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[硕士论文] 操岳峰
化学工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文选取晋煤中能化工提供的滤饼(ZNLB)掺配姜家湾煤(JJW)制型煤,利用控制变量法研究掺配比例、成型水分、成型压力、单粘结剂对型煤机械强度和防水性的影响,同时借助SEM分析了型煤表观形貌,通过正交实验探究了复配粘结剂对型煤机械强度的优化效果。使用同步热分析仪对滤饼、粉煤和混合样进行燃烧实验,探究不同样品燃烧特性的变化规律,得到如下结论:
  当ZNLB以30%比例掺配JJW时,可最大量利用滤饼且混合样的基础分析可较好满足洁净型煤标准,故将此比例的混合物作制备型煤的粉体原料。成型水分和成型压力对型煤强度的影响都呈先上升后下降趋势,混合物在最佳成型水分为15%、最佳成型压力为15Mpa以及加入3%粘土条件下制得型煤,最大抗压强度达到100N。
  粘土、Pvac可增加型煤的机械强度,硅酸钠可提高型煤防水性。随着粘结剂的增加,型煤机械强度呈持续上升趋势。当粘结剂以24%比例加入混合样成型时,粘土粘结剂制得型煤抗压强度达到500N,Pvac制得型煤跌落强度为68%,硅酸钠制备的型煤防水性较好,利用SEM分析发现无粘结剂型煤表面疏松多孔,添加硅酸钠制得型煤表面颗粒排列紧密,形成一层防水膜,可有效防止型煤遇水即散现象,单粘结剂制备的型煤机械强度无法满足型煤标准。通过正交实验将三种粘结剂复配制型煤,有效增加了型煤机械强度且减少了粘结剂的用量,当粘结剂添加量为12%时,制得抗压强度可达800N,跌落强度为85%,满足型煤标准。
  利用同步热分析仪对不同样品进行了燃烧实验,结果表明:JJW的可燃性指数比ZNLB大4.08×10-5。以ZNLB:JJW=3∶7混合后,可燃性指数比JJW降低了1.45×10-5。加入20%的粘结剂制得型煤可燃性指数有一定程度的降低,但满足型煤燃烧要求,表明滤饼掺配粉煤制型煤可行。
[硕士论文] 邓业新
化学工艺 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:神华煤具有优良的煤质特性,是一种适用于水煤浆气化的环保煤种,但在实际生产中往往难以制备出高浓度气化水煤浆。因此,神华煤的提浓制浆研究是一项十分迫切和重要的课题。针对神华煤成浆浓度低的问题,选取了TDH、SY2#和SH煤作为研究对象,进行了工业分析、元素分析、发热量和HGI等基础分析。通过干法筛分和球磨制取了一系列不同粒径的SH煤粗颗粒(≥74μm)和细颗粒(<74μm),通过不同粒径粗细颗粒级配制浆,探究了煤颗粒粒径和煤颗粒含量对浆体性能的影响;基于粒度级配峰型参数,研究了双峰间距和双峰面积比与浆体最高浓度的关系;基于最紧密堆积模型,引入煤颗粒的球形度Q,验证并优化了颗粒级配方案。研究表明:
  煤颗粒的粒径及含量均对浆体的性能有着重要影响。250~425μm粗颗粒(40-60目)与中位径D50=34.61μm(球磨30min)细颗粒级配制浆,随着250~425μm颗粒含量的增加,浆体最高浓度呈现先增加后降低的趋势,在W(250~425μm)∶W(D50=34.51μm)=7∶3时浆体最高浓度为64.40%。不同粒径粗煤颗粒(≥74μm)与D50=34.61μm细颗粒在质量比5∶5时,随着粗颗粒粒径的减小,浆体的最高浓度逐渐降低,在W(74~150μm)∶W(D50=34.51μm)=5∶5时浆体浓度最低为60.40%。粗颗粒有利于降低浆体的粘度,提高浆体的流动性,细颗粒有利于浆体的稳定性。
