一、求活化能时速率常数中可以用压力单位(论文文献综述)
杭桂华[1](2020)在《低品位腐泥土型红土镍矿制备镍铁相关基础研究》文中指出镍是一种重要的战略资源,主要用于不锈钢生产,随着全球不锈钢产量的快速增长和镍在新兴产业中的广泛应用,全球镍消费量逐年上升。当前可供开发利用的镍矿资源为硫化镍矿和红土镍矿,硫化镍矿因历经开采而趋于枯竭,因此红土镍矿成为镍金属供应的主要来源。我国是不锈钢制造大国,也是镍资源的主要消费国,然而我国红土镍矿资源极度匮乏,主要依赖进口。近年来,因进口红土镍矿来源国印度尼西亚政策变化,国内红土镍矿供应紧张,加快了国内镍生产企业的海外产业布局。红土镍矿床各矿层矿物组成和结构复杂多样,不同类型红土镍矿处理工艺各不相同,现行冶炼工艺存在原料适应性差、生产能耗高、工艺稳定性不足和环境污染等问题。还原-磁选工艺不仅适用于各类红土镍矿的处理,并且工艺流程简单、生产能耗低。该工艺目前主要的存在的问题是:低温下还原得到的镍铁难以富集、添加剂使用量过大和熔融或半熔融态物料易与窑体发生结圈。此外,对于低品位红土镍矿的开发利用也是应对当前红土镍矿资源短缺的重要措施,尤其是开发以低品位红土镍矿制备高品位镍铁的新技术越来越引起人们的重视。本文以低品位腐泥土型红土镍矿为研究对象,在研究矿石物理化学特性的基础上,通过固体碳还原镍、铁氧化物的热力学分析,揭示了红土镍矿煤基还原过程和机理,进行了红土镍矿煤基还原试验,对主要影响因素进行了分析讨论,采用等温还原-化学分析方法研究了红土镍矿煤基还原过程中镍、铁氧化物的还原动力学。红土镍矿煤基自还原是多相、多组分参与进行的复杂化学反应过程,主要化学反应包括固体碳直接还原、CO还原和碳的气化反应,还原反应过程中起主要还原作用的是CO。固体碳选择性还原镍、铁氧化物仅是在还原过程中当还原气氛下降时出现的阶段选择性还原。镍、铁氧化物的金属化影响因素包括:还原剂加入量、还原温度和时间。还原反应前15分钟镍、铁氧化物的还原速率快于15分钟以后,整个还原过程中铁氧化物的还原速率要快于镍氧化物的还原速率。针对红土镍矿自还原过程中镍铁颗粒聚集长大行为的研究,分别以Ca F2和Ca SO4作添加剂,观察红土镍矿自还原产物中镍铁颗粒在添加剂作用下的粒径变化,系统分析了镍铁颗粒聚集长大的影响因素。通过分析添加剂作用下红土镍矿自还原产物的矿物组成和微观结构,揭示了不同添加剂对镍铁颗粒聚集长大行为的作用机制。提出了以复合添加剂协同作用,降低添加剂使用量并使添加剂作用最大化的技术思路。红土镍矿自还原过程中影响镍铁颗粒聚集的主要因素有:镍铁颗粒自身的迁移能力、脉石对镍铁颗粒迁移行为的限制和镍铁颗粒在脉石中的分布;聚集后镍铁颗粒的长大行为主要受镍铁颗粒表面张力影响。Ca F2使晶体结构致密的镁橄榄石和顽火辉石向晶体结构较为疏松的透闪石转变,同时降低了脉石相的熔点,改善了镍铁颗粒的迁移环境,降低了脉石对镍铁颗粒迁移行为的限制。Ca SO4通过还原分解得到的S2和Ca O协同作用促进镍铁颗粒的聚集长大,S2与Fe O或金属铁反应生成Fe S,Fe S与金属铁形成Fe S-Fe共晶体,不仅降低了镍铁颗粒表面张力,同时通过液相驱动镍铁颗粒迁移;Ca O与镁橄榄石形成易变辉石,改善了镍铁颗粒的迁移环境。本文提出了一种低品位红土镍矿自还原-选择性氧化的方法制备高品位镍铁的方法,通过分析镍、铁金属分别被O2和CO2氧化的热力学行为,探索了选择性氧化分离金属镍、铁的可行性;并进行了红土镍矿自还原-CO2/CO混合气氛氧化的试验;通过对产物的矿物组成和微观结构分析,揭示了红土镍矿自还原产物中镍铁合金在CO2/CO混合气氛中的氧化行为。镍在CO2中具有很好的化学稳定性,不能被氧化。铁在温度高于570°C,CO2浓度高于铁被CO2氧化生成Fe O反应平衡时气相CO2浓度时,铁易被CO2氧化生成Fe O。将红土镍矿试样(C/O=1.2,4wt%Ca F2)在1200°C还原25分钟,自还原产物在1100°C,CO2/(CO2+CO)=70vol%气氛中氧化50分钟,熔分后得到一种含镍37.2wt%的镍铁合金,镍、铁回收率分别为95.89%和13.47%。红土镍矿自还原-CO2/CO混合气氛氧化-高温熔分试验结果表明:镍铁合金中铁的氧化行为与温度和CO2浓度有关,高温、高CO2浓度有利于镍铁中铁的氧化,温度高于1100°C时,氧化后的镍铁合金镍含量远高于温度低于1000°C氧化所得镍铁合金中的镍含量。
任鹏[2](2021)在《GIS盆式绝缘子电热老化的热动力学特性与绝缘寿命预测方法》文中认为盆式绝缘子的绝缘缺陷一直是造成GIS设备故障的主要原因之一,而目前基于电气特征量的绝缘状态评估方法尚不能提供足够的准确度与可靠性,特别是针对GIS盆式绝缘子潜伏性及发展性绝缘缺陷的可靠探测和剩余寿命评估,迫切需要探索更有效的检测与表征方法,这给科学研究提出了实际应用需求和新的技术挑战。作为现有电气检测技术手段的拓展,基于绝缘材料热动力学本征属性的活化能研究,为上述问题提供了可能的解决方法与技术途径。然而,GIS盆式绝缘子采用的环氧树脂复合材料本身存在固化不彻底、热解反应复杂和反应机理函数多元不易求解等问题,这一定程度上制约了活化能方法在盆式绝缘子状态评估中的应用,还须在进一步厘清盆式绝缘子环氧树脂材料老化裂解微观机制的基础上,构建热解动力学参量的计算模型,进而建立绝缘失效判据与寿命评估模型。为突破这些技术瓶颈,本文综合利用微观仿真和实验研究手段,针对盆式绝缘子环氧树脂材料的裂解反应机制、热动力学参数求解方法以及绝缘寿命预测模型等开展系统性研究,可为实现基于热解动力学参量的GIS盆式绝缘子状态评估与寿命预测提供理论基础和技术方法。采用MS(Material studio)平台构建了交联环氧树脂的分子体系,并基于ADF(Amsterdam density function)的ReaxFF模块开展电热裂解的反应分子动力学模拟,研究了裂解产物的动态变化过程,并追踪到CO2、H2O、H2等小分子产物的生成路径,发现在裂解过程中热应力是影响裂解产物生成的主要因素,且表现为多种反应过程。同时利用自主搭建的电热加速老化实验平台,对环氧树脂试样开展电热老化实验,并由扫描电镜观测其微观形貌,结果表明环氧树脂复合材料出现了凸起、孔洞、裂纹等多种形貌特征,指出老化过程中存在多种反应机制,进一步通过热重光谱和质谱测试分析手段,对环氧树脂试样进行热动力学特性研究,并分析其热解特征温度和逸出气体,发现其热解过程具有多种反应并行、附加产物复杂、双台阶明显的特征。为定量表征环氧树脂试样复杂热解过程的反应机理,本文提出了热解机理函数的四参数通用表征模型,该模型适于表征包含多种反应的复杂热解过程。针对盆式绝缘子环氧树脂复合材料的多元反应过程和双台阶效应,研究提出了热解活化能的求解方法。热解反应台阶Ⅰ中的初始反应温度较低,结合积分中值点的渐近性质构建了中值近似函数,继而纳入低温效应影响,提出针对热解反应台阶Ⅰ的积分中值活化能计算方法,使得因低温近似带来的活化能计算误差显着降低。热解反应台阶Ⅱ的初始温度较高,低温近似处理不再有效,为此提出改进的指数式活化能求解方法,以温度积分近似为基础,建立了指数式积分变换,应用该方法时无须假定反应机理函数,使得活化能计算误差小于0.03%。融合反应台阶Ⅰ和台阶Ⅱ中的热解活化能求取,推导出可描述整个热解过程的反应机理函数。进一步提出新型的有理式积分变换形式,结合构造的误差函数方程,系统验证了活化能计算方法与反应机理函数的有效性。该计算方法为积分近似的数值逼近提供了新思路以及可推广应用的形式,可进一步减小温度积分近似误差。利用上述方法可对环氧树脂复合材料分阶段热解过程的活化能进行可靠求解,实现环氧树脂热解反应机制的定量数学表征。为获得热解特性及电气参量与材料老化程度的关联规律,利用电热联合老化实验平台,针对不同类型的环氧树脂复合材料试样,在100℃、130℃、160℃等温度点开展加速老化实验。同时,对不同老化状态的环氧树脂试样,分别开展绝缘击穿和机械拉伸强度实验,获得了试样质量损失率、击穿场强、机械拉伸强度与老化温度以及老化时间的关联关系。结果表明,老化试样可能存在二次固化现象,使得老化初期的击穿场强和机械拉伸强度呈局部增大趋势,而当老化温度高于玻璃化转变温度时,试样的击穿场强和机械拉伸强度随老化时间迅速下降,其中绝缘击穿场强下降最快。为此,以击穿场强降低为初始值的50%作为绝缘寿命终止基准,基于电气参量与热动力学参量之间的关联规律,提出了以质量损失率4.3%(对应热解反应转化率86%)为阈值的环氧树脂复合绝缘失效判据。进一步对全老化周期的绝缘样本开展热失重实验并求取热解台阶Ⅰ和台阶Ⅱ的活化能,建立了活化能与质量损失率的定量关系,由此提出GIS盆式绝缘子环氧树脂复合绝缘的剩余寿命预测模型,并基于已知运行寿命的实际GIS绝缘子验证了寿命评估方法的有效性。上述研究为GIS绝缘子的寿命评估提供了理论依据与有效方法。
张蔚[3](2020)在《基于介电谱和活化能的环氧树脂类干式绝缘设备的状态评估技术研究》文中指出干式绝缘设备在电网中的应用越来越普遍,但干式绝缘设备结构复杂,绝缘缺陷多样化,使用过程中老化程度加深,严重影响变电站的安全稳定运行。目前针对干式绝缘设备的研究多集中于局部放电等宏观方面,而对环氧树脂本身特性研究相对较少,从而导致对干式绝缘设备的老化过程和机理研究尚不深入,无法实现绝缘状态和剩余寿命的准确可靠评估。为此,需要发展更有效的绝缘检测方法,对干式绝缘设备浇筑过程中形成的内部缺陷和绝缘状态进行可靠评估。材料的老化过程实际上是一个化学反应过程,活化能代表了化学反应所需克服的能量势垒,能够直接反映绝缘材料裂解的难易程度,是表征材料老化过程的本征属性,但基于活化能评估干式绝缘设备状态的研究较少,为研究环氧树脂材料活化能与老化状态之间的关联关系,本文设计老化实验,并搭建了老化实验平台及介电温度谱测量平台。在实验过程中发现现有基于介电谱计算松弛活化能的频-温平移法存在物理基础、适用条件不明确的问题,通过改进德拜方程得到了ε"和ε’随频率的变化状况,划分了不同弛豫类型对应的平移物理量。实验结果表明,由于温度对不同弛豫过程的影响程度不同,叠加导致总的介电谱曲线随着温度升高向右上漂移,即“温漂”现象。为解决“温漂”现象,本文提出了改进介电谱法:用总介电谱曲线的一阶导数G’(lnf)消除随频率f变化不大的次要弛豫过程对介电谱曲线的影响,近似表征单一弛豫过程,并以环氧树脂为例验证了改进介电谱法的有效性。本文测量了干式绝缘设备用环氧树脂试样在不同老化程度、不同温度下的介电谱和电气强度,计算每个状态的松弛活化能。随着老化的进行,环氧树脂的松弛活化能呈现降低-增加-略有降低-最终升高的变化趋势,介损因数和相对介电常数呈现曲折上升的趋势,击穿场强呈现曲折下降的趋势。借用阿伦尼乌斯方程得到热老化加速因子AF,可将高温加速老化时间转化为工作温度运行时间。本文以试样击穿强度下降至起始值的50%作为材料寿命终结的标志,得到环氧树脂材料寿命终结对应的松弛活化能为209.741 kJ/mol。本文建立了基于活化能判断环氧树脂类干式绝缘状态和预测寿命的方法。以干式变压器为例提出了干式绝缘设备的介电谱测量接线方式和测试方法,计算得到编号为A、B、C的干式变压器缩比模型的起始松弛活化能分别为71.229、74.267、79.412kJ/mol,在温度为100℃、130℃、160℃的老化箱中老化时间45d后松弛活化能均出现明显增加,并对三台缩比模型的剩余寿命进行预测。干式变压器1、变压器2的松弛活化能为76.046、69.373kJ/mol,并对变压器2的剩余寿命进行预测预测,其最少剩余寿命为36.486a。
