采用碘化物碘酸盐体系作为平行竞争反应体系,利用化学探针法对Y型和T型微通道反应器的微观混合性能进行了研究。实验探讨了反应物浓度、体积流量、体积流量比等条件对微通道反应器微观混合效率的影响。结果表明,不同结构的微通道反应器有不同的H+浓度范围,Y型微通道为0.02~0.06mol/L;T型微通道为0.06~0.08mol/L。此外,反应物浓度的减小(尤其是关键组分H+浓度的减小),体积流量的增大及体积流量比的减小均有利于微观混合效率的改善;小流量下,T型微通道的微观混合效率明显优于Y型,但当体积流量增大到一定值时,两种微通道反应器的微观混合性能基本相当。
以连续多级逆流分步结晶过程为研究对象,在自行开发设计的长1350mm、内径Φ=50mm的结晶塔内,以萘-硫茚的混合物为实验物系,考察了搅拌速度、晶体床层高度、进料质量分数、回流比等操作参数对操作直线和分离效率的影响。结果表明,在900mm的晶体床层高度和回流比3.30的条件下可以将物料中萘的质量分数从95.36%提高到99.99%。
在101.32kPa下,用改进的Othmer釜测定了两种乙酸乙酯-乙醇-离子液体三元物系的等压汽液平衡数据,即乙酸乙酯-乙醇-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)与乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明:加入[BMIM]BF4和[OMIM]BF4,汽液平衡线偏离乙酸乙酯-乙醇物系的汽液平衡线;离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大;[BMIM]BF4与[OMIM]BF4表现出明显盐效应,使乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度发生改变,均消除了乙酸乙酯-乙醇物系的共沸点。离子液体对乙酸乙酯的盐析效应顺序为:[OMIM]BF4>[BMIM]BF4。因此,[BMIM]BF4和[OMIM]BF4可以作为乙酸乙酯-乙醇物系萃取精馏的溶剂,汽液平衡数据的测定可为分离过程优化设计提供依据。
采用沉积-沉淀法制备了负载型Au/TiO2催化剂,以甲醛的催化氧化作为目标反应,采用XRD和TEM对该样品进行了表征并考察了金负载量、沉淀剂种类、反应液pH值、沉积沉淀温度、活化气氛、还原温度及时间等对Au/TiO2催化甲醛氧化活性的影响。结果表明:1.80%(质量分数)的Au/TiO2,经过85℃氢气气氛还原,显示了最高的催化甲醛氧化的活性,在30℃、体积空速为15000h-1,甲醛的体积分数为4.5×10-4时,可以将50%的甲醛完全转化为H2O和CO2。样品中金物种颗粒平均尺寸为4.5nm。
将通过自由基聚合得到的聚丙烯腈(PAN)在不同温度下进行预氧化反应,借助X射线衍射(XRD)分析,根据群子统计理论,研究了PAN在预氧化过程中从线形结构到环形有序结构转变的机理,求出了预氧化反应过程中的活化能,探讨了PAN在预氧化过程中成环和成线的竞争关系。研究结果表明,在250~300?℃范围内,预氧化温度越高,越容易进行成环反应,环化度越高;预氧化过程中环化活化能为63.57kJ/mol,成环反应不占优势,环状结构与线性结构共存,PAN只有进一步高温炭化,才有可能使更多的线性结构转化为环状结构。
以无水乙醇和冰乙酸为溶剂,Co(NO3)2·6H2O,(1,3二(4-吡啶基)丙烷(bpp)和(NH4)6[Mo7O24]·4H2O为反应物,在150℃下进行溶剂热反应,合成了新的无机-有机杂化材料Mo8O26(H2bpp)2。采用单晶X-射线衍射法测定晶体结构,通过紫外-可见-近红外反射光谱表征了晶体性能。研究表明,合成产物属单斜晶系,空间群P21/c,晶胞参数a=10.938(2),b=9.7351(19),c=19.649(4),β=101.74(3)° ,V=2048.5(7)A° 3;晶体结构由无机的[Mo8O26]4-n链和有机的(H2bpp)2+离子靠静电力和氢键堆积而成;此无机-有机杂化材料对紫外光具有较强的吸收,且有一定的质子导电能力。
以荧光光谱法研究了不同晶型 TiO2 的光催化反应体系中羟基自由基(·OH)的产生情况,表明在H2O2存在条件下,金红石型 TiO2 经可见光激发可持续稳定产生·OH,而以锐钛矿型 TiO2 作光催化剂时,则检测不到·OH的生成。光催化结果表明,在H2O2存在条件下,苯酚可被 TiO2 可见光催化降解;往反应体系加入自由基抑制剂(叔丁醇或甲醇)时,明显降低了金红石型 TiO2 的降解效率,但对锐钛矿型 TiO2 的影响较弱。以金红石型 TiO2 作光催化剂时,苯酚的降解反应主要发生在溶液中;而以锐钛矿型 TiO2 作光催化剂时,则苯酚的降解反应主要发生在催化剂的表面。