  煤颗粒的粒度呈现单峰、双峰或三峰等分布特征,其中双峰间距和双峰面积比显著影响浆体最高浓度。250~425μm粗颗粒和不同粒径细颗粒(D50=34.51μm、D50=8.56μm和D50=22.74μm)在质量比5∶5级配制浆,随着双峰间距和双峰面积比(S峰2∶S峰1)的逐渐增大,浆体的最高浓度均呈现先增大后降低的趋势,且双峰之间完全间断要比双峰连接的制浆效果好。
  基于正四面体堆积模型,引入煤颗粒球形度Q建立堆积简化模型(d1为粗颗粒,d2为细颗粒,d3为超细颗粒),其简化模型结果主要是d2=0.115×d1/Q制浆效果更佳,三峰级配时引入d3=d2/(3Q)时制浆效果更佳。
[硕士论文] 胡洋
化学工艺 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤的催化气化技术与现代煤气化技术相比具有反应温度低、能耗小等优点,是未来煤气化技术发展方向之一和主要研究热点。大同煤反应性低限制了其作为煤气化原料煤,所以提高大同煤反应性是目前迫切需要解决的主要问题。本文选取大同煤田煤样,进行HCl-HF法脱灰并热解制焦,分别研究了脱灰煤焦(TH)和原煤焦(DT)的孔隙结构以及煤的碳结构组成、气化反应特性等。以碱金属K2CO3、碱土金属CaO、过渡金属Fe(NO3)3负载TH煤焦为研究对象,对三种催化剂的催化活性进行了探讨,并利用SEM-EDX研究了催化剂的分散性。利用动力学计算研究了负载催化剂前后TH煤焦的气化反应活化能E和指前因子A的变化情况,并根据均相模型、收缩核模型、随机孔模型的物理假设找到影响气化反应过程的主要因素。主要得出以下结论:
  利用HCl-HF法可脱除煤中灰分85.32%,而脱灰不改变孔类型以及脂肪族碳和芳香族碳的分配比例,但煤焦比表面积增加16%,孔隙结构变的更发达。
  热重CO2反应性试验结果表明,脱灰使煤焦碳转化率达到50%时所对应的温度(T05)增加1.39%,主要原因是脱灰使煤焦中具有催化活性金属矿物铁白云石等被脱除,但由于脱灰后煤焦孔隙变得更发达、碳组成结构基本不变,所以TH煤焦在高温下(1050℃以上)的气化反应速率高于DT煤焦。负载K2CO3时,随着负载量的增加其T05值逐渐降低,说明催化剂的催化效果逐渐增加,主要原因是K2CO3分散性较好,K离子均匀分布在煤焦表面,增加了气化反应活性位点;而负载CaO和Fe(NO3)3时,当负载量超过2%后其煤焦的T0.5值将不再增加,原因为CaO和Fe(NO3)3颗粒发生团聚,分散性差,导致催化剂不能与煤焦很好的接触,增加负载量后煤焦表面活性位点没有增加。
  采用均相模型、收缩核模型、随机孔模型对气化反应数据进行拟合,结果发现原煤焦均相模型拟合效果好于收缩核模型和随机孔模型;脱灰煤焦以及负载催化剂后的煤焦随机孔模型拟合效果优于均相模型和收缩核模型,说明气化过程中孔隙结构的改变对气化反应影响显著。不同催化剂对煤焦气化反应的活化能影响为:3%Fe(NO3)3-2%CaO>2%K2CO3>2%CaO>2%Fe(NO3)3。
[硕士论文] 冯成
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国经济的飞速发展,我国的基础设施建设有着质和量的提升,在有限的城市空间内如何有效的提高交通效率,城市隧道占据着重要地位。因此越来越多的城市隧道如雨后春笋应运而生。但是公路隧道因为结构比较封闭,车辆经过之后会排放出大量的有害气体,随着时间的增加隧道内的汽车尾气就会越来越多。当人们通过隧道时若长期处于这种环境下会对健康造成巨大的危害。因此隧道内气体的净化成了人们关注的焦点。