伊海赫[4](2020)在《微生物提升钢渣胶凝材料安定性和利用率的作用及机理》文中进行了进一步梳理钢渣作为炼钢过程中的副产物,排放量巨大,且长期以来未得到有效利用。堆存的巨量钢渣不仅大量占用有限的土地资源,污染环境,同时也是一种巨大的资源浪费。一方面钢渣中含大量胶凝矿物,可用于制备建材制品,但水化活性很低,难以高效利用;另一方面,钢渣中存在较高含量的游离氧化钙与游离氧化镁,安定性问题使其作为建材化利用存在严重安全问题。针对上述问题,本文提出了利用微生物技术制备钢渣胶凝材料的方法,加速钢渣矿物中钙镁离子的溶出速率,并将其转化为具有胶结性能的碳酸盐矿化产物,同时解决了由游离氧化钙、游离氧化镁引发的钢渣体积稳定性不良问题,实现了钢渣制备建材制品的稳定高效利用。本文首先创新提出了利用微生物技术制备钢渣胶凝材料的技术路线,围绕钢渣安全和高效利用两个关键问题,对微生物解决钢渣胶凝材料安定性问题与钙镁矿物的利用转化效率进行了分析,针对单一矿化微生物钢渣胶凝材料仍存在的问题,提出了使用复合微生物制备钢渣胶凝材料的方法。开展了复合微生物作用下f-Ca O、f-Mg O、β-C2S和C3S单矿物矿化反应动力学与矿化反应产物的研究,深入分析了钢渣胶凝材料孔溶液中复合微生物作用机理。结合微生物矿化钢渣道路铺装材料的工业生产,优化了复合微生物钢渣胶凝材料的配方与制备工艺,系统研究了微生物钢渣胶凝材料的性能与微观结构,形成了适用于钢渣胶凝材料的微生物外加剂控制指标与应用方法。取得的主要研究结论和创新成果包括以下四方面:(1)选取了适用于钢渣胶凝材料的专用矿化微生物,微生物矿化钢渣胶凝材料强度可达到41.7 MPa,与碳化相比强度提高52%;游离氧化钙反应率由81%提升至94%;游离氧化镁反应率由62%提升至76%,钢渣矿物中钙镁利用率由37.3%提升至59.8%,钢渣矿物中仍有大量钙镁未被利用。压蒸实验后,微生物矿化钢渣胶凝材料线性膨胀率降至0.53‰,与碳化相比降低50%以上,但膨胀率仍高于国家标准不得超过0.5‰的规定,微生物矿化钢渣胶凝材料仍存在安定性问题。为彻底解决钢渣安定性问题并提高钢渣的利用效率,仍需进一步提升f-Ca O、f-Mg O、β-C2S、C3S反应率,深入探究微生物对钢渣的矿化作用机理。(2)针对单一矿化微生物钢渣胶凝材料存在的问题,提出了复合微生物技术。对f-Ca O、f-Mg O单矿物的矿化反应的过程与机理进行研究发现,复合微生物作用下f-Ca O反应的表观活化能为1.65k J/mol,f-Mg O反应的表观活化能为7.89k J/mol,与碳化相比反应表观活化能显着降低,f-Mg O反应类型由化学反应控制过程转变为扩散控制过程。复合微生物作用下五家钢厂钢渣体积稳定性均符合国家标准规定,对f-Ca O含量于小于7%、f-Mg O含量小于7%的钢渣,复合微生物技术可有效改善其安定性问题;对于不同细度宝钢钢渣,当线膨胀率降低到0.5‰以下的安全范围时,粉磨细度可从600m2/kg降低到360m2/kg以下,对粉磨难度极大的钢渣而言,具有重大的节能效益。游离氧化钙主要产物为方解石;游离氧化镁主要产物三水菱镁石,复合微生物矿化产物的晶粒尺寸更小,颗粒尺寸更大,矿化产物的形成微观结构更为致密。复合微生物作用下β-C2S反应的表观活化能为15.3k J/mol,C3S反应的表观活化能为13.7k J/mol,与碳化相比反应表观活化能降低,反应控制类型均由混合控制过程转变为扩散控制过程。不同钢厂钢渣和不同细度宝钢钢渣均验证了复合微生物对钢渣胶凝材料强度的显着提升作用。矿化β-C2S、C3S主要产物中均为碳酸钙,晶型主要为方解石与球霰石;矿化产物中无定型相主要为无定型二氧化硅与少量的C-S-H凝胶。通过对晶粒尺寸、微观形貌、黏附力的分析得到矿化产物晶粒尺寸更小,黏附力大,微观结构致密。(3)为进一步揭示复合微生物作用机理,深入分析了钢渣孔溶液中复合微生物萌发、生长与矿化结晶过程:JW菌加入后,钢渣胶凝材料中的钙镁离子溶出速率均有较大提升,钙离子浓度提升近十倍,镁离子浓度提升近5倍,为矿化反应的进行提供了丰富的阳离子;为矿化微生物的萌发、生长提供了适宜条件,矿化微生物芽孢萌发率200min时高于80%,与在去离子水中萌发率相近。30℃条件下的矿化微生物酶km最小,为1.12×10-2mol,此时矿化酶对二氧化碳底物的作用效率达到最大值;Zeta电位试验表明微生物细胞表面可作为成核位点加速矿化产物沉积;矿化微生物酶可显着提升矿化产物生产速率,酶活性为0.41U/ml时Ca CO3沉积速率常数f可达5.75×10-2h-1,而在未添加矿化微生物对比组仅为0.03×10-2h-1,提升近200倍。利用XRD、EDS、SEM、TEM分析手段,明确了微生物法诱导的方解石晶体形态为球形或不规则球形团聚体,微生物矿化形成的方解石上也有许多微生物印迹,微生物碳酸钙的粒径大于化学碳酸钙,矿化方解石分解温度高于化学法生成的方解石。(4)结合微生物矿化钢渣道路铺装材料的工业生产,优化了复合微生物钢渣胶凝材料的配方与制备工艺,制备的复合微生物矿化钢渣道路铺装制品产物稳定、体积稳定性好、强度高、耐久性优良,形成了适用于钢渣胶凝材料的微生物外加剂控制指标与应用方法;优化制备工艺与配比的复合微生物钢渣胶凝材料强度最高可达到55.7MPa,与碳化钢渣相比强度提高一倍以上;线性膨胀率0.2‰,远低于国家标准对水泥制品压蒸线性膨胀的要求,与碳化钢渣相比降低80%。通过XRD、TG分析,复合微生物钢渣胶凝材料中硅酸盐矿物、游离氧化钙、游离氧化镁等矿物反应速率提升显着,钙镁矿物的利用率与碳化相比提升一倍以上;通过对复合微生物钢渣胶凝材料孔隙结构定量表征,复合微生物钢渣试件孔隙结构分布更加均匀,孔隙率降低。
安茂燕[5](2019)在《脂肪酸-烃类油浮选低阶煤协同作用机理研究》文中研究指明我国低阶煤资源丰富,探明储量约占煤炭资源量的55%,产量约占煤炭总产量的40%,是我国煤炭能源生产和供应的重要组成部分。低阶煤表面含氧官能团多、疏水性差,阻碍了传统烃类油捕收剂在煤表面的吸附、铺展以及煤粒-气泡间的有效粘附。浮选效率低、捕收剂消耗量大、成本高成为制约低阶煤高效利用的突出难题。鉴于此,本文提出采用脂肪酸-烃类油强化低阶煤浮选,以神东长焰煤为研究对象,通过对药剂分散特性、药剂在煤表面铺展吸附以及药剂影响气泡-煤粒作用的研究,探明浮选体系中脂肪酸-烃类油在液-液界面、液-固界面和气-固界面的行为特征,构建脂肪酸-烃类油协同强化低阶煤浮选的理论体系,为低阶煤高效浮选提质利用提供理论和技术支撑。论文首先研究了低阶煤的表面特性。结果表明:大柳塔末煤C含量75.5%,O含量15.35%,细粒级含量较高,-0.074 mm产率66.74%、灰分36.86%;中间密度级含量高,有机可燃物质与矸石结合紧密,分选较困难,脉石矿物主要为石英、高岭石和方解石;煤表面含有多种含氧官能团,含氧官能团主要以C-O形式存在,C=O和O=C-O相对较少;煤表面具有大量的裂隙,微细颗粒嵌布其中,比表面积大、孔径小、孔隙多。以正十二烷与丁酸、己酸、辛酸、油酸和亚油酸作为烃类油和脂肪酸的典型代表,研究了脂肪酸-烃类油在溶液中的分散特性及与煤粒的相互作用。脂肪酸的存在不仅降低了油-水界面张力,而且缩短了油-水界面张力达到平衡的时间。聚焦光束反射测量仪原位分析药剂的分散特性发现,油酸-正十二烷的平均弦长最小为13.81μm,微滴数量最多为894.07。脂肪酸的存在能够缩短药剂微滴-煤粒的诱导时间,脂肪酸的碳链长度越长,诱导时间越短。EDLVO理论计算结果表明,药剂液滴和煤粒间不存在作用能垒,长程范围内,在矿浆中获得的动能是它们相互碰撞的主要能量来源;短程范围内,脂肪酸分子和煤粒表面之间的氢键使它们结合更牢固、更紧密。揭示了脂肪酸-烃类油在煤表面的铺展润湿行为与驱动机制。脂肪酸-烃类油作用后煤表面的疏水性提高,水化膜变薄,煤粒发生凝聚的可能性增加。脂肪酸-烃类油能降低微滴在固-水界面铺展的自由能,增大微滴铺展驱动力,减小平衡接触角;但同时减小了三相接触线区域的分子流动,增加了铺展驱动阻力,降低了微滴铺展速度。分子动力学(MK)模型能够较好地拟合铺展过程中接触线移动速度与接触角的关系,脂肪酸-烃类油的微滴铺展速度、分子取代长度和分子交换频率均比正十二烷低。查明了脂肪酸-烃类油分子吸附的热力学和动力学性质。正十二烷、脂肪酸-烃类油在煤表面的吸附属于不均匀的多层吸附,丁酸、己酸、辛酸为单分子吸附,上述两种方式不适用于油酸和亚油酸;药剂吸附的ΔG均在-200 kJ/mol,属于典型的物理吸附,脂肪酸-烃类油的润湿热绝对值比单一药剂大,油酸-正十二烷的润湿热绝对值最大为207.174 g/J。吸附过程符合拟二级动力学速率模型,脂肪酸-烃类油的动力学进程缓慢,与煤粒之间的作用力强。构建了脂肪酸-烃类油与低阶煤表面作用的双尺度机制。在介观微滴尺度,微滴中的脂肪酸与煤表面极性位点作用并将水分子封存在孔隙中,促进正十二烷铺展形成连续油膜;在微观分子尺度,脂肪酸、正十二烷分子分别与煤表面的亲水、疏水位点作用,同时它们的烃链间通过范德华力和疏水力相互作用,各局部间的加和作用、协同作用形成强分子间作用力,使得两者在低阶煤表面最终组装成一种“超分子结构”。探明了脂肪酸-烃类油对气泡-低阶煤粘附过程的影响机制。采用EDLVO理论和Stefan-Reynolds模型研究气泡-低阶煤间润湿膜演化机制发现,疏水力常数与诱导时间呈指数关系,脂肪酸-正十二烷的疏水力常数大于单一药剂,其中油酸-正十二烷最大;疏水力常数增大能够增强气泡-煤粒间的疏水作用力,减小气泡-颗粒间势能,增大临界水化膜厚度,加速润湿膜薄化,缩短气泡-煤粒诱导时间。药剂处理后,上升气泡在煤表面碰撞粘附过程加速,接触线长度增大,脂肪酸-正十二烷的效果优于单一药剂;三相接触润湿周边扩展速率与接触角的关系符合MK模型,油酸-正十二烷的三相润湿周边扩展速率最快,气泡-颗粒最容易发生黏附。利用微力天平研究了气泡从煤表面脱附的力学性质和能量特征。药剂处理后,气泡-煤表面间的测试脱附力变大,建立了脱附力计算模型,能较好地拟合试验值;脂肪酸-正十二烷的活化能、脱附功和总脱附能均显着增大,并且大于脂肪酸或正十二烷,脂肪酸与烃类油之间产生协同作用,增加了气泡-煤表面粘附的稳定性和强度。最后,基于上述理论成果,开展了脂肪酸-烃类油浮选低阶煤的试验研究。脂肪酸-正十二烷的捕收性能优于脂肪酸或正十二烷,随着脂肪酸碳链的增长,捕收性能增强,选择性下降;脂肪酸与正十二烷混合后添加的效果好于逐一添加,脂肪酸的最佳比例为20%。当药剂总量为3 kg/t时,油酸-正十二烷的浮选效果最好,可燃体回收为89.41%,分别比单独使用油酸或正十二烷的可燃体回收率高25.77%和48.86%。本论文共有图116幅,表格31个,参考文献232篇。
