用;每个阶段的CH_(4)气体运移情况不同,根据实验阶段合理调整注气流量、压力等参数,使注驱技术搭配更高效。研究结果对CO_(2)深埋与瓦斯(煤层气)高效抽采具有理论指导意义。

反应条件下多孔催化剂上有效扩散系数及曲节因子的分析计算

采用 CDS- 810微反系统 ,在实验条件为 :常压、氢苯比 3.0～ 8.0、温度 36 3.15 K～ 45 3.15 K时 ,进行了在四种不同粒度 Ni/ Al2 O3催化剂上的气相苯加氢反应。利用实验数据计算了不同反应组成、不同反应速率时苯的有效扩散系数、反应死区及催化剂的曲节因子。计算结果表明 :有效扩散系数不随反应速率改变 ,多孔催化剂的曲节因子可以看作多孔催化剂的结构参数 ,不随反应条件变化。

重油在催化剂中的有效扩散系数及扩散受阻因子

通过对大港减压渣油超临界萃取(SFEF)窄馏分在FCC催化剂与SiO_2模型催化剂中有效扩散系数的研究,得到了催化剂孔径对有效扩散系数的影响和催化剂的扩散受阻因子。结果表明,SFEF窄馏分在FCC催化剂中的扩散受阻因子均小于1,为受限扩散,在大孔FCC催化剂中的扩散受阻因子是参比催化剂中的2～3倍。当扩散分子直径小于1.8 nm时,SFEF窄馏分在孔径大于5.6 nm的SiO_2模型催化剂中的扩散受阻因子均大于1;当扩散分子直径大于1.8 nm时,SFEF窄馏分在孔径为5.6～7.9 nm的模型催化剂中的扩散为受限扩散。SiO_2模型催化剂的曲折因子为2.87,在经验值范围内。当平均孔径相近时,SFEF窄馏分在模型催化剂中的有效扩散系数比大孔FCC催化剂中大两个数量级,说明有效扩散系数不仅与扩散分子直径与催化剂孔径的比值λ有关,还与催化剂的孔结构密切相关,仅用λ来关联扩散受限程度是不准确的。采用SiO_2模型催化剂研究有效扩散系数与孔径的关系更为准确合理。

垃圾填埋场中水泥土屏障对Cu^(2+)的阻滞性能

通过室内模型试验,研究了不同水泥掺量的水泥土防渗屏障和上海老港填埋场的膨润土砂水泥(塑性混凝土)防渗屏障对Cu^(2+)的阻滞效果,并应用数值模拟的方法对Cu^(2+)在防渗屏障中的有效扩散系数进行求解.研究结果表明,随着水泥掺量和屏障厚度的增加,水泥土屏障对金属离子的阻滞效果会逐步提升;Cu^(2+)在水泥土中的有效扩散系数(1×10^(-7)~2.5×10^(-7) cm^2·s^(-1))是在土中的有效扩散系数(9.53×10^(-6)~1.14×10^(-5) cm^2·s^(-1))的1/35~1/100;上海老港填埋场中的塑性混凝土防渗屏障对Cu^(2+)有较好的阻滞效果.

镍基彩色电沉积Cu_2O椭圆偏振光谱研究

应用电化学方法在Ni基底上沉积Cu2O彩色膜层以期提高装饰效果.X光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)测试表明,膜层由Cu2O组成,沉积层光滑平整,且Cu2O层均匀覆盖Ni基底.椭圆偏振光谱表征不同沉积时间的膜层,提出膜层内存在由Ni逐渐变为Cu2O的过渡层,建立"空气—Cu2O层—过渡层—Ni基底"4层膜模型,并借助梯度有效介质近似解析椭圆偏振光谱,得到不同沉积时间的膜层厚度以及厚度随时间线性增长关系.

Ag掺杂Cu_2SnSe_3致相反热电性能及其复合提升

热电材料可有效回收废热并将其转化为电能,然而转换效率受复杂耦合热电参数的限制。高效热电材料需要具有优异的电传输和良好的隔热性能。具有类金刚石结构的Cu2SnSe3是一种潜在的中温区热电材料,本研究通过在Sn位和Cu引入Ag离子,分别获得了高电传输相Cu2Sn0.93Ag0.07Se3和低热传输相Cu1.91Ag0.09SnSe3,然后通过机械混合和烧结制备了Cu2Sn0.93Ag0.07Se3和Cu1.91Ag0.09SnSe3两相复合的材料。利用两相材料的晶体结构相同和晶格常数匹配的特点,在高温段有效地协同调控了Cu2SnSe3材料的电输运和热输运性能,从而使材料的高温热电性能得到优化,用有效介质理论很好地描述了高性能的两相复合材料的电和热传输行为。

一种具有减反射性能的Cu2ZnSnS4太阳能电池透明导电氧化物薄膜

通过研究一种新型透明导电氧化物薄膜(transparent conductive oxide,TCO)的减反射作用,探索增加入射光进入Cu2ZnSnS4(CZTS)太阳能电池从而提高太阳能电池效率的新途径.在AM1.5光照条件下,设计了一种在宽波长范围内具有更好的减反射性能的TCO薄膜,即SiO2/ZnO减反射TCO薄膜(antireflective transparent conductive oxide,ATCO).为了衡量300-800 nm波长范围内的减反射效果,引入了有效平均反射率方法(effective average reflectance,EAR)进行测算.为充分考虑折射率色散的影响以及TCO,ATCO薄膜与有源层的耦合,本文采用多维光学传输矩阵对各关键材料层的耦合及膜厚进行了优化,以准确衡量最优的减反射效果.最后,通过比较常规CZTSSC和ATCO-CZTSSC的减反射性能,得到了新型ATCO膜,可以有效地减少光损耗并提高光电转换效率的结论.

新型薄膜扩散梯度装置定量测量水环境中重金属形态

采用以纤维素透析膜为扩散相,0.05 mol/L羧甲基纤维素钠(CMC)溶液为结合相的薄膜扩散梯度(DGT)装置(CMC-DGT)定量累积和测量水溶液中Cu2+,Cd2+和Pb2+的有效态;考察了pH值和离子强度对CMC-DGT累积Cu2+,Cd2+和Pb2+的影响以及不同配体(乙二胺四乙酸二钠、单宁酸和黄腐酸)对重金属有效态的影响;测量了外加标的天然水和工业废水中重金属的有效态浓度;并比较了不同结合相DGT装置对同一水体中重金属的有效态浓度.实验结果表明,0.05 mol/L CMC溶液对Cu2+,Cd2+和Pb2+累积容量分别为0.24,0.11和0.45 mg/mL;定量累积的最佳pH值范围分别为3.7～8.0,4.7～9.0和4.7～8.0;随着离子强度的增大,CMC-DGT对Cu2+,Cd2+和Pb2+的累积容量下降;CMC-DGT能够定量地累积配制水中的游离Cu2+,Cd2+和Pb2+,回收率分别为92.1%,100.6%和96.4%;当有配体存在时,随着配体浓度的增大,CMC-DGT测量的Cu2+,Cd2+和Pb2+有效态的浓度随之下降;在过滤工业废水、河水和湖水中,不同结合相DGT装置对重金属有效态的测量值不同.结果表明,CMC可作为DGT技术新的液态结合相.

浸渍活性炭脱除低质量浓度H_2S性能的研究

浸渍法制备了Na2CO3浸渍活性炭(IACⅠ)和一种高效脱硫剂(IACⅡ)。通过测定低质量浓度H2S在固定床上的穿透曲线,比较了原活性炭(AC)、IACⅠ和IACⅡ的脱硫效果。考察了原料气相对湿度,H2S质量浓度对穿透过程的影响。建立了固定床反应器一维轴向扩散模型模拟脱硫穿透曲线,并进行了数值求解。通过模型计算与实验测量穿透曲线拟合,确定了有效扩散系数等参数。结果表明,IACⅡ的脱硫效果最佳,其有效扩散系数较IACⅠ有所提高。提高相对湿度有利于增大硫容,但有效扩散系数略有降低。随着H2S入口质量浓度升高,有效扩散系数增大,穿透变快,硫容略有降低。

超细SiO_(2)改性壳聚糖膜的制备、表征及蛋白质分离性能研究

本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO_(2)颗粒(5~10μm)制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶(14 kDa)、胰蛋白酶(20 kDa)、胃蛋白酶(34 kDa)、鸡卵清蛋白(43 kDa)和牛血清白蛋白(65 kDa)在壳聚糖膜内的有效扩散系数(effective diffusion coefficients,D_(eff)),实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的D_(eff)变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的D_(eff)出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通道的大小与鸡卵清蛋白的分子大小相当。本研究结果可为生物酶制剂精制过程的膜过滤操作提供参考。

有效介质近似在Cu-MgF_2复合纳米颗粒薄膜光学性质中的适用性研究

采用射频磁控共溅射技术制备了Cu体积分数分别为15％和30％的Cu—MgF2复合纳米颗粒薄膜。透射电镜形貌图像表明，薄膜由不同形状的Cu晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2陶瓷基体中构成。用椭偏光谱技术计算得到Cu—MgF2复合薄膜在270-830nm波段的光学常数谱。用考虑颗粒形状效应的有效介质近似计算得到Cu—MgF2复合薄膜在相同波段的光学常数谱。谱相结合，分析讨论了Cu—MgF2复合薄膜的光学特性。把两样品的透射电镜形貌图像与光学常数理论谱、实验结果表明：去极化因子取值0．33的麦克斯韦-噶尼特（Maxwell-Garnett）模型可以较好地解释Cu体积分数为15％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质，而去极化因子取值0．6的布鲁格曼（Bruggeman）模型可以较好地解释Cu体积分数为30％的Cu—MgF2复合薄膜的光学性质。

一种具有良好直流叠加特性的Fe_(95)Si_1B_2P_(0.5)Cu_(1.5)磁粉芯的制备（英文）

采用片状Fe_(95)Si_1B_2P_(0.5)Cu_(1.5)合金粉体替代球形Fe-6.5%Si合金粉体,制备了FeSi系金属磁粉芯。研究了合金粉及磁粉芯的制备,退火温度和成型压力对磁粉芯的软磁性能的影响。结果表明,经450℃/1 h退火处理后,Fe_(95)Si_1B_2P_(0.5)Cu_(1.5)磁粉芯的磁导率在1～200 kHz频率范围内具有良好的频率稳定性,磁粉芯内部残余内应力得到充分的释放,其有效磁导率μe得到大幅的提升,成型压力为1.74GPa时,最大值达到53。随着外加直流磁场强度的逐渐增大,磁粉芯的有效磁导率逐渐下降,当外加直流磁场强度H=4 kA/m时,有效磁导率μe维持在70%以上,当H继续增大到10.4 kA/m时,μe仍大于20,表明磁粉芯具有良好的直流叠加特性。

Cu_3(BTC)_2提高聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜气体分离性能成因的研究

将金属有机骨架化合物Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺改性复合膜,用于气体分离的研究。考察了操作温度和压力对CO2、CH4、O2和N2在改性复合膜中的渗透系数、扩散系数、溶解度系数和分离系数的影响。结果表明,填充Cu3(BTC)2可降低气体的渗透活化能、扩散活化能和膜的压缩效应,进而提高气体的扩散性能和渗透性能;Cu3(BTC)2改性复合膜在低温条件下可得到较高的渗透性能和分离性能,较高压力可在不降低膜分离性能的基础上提高其渗透性能。