  本文以重庆是一条300m的公路隧道作为研究对象,采用计算流体力学软件和隧道内气体扩散模式来构建隧道内气体的扩散模型。并且运用有限容积法求解隧道内NO、NOx的浓度分布规律。同时以二氧化钛为净化有害气体原材料,因为单纯的二氧化钛净化效果有限,因此在实验室制备二氧化钛样品,同时通过氮掺杂来改变二氧化钛性能以此提高二氧化钛活性。
  在研究隧道内有害气体分布时主要考虑到两点影响因素;隧道内的风速大小、隧道内的交通量状况。以此讨论在两种不同状况下隧道内NO、NOx的分布规律。在讨论二氧化钛的净化效率时主要考虑到:二氧化钛量、煅烧温度、是否氮掺杂。并且对三种情况进行实验分析对比。
  1)隧道内的风速大小对有害气体分布有着重要影响;当风速为零时隧道内的气体以自由扩散为主,在隧道内呈均匀与分布状态。当风速为1m/s时隧道内气体从入口到出口总体呈递增趋势,但是100米以后气体分布状况大致相同,入口处有一位置有害气体量为零。当风速为2m/s时分布状况与1m/s大致相同但是150m以后浓度大致才相同,而且入口处气体为零的部分比1m/s处要长一点。
  2)隧道内交通量对有害气体分布的影响;在讨论交通量的影响时将风速定为15m/s。当交通量为自由行驶状态时,此时隧道内的气体分布状况在车辆行驶方向以递增的趋势增加,当达到100m以后浓度大致相同,竖向因为受到重力的作用浓度也呈递增趋势,横向大致相同。当交通量为饱和状态时;与前者大致相同,但是因为浓度的增加竖向因为重力作用影响已经不在明显。当交通量为拥堵状态时;其余部分大致相同竖向已经不受重力影响,各部位浓度大致相同,但是汽车的排气部分浓度很高。
  3)在一定范围内负载量的不同二氧化钛的净化效率不一样,负载次数越多则负载量越大,但是3次以后增加趋势已经不是很明显,在净化效果上负载量越多净化效率越高,表明在一定范围内二氧化钛含量越多光催化效率越好,但是本次实验负载量很少,不到一克。同时因为负载量引起的净化效率不同与是否氮掺杂和多少温度煅烧无影响。
  4)煅烧温度的影响;因为二氧化钛的分子结构类型有三种,不同温度下煅烧的样品分子结不一样,根据实验表明500℃下煅烧样品主要以锐钛矿为主,400℃有一部分的金红石,600℃下有一部分板钛矿,实验表明在净化是锐钛矿效果最好金红石次之板钛矿最差,因此煅烧温度中500℃最好400℃次之600℃最差。
  5)氮掺杂的影响;二氧化钛本身的活性具有一定的缺陷因此净化效果不是很理想,但是掺杂其它元素以后可以改善其净化效果,本文采用以掺杂氮元素方式,实验表明掺杂氮元素之后净化效果有着很大的提升,在同样的条件下,氮掺杂和未掺杂的样品净化效果有5%以上的差距,同时掺杂后的样品对原样品其它方面没有多大的改变。因此通过模拟得出隧道内有害气体分布,同时将改性之后的二氧化钛样品放置于气体分布比较集中的地方以此改善隧道内其它环境。
[硕士论文] 刘栋
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:工业革命以后,高速发展的人类科学技术创造了前人难以企及的成就。随着世界经济的不断发展,化石燃料成为当前主要的能源之一,然而,化石燃料的燃烧也会带来比较严重的环境问题,诸如酸雨、雾霾、全球气候变暖等。近年来,一种半导体光催化材料,聚合物类石墨烯结构的氮化碳(g-C3N4),吸引了越来越多学者的注意。g-C3N4是一种稳定、廉价、非金属的光催化材料,它的电子能带结构特殊(2.7eV),具备比较出色的化学稳定性,因而被广泛应用于光催化领域,诸如水污染治理、光解水制氢制氧、空气净化等。g-C3N4带隙比较低,因而它能够在自然光的照射下进行光催化反应,将污染物降解为无毒无害的物质。对于空气中的污染物,比如NOx,g-C3N4可以将其最终降解为NO3-和NO2-,从而使最终降解物被水冲掉。