借助微波辅助手段,以天冬氨酸(A)为原料,在均三甲苯和环丁砜混合溶剂中,以磷酸(体积分数为85%)为催化剂进行聚合反应。考察了催化剂用量、微波功率、反应温度和反应时间等因素对聚琥珀酰亚胺(PSI)的产率以及分子量的影响;进一步对PSI进行水解反应,并用红外光谱对水解产物进行结构表征。结果表明:借助微波辅助加热手段,使得聚合反应时间大大缩短,由传统热缩合反应的3~5h缩短为20min左右,反应效率明显提高;随催化剂用量的增加,PSI的产率增加,分子量降低,但过多的催化剂存在会导致产率下降;微波功率增大,PSI产率与分子量均呈下降趋势;在微波作用下,聚合反应温度(170~200℃)明显低于传统热缩合聚合的温度,并随着温度的升高和反应时间的延长,PSI的产率和聚天冬氨酸(PASP)分子量均呈现明显增加。在合适的条件下,可制备出数均分子量为6000~20000,分子量分布为1.3~2.4的PASP产物。
采用微接触印刷法在盖玻片表面制备了微米级沟槽状N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷薄膜,通过在其表面组装Cu 2+制得了液晶垂直取向膜。当有机膦化合物甲基膦酸二甲酯(DMMP)气体通过薄膜表面时,液晶分子发生偏转;当新鲜空气通过时,液晶分子恢复垂直排列,从而实现对DMMP的定性检测。
以具有高荧光量子效率的二(4-羟基苯乙烯基)苯(PV)为A2发光单体,以四官能度的对甲基苯磺酸季戊四醇酯为B4支化单体,采用A2+B4的路线,合成了一类新型的具有三维结构的部分共轭型超支化电致发光聚合物;为了改善聚合物中载流子的平衡注入能力,又分别在分子的骨架和外围引入具有良好电子传输功能的噁二唑(OXD)基团;利用核磁共振、DSC、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪等分析测试手段对单体及聚合物进行了结构与性能表征。结果表明:具有超支化结构的聚合物热稳定性明显改善;噁二唑基团的引入有利于提高聚合物的玻璃化温度;将噁二唑基团引入到分子中后,其紫外吸收光谱和荧光光谱均出现蓝移现象,降低了电子注入势垒。
利用化学接枝方法在膜的表面引入亲水基团,提高膜的抗污染能力。通过过硫酸钾(K2S2O8)羟基化预处理、铈盐引发丙烯酰胺(AAm)对聚砜(PSF)膜进行亲水化改性,研究了预处理温度、时间以及接枝反应水浴温度的变化对接枝反应的影响;并采用X射线光电子能谱(XPS)和全反射红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后聚砜膜进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)观察接枝前后聚砜膜的形貌变化。结果表明,在羟基化预处理温度为40℃,处理时间2h,接枝反应温度为40℃时,接枝改性后的聚砜膜表面水接触角能够降低到29°左右。
采用溶胶-凝胶法制备了掺铝氧化锌(ZnO:Al,ZAO)透明导电膜。对薄膜用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、四探针仪及紫外可见分光光度计等分析测试手段进行了表征;通过正交实验探讨了溶胶浓度、铝离子的摩尔掺杂量以及退火温度等因素对其电阻率的影响。结果表明,薄膜电阻率随溶胶浓度、铝离子掺杂量的增加,呈现先减小后增大的趋势,并随退火温度的升高而减小,从而确定了制备ZAO透明导电膜的优化工艺条件为:溶胶浓度0.8mol/L,铝离子的掺杂量1.0%(摩尔分数),退火温度550℃。在优化工艺条件下制得的ZAO透明导电薄膜具有标准的ZnO纤锌矿结构,其电阻率为1.275×10-3Ω·cm,平均透光率达84%。
考察了7种不同极性的大孔树脂对丹参酮ⅡA的静态吸附解吸效果;探讨了吸附过程中树脂在25℃的等温吸附过程与吸附动力学曲线,并应用Langmuir方程与Freundlich方程对吸附过程进行了拟合。结果表明:非极性的HPD-100树脂对丹参酮ⅡA的吸附解吸效果较好,其吸附率为72.24%,解吸率为69.31%,吸附量达15mg/g干树脂左右。该树脂是吸附解吸丹参酮ⅡA的较理想树脂。
以α-呋喃丙醇为原料,经电解、酸化、氧化、水解4步合成乙基麦芽酚。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析鉴定合成中间体结构,其红外吸收数据与文献一致。考察了通电量、电解质、酸化条件、氧化时间、水解时间、水解温度对乙基麦芽酚收率的影响,得到适宜的反应条件为通电量2~25F/mol,NaBr作电解质,室温下酸化,乙醇作回流溶剂,氧化时间3h,水解时间3~4h,水解温度100℃。采用分光光度法测定乙基麦芽酚收率,最高可达62.04%。
以Fenton试剂作为含高浓度硝基苯的石化废水的前处理方法,在pH=3.0, ρ(H2O2)=500mg/L, ρ(H2O2)/ρ(Fe 2+ )=6,反应时间150min条件下,废水中的硝基苯得到有效去除,其生化性得到较大的改善,BOD5/CODCr的值从最初的0.03提高到0.47。 氧化还原电位(ORP)对Fenton 氧化过程有很好的指示作用。当ORP达到最大值时,表明体系中H2O2完全消失;当ORP随后出现最低点时,表明Fenton氧化作用完全结束。研究还发现,H2O2在体系中消失后,废水的可生化性还在提高,这表明该体系中还有其他氧化物种的存在。
为了准确地预测聚合物性能和优化加工工艺参数,提出了一种新的聚合物的压力-体积-温(PVT)特性在线测试技术,其设备基于注塑成型机,通过一个专门的测试模具在正常的工艺条件下获得聚合物的PVT数据。对ABS树脂的PVT特性进行了测试。同利用Confiningfluid技术测得的结果做了比较,PVT曲线是一致的,证明了此在线测试技术的可行性;利用修正的双域Tait状态方程对实验结果进行了拟合,同测试结果非常吻合。
针对叶片疲劳断裂问题,研究了蜂窝密封抑制叶尖密封气流激振的性能。将叶尖密封分别采用光滑密封和蜂窝密封,测量不同密封间隙下的叶片振幅。采用烟线法显示了叶尖密封尾流场,同时绘制了流场的速度分布图。实验结果表明用蜂窝密封替代光滑密封能够减小叶片振幅,且振幅随密封间隙的增大而减小。与光滑密封相比,蜂窝密封最佳可减小无冠叶片1/4的振幅、带冠叶片1/3的振幅。对蜂窝密封抑制叶片振动的机理进行分析,蜂窝密封能够降低密封腔内流体速度、耗散流体能量,从而流体对叶片的激振力减弱,叶片振动得到有效抑制。
为指导主动平衡技术在离心鼓风机上的应用,对比研究了单平面主动平衡和双平面主动平衡两种方案的平衡效果。首先结合实际风机结构,利用有限元法建立了风机转子的有限元模型。然后分析和比较了在单平衡平面方案下,两个平衡平面的平衡效果。最后在双平面平衡方案下,对两个平衡头平衡能力进行协调优化研究。分析结果表明,利用单平面平衡方案可以将两个轴承的振动值分别降低92.0%和28.4%;利用优化配重量比的双平面平衡方案,可以将两个轴承的振动值分别降低96.7%和99.1%,双平面平衡效果优于单平面。研究结果为双平面主动平衡技术在该实际风机应用提供了参考和依据。
在聚合物精密挤出加工过程中,为了使失重式计量加料系统更加精确地测量进料量,本文提出了改进型限幅-递推滤波算法,进一步降低了运行过程中周期与非周期干扰信号对测试数据的影响。即对料斗中物料重量实测值线性回归获得理论挤出流量值,与限幅-递推平均滤波算法结合。在精密生产线的测试控制系统PLC中嵌入该算法程序,发现与原限幅-递推滤波算法相比,改进后的滤波算法使得进料量测试精度提高3倍,测量偏差缩小到1.2%,明显提高了挤出流量的测量精度。
结合数据库技术的优势,提出了一种基于数据库的产生式知识表达方法,并说明了产生式规则的树型结构及其数据库表达。结合发酵过程生物量软测量专家系统的应用,给出了发酵过程生物量软测量建模知识的产生式规则定义及其知识库设计。实验表明,与一般顺序组织结构的产生式知识表达方法相比,基于数据库的产生式知识表达方法有利于提高专家系统的推理效率。
对流向变换反应器周期操作的非线性反应-对流-扩散偏微分方程组数学模型解的大时间性态进行了分析,定义了对应于此方程组模型的循环定态问题的弱解,在比较符合实际情况的假设条件下,证明了对应的循环定态问题的弱解存在,且时间趋于无穷时模型的解趋于此循环定态问题的弱解。
柱坐标系下Taylor-Couette流存在形如u=uφ(r)eφ,p=p(r)的定态解。对于两无限长同轴旋转圆台的情形,应用反证法证明了不存在形如u=ur(r)er+uφ(r)eφ+uz(r)ez,p=p(r)这种更一般的定态解。随后在窄缝的条件下忽略圆台上下两端边界的影响,采用数值模拟方法并统计出沿z轴切面上的平均压力p是与z有关的函数,从而验证了这种解的不存在性。