李沁谊[6](2019)在《土壤矿物界面反应的微观机制 ——非对称杂化轨道的提出、验证与应用》文中提出土壤中的任何宏观过程都有它的微观基础。已有研究表明,土壤中离子界面反应深刻影响着介观尺度上的土壤颗粒相互作用,进而影响到土壤团聚体的形成与稳定、土壤结构与孔隙状况、土壤水热溶质传输、土壤侵蚀和农田面源污染等宏观过程的发生。因此,开展离子界面反应与土壤胶体颗粒相互作用的微观机制的研究,对于深刻理解土壤中的各种微观过程如何通过介观尺度上土壤颗粒相互作用进而影响土壤宏观过程的发生,将具有十分重要的科学意义。土壤中的矿物、腐殖质以及微生物等颗粒表面都带有大量电荷,这些电荷将从土壤溶液中吸附反离子而使土壤在宏观上呈现电中性。然而这些吸附态反离子因热运动而以Boltzmann方式分布于颗粒表面附近的空间,导致表面电荷形成的电场并未被充分屏蔽,最终带来的结果是表面附近几十纳米微观空间中存在高达108V·m-1(水介质)或1010 V·m-1(真空介质)的强电场。近期的研究表明,在电场中这些吸附态离子发生了强烈的非经典极化作用,这表明土粒周围的电场可能改变了这些吸附态离子核外电子的能量和量子状态。经典的原子结构理论只考虑了核电荷和核外电子产生的电场对原子电子层结构的影响,而对于土壤这一带电体系有必要同时考虑土粒周围电场对其中的原子(包括颗粒表面原子和吸附态的离子)电子层结构的影响。如果土粒周围的电场对其中原子/离子核外电子的能量和量子状态带来了重要影响,那么这种影响必将深刻地改变土粒表面与土粒周围原子、离子和分子之间的相互作用,进而调节土壤矿物、腐殖质和微生物等之间的相互作用,最终对土壤宏观现象与过程的发生产生深远的影响。本论文运用量子力学、分子动力学、周期密度泛函、离子吸附融合置换以及动态激光散射等理论与方法,从亚原子尺度到原子/分子尺度、再到介观尺度开展研究工作,并在此基础上进行多尺度关联分析,揭示了土壤电场对土壤矿物表面原子轨道和吸附态阳离子轨道带来了重要的改变,进而发现了土壤矿物颗粒表面反应(包括界面原子、离子和水分子)的新机制,提出了土壤矿物颗粒相互作用能的测定方法,阐明了土粒界面反应新机制如何影响并控制了土壤颗粒间的相互作用;本论文提出了外电场中原子/离子外层轨道的非对称杂化新理论,并从分子动力学模拟、周期密度泛函分析和界面反应能的实验测定三个方面验证了该理论,进而在离子和水界面吸附以及土壤颗粒间相互作用等方面得到了成功的应用。本论文得到了如下结果:(1)土壤颗粒表面电荷形成的非对称电场使其中的离子或原子轨道发生重大的改变,并形成非对称杂化轨道。对于外层电子具有2s2p轨道的离子/原子(如-N、-O、-F、Na+和Mg2+等)和3s3p的离子/原子(如-P、-S、-Cl、K+和Ca2+等)所形成的杂化轨道的性质完全不同,这决定了它们具有不同的界面反应活性和会发生不同性质的界面反应。通过Na+和K+在蒙脱石表面的反应讨论了非对称杂化轨道理论在土壤黏土矿物界面反应中的应用,并做出了以下推断:(1)Na+在蒙脱石表面上的作用位能来自两个方面:经典的库伦作用位能和非对称杂化而增强了的偶极子作用位能,而K+在蒙脱石表面上的作用位能来自三个方面:经典的库伦作用位能、非对称杂化而增强了的偶极子作用位能(是Na+的2.067倍)和非对称杂化的共价作用位能(或称极化诱导共价作用能);(2)无论在多强的电场条件下,Na+不会与蒙脱石表面-O发生共价性相互作用,而当电场足够强时,K+可与蒙脱石表面-O发生共价性相互作用;(3)K+在蒙脱石表面上的作用位能远远高于Na+。(2)非对称杂化轨道理论及上述理论推测从Na+-和K+-蒙脱石表面吸附能的激光散射测定和密度泛函分析两个方面都得到了很好的验证。色散矫正的密度泛函分析结果表明:无论电场多强,Na+没有与蒙脱石表面-O发生共价性相互作用;当没有外电场或外电场很弱时,K+也没有与蒙脱石表面-O发生共价性相互作用;当电场足够强时,K+与蒙脱石表面-O发生共价性相互作用,而且发现其相对能只有-14.2 kJ·mol-1。因此所形成的共价键强度的确显着低于经典的共价键。色散矫正的密度泛函分析结果与蒙脱石表面非对称电场中离子和原子非对称杂化理论所做出的推断相吻合。基于激光散射技术的凝聚活化能实验数据得到的Na+和K+两种离子在蒙脱石表面上的吸附能表明:K+在蒙脱石表面上的总位能的确远高于Na+;Na+在蒙脱石表面上的作用位能来自于两个部分:经典的库伦作用位能和非对称杂化而增强了的偶极子作用位能;K+在蒙脱石表面上的作用位能的确来自三个部分:经典的库伦作用位能、非对称杂化而增强了的偶极子作用位能和极化诱导共价作用能;K+在蒙脱石表面上的共价作用位能远远低于经典的共价作用能,这印证了理论分析所展现出的这一新型共价作用:极化诱导共价作用的基本特点。因此,激光散射实验结果与蒙脱石表面非对称电场中离子和原子非对称杂化所做出的理论推断吻合。(3)基于非对称杂化轨道理论,本论文建立了使用动态光散射技术测定土粒相互作用的范德华引力位能的方法。首先,本研究建立了复杂组分体系颗粒的平均凝聚速率与范德华引力位能之间的数学关系式,因此理论上可以通过凝聚平均速率的动态光散射测定来实现范德华引力位能的测定。采用所建立的方法,我们成功实现了多分散体系蒙脱石颗粒在四种不同的电解质溶液中的范德华引力位能的测定。在NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2溶液中得到的蒙脱石颗粒间的范德华引力位能分别为:-16564、-18801、-17355和-18547 J·mol-1,或者按单个颗粒计算的颗粒间引力位能分别为:-6.802、-7.588、-7.005和-7.486 kT。其平均值为-17817±857 J·mol-1或者-7.22±0.304 kT,误差只有4.22%。尽管此方法可以在不同电解质条件下测定颗粒间的范德华引力位能,但KCl溶液是最佳的选择。本论文所建立的方法在理论上适用于土壤这样的复杂组分的测定。(4)基于非对称杂化轨道理论,本论文开展了土壤矿物表面与水分子之间的相互作用的研究。通过云母表面水分子吸附行为的分子动力学模拟发现,云母表面的水分子在结构、动力学性质及稳定性等方面与本体水溶液有着显着不同。云母表面水分子氢键网络随着云母表面电荷密度的增大逐渐由水分子和水分子之间的氢键转变为水分子和云母表面-O之间的氢键。电荷密度在水分子和云母之间的界面反应起到十分关键的作用,低电荷密度时的界面水分子呈现出“液态”的性质,而在高电荷密度时的界面水分子呈现出“固态”的性质。然而,在经典理论中,表面O原子的孤对电子活性很低,不具备与H2O形成氢键的能力。但是,云母表面的强电场导致表面O原子外层轨道发生非对称杂化,提高了其活性并使孤对电子能够部分进入水分子H原子的空轨道区域,进而在云母表面O原子与水分子的H原子间产生强的氢键作用。因此,云母表面O原子的非对称杂化轨道在云母与水分子相互作用中扮演了极其关键的角色。(5)基于非对称杂化轨道理论,开展了Pb2+/Na+、Pb2+/Cs+、Pb2+/Cd2+、Na+/Cs+等在云母/水界面吸附的分子动力学研究。结果表明,当云母表面具有很高的电荷密度(或电场强度)时,单一体系以及混合体系的Pb2+、Na+、Cs+、Cd2+等离子都发生了内圈吸附;而当云母表面的电荷密度很低时,这些离子都只有外圈或以外圈为主的吸附。研究还表明,虽然矿物表面O原子具有孤对电子,而重金属离子有空轨道,但在外电场很弱的情况下这些重金属离子依然不会与O原子发生配位作用(内圈吸附)。另一方面,虽然在经典理论中Na+和Cs+等离子在矿物表面只能发生静电吸附,但本研究表明,当外电场足够强时,这些碱金属离子同样可以发生内圈吸附。因此,这些结果通过建立的非对称轨道杂化理论给出了合理的解释。(6)基于非对称杂化轨道理论,开展了可变电荷(水合二氧化硅)和恒电荷(蒙脱石)颗粒表面上碱金属离子的吸附动力学研究。研究发现了新的离子界面吸附机理,明确了不同体系中离子界面吸附力的来源,定量区分了离子各吸附力对其吸附能的贡献。碱金属离子在蒙脱石表面有四种不同作用力:静电作用、非经典极化作用、极化诱导共价作用以及色散作用。非经典极化作用以及极化诱导共价作用来自于本研究提出的离子/原子外层电子轨道的非对称杂化作用。而在二氧化硅表面,碱金属离子的界面反应只有两个经典作用力,静电作用和色散作用力,表明水合二氧化硅表面O原子的外层轨道没有发生非对称杂化。进一步指出,水合二氧化硅表面O原子外层轨道不发生非对称杂化的原因是:表面负电场的场源就在O原子上(因负电荷来自于羟基上氢解离),因此该电场对于二氧化硅表面O原子而言并非外电场。但是,层状铝硅酸盐矿物负电场的场源位于四面体或八面体中心,所以这个电场对于硅酸盐矿物表面O原子而言是外电场。(7)通过对蒙脱石颗粒表面重金属离子和碱土金属离子的界面吸附研究和在各离子作用下的蒙脱石颗粒凝聚实验发现,在土壤黏土矿物体系中,不论是H+、碱金属离子、碱土金属离子还是重金属离子,其离子/原子外层轨道的非对称杂化决定了这些离子的界面反应方式,而正是基于非对称杂化的界面反应机制决定了土壤矿物之间的相互作用。所以本论文以黏土矿物为研究对象,系统性验证了土壤中离子/原子外层轨道的非对称杂化在土壤颗粒相互作用中的重要性。由于在土壤矿物表面附近非对称电场中所发生的离子/原子轨道的非对称杂化作用,使得碱金属、碱土金属和重金属离子在土壤矿物表面的反应都可能包含静电、非经典极化、色散、极化诱导共价和极化增强配位等多种作用。基于上述结果,我们得出以下几点结论:(1)土壤矿物表面电荷产生的电场改变了附近离子/原子的电子轨道,并形成了非对称杂化轨道;(2)由于非对称杂化作用,离子或分子的界面反应出现了三种新的作用力:非经典极化作用力、极化诱导共价作用力和极化增强配位作用力。如果加上静电和色散两种经典力,那么可以将离子界面作用力扩展到了五种;(3)土壤非对称电场中的非对称杂化作用主导了离子/分子在土粒表面上的反应类型、方式与强度,进而控制了土壤矿物颗粒间相互作用的类型、方式与强度。
王志鹏[7](2019)在《NOx和SO2在Ca(OH)2表面脱除机理与应用研究》文中研究指明低温同时脱硫脱硝技术是在半干法脱硫基础上,实现NOx和SO2的协同脱除,为此需要详细研究NOx、SO2在Ca(OH)2等吸收剂表面的脱除反应路径且要提高协同脱除效率,以此为背景本文研究了NOx、SO2协同脱除过程气固反应机制。首先通过原位漫反射装置测定Ca(OH)2和NOx、SO2反应的产物的光谱,分析产物成分和结构;其次用固定床实验平台研究了协同脱除效率,反应物和产物生成和消耗比例,研究温度、O2等的影响,通过间歇性通断气相反应物,研究NOx/SO2和Ca(OH)2反应过程,本文提出了详细的气相转化反应路径,从气固反应的角度角度解释反应机理;然后建立了固定床脱硫脱硝的反应模型,拟合了实验数据,获得了扩散系数、反应速率常数、衰减因子等参数,验证了反应机理,用DFT计算从微观角度解释了NOx和SO2协同脱除机理;最后通过工业化试验和应用验证了协同脱除新工艺。本文发现NO2的脱除是两个NO2先发生歧化反应,然后再和Ca(OH)2发生酸碱反应生成产物,反应前期生成Ca(NO2)(NO3),随后被NO2氧化成Ca(NO3)2。随着反应的进行产物结构经历了表面桥式硝酸盐→双齿硝酸盐→单齿硝酸盐→体相硝酸盐的变化。NO2的反应级数约等于2,NO2的脱除分两部分,N2O4反应以及两个NO2的反应。NO2能氧化Ca(NO2)2,但却很难氧化Ca SO3。NO和Ca(OH)2反应弱,产物为亚硝酸-硝基物种以及硝酸盐物种。NOx、SO2在Ca(OH)2表面协同脱除时,产物主要是Ca(NO3)2和Ca SO4,从反应物到终产物之间存在硫和氮的含氧酸盐的多分子的活性中间体,中间体分解生成终产物。1000~850cm-1之间的红外光谱先快速上升然后下降,即Ca SO3会部分的被氧化。NO和NO2可形成协同脱除。无O2时NO2和SO2协同脱除时,NO2转化成NO。O2对Ca(OH)2和SO2反应生成Ca SO3的过程无影响,但有O2时反应生成了更多的Ca SO4。Ca(NO2)2和SO2反应产物是Ca S2O6。SO2脱除过程中能同时脱除NO,1分子的NO和1分子的SO2结合。SO2或NO2时“倒扣”着吸附在Ca2+位上时,和Ca2+相邻的O2-位能协同吸附NO2或NO。在模型研究方面,提出了成核膨胀共模型用于修正反应面积,可以更好拟合有扩散影响的实验数据。本文提出了分段协同脱除工艺,形成高SO2区域,实现了SO2和NOx的高效协同脱除,形成了基于半干法的同时脱硫脱硝新工艺。
张弘光[8](2019)在《改性癸酸—蛭石相变复合材料制备、性能及相变动力学研究》文中研究指明相变储热技术是利用储热介质,即相变材料进行热能储存与释放的方法,能有效解决热能在时间和空间上不匹配的问题,实现节能减排的目的。其中,有机相变储热材料由于储热密度大,热稳定性好等优点,在建筑节能、太阳能热利用和工业余热回收等领域有广阔应用前景。常见有机相变材料存在液相时易泄漏等问题。针对这些不足,本文选用癸酸(Capric Acid,CA)作为相变材料,将膨胀蛭石(Expanded Vermiculite,EV)以及经酸化和硅烷化处理得到的酸化蛭石(Acid Vermiculite,AV)和硅烷化蛭石(Silanization Vermiculite,SV)作为CA支撑基质,采用直接吸附法分别制备了CA-EV,CA-AV和CA-SV相变复合材料。通过对蛭石的改性,研究了改性CA-EV相变复合材料制备、结构及热物理性能;克服了相变材料液相易泄漏的问题;提高了相变复合材料的综合性能。采用非等温相变动力学分析,推导了复合材料相变动力学参数及机理函数;评估了相变复合材料热稳定性;探讨了复合界面变化对材料的相变过程的影响。通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、多通道比表面积和孔径分析仪对三种蛭石进行结构分析。EV、AV和SV均为三维多孔结构;经酸化处理,蛭石层间阳离子被洗出导致蛭石硅氧四面体结构形成大量空隙及缺陷,晶体结构遭到破坏,AV的比表面积由EV的82 m2/g,提高到544 m2/g;再经硅烷化处理,SV表面嫁接了硅烷基,比表面积略降至210 m2/g,仍明显高于未改性的EV;AV与SV的吸附曲线呈现代表微、介孔结构的吸附回滞环,而EV没有。采用差示扫描量热仪(DSC)对三类定型相变复合材料进行热物性能分析。EV、AV和SV对CA的饱和吸附量分别为55%,65%和67%;CA-SV复合材料的相变焓为104.41 J/g,比CA-EV的相变焓提高了21.8%。蛭石的改性,提高了其吸附能力。经过1000次热循环后CA-EV、CA-AV和CA-SV定型相变复合材料的相变焓分别衰减了4.43%,3.69%,3.21%。改性CA-EV相变复合材料具有良好的热循环稳定性。选用Kissinger法计算了在相同CA含量(55 wt.%)下CA-EV、CA-AV和CA-SV的动力学活化能分别为430.63 k J/mol、482.88 k J/mol和532.20 k J/mol。蛭石的改性对相变复合材料的稳定性有提升作用;随着CA含量的增加,各相变复合材料的活化能整体-呈现降低的趋势;通过玻尔兹曼拟合,推导各复合材料活化能与CA含量的函数。采用双外推法推导55 wt.%CA含量下CA-EV、CA-AV和CA-SV复合材料的相变动力学参数。未经过循环时,CA-SV、CA-AV和CA-EV的原始状态活化能Eα→0分别为1264 k J/mol、1103 k J/mol和913 k J/mol;热平衡状态活化能Eβ→0分别为1270 k J/mol、1196 k J/mol和981 k J/mol;CA-SV的最概然机理函数为G(α)=[1-(1-α)(1/3)]2;CA-AV为G(α)=α2/3;CA-EV为G(α)=[(1+α)(1/3)-1]2。经过1000次热循环后,CA-SV的活化能Eα→0与Eβ→0提高近50%,分别达到1943k J/mol和1992 k J/mol,CA-AV和CA-EV的活化能变化不大;最概然机理函数均满足Mample一级单行法则:G(α)=-ln(1-α),与纯CA循环前后的机理函数一致。其相变机理为反应级数n=1的一维随机成核和随后生长过程。对比分析55 wt.%CA含量的CA-EV、CA-AV和CA-SV相变复合材料在不同的升温速率(1,5,10,15和20℃/min)下的多重扫描速率曲线。升温曲线随着升温速率提高整体向高温方向移动;相变速率与温度的曲线遵循“S”形,即在早期和最后阶段相变速率较慢,在中间阶段较快。界面及微孔的增加、表面改性及层间电荷的降低,提高了CA与蛭石的结合能力,但并不改变其长期的相变机理。
杨过[9](2019)在《HM(:X)XH(M=C,Si;X=S,O)及其同位素衍生物的非谐振效应研究》文中指出本论文根据RRKM(Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus)理论和过渡态理论,采用YL方法计算了正则与微正则系综中HM(:X)XH(M=C,Si;X=S,O)及其同位素衍生物单分子解离反应的速率常数,并且对反应的非谐振效应和同位素效应进行了研究。首先,采用B3LYP/6-311+G(3df,2p)基组和方法计算分子体系解离反应的反应物和过渡态的几何结构参数、频率和零点能。其次是用QCISD(T)/6-311++G(3d2f,2pd)基组和方法计算单点能。最后,计算得出正则系综速率常数以及微正则系综总态数、态密度、速率常数。1.无论在正则系综还是在微正则系综中,HM(:X)XH(M=C,Si;X=S,O)及其同位素衍生物解离反应的谐振和非谐振速率常数都是随着温度(或能量)的增加而增大的。2.在正则系综情况下,温度为700K时trans-HC(:O)OH解离(脱水反应)的非谐振速率常数1.69×10-7 s-1与文献给出的结果1.94×10-7 s-1非常接近,说明在该体系单分子解离反应中需要考虑非谐振效应。3.无论是在正则系综还是在微正则系综,HC(:O)SH、DC(:S)SD、HSi(:S)SH和DSi(:S)SD解离反应的非谐振效应是比较明显的。在正则系综中,无论是谐振模型还是非谐振模型,HM(:X)XH和DM(:X)XD的速率常数相差不大,说明几乎没有同位素效应;而在微正则系综中,HM(:X)XH和DM(:X)XD的速率常数相差比较大,表明了同位素效应的存在。
何政达[10](2019)在《多质子电子耦合重要电催化反应最优催化剂设计方法学的理论研究》文中研究表明燃料电池是解决目前能源危机的重要发展方向之一。要想制备出高效环保的燃料电池就必须为电极反应寻找高效催化剂。本论文将设计高效催化剂的方法分成了三个步骤:(1)理解所研究反应在不同外部条件(例如温度、pH等)下的机理(2)根据机理计算出其反应速率,其中需要知道每一个基元步骤的指前因子与活化能,这样才可以利用过渡态理论或者Arrhenius方程计算每个基元反应的速率常数,从而得到总反应的反应速率。(3)将反应速率与体系中某些物理量之间建立关系,得到“描述符”。对这些描述符进行定量研究,得到可以决定描述符的物理因素,并同时给出相应的控制方法。只有将这三点全部做到,才算真正建立起了一套可以从第一性原理上对电催化反应的催化剂进行设计的方法论。那么本论文就围绕上面提到的三个问题通过具体体系分别进行了初步研究。相应的研究工作以及得到的初步结论将在下面进行总结:1.氢析出在Pt(111)上、酸性溶液中的温度效应以及吸附氢原子之间的相互作用通过对氢析出反应在酸性溶液,Pt(111)电极上的变温伏安曲线进行数据分析,并结合理论计算结果,研究了吸附氢原子之间的相互作用以及氢析出反应的活化能与指前因子。发现在Pt(111)上,吸附氢原子之间存在轻微排斥作用。通过使用巨正则系综蒙特卡洛模拟方法,得到理论模拟的吸附氢原子的等温吸附线。根据Tafel斜率可以说明氢析出反应遵循Volmer-Tafel机理并且以Tafel过程为决速步骤。又根据不同温度下的伏安曲线以及DFT理论计算,验证了 Tafel反应为氢析出反应的决速步骤。2.Pt(110)-(1×1)晶面上氢原子吸附以及Tafel步骤动力学的理论研究首先通过在Pt(110)-(1×1)晶面上(以下称Pt(110)晶面)放置单个H原子,得到了三种H原子的稳定吸附构型。接着研究了这三个位点之间吸附氢原子之间的相互作用。之后通过增加表面上吸附氢原子的个数研究了顶位和桥位吸附氢的微分吸附曲线。随后研究了Tafel过程在Pt(110)晶面上的反应路径,其中假设了5种情况,并通过过渡态理论计算了每种情况下的反应路径以及活化能。由于所得到的Tafel过程的活化能与Pt(111)上类似,因此可以判断这两个表面上氢析出反应速率也基本相同,Markovic的实验也证实了这一点。3.论溶剂化能对寻找氧还原反应最优催化剂的影响通过选择9种Pt基近表面合金,并计算出OHads与OOHads在9种表面上的吸附能以及溶剂化能,发现之前文献计算中所使用的恒定溶剂化能这一假设是不合理的。原因是因为根据氧还原的火山型曲线,OHads在Pt(111)的吸附能只距离顶点有O.1eV,而当考虑溶剂化能时在不同表面上溶剂化能的误差范围可以达到0.2eV,因此如果假设在同类催化剂表面上的溶剂化能一样,将无法准确在火山顶点处进行最优催化剂的定位。