本文讨论了g-C3N4的研究背景和研究现状,探索以不同的制备原材料和制备条件生产g-C3N4的特征,通过对制备得到的g-C3N4的产量进行对比,并对以各种制备原材料及各种制备条件生产出来的g-C3N4在金卤素灯的照射下进行光催化性能测试,确定出一种可靠地制备g-C3N4的方法。通过比较各类方法制备出的g-C3N4的性质差异,分析它们光催化性能有所不同的原因。而后,本文探索了将g-C3N4附着到水泥混凝土上的方法,为今后将g-C3N4应用于道路工程中降解空气污染物奠定基础。本文的主要研究内容及结果如下:
  (1)以尿素、硫脲、双氰胺和三聚氰胺为原材料运用高温煅烧法制备g-C3N4,以NO为目标降解物进行光催化性能测试,探索制备g-C3N4的最佳条件。综合考虑光催化性能、产量等因素,确定出一种较为可靠的制备g-C3N4的方法。试验结果表明,以三聚氰胺为原材料,在500℃高温下煅烧4小时制备得到的g-C3N4,不仅产量较高,而且光催化性能也最好。因此,确定以三聚氰胺为原料在500℃下煅烧4小时为制备g-C3N4的可靠方法。
  (2)通过各种表征手段和结构分析,揭示了g-C3N4降解NO的光催化机理。通过观察各种制备原料和制备条件下生产出的g-C3N4的化学成分以及微观结构的差异,揭示出了各种g-C3N4光催化性能有所不同的原因。通过分析发现,g-C3N4样品的缩聚程度、蜜勒胺(melem)的含量、比表面积的大小、对光的吸收强度、带隙能大小等因素都会对其光催化活性造成影响,这其中蜜勒胺的含量对g-C3N4样品的光催化活性影响较大。
  (3)将g-C3N4同水泥混凝土块相结合制备得到光催化混凝土,探索将g-C3N4应用于道路工程中降解NOx的方法。结果表明将g-C3N4直接附着到水泥混凝土表面所制备得到的光催化混凝土具有更好的光催化活性。通过分析发现,影响光催化混凝土活性的主要因素有g-C3N4的附着量、附着表面的面积大小。
[硕士论文] 华江南
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:前混合磨料射流加工塑性材料具有效率高、速度快的特点,被广泛应用于实际生产中。但是,由于塑性材料的抗拉强度较高,当采用前混合磨料射流对塑性材料进行钻孔时,塑性材料极易在钻孔过程中发生孔边缘扩展性塑性破坏。当前对前混合磨料射流在塑性材料上钻孔过程中发生孔边缘扩展性塑性破坏问题的根本原因不明确。这一问题的出现限制了前混合磨料射流在塑性材料钻孔中的应用。故探究塑性材料在前混合磨料射流钻孔中出现孔边缘扩展性塑性破坏的机理具有一定的意义和价值。
  本文在前人大量研究的基础上,对塑性材料前混合磨料射流钻孔过程中发生孔边缘扩展性塑性破坏问题进行了深入理论研究,通过分析前混合磨料射流的工作原理和观察前人所做的大量实验,得出钻孔过程中水和磨料分别对塑性材料的作用原理。
  为进一步探究塑性材料前混合磨料射流钻孔过程中发生孔边缘扩展性塑性破坏的机理,本文首先利用有限元分析软件对塑性材料水射流钻孔初始进行了三维仿真分析,从仿真的角度得出了塑性材料出现孔边缘扩展性塑性破坏主要是由于材料受射流冲击区域边缘的最大拉应力超过其本身强度极限所致,同时射流反溅作用扩大了破坏区域。在此基础上,以45号钢作为常用塑性材料设计了一系列实验,在前混合磨料射流数控平台上对45号钢进行钻孔实验,并对实验结果进行了分析。分析结果为塑性材料前混合磨料射流钻孔特性的进一步研究奠定了基础。
[硕士论文] 刘肖
动力工程及工程热物理 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:生物质能的开发利用可以有效地缓解当前能源短缺、环境污染的问题。其中,稻壳作为一种生物质能源在中国储量丰富,其热解利用在行业内应用非常广泛。研究表明,在稻壳进行生物质热解之前对其进行干燥预处理可以有效增强稻壳热解过程、提升热解产品质量。但是,目前行业内热解前干燥预处理并不被重视,与热解匹配的干燥设备较少。当前,热风干燥运用技术成熟、干燥效率极高,可以用于热解前处理,但传统热风干燥设备垂直高度大、气流速度高、由此造成运行成本较高,制造、安装、维修难度大。
  本文首先总结干燥理论成果,介绍干燥的基础理论知识,其中包括与干燥有关的基本概念、基本公式以及基本理论。传热方面,介绍了干燥传热有效膜理论,引出牛顿冷却公式,该公式为传热计算基础公式;传质方面,采用类比方法,引出物料干燥传质有效膜理论对物料干燥传质过程进行解释。最后介绍干燥实验以及干燥实验曲线,据此,将干燥过程分成三个阶段,并介绍了各个阶段的特点。在此基础上,提出厚度水膜理论,以准确解释干燥过程中干燥速度变化以及影响因素,通俗易懂,能够较好契合其他学者研究所得结论。
  在干燥曲线的指导下,论文设计出一种稻壳干燥装置,该装置能够克服传统热气干燥装置设备高大、气体流速高等不足,在与热解炉配合工作中,还能够一定程度去除热解气中焦油粒子进行二次裂解,压缩稻壳物料中空气优化热解材料。通过对干燥装置进行结构功能分析,能够得出影响干燥效率的主要因素是干燥热气的温度;通过对设备进行结构尺寸设计,能够表明,该装置垂直高度较低、设备制造成本不高。
  论文最后,以设计的稻壳干燥装置为研究对象,通过对牛顿第二定律、牛顿冷却公式、干燥传质速率方程等基本公式进行处理,使用MATLAB辅助计算,针对稻壳干燥装置中稻壳的运动、传热、传质问题进行深入分析,得出实际干燥设备中的干燥曲线。该曲线是对恒定条件下干燥实验曲线的一个补充,对于进一步研究干燥理论,设计干燥设备都具有一定的指导意义。
[硕士论文] 王杰
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:搅拌是通过电机的电能带动搅拌器旋转产生机械能传递给流体,在搅拌器附近湍流强烈,充分混合,并产生高速射流带动液体甚至悬浮的颗粒循环流动,还可以传热和传质。磷酸反应槽搅拌桨是磷酸装置生产工艺流程中的关键设备之一,磷矿粉与浓硫酸在反应槽内反应生成磷酸,搅拌桨起到充分混合反应、颗粒悬浮均匀的作用。
  本文是为了研究铜陵化工集团六国化工有限公司磷酸车间Φ11000×6800磷酸反应槽(搅拌桨的参数为Φ3860,上下二层四叶CBY桨)生产过程中的流场形态以及功率损耗问题。目前,对大型搅拌设备的设计及其内部流场形态的研究还处于初步阶段,大多来自工程实践经验。随着计算机技术的发展,计算流体力学(CFD)逐渐成为研究搅拌设备内部流动和混合特性的重要方法。CFD技术广泛的应用,可以缩短研发周期,降低研发成本。
  本文首先采用Solidworks建立搅拌桨结构简化模型,导入前处理软件Gambit中划分网格,再用Fluent求解,建立基于欧拉-欧拉模型的固液两相流数学模型,采用标准k-ε湍流模型对流体相的湍流特性进行描述,对反应槽内的流体特性利用多重参考系法进行了三维流场数值模拟。分析了不同液位高度、不同桨叶到槽底的距离和不同搅拌转速对搅拌槽内部流场的影响规律,并对搅拌桨的外部几何参数进行了对比优化研究。得出桨叶离槽底C=1.4m左右,液面高度h=5.3m,搅拌转速为n=40rpm时达到较好的搅拌效果和功率的最佳性能。本文的研究工作对磷酸反应槽搅拌桨安装参数和加料负荷也有一定的参考价值。
[硕士论文] 石鹏亮
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:注塑机的机械部分由合模机构和注塑机构组成,其中合模机构是注塑机中非常重要的部件之一,合模机构的主要作用是精确完成闭模和开模过程、提供足够的合模力以及顶出制品。速度传动比是注塑机合模机构的一个重要运动特性,其是衡量注塑机合模机构优劣的重要因素之一。力放大比对注塑机的总能耗影响最大,设计之初就需要考虑较小的油缸推力能够产生较大的合模力,从而降低功耗。
  论文在熟悉了目前合模机构的发展现状的基础上,重点介绍了国内使用最广泛的双曲肘五连杆斜排式合模机构的工作原理,对合模机构进行系统化研究,以使合模机构的合模性能达到最优化为目的,文主要内容如下:
  (1)对双曲肘五连杆斜排式合模机构进行理论分析。在现有的优化设计理论和方法的基础上,分析出合模机构中动模板行程、合模速度和加速度、力的放大比、合模力等与肘杆参数之间的关系,建立其数学表达式。
  (2)以追求较大合模机构力的放大比M和行程比W以及杆件长度之和L为目标函数,但是由于三者互为关联,故以乘除法使得F=L/W·M值最小作为优化目标,得到理想的增力倍数和移模速度的合模机构。在MATLAB中编程,完成合模机构的各参数的优化设计,有效地提高双曲肘五连杆合模机构的合模性能,同时减少了机构的总体尺寸。
  (3)建立双曲肘五连杆合模机构模板的三维实体模型,导入到ANSYSWorkbench中,完成锁模机构状态下模板的有限元分析,获得模板应变、等效应力的分布情况,以此来校核合模机构的强度和挠度,再利用Shape Optimization模块对模板进行拓扑结构优化,在满足设计要求前提下完成模板的轻量化设计。
  (4)将建立好的双曲肘合模机构的三维模型导入进ADAMS中,在ADAMS中给合模机构添加运动副约束以及对十字推力座施加速度驱动,最后利用ADAMS虚拟样机进行动态仿真分析,得出十字推力座和动模板的速度、加速度、位移曲线图,从而验证了双曲肘五连杆合模机构的动模板在合模过程中速度特性满足“慢-快-慢”设计要求。
[硕士论文] 熊威
环境工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:六价铬Cr(Ⅵ)作为一种常见的重金属污染物,已成为一种亟待解决的环境问题。相较于传统的Cr(Ⅵ)处理方法,光催化技术更为经济、适应性更广且无二次污染,是很有应用前景的处理Cr(Ⅵ)污染的方法。类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种不含金属的半导体材料,具有适宜的带隙宽度(2.7eV)、良好的化学稳定性、无毒、原料廉价等优点,在光催化领域具有巨大的潜力,但是原始的g-C3N4存在比表面积小、光生电子-空穴易复合、光催化活性低等问题,需要进一步处理以提高其性能。然而就目前研究而言,单一手段改性很难满足实际应用对g-C3N4性能的需要。因此,多种改性手段联用,探索其相互促进的可能性以达到协同改性的目的,对g-C3N4以及其他光催化剂的发展具有重要意义。于是,本文采用水热处理和酸处理的方法,对g-C3N4进行改性,应用于Cr(Ⅵ)的光还原研究,对比了分别处理和联合处理的实际效果,并通过材料表征研究了处理条件对光催化活性产生影响的原因,主要内容如下:
  1、首先通过热缩聚三聚氰胺制备g-C3N4,然后将g-C3N4置于酸溶液中加热处理,通过改变酸的种类,控制酸的浓度、处理的温度和时间,得到一系列改性g-C3N4样品(CN-HCl-1~7、CN-HNO3-1~7、CN-H2SO4-1~7)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对改性后的样品进行表征,并在氙灯光下还原Cr(Ⅵ)来评价样品的光催化活性。实验结果表明:(1)通过不同种类的酸处理后,样品光催化活性均有不同程度的提高。(2)酸处理可以改变g-C3N4的表面性质、促进电荷迁移并在样品表面添加酸性位点。(3)不同酸存在不同的最佳处理条件。(4)在使用3mol/LH2SO4在80℃处理8h,得到的样品光催化还原Cr(Ⅵ)活性最高。
  2、首先通过热缩聚三聚氰胺制备g-C3N4,然后以纯水为溶剂,对制备得到的g-C3N4进行水热处理,在不同温度梯度下制备出一系列改性材料(PCN-120、PCN-150、PCN-180)。通过XRD、SEM、TEM等对样品进行分析表征,并在氙灯光下还原Cr(Ⅵ)来评价样品的光催化活性。实验结果表明:(1)样品经水热处理后,比表面积变大,表面性质发生改变。(2)温度较低时,产物的光催化性能变化不明显,温度升高至180℃时,产物光催化活性得到显著提升。
  3、通过热缩聚三聚氰胺制备g-C3N4,然后根据之前实验的结果,先在180℃对g-C3N4进行水热处理,之后使用不同酸在最佳处理条件下对前一步得到的样品进一步处理,得到最终的改性样品(PCN-HC1、PCN-HNO3、PCN-H2SO4)。采用XRD、SEM、TEM等对样品进行分析表征,并比较了所有样品的光催化还原Cr(Ⅵ)活性大小。实验结果表明,联合改性比单一方法改性更好的提升了样品的光催化活性,其中使用HNO3进行联合改性的效果最为突出,在氙灯光照30min对Cr(Ⅵ)的还原率可达到99%。
[硕士论文] 胡国帅
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭作为我国的主要能源,在我国的经济发展中一直充当着重要的角色,然而其燃烧时产生的污染又与当今提倡的绿色可持续发展战略相违背,因此对于煤中的硫组分,特别是有机硫的脱除一直是研究的重点。随着计算机的发展与相关软件的开发,量子化学计算在煤炭脱硫中的应用越来越广泛。本文通过煤的组分分析、微波的热效应分析、非热效应分析后,应用量子化学计算软件对含硫化合物进行探究,将微波场简化为电场,对微波作用下煤中有机硫的响应做出分析。
  本文以新峪精煤为研究对象,通过族组分分离实验及XPS分析得出:新峪精煤及各族组份中可溶性含硫组份的有机硫相对含量按“原煤>煤重质组>煤密中质组>煤疏中质组”降低,而其组成结构的复杂性程度按“煤重质组>精煤>煤疏中质组>煤密中质组”降低。并通过对溶于有机溶剂的小分子化合物进行分析,推理出煤中3种噻吩类硫,4种硫醇硫醚类硫和5种(亚)砜类含硫模型化合物。对不可溶物进行分析,构建出3种大分子结构模型:煤轻质组的结构模型、煤疏中质组的结构模型及煤疏重质组结构模型。
  同时通过相似结构小分子模型化合物的热重分析,得出硫醚、亚(砜)及噻吩类化合物的热解断裂的起始温度逐渐增加的结论,即三种化合物中硫醚的热断裂温度最低,噻吩类化合物中的温度应该最高。
  为了证明微波的非热效应的存在,本文对四苯基噻吩进行了拉曼光谱实验和同温度下的水浴加热实验,通过对实验后分子结构分析,发现分子内部结构发生差异,证明了微波的非热效应存在。同时对三类化合物进行研究,通过对2GHz~18GHz下的复介电常数实部和耗损角正切值变化曲线得出在模型化合物中硫醚类和(亚)砜类模型化合物较噻吩类模型化合物对微波的响应更大,表明这两类含硫化合物较噻吩类化合物中的硫原子更容易脱除。
  最后依托Material studio软件平台中的Dmol3模块对煤中有机硫模型化合物部分进行量子化学计算研究,通过外加不同强度的电场发现无论噻吩、硫醚及(亚)砜类含硫化合物中其大多数分子的C-S键会随外加电场的增大而逐渐变长,并且偶极矩也逐渐变大,键角逐渐发生单向变化,这都表明外加电场会导致含硫化合物分子的极性增加,最终导致C-S键或者S-S键的断裂。同时对大分子结构模型中的煤疏中质组的结构模型进行计算,计算结果表明分子结构中的C-S键的键长较其他化学键长,而键级比其他化学键小,因此可以得出在煤疏中质组的结构模型中C-S键结合能较小,在外加能量场作用下应优先断裂,从而从微观角度为有机硫脱除提供理论基础。
[硕士论文] 王戈
材料科学与工程;材料学 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:改革开放以来,我国的经济发展取得了举世瞩目的成就,但经济的发展离不开交通运输,因此从改革开放之初到现今,为了促进交通运输业的发展,我国修建了大量的公路工程,到2016年年底,我国公路通车总里程达到469万公里,其中高速公路达到13.10万公里。但由于交通运输量增长过快,道路、桥梁和隧道等交通设施的损坏也日益严重,给行车质量和行车安全性造成了较大影响,并且近几年,公路养护管理资金需求年均超3000亿元,给财政也造成了相当大的压力。
  本文研究的材料主要针对于水泥混凝土路面的板角剥落、坑洞等病害局部维修的问题,修补材料以矿渣为主,加入适量的碱性激发剂配制。研究主要运用纤维和膨胀剂对碱矿渣胶凝材料进行改性,研究其对路面修补材料的工作性能、力学性能及收缩性能等的影响,并利用红外光谱、SEM等微观分析方法对修补材料的水化产物及微观结构进行分析。研究结果表明:
  试验研究了水玻璃模数、碱掺量、水胶比对碱矿渣水泥净浆性能的影响,以及胶砂比对碱矿渣水泥砂浆性能的影响,结果表明采用1.4模数的水玻璃、碱掺量11%、水胶比0.3、胶砂比1.5制备的修补材料凝结时间适中,力学性能最好。
  试验通过研究明矾及石膏2种膨胀剂对碱矿渣胶凝材料流动性、力学性能和收缩性能的影响,结合红外分析发现,在膨胀剂加入以后,材料内部有钙矾石类物质的生成,补偿了修补砂浆的收缩,修补砂浆的力学性能会有不同程度的下降,其中石膏掺量大于1%以后强度下降较多,而明矾掺量大于6%以后强度下降较多。
  试验通过研究玄武岩纤维对材料流动性、力学性能及收缩性能的影响,结合SEM分析发现,随着玄武岩纤维掺量增加,修补材料的流动性减小,抗折强度及7d以后的抗压强度先增加再减小。其中当6mm玄武岩纤维掺量为0.15%时,纤维能够被砂浆很好的包裹,对砂浆的力学性能和收缩性能改善效果最好。
  通过研究石膏、明矾及6mm玄武岩纤维复掺对修补砂浆性能的影响,结合数据的正交分析发现,多组分复掺能够进一步减小材料的收缩,且纤维也能够使得修补材料的强度损失减小。其中用掺0.5%石膏及0.15%的玄武岩纤维改性后的碱激发修补材料早期及后期力学性能最好,28d收缩性能基本满足路面修补材料的要求。
  综合结论后,建议快速修补材料的配合比为:水胶比0.3,碱掺量取11%,水玻璃模数为1.4,石膏掺量为0.5%,6mm玄武岩纤维掺量为0.15%。
[硕士论文] 荆秋叶
材料科学与工程;材料学 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:光催化技术因其环境友好、污染物降解完全、成本低等优点被应用于水污染领域。水滑石煅烧产物是一种常用的光催化剂,具有一系列优点如结构组成可调、比表面积较大、热稳定性好等。锌铝水滑石(ZnAl-LDH)的煅烧产物(ZnAl-MMO)是一种常用的光催化材料,而ZnAl-MMO中起光催化效果的主要是氧化锌(ZnO),ZnO的禁带宽度较大,仅对紫外光有响应,几乎不吸收可见光。本论文以ZnAl-LