分别以NH₄H₂PO₄和H₃PO₂作为磷源,采用等体积浸渍-程序升温还原法制备了Ni₂P/SiO₂催化剂,采用H₂-TPR、XRD、CO化学吸附、NH₃-TPD和H₂-TPD等表征手段并结合月桂酸甲酯加氢脱氧反应评价,研究了还原温度对H₃PO₂作为磷源制备Ni₂P/SiO₂催化剂的结构及催化月桂酸甲酯脱氧性能的影响,并与以NH₄H₂PO₄作为磷源制备的催化剂进行了比较。研究表明,随还原温度提高,以H₃PO₂为磷源制备的Ni₂P/SiO₂催化剂中Ni₂P晶粒尺寸及CO吸附量增加,但催化剂表面磷含量及酸量减少;其催化月桂酸甲酯脱氧反应的性能呈提高趋势,这与其表面Ni位增多及表面P含量逐渐减少密切有关。与以NH₄H₂PO₄为磷源所制备的Ni₂P/SiO₂催化剂相比,以H₃PO₂为磷源所制备的Ni₂P/SiO₂更有利于催化月桂酸甲酯的加氢脱氧路径,可能与其表面具有较强的酸性有关。

采用球磨法制取了Au/Al₂O₃/Mn₂O₃催化剂,并对其进行了NO_x储存还原(NSR)性能研究。实验结果表明,Au担载量对该催化剂的低温NSR催化活性有很大的影响,随着Au担载量的增加,其NSR催化活性呈上升趋势:当Au担载量不高于1.0%(质量分数,下同)时,分散度高,与载体Al₂O₃、Mn₂O₃之间存在强的相互作用力,导致在150℃条件下Au的氧化物难以被还原成活性组分Au⁰,所以没有活性;当Au担载量大于1.0%时,颗粒尺寸变大,与载体Al₂O₃、Mn₂O₃之间相互作用力变弱,使得Au的氧化物在150℃条件下较容易被还原成Au⁰,所以活性得到显著提升。当Au担载量为2.0%时,NO_x转化率和N₂选择性分别能够达到49.6%和71.9%。

高选择性一步转化纤维素制山梨醇,是实现纤维素制备高附加值化学品的一个重要途径。催化剂的酸水解性能及加氢性能直接影响纤维素一步转化的反应结果。筛选了一系列纳米酸性金属氧化物与Ru/CMK-3组合催化剂,结果表明纳米γ-Al₂O₃-Ru/CMK-3组合催化剂可高选择性催化纤维素转化为山梨醇,在适宜的反应条件下,纤维素转化率为49.8%,山梨醇选择性可高达91.3%。并讨论了各组合催化剂的酸性位、加氢活性位的组合特点及反应产物的分布特征,结果表明催化剂的酸性位和加氢活性位的合理匹配是提高山梨醇选择性的重要因素。当酸性位占主导时,纤维素水解生成的葡萄糖不能快速加氢转化,会降解生成5-羟甲基糠醛等副产物,从而降低山梨醇选择性。

采用球形活性炭为载体,制备了用于乙炔氢氯化反应的载Cu催化剂, 并采用TEM进行了表征。在常压固定床反应器中考察了溶剂、酸洗液、Cu的负载量、焙烧温度对Cu/C催化剂性能的影响。结果表明, 以1 mol/L盐酸为溶剂,1 mol/L H₃PO₄为活性炭酸洗液,Cu的负载量为15%,焙烧温度为500℃时,该催化剂具有较高的分散度和反应活性。空速180 h^-1、V(HCl)/V(C₂H₂)=1.1、Cu的负载量为15%、温度180℃时,乙炔氢氯化反应的转化率可达68%以上, 氯乙烯选择性不低于99.5%,同时具有较好的稳定性; 在空速为540 h^-1时, 其催化活性会因活性组分的团聚结晶而降低。

以4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氮氧自由基(T)为捕捉剂,利用自由基捕捉技术和高分辨液相-电喷雾电离质谱联用(HPLC-ESI/MS)技术,研究了工业用过氧化甲乙酮溶液(MEKP)中的单倍体2,2-二氢过氧丁烷(俗称T4)在环烷酸钴的催化作用下对苯乙烯/富马酸二乙酯共聚时的竞争引发机理。依据实验结果,提出了T4-钴离子引发苯乙烯/富马酸二乙酯共聚的机理。T4在金属钴催化作用下分解产生烷氧自由基,该自由基极不稳定,主要通过β-断裂产生乙基和过氧乙酸。不稳定的过氧酸会继续分解产生酰氧自由基和羟基,酰氧自由基进一步分解产生甲基或乙基,由此生成的乙基、甲基和羟基是引发单体聚合的真正引发源。对于苯乙烯/富马酸二乙酯的竞争引发反应,乙基易于加成富马酸二乙酯,甲基易于加成苯乙烯,而羟基只能引发苯乙烯。同时,这些高活性自由基也存在着显著的氢提取过程。

利用真实溶剂似导体屏蔽模型(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)预测发现异丙醇可以作为L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的结晶工艺中的优化溶剂,并通过实验加以验证;研究了L-丙氨酰-L-谷氨酰胺在水-异丙醇二元体系中从293.15 K至318.15 K的溶解度和相关溶液热力学性质;使用修正Apelblat方程,λh 方程, van't Hoff方程以及(NIBS) Redlich-Kister方程对溶解度数据进行拟合;通过水/异丙醇体系结合冷却-溶析耦合结晶工艺获得形态改善的L-丙氨酰-L-谷氨酰胺晶体。

首先合成顺丁烯二酸酐改性的β-环糊精,垂直沉积制备聚苯乙烯光子晶体模板。然后将改性环糊精与丙烯酸、过硫酸铵、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、诺氟沙星等混合的前驱液填入光子晶体模板中,引发交联聚合,得到蛋白石结构的凝胶光子晶体。再在二甲苯中超声除去聚苯乙烯光子晶体模板,用十二烷基硫酸钠的V(醋酸):V(甲醇)=1:9溶液除去分子印迹模板诺氟沙星,蒸馏水清洗后得到反蛋白石结构的分子印迹凝胶光子晶体。通过对比印迹凝胶光子晶体与非印迹凝胶光子晶体在同样条件下对诺氟沙星的响应性,发现印迹凝胶光子晶体能选择性地迅速响应溶液中的诺氟沙星,当诺氟沙星浓度从10^-9 mol/L递增到10^-4 mol/L时,其光子晶体的衍射峰位置从633 nm逐渐红移到722 nm,而非印迹凝胶光子晶体响应性很差。

真空电子器件密封的关键技术就是金属-陶瓷封接。为了提高氧化铝陶瓷的封接性能,通过活化钼-锰法将钨基密封材料涂覆到氧化铝陶瓷表面进行一次金属化,然后采用化学镀Ni-P方法进行二次金属化。针对钨基一次金属化材料表面比较难活化的特点,提出了一种打磨与酸洗相结合的新型预处理方法。实验结果表明,采用打磨后再酸洗的预处理方法所得到的化学镀Ni-P层表面光滑致密,Ni-P镀层与一次金属化基体的结合力良好。

以活性炭AC1为吸附剂,在体积法实验装置上分别测定了其对甲烷、乙烷、丙烷和丁烷4种气体的吸附等温线,吸附温度分别为283、293、303和313 K。利用77 K吸附氮气数据表征AC1,得到其比表面积为956 m²·g^-1,孔体积为1.36 mL·g^-1,孔径分布在1~5 nm,中孔的比例达到了61%。AC1对4种气体的吸附等温线均为I型等温线,分别采用Langmuir方程和Langmuir-Freundlich方程(简称L-F方程)对吸附平衡数据进行拟合,结果表明,L-F方程具有更好的拟合效果,为后序的多组分吸附平衡研究提供了基础数据。AC1对乙烷/丙烷的吸附平衡选择性系数在1.7~2.5,吸附选择性随吸附压力的增大而减小,吸附温度对吸附选择性无明显影响。

研究制备了一种新型导电棉布,制备工艺简单、成本低、发热性好,用于保暖保健具有良好的效果。导电棉布采用导电剂、远红外剂和黏合剂P为原料制备而成。设计了以搅拌、浸润时间及导电剂、黏合剂质量比为因素的正交优化实验,得到了优化后导电棉布相对电阻值最低的实验条件。在正交优化后的最适宜反应条件下,考察了远红外剂(二氧化钛)对导电布远红外效应的影响,结果表明当远红外剂质量分数为7.14%时,远红外效应最好。

采用内径为206 mm的有机玻璃塔,在常温常压条件下,以空气和水为介质,对一种新型的反应液渗流式催化蒸馏元件进体力学实验研究,并研究了气相流通截面分率和固体催化剂在元件内装填高度对流体力学参数的影响;利用最小二乘法回归实验数据得到了床层压降、动持液量及泛点气速的预测关联式,各关联式误差均在±4.5%以内,可作为工业设计的参考依据。

纳滤膜分离技术对2价离子的独特分离功能,使其在海水淡化脱盐、水软化处理等领域具有广泛的市场应用。针对实际工程中海水纳滤脱盐系统的节能需求,建立了"纳滤+能量回收"耦合工艺流程;研究分析了自主开发的能量回收装置产品与纳滤脱盐系统的耦合运行特性,及能量回收装置对系统运行能耗降低的实际贡献率。结果表明,自主开发的能量回收装置与海水纳滤脱盐系统的耦合运行稳定性良好,装置能量回收效率高达96.28%,对纳滤脱盐系统本体运行能耗的降低幅度可达44%。

对于储能用锰酸锂电池,除了需要准确把握其外特性,还应充分认识与电池外特性相对应的电池内特性。对储能用锰酸锂电池产品进行100%~0%荷电状态(SOC)的电化学交流阻抗测试,通过等效电路拟合,解析反映锰酸锂电池锂离子嵌入/脱出电化学反应和电荷扩散过程的电路元件参数值。结果表明锰酸锂电池的电化学反应电阻大于欧姆电阻,且随着电池SOC的降低而逐渐提高;锰酸锂电池电化学反应引起的电容效应弱于电荷扩散产生的电容效应,在20%SOC以下时锰酸锂电池扩散阻抗值随SOC的降低而逐渐提高;电池经历1 C高温(45℃)循环700次后电化学反应电阻明显提高,同时高温循环弱化了因电化学反应产生的电容效应。

直接甲醇燃料电池(DMFC)的阴极水淹、甲醇渗透及贵金属催化剂的成本问题是DMFC商业化的主要障碍。直接甲醇液流燃料电池(DMRFC)使用Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原电对取代DMFC阴极,克服了阴极的水淹、甲醇渗透和电池成本等问题。使用Comsol Multiphysics4.2a模拟软件,建立了一个DMRFC二维两相模型来预测电池性能,模拟结果显示增加阳极催化层厚度、减少阳极扩散层厚度和提高Fe³⁺浓度有利于提高电池的性能,但当阳极催化层厚度和甲醇浓度分别大于5×10^-5 m和1.41 mol/L时,电池性能并不能显著提高。

为进行液浸聚光光伏系统中液浸液体即二甲基硅油在光热条件下的老化实验研究,设计制作了气升式外环流光催化反应器。采用Fluent软件欧拉多相流模型和RNG k-ε湍流模型对反应器进行了三维全尺寸数值模拟。分析了结构参数、操作参数和硅油物性参数对反应器中气液两相流动的影响,得到反应器内循环液速和气含率等参数的分布。模拟结果与实验结果有较好的一致性。模拟结果表明:硅油黏度越小,循环液速越大,气含率越小;反应器适宜操作气速不应大于0.02 m/s;反应器最适宜高径比和环隙面积比分别为47.6和0.31~0.41。

环形分布器是实现载热体在列管式固定床反应器壳程均匀流动的重要部件。采用计算流体力学方法对丙烯氧化反应器壳程熔盐在改进结构型式(即椭圆扩张型进口,进口处两侧分别设置呈45°的导流挡板,挡板上均匀分布小孔,不均匀的开孔方式)的环形分布器内的变质量流动进行了模拟研究,分析了环形分布器内的速度及静压分布规律,并与传统型式环形分布器进行对比,并考察了出口分布孔数目及进口熔盐流量对均布效果的影响。通过计算发现,改进结构的分布器均布特性优于传统结构;优选24个分布孔能够满足流体均布的要求,且分布孔达到36,流体均布情况基本稳定;减小进口熔盐流速,进口区域速度及静压波动较小,减小了进口能量损耗,有利于流体均布。