因此说明在未来当研究最优催化剂时,一定要根据具体的体系去计算相应的溶剂化能,这样才能确保计算数据的准确。4.论溶剂化能对OHads、OOHads吸附能之间Scaling Relation的影响通过在9种过渡金属表面、两种不同超晶胞下计算OHads与OOHads两种吸附物的吸附能以及相应的溶剂化能,去研究溶剂化能对Scaling Relation的影响。并且对吸附物的吸附细节进行了全面分析,例如吸附相互作用中离子与共价相互作用的比例,投影态密度等。此外还研究了单个水分子以及吸附水层的结构及其与表面的成键行为。接着讨论了OHad 与OOHads的溶剂化结构以及形成溶剂化层时对它们吸附作用的影响(主要通过投影态密度进行分析)。最后发现当加入溶剂化能时,由于OHads的溶剂化能要大于OOHads的溶剂化能,因此Scaling Relation的斜率会变化(从1.05下降到0.85)。由此说明改变吸附物的溶剂化能是另一种提高ORR反应活性的手段,值得进行进一步的深入探索。5.论电化学中指前因子的计算与运用通过综述目前电化学/电催化中有关指前因子的理论与实验工作,指出了指前因子对于理解化学反应动力学的重要意义。并通过不同的电催化理论去寻找指前因子可能的计算方法及其所包含的物理意义。接着通过对外球层反应、电催化反应中温度效应的实验进行总结分析,指出了目前在实验上推导反应指前因子的一些矛盾之处以及难点。并对未来如何深入研究指前因子进行了展望与讨论。6.寻找一种描述催化作用的新描述符为了准确的寻找针对不同反应的最优催化剂,就必须找到与吸附能直接相关的描述符。那么之前一直使用“d能带中心”(∈dc)作为研究吸附能的描述符。但这个描述符本身并不能将催化中的所有相互作用都包括其中,并且不能去进行定量化的调整。那么寻找一种解决上面两个问题的新型描述符就变得非常重要。通过四种不同的体系结构变化,考察O原子在这些体系上的吸附能以及投影态密度的变化。提出了一种新型的描述符:稳定化能(EOS,Energy of Stablization)。并研究了这个描述符与O原子吸附能之间的关系以及与d能带中心之间的关系,发现通过EOS能比d能带中心更好的描述吸附物的吸附能。最后对EOS进行了误差分析并对它的未来发展前景进行了展望。
二、求活化能时速率常数中可以用压力单位(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、求活化能时速率常数中可以用压力单位(论文提纲范文)
(1)低品位腐泥土型红土镍矿制备镍铁相关基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 镍的性质 |
1.2 镍的用途及消费 |
1.3 镍矿资源概况 |
1.3.1 全球镍矿资源概况 |
1.3.2 国内镍矿资源概况 |
1.3.3 全球红土镍矿资源概况及矿床特征 |
1.4 红土镍矿处理工艺 |
1.4.1 火法冶炼工艺 |
1.4.2 湿法浸出工艺 |
1.4.3 其它处理工艺 |
1.5 红土镍矿还原-磁选工艺研究进展 |
1.5.1 红土镍矿的还原机理研究进展 |
1.5.2 添加剂强化红土镍矿还原-磁选工艺研究现状 |
1.6 红土镍矿选择性富集镍制备高品位镍铁研究现状 |
1.6.1 红土镍矿选择性还原 |
1.6.2 红土镍矿硫化还原 |
1.7 国内红土镍矿还原焙烧-磁选工艺工业应用现状 |
1.8 论文研究意义及研究内容 |
第2章 实验研究方法和原料性能检测 |
2.1 实验设备 |
2.1.1 红土镍矿预处理及制样装置 |
2.1.2 高温实验装置 |
2.2 红土镍矿分析测试方法与性能表征 |
2.3 原料物理化学性质 |
2.3.1 红土镍矿化学成分 |
2.3.2 红土镍矿XRD分析 |
2.3.3 红土镍矿TG-DSC分析 |
2.3.4 辅料性质分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 红土镍矿煤基自还原机理 |
3.1 热力学计算方法 |
3.2 镍、铁氧化物的煤基还原热力学 |
3.3 红土镍矿的煤基自还原试验 |
3.3.1 实验方法 |
3.3.2 测试分析及表征 |
3.3.3 还原结果及影响因素分析 |
3.4 红土镍矿煤基自还原动力学 |
3.4.1 实验方法 |
3.4.2 测试分析及表征 |
3.4.3 镍、铁氧化物还原度及动力学模型 |
3.4.4 镍、铁氧化物反应中前期还原动力学 |
3.4.5 镍、铁氧化物反应后期还原动力学 |
3.5 本章小结 |
第4章 CaF_2强化红土镍矿自还原过程中镍铁颗粒聚集长大 |
4.1 实验方法与过程 |
4.1.1 红土镍矿煤基自还原-磁选实验 |
4.1.2 测试分析与表征 |
4.1.3 镍铁颗粒的粒径测定及计算方法 |
4.2 结果分析与讨论 |
4.2.1 还原温度和时间对红土镍矿自还原产物中金属颗粒粒径的影响 |
4.2.2 CaF_2加入量对红土镍矿自还原产物中金属颗粒粒径的影响 |
4.3 CaF_2促进金属颗粒长大的动力学分析 |
4.4 CaF_2促进镍铁颗粒聚集长大机理 |
4.5 CaF_2强化红土镍矿自还原-细磨-磁选试验 |
4.6 本章小结 |
第5章 CaSO_4促进红土镍矿自还原过程中镍铁颗粒聚集长大机理 |
5.1 实验方法与过程 |
5.1.1 红土镍矿煤基自还原-磁选实验 |
5.1.2 测试分析与表征 |
5.1.3 镍铁颗粒的粒径测定及计算方法 |
5.2 结果分析与讨论 |
5.2.1 红土镍矿自还原产物中金属颗粒分布及粒径变化 |
5.2.2 添加剂作用下红土镍矿自还原产物中金属颗粒粒径变化 |
5.3 CaSO_4促进红土镍矿自还原过程中镍铁颗粒长大机理 |
5.3.1 不同添加剂作用下红土镍矿自还原产物中矿物组成变化 |
5.3.2 不同添加剂作用下红土镍矿自还原产物的微观结构 |
5.4 添加剂作用下红土镍矿自还原-磁选试验 |
5.4.1 磁性产品分析 |
5.4.2 磁选尾渣分析 |
5.4.3 镍、铁回收率 |
5.5 红土镍矿自还原过程镍铁颗粒聚集长大机理 |
5.6 本章小结 |
第6章 红土镍矿自还原-CO_2/CO选择性氧化制备高品位镍铁 |
6.1 金属镍、铁氧化热力学基础 |
6.1.1 金属镍、铁被O_2氧化热力学 |
6.1.2 金属镍、铁被CO_2氧化热力学 |
6.2 实验方法与过程 |
6.2.1 红土镍矿自还原-选择性氧化实验 |
6.2.2 测试分析与表征 |
6.3 结果分析与讨论 |
6.3.1 红土镍矿自还原-高温熔分试验 |
6.3.2 红土镍矿自还原-CO_2/CO选择性氧化-熔分试验 |
6.3.3 红土镍矿自还原产物及其氧化产物矿物组成 |
6.3.4 红土镍矿自还原产物氧化前后镍、铁元素化学价态变化 |
6.3.5 红土镍矿自还原产物及其氧化产物的微观分析 |
6.4 红土镍矿自还原产物在CO_2/CO混合气氛中的氧化行为 |
6.5 与红土镍矿硫化还原方法的比较分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
(2)GIS盆式绝缘子电热老化的热动力学特性与绝缘寿命预测方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 环氧树脂复合材料的反应机制与建模方法 |
1.2.2 活化能参量的测试手段与计算方法 |
1.2.3 基于热动力学参数的绝缘老化评估与寿命预测 |
1.2.4 有待解决的关键问题 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 盆式绝缘子的老化裂解与反应机理表征 |
2.1 引言 |
2.2 环氧树脂老化裂解的分子动力学微观仿真研究 |
2.2.1 环氧树脂分子模型的构建 |
2.2.2 主要裂解产物及小分子生成路径 |
2.3 电热应力下环氧树脂微观缺陷的演化特征 |
2.3.1 实验平台及实验方案 |
2.3.2 老化试品的微观形貌特征分析 |
2.4 环氧树脂复合材料的热动力学特性 |
2.4.1 测试仪器及方法 |
2.4.2 测量结果与分析 |
2.5 盆式绝缘子环氧树脂的反应机理函数表征 |
2.5.1 环氧树脂反应机理函数的通用表征模型 |
2.5.2 环氧树脂反应机理函数的求解方法 |
2.6 本章小结 |
第3章 盆式绝缘子的热解动力学参数求解方法 |
3.1 引言 |
3.2 热解反应双台阶活化能的求解 |
3.2.1 台阶Ⅰ活化能的积分中值计算法 |
3.2.2 台阶Ⅱ活化能的改进型指数式积分变换计算法 |
3.3 双台阶反应机理函数的改进有理式积分变换验证方法 |
3.4 盆式绝缘子环氧树脂复合材料热解动力学参数的表征计算 |
3.4.1 盆式绝缘子环氧树脂复合材料活化能的表征计算 |
3.4.2 盆式绝缘子环氧树脂复合材料的反应机理函数表征 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于热动力学特征参量的GIS绝缘子寿命预测方法 |
4.1 引言 |
4.2 绝缘寿命失效判据的建立 |
4.2.1 试样制备与性能测试平台 |
4.2.2 老化程度对试样质量损失的影响 |
4.2.3 击穿场强与老化时间的关联规律 |
4.2.4 机械拉伸强度与老化时间的关联规律 |
4.2.5 基于转化率的寿命失效判据 |
4.3 盆式绝缘子的剩余寿命预测 |
4.3.1 未老化试样的寿命预测 |
4.3.2 绝缘子老化时间与活化能参数的基本关系 |
4.3.3 投运盆式绝缘子的寿命预测方法及有效性验证 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(3)基于介电谱和活化能的环氧树脂类干式绝缘设备的状态评估技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 环氧树脂类绝缘材料及老化特性研究现状 |
1.2.2 基于活化能评估电力设备绝缘状态研究现状 |
1.2.3 基于介电谱评估电力设备绝缘状态研究现状 |
1.3 本文主要研究 |
第2章 测试平台和实验方案 |
2.1 热老化平台及实验方案 |
2.2 击穿实验方案及平台 |
2.3 介电谱测量平台及测量方法 |
2.4 TGA测量平台及测量方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 环氧树脂活化能的计算方法及其改进 |
3.1 基于TGA的化学反应活化能计算方法及结果 |
3.1.1 计算方法 |
3.1.2 环氧树脂的化学反应活化能 |
3.2 基于介电谱应用频-温平移法求取松弛活化能的物理基础及适用条件 |
3.2.1 电介质极化的微观机制 |
3.2.2 适用条件 |
3.3 应用频-温平移法的局限性 |
3.3.1 频-温平移法的主要问题 |
3.3.2 “温漂”现象的物理机制 |
3.4 改进介电谱法的思想与计算流程 |
3.4.1 弛豫过程对介电谱特征参数的影响规律 |
3.4.2 改进的介电谱法与计算流程 |
3.5 改进法的有效性分析与讨论 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于活化能的环氧树脂类干式变压器寿命预测与老化状态评估方法 |
4.1 环氧树脂活化能随老化程度的关联规律 |
4.2 环氧树脂老化特性与老化程度的关联规律 |
4.2.1 质量损失与老化程度的关联规律 |
4.2.2 介电特性与老化程度的关联规律 |
4.2.3 电气强度与老化程度的关联规律 |
4.3 基于温度加速因子的老化时间等效表征 |
4.4 基于活化能的寿命预测与老化状态评估方法 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于活化能参数的老化状态评估方法应用 |
5.1 干式变压器活化能的现场测试方法 |
5.2 运用活化能评估干式变压器老化状态 |
5.2.1 干式变压器缩比模型 |
5.2.2 实际干式变压器 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(4)微生物提升钢渣胶凝材料安定性和利用率的作用及机理(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 钢渣作为土木工程材料利用及存在的问题 |
1.2.1 钢渣的理化性质 |
1.2.2 钢渣作为土木工程材料的应用 |
1.2.3 钢渣作为土木工程材料存在的问题 |
1.3 钢渣碳化技术及存在的问题 |
1.3.1 钢渣碳化 |
1.3.2 影响钢渣碳化速率的因素 |
1.3.3 钢渣碳化存在的问题 |
1.4 本论文开展的研究工作 |
1.4.1 微生物矿化钢渣胶凝材料研究思路提出 |
1.4.2 研究目标 |
1.4.3 研究内容及拟解决的关键问题 |
1.4.4 论文内容的总体框架 |
第二章 微生物钢渣安定性和强度初探 |
2.1 引言 |
2.2 四种钢渣胶凝材料制备 |
2.2.1 原材料 |
2.2.2 四种钢渣胶凝材料配合比设计及养护制度 |
2.3 四种钢渣胶凝材料性能比较 |
2.3.1 抗压强度 |
2.3.2 安定性 |
2.4 四种钢渣胶凝材料硬化浆体微观结构 |
2.4.1 孔隙结构 |
2.4.2 矿化产物微观形貌 |
2.4.3 矿化产物物相 |
2.5 四种钢渣胶凝材料净浆试样钙镁矿物利用率 |
2.5.1 游离氧化钙、氧化镁反应率 |
2.5.2 硅酸盐矿物反应率 |
2.5.3 四类钢渣胶凝材料钙镁矿物利用率 |
2.6 本章小结 |
第三章 微生物加速游离氧化钙、游离氧化镁转化与安定性提升 |
3.1 引言 |
3.2 f-CaO、f-MgO碳化反应热力学与动力学 |
3.2.1 原材料 |
3.2.2 f-CaO、f-MgO水化与碳化反应热力学 |
3.2.3 f-CaO、f-MgO碳化反应动力学参数 |
3.2.4 矿化微生物对动力学参数的影响 |
3.2.5 复合微生物对动力学参数的影响 |
3.3 f-CaO、f-MgO浆体矿化强度与产物 |
3.3.1 f-CaO、f-MgO砂浆矿化强度 |
3.3.2 f-CaO、f-MgO矿化产物 |
3.3.3 f-CaO、f-MgO浆体孔结构 |
3.4 复合微生物对钢渣f-CaO、f-MgO转化与安定性影响 |
3.4.1 试验设计及方法 |
3.4.2 安定性 |
3.5 本章小结 |
第四章 钢渣中硅酸二钙和硅酸三钙的矿化与强度 |
4.1 引言 |
4.2 硅酸盐矿物碳化与水化反应热力学与动力学 |
4.2.1 原材料 |
4.2.2 硅酸盐矿物碳化与水化反应热力学 |
4.2.3 硅酸盐矿物碳化与水化动力学 |
4.3 微生物对硅酸盐矿物转化的影响 |
4.3.1 矿化微生物的影响 |
4.3.2 JW菌的影响 |
4.3.3 复合微生物的影响 |
4.4 硅酸盐矿物矿化对强度的贡献 |
4.4.1 试验设计及试验方法 |
4.4.2 钢渣试件抗压强度 |
4.4.3 强度增长分析 |
4.5 微生物对硅酸盐矿物产物的影响 |
4.5.1 物相 |
4.5.2 热分解性能 |
4.5.3 晶粒尺寸与微观形貌 |
4.5.4 黏附力 |
4.5.5 孔结构 |
4.6 本章小结 |
第五章 钢渣胶凝材料孔溶液中微生物矿化机理与微生物添加剂优化 |
5.1 引言 |
5.2 微生物在孔溶液中萌发和生长 |
5.2.1 微生物对钢渣孔隙溶液组成影响 |
5.2.2 微生物萌发和生长 |
5.3 孔溶液中微生物矿化机理 |
5.3.1 酶催化反应动力学参数 |
5.3.2 成核作用 |
5.3.3 结晶速率 |
5.4 钢渣孔溶液中矿化产物 |
5.4.1 试验方法 |
5.4.2 物相 |
5.4.3 尺寸 |
5.4.4 微观形貌 |
5.4.5 分解温度 |
5.5 微生物添加剂检测方法与控制指标 |
5.5.1 微生物添加剂制备 |
5.5.2 微生物添加剂检测方法 |
5.5.3 微生物添加剂控制参数与指标 |
5.6 本章小结 |
第六章 微生物钢渣胶凝材料及制品的制备与应用 |
6.1 引言 |
6.2 复合微生物钢渣胶凝材料及制品工艺优化 |
6.2.1 微生物添加剂用量 |
6.2.2 标准养护时间 |
6.2.3 CO_2养护压力和时间 |
6.3 优化微生物钢渣制品产物与微观结构 |
6.3.1 物相 |
6.3.2 孔结构 |
6.4 复合微生物钢渣产品生产与工程应用 |
6.4.1 道路铺装产品生产 |
6.4.2 工程应用 |
6.4.3 经济性与生态性分析 |
6.5 钢渣胶凝材料微生物添加剂应用方法 |
6.5.1 原材料及配比 |
6.5.2 钢渣制品生产与养护制度 |
6.5.3 外观质量评价与性能指标 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
7.3 创新性自评分析 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及成果清单 |
致谢 |
(5)脂肪酸-烃类油浮选低阶煤协同作用机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及课题的提出 |
1.2 文献综述 |
1.3 研究内容、研究方法与技术路线 |
2 试验药剂与煤样性质分析 |
2.1 试验药剂 |
2.2 煤样制备与性质分析 |
2.3 本章小结 |
3 脂肪酸-烃类油在溶液中的分散特性及与煤粒相互作用能垒研究 |
3.1 试验装置及方法 |
3.2 捕收剂在溶液中的分散特性 |
3.3 捕收剂微滴与煤粒的相互作用能 |
3.4 本章小节 |
4 脂肪酸-烃类油在煤粒表面的铺展润湿行为与吸附机理 |
4.1 试验装置与方法 |
4.2 脂肪酸-烃类油微滴在煤粒表面的铺展润湿行为 |
4.3 脂肪酸-烃类油分子在煤粒表面的吸附机理 |
4.4 脂肪酸-烃类油与低阶煤表面作用的双尺度机制 |
4.5 本章小结 |
5 脂肪酸-烃类油对气泡-低阶煤粘附和脱附过程的影响机制 |
5.1 试验装置与方法 |
5.2 脂肪酸-烃类油影响气泡-低阶煤粘附过程的界面作用机理 |
5.3 脂肪酸-烃类油对气泡-低阶煤脱附过程的影响规律 |
5.4 本章小结 |
6 脂肪酸-烃类油浮选低阶煤试验研究 |
6.1 试验装置与方法 |
6.2 结果与讨论 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(6)土壤矿物界面反应的微观机制 ——非对称杂化轨道的提出、验证与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 土壤中离子界面反应研究 |
1.1.1 土壤中离子界面反应热力学的经典理论 |
1.1.2 土壤中离子界面反应热力学的Hofmeister效应 |
1.1.3 离子界面吸附的分子动力学模拟及其在土壤/黏土体系中的应用 |
1.1.4 土壤中离子界面反应动力学 |
1.1.5 考虑Hofmeister效应的离子吸附动力学 |
1.2 土壤中胶体颗粒相互作用与土壤胶体颗粒凝聚机制研究 |
1.2.1 土壤胶体的类型以及性质 |
1.2.2 土壤胶体双电层理论与Hofmeister效应 |
1.2.3 土壤胶体颗粒相互作用的DLVO理论与Hofmeister效应 |
1.3 结语 |
第2章 绪论 |
2.1 立题依据 |
2.2 研究目标 |
2.3 研究内容 |
2.3.1 电场与非经典极化作用下的离子/水分子界面吸附研究 |
2.3.2 电场与非经典极化作用下,土壤矿物颗粒相互作用研究 |
2.3.3 电场与非经典极化作用下,离子界面反应与土壤矿物颗粒相互作用的关联研究 |
2.4 技术路线 |
第3章 土壤/矿物表面非对称电场中离子/原子轨道的非对称杂化及其对界面反应的影响 |
3.1 引言 |
3.2 非对称电场中离子轨道非对称杂化的量子力学理论 |
3.2.1 无外电场时离子/原子电子饱和下的外层轨道薛定谔(Schr(?)dinger)方程的解 |
3.2.2 非对称外电场中离子/原子电子饱和下的外层轨道薛定谔(Schr(?)dinger)方程的解:非对称杂化轨道 |
3.3 非对称电场中的非对称杂化轨道理论在“金属离子-黏土矿物”界面反应中的一个应用 |
3.4 小结 |
第4章 Na~+和K~+在蒙脱石界面的反应:非对称杂化轨道理论的验证 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与研究方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 动态光散射(DLS)测定 |
4.2.3 临界凝聚浓度(CCC)和凝聚活化能的计算 |
4.2.4 密度泛函分析 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 Na~+和K~+在蒙脱石表面吸附反应的周期性密度泛函分析结果 |
4.3.2 Na~+和K~+在蒙脱石表面吸附的激光散射实验结果 |
4.4 小结 |
第5章 基于非对称杂化轨道理论:矿物(土壤)胶体颗粒间引力位能测定的原理及方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 理论 |
5.3 材料与方法 |
5.3.1 材料 |
5.3.2 动态光散射方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 蒙脱石悬液的凝聚动力学 |
5.4.2 蒙脱石颗粒相互作用中的范德华能 |
5.4.3 测定方法的可靠性检验 |
5.4.4 测定方法的优缺点分析 |
5.5 小结 |
第6章 土壤矿物界面反应中水分子结构、动力学以及稳定性 |
6.1 引言 |
6.2 分子动力学模拟方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 界面水分子的取向 |
6.3.2 氢键网络的转换 |
6.3.3 界面水分子的稳定性 |
6.4 小结 |
第7章 云母表面单/双金属离子吸附行为的分子动力学模拟研究 |
7.1 引言 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 模拟体系设定 |
7.2.2 模拟参数 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 单一离子体系 |
7.3.2 混合体系 |
7.4 小结 |
第8章 基于非对称杂化的可变电荷/恒电荷矿物中离子界面反应机制的比较研究 |
8.1 引言 |
8.2 材料与方法 |
8.2.1 材料与样品的制备 |
8.2.2 离子交换吸附动力学 |
8.2.3 动力学实验数据处理方法 |
8.3 结果与讨论 |
8.3.1 二氧化硅-H~+饱和样上的离子交换动力学 |
8.3.2 二氧化硅-K~+饱和样上的离子吸附动力学 |
8.3.3 二氧化硅-H~+饱和样与二氧化硅-K~+饱和样上所得结果的比较分析 |
8.3.4 pH=8.5 时蒙脱石-K~+饱和样上的离子交换吸附动力学 |
8.3.5 离子在pH=8.5 时的蒙脱石-K~+与二氧化硅-K~+表面吸附的比较分析 |
8.4 小结 |
第9章 界面反应中离子非对称杂化对黏土颗粒相互作用的影响 |
9.1 引言 |
9.2 材料与方法 |
9.2.1 蒙脱石-Na~+与蒙脱石-K~+饱和样的制备 |
9.2.2 动态光散射测定 |
9.2.3 离子吸附动力学测定 |
9.2.4 实验条件 |
9.2.5 凝聚实验中的离子类型与电解质浓度设置 |
9.2.6 离子吸附动力学实验中的离子类型与电解质浓度设置 |
9.3 实验结果与讨论 |
9.3.1 pH=6.0时Na~+、K~+、Cs~+和H~+引发蒙脱石颗粒凝聚 |
9.3.2 pH=6.0时Na~+、K~+、Cs~+和H~+在蒙脱石颗粒表面上的吸附反应对蒙脱石颗粒相互作用的影响 |
9.3.3 pH=6.0时Ca~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)引发蒙脱石颗粒凝聚 |
9.3.4 pH=6.0时Ca~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)在蒙脱石颗粒表面上的吸附反应对蒙脱石颗粒相互作用的影响 |
9.4 小结 |
第10章 结论与展望 |
10.1 结论 |
10.2 创新点 |
10.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文及参加学术会议情况 |
(7)NOx和SO2在Ca(OH)2表面脱除机理与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 燃煤烟气排放现状 |
1.1.2 非联合脱硫脱硝技术 |
1.1.3 联合脱除技术 |
1.2 SO_2和NO_x的异相反应问题 |
1.3 Ca(OH)_2和NO_x及SO_2反应机理 |
1.3.1 Ca(OH)_2和SO_2反应机理 |
1.3.2 NO_x的脱除反应机理 |
1.3.3 SO_2和NO_x协同脱除机理 |
1.3.4 水蒸气在脱硫脱硝中的作用 |
1.3.5 溶液中SO_2和NO_x脱除机理 |
1.4 本文研究的内容和意义 |
第2章 实验系统与实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 原位漫反射红外装置 |
2.2.1 原位漫反射红外原理 |
2.2.2 原位漫反射红外实验装置 |
2.3 固定床反应装置 |
2.4 表征和分析手段 |
2.5 其他实验手段 |
第3章 Ca(OH)_2脱除NO_x和SO_2反应产物研究 |
3.1 引言 |
3.2 Ca(OH)_2等化合物和脱硫脱硝产物光谱 |
3.2.1 Ca(OH)_2等的红外光谱 |
3.2.2 产物的红外光谱 |
3.3 Ca(OH)_2单独脱除SO_2或NO_x反应产物研究 |
3.3.1 Ca(OH)_2脱除SO_2 |
3.3.2 Ca(OH)_2脱除NO_2 |
3.3.3 Ca(OH)_2脱除NO |
3.4 Ca(OH)_2等同时脱除SO_2和NO_x反应产物研究 |
3.4.1 Ca(OH)_2脱除SO_2和NO_2 |
3.4.2 Ca(OH)_2脱除SO_2和NO |
3.4.3 Na OH脱除SO_2和NO |
3.4.4 SO_2和NO_x同时脱除过程中Ca SO_3氧化问题 |
3.4.5 Ca(OH)_2和SO_2、NO_x反应时Ca SO_4的生成 |
3.5 Ca SO_3、Ca(NO_2)_2等和NO_x、SO_2反应产物 |
3.5.1 Ca(NO_2)_2和SO_2反应产物 |
3.5.2 Ca(NO_2)_2和NO_2反应产物 |
3.5.3 Ca SO_3和NO_2反应产物 |
3.6 本章总结 |
第4章 Ca(OH)_2脱除NO_x和SO_2的反应机理 |
4.1 研究思路和方法 |
4.2 气-固反应条件下NO_2的脱除 |
4.2.1 Ca(OH)_2脱除NO_2反应方程式 |
4.2.2 Ca(OH)_2脱除NO_2反应级数 |
4.2.3 NO对 NO_2脱除的影响 |
4.2.4 NO_x在Ca(OH)_2表面表面反应路径 |
4.3 气固反应条件下NO_2和SO_2共同脱除 |
4.3.1 NO_2和SO_2脱除特性 |
4.3.2 间歇性通断反应气体实验 |
4.3.3 SO_2及O_2通入或切断的结果 |
4.3.4 Ca(OH)_2和SO_2、NO_2反应路径分析 |
4.3.5 以Ca(NO)_2为吸收剂的实验 |
4.4 NO和 SO_2同时脱除特性研究 |
4.4.1 NO和 SO_2同时脱除典型特征 |
4.4.2 NO和 SO_2同时脱除的气相通断实验 |
4.4.3 NO对 SO_2的影响 |
4.4.4 SO_2和NO同时脱除小结 |
4.5 NO_x和SO_2协同脱除微观机理 |
4.5.1 CaO等表面的协同吸附NO_2概述 |
4.5.2 CaO表面单独吸附NO_2或SO_2 |
4.5.3 NO_2和SO_2在CaO等表面的协同吸附 |
4.5.4 NO和 SO_2、NO_2在CaO表面协同吸附 |
4.6 小结 |
第5章 NO_x和SO_2脱除的固定床模型研究 |
5.1 前言 |
5.1.1 气固反应概述 |
5.1.2 脱除反应的不同阶段 |
5.1.3 反应方程式与参数选择 |
5.1.4 固定床实验模拟方法 |
5.2 不考虑扩散过程的模拟 |
5.2.1 表面吸附模型 |
5.2.2 表面失活模型 |
5.3 考虑扩散过程的模拟 |
5.3.1 未反应核模型 |
5.3.2 扩散修正的表面失活模型 |
5.3.3 晶粒模型 |
5.4 反应面积修正 |
5.4.1 活性表面衰减因子 |
5.4.2 未反应核模型反应面积修正 |
5.5 NO_x脱除过程模拟 |
5.5.1 NO_2脱除过程模拟 |
5.5.2 NO脱除过程模拟 |
5.6 小结 |
第6章 钙基吸收剂同时脱硫脱硝技术的应用 |
6.1 前言 |
6.2 钙基吸收剂同时脱硫脱硝技术工业应用 |
6.2.1 工艺流程 |
6.2.2 技术应用 |
6.3 钙基吸收剂同时脱硫脱硝技术相关问题 |
6.3.1 反应速度问题 |
6.3.2 NO脱除的特征 |
6.3.3 机理实验对工业应用的指导 |
6.4 产物稳定性 |
6.5 溶液中S和N的含氧酸盐的E-p H相图 |
6.6 小结 |
第7章 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 离子色谱法同时测定NO_2~-、SO_4~(2-)、NO_2~-、NO_3~- |
附录B 典型化合物的分峰表 |
附录C 光谱分峰方法 |
附录D 红外光谱的定量分析 |
D.1 光谱K-M函数和稀释浓度关系 |
D.2 光谱K-M函数和稀释浓度关系 |
附录E 实验条件列表 |
附录F 表面N_xO_y的吸收峰位置 |
附录G DRIFT谱图 |
附录H 固定床模型涉及参数以及E-p H相图成分 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)改性癸酸—蛭石相变复合材料制备、性能及相变动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 相变储热材料 |
1.2.1 相变储热材料的分类 |
1.2.2 相变储热材料的选择原则 |
1.3 有机相变储热材料 |
1.3.1 有机相变材料特点 |
1.3.2 有机相变材料研究进展 |
1.3.3 有机相变复合材料 |
1.4 膨胀蛭石 |
1.4.1 蛭石的成分及产地 |
1.4.2 蛭石的性能 |
1.4.3 蛭石的改性研究 |
1.5 热分析动力学 |
1.5.1 热分析动力学概述 |
1.5.2 非等温相变动力学 |
1.5.3 动力学分析的误差 |
1.5.4 最概然机理函数的推断 |
1.6 选题意义及研究内容 |
1.6.1 选题意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
第2章 蛭石的改性及结构研究 |
2.1 原材料、设备及试验方法 |
2.1.1 原材料 |
2.1.2 主要制备及测试仪器 |
2.1.3 试验方法 |
2.1.4 测试方法 |
2.2 酸化蛭石的性能研究 |
2.2.1 宏观形貌分析 |
2.2.2 比表面分析 |
2.2.3 XRD分析 |
2.2.4 FT-IR分析 |
2.2.5 TEM分析 |
2.2.6 ICP-OES分析 |
2.3 硅烷化蛭石的性能研究 |
2.3.1 比表面分析 |
2.3.2 XRD分析 |
2.3.3 FT-IR分析 |
2.3.4 SEM分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 改性癸酸-蛭石的制备及性能 |
3.1 原材料、设备及试验方法 |
3.1.1 原材料 |
3.1.2 主要制备及测试仪器 |
3.1.3 试验方法 |
3.1.4 测试方法 |
3.2 改性癸酸-蛭石相变复合材料的制备 |
3.2.1 饱和吸附改性癸酸-蛭石相变复合材料的制备 |
3.2.2 不同 CA 含量的改性癸酸-蛭石相变复合材料的制备 |
3.3 改性癸酸-蛭石相变复合材料性能研究 |
3.3.1 最大吸附量分析 |
3.3.2 SEM分析 |
3.3.3 FT-IR分析 |
3.3.4 热导率分析 |
3.3.5 DSC分析 |
3.3.6 热循环分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 改性癸酸-蛭石的动力学分析 |
4.1 原材料、设备及试验方法 |
4.1.1 原材料 |
4.1.2 实验器材 |
4.1.3 试验方法 |
4.2 几种常见的动力学分析法 |
4.2.1 Kissinger法 |
4.2.2 Ozawa法 |
4.2.3 Coats-Redfern法 |
4.2.4 双外推法 |
4.3 癸酸的相变动力学分析 |
4.3.1 CA的DSC分析 |
4.3.2 CA的相变动力学参数计算 |
4.3.3 CA的相变机理函数推断 |
4.4 癸酸-蛭石相变动力学分析 |
4.4.1 CA-EV的 DSC分析 |
4.4.2 CA-EV的相变动力学参数计算 |
4.4.3 CA-EV的相变机理函数推断 |
4.5 癸酸-酸化蛭石相变动力学分析 |
4.5.1 CA-AV的 DSC分析 |
4.5.2 CA-AV的相变动力学参数计算 |
4.5.3 CA-AV的相变机理函数推断 |
4.6 癸酸-硅烷化蛭石相变动力学分析 |
4.6.1 CA-SV的 DSC分析 |
4.6.2 CA-SV的相变动力学参数计算 |
4.6.3 CA-SV的相变机理函数推断 |
4.7 本章小结 |
第5章 改性癸酸-蛭石相变机理及稳定性研究 |
5.1 原材料、设备及试验方法 |
5.1.1 原材料 |
5.1.2 实验器材 |
5.1.3 试验方法 |
5.2 循环后改性癸酸-蛭石动力学分析 |
5.2.1 循环后改性CA-EV的 DSC分析 |
5.2.2 循环后改性CA-EV相变机理函数推断 |
5.3 循环前后改性癸酸-蛭石动力学结论对比分析 |
5.3.1 循环前纯CA及改性CA-EV动力学结论 |
5.3.2 循环前后纯CA及改性CA-EV相变动力学参数对比 |
5.4 蛭石晶体结构变化对改性癸酸-蛭石相变过程的影响 |
5.4.1 蛭石改性后晶体结构变化 |
5.4.2 蛭石改性后界面变化分析 |
5.4.3 蛭石改性后比表面积对吸附作用影响 |
5.5 改性癸酸-蛭石反应进度与固态动力学模型研究 |
5.5.1 固态动力学中的机理函数和机制 |
5.5.2 动力学机理函数的分类 |
5.5.3 反应进度与机理函数推导原理 |
5.5.4 改性CA-EV相变复合材料反应速率曲线分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的成果 |
(9)HM(:X)XH(M=C,Si;X=S,O)及其同位素衍生物的非谐振效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 化学反应动力学 |
1.2 反应速率理论的建立与发展 |
1.3 本文研究的主要内容 |
2 原理与方法 |
2.1 过渡态理论 |
2.2 Rice-Ramsperger-Kassal-Marcus(RRKM)理论 |
2.3 YL方法 |
2.3.1 最陡下降法 |
2.3.2 微正则系综 |
2.3.3 正则系综 |
2.4 Gaussian09分子构型优化 |
3 HC(:X)XH(X=S,O)及其同位素衍生物解离的非谐振效应 |
3.1 研究背景 |
3.2 从头算方法 |
3.2.1 HC(:X)XH (X=S,O)解离反应物和过渡态构型 |
3.2.2 DC(:X)XD (X=S,O)解离反应物和过渡态构型 |
3.3 HC(:X)XH(X=S,O)解离反应速率常数和非谐振效应 |
3.3.1 HC(:O)OH单分子解离 |
3.3.2 HC(:O)SH单分子解离 |
3.3.3 HC(:S)OH单分子解离 |
3.3.4 HC(:S)SH单分子解离 |
3.4 DC(:X)XD(X=S,O)解离反应速率常数和非谐振效应 |
3.4.1 DC(:O)OD解离反应 |
3.4.2 DC(:O)SD解离反应 |
3.4.3 DC(:S)OD解离反应 |
3.4.4 DC(:S)SD解离反应 |
3.5 本章小结 |
4 HSi(:X)XH (X=S,O)及其同位素衍生物解离的非谐振效应 |
4.1 研究背景 |
4.2 从头算方法 |
4.2.1 HSi(:X)XH (X=S,O)解离反应物和过渡态构型 |
4.2.2 DSi(:X)XD (X=S,O)解离的反应物和过渡态构型 |
4.3 HSi(:X)XH (X=S,O)解离反应速率常数和非谐振效应 |
4.3.1 HSi(:O)OH单分子解离 |
4.3.2 HSi(:O)SH单分子解离 |
4.3.3 HSi(:S)OH单分子解离 |
4.3.4 HSi(:S)SH单分子解离 |
4.4 DSi(:X)XD (X=S,O)解离反应速率常数和非谐振效应 |
4.4.1 DSi(:O)OD单分子解离 |
4.4.2 DSi(:O)SD单分子解离 |
4.4.3 DSi(:S)OD单分子解离 |
4.4.4 DSi(:S)SD单分子解离 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
附录A 几何参数表 |
附录B 能量参数表 |
附录C 速率常数表 |
致谢 |
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
(10)多质子电子耦合重要电催化反应最优催化剂设计方法学的理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 能源危机与解决方案 |
1.1.1 能源的重要性与能源危机 |
1.1.2 化石燃料的优势分析以及新能源需要满足的要求 |
1.1.3 燃料电池-一种极具前景的能源存储使用解决方案 |
1.2 氢氧燃料电池是燃料电池的重要研究方向 |
1.2.1 氢氧燃料电池介绍 |
1.2.2 氢析出反应研究进展 |
1.2.3 氧还原反应研究进展 |
1.3 论文的研究内容与章节分配 |
第2章 理论基础 |
2.1 量子力学基础 |
2.2 量子化学基础-以波函数为中心 |
2.3 密度泛函理论及其在电催化中的应用 |
2.3.1 量子化学所遇到的困难 |
2.3.2 Thomas-Fermi理论 |
2.3.3 Hohenberg-Kohn定理 |
2.3.4 Kohn-Sham方程 |
2.3.5 交换相关泛函的提出 |
2.4 VASP软件介绍 |
第3章 氢析出反应 |
3.1 本章提要 |
3.2 氢析出反应在Pt(111)上的热力学/动力学行为 |
3.2.1 实验方法 |
3.2.2 理论方法 |
3.2.3 极化曲线解析 |
3.2.4 温度效应解析 |
3.2.5 总结 |
3.3 氢析出反应在Pt(110)晶面上的动力学行为 |
3.3.1 Pt(110)的晶面结构 |
3.3.2 计算细节 |
3.3.3 氢原子在Pt(110)-(1x1)上的吸附 |
3.3.4 Tafel反应在Pt(110)-(1x1)上动力学行为 |
3.3.5 总结 |
第4章 氧还原反应 |
4.1 溶剂化能在判断氧还原反应最优催化剂中的重要作用 |
4.1.1 背景介绍 |
4.1.2 研究思路 |
4.1.3 计算细节 |
4.1.4 研究体系示意图 |
4.1.5 结果与讨论 |
4.1.6 总结 |
4.2 OH,OOH在9种过渡金属(111)晶面上的溶剂化能 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 计算细节 |
4.2.3 结果与讨论 |
4.2.4 结论与展望 |
第5章 电化学中的指前因子 |
5.1 引言 |
5.2 电催化反应中的指前因子 |
5.3 理论基础 |
5.3.1 化学反应速率理论 |
5.3.2 电子转移反应 |
5.3.3 离子转移反应 |
5.3.4 表面化学反应 |
5.3.5 理论模拟方法 |
5.4 实验研究 |
5.4.1 外球型反应 |
5.4.2 氢析出反应的温度效应 |
5.5 综合讨论与总结 |
第6章 寻找一种描述催化作用的新描述符 |
6.1 引言 |
6.1.1 电催化反应中的描述符 |
6.1.2 d能带中心理论推导 |
6.1.3 d能带中心的影响因素 |
6.1.4 d能带中心理论的局限性 |
6.1.5 科学问题与研究思路 |
6.2 计算细节与体系构建 |
6.2.1 电子结构 |
6.2.2 体系构建 |
6.2.3 数据处理 |
6.3 结果与讨论 |
6.4 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、求活化能时速率常数中可以用压力单位(论文参考文献)
- [1]低品位腐泥土型红土镍矿制备镍铁相关基础研究[D]. 杭桂华. 武汉科技大学, 2020(01)
- [2]GIS盆式绝缘子电热老化的热动力学特性与绝缘寿命预测方法[D]. 任鹏. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]基于介电谱和活化能的环氧树脂类干式绝缘设备的状态评估技术研究[D]. 张蔚. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [4]微生物提升钢渣胶凝材料安定性和利用率的作用及机理[D]. 伊海赫. 东南大学, 2020
- [5]脂肪酸-烃类油浮选低阶煤协同作用机理研究[D]. 安茂燕. 中国矿业大学, 2019(04)
- [6]土壤矿物界面反应的微观机制 ——非对称杂化轨道的提出、验证与应用[D]. 李沁谊. 西南大学, 2019(05)
- [7]NOx和SO2在Ca(OH)2表面脱除机理与应用研究[D]. 王志鹏. 清华大学, 2019(01)
- [8]改性癸酸—蛭石相变复合材料制备、性能及相变动力学研究[D]. 张弘光. 武汉理工大学, 2019(01)
- [9]HM(:X)XH(M=C,Si;X=S,O)及其同位素衍生物的非谐振效应研究[D]. 杨过. 大连海事大学, 2019(06)
- [10]多质子电子耦合重要电催化反应最优催化剂设计方法学的理论研究[D]. 何政达. 中国科学技术大学, 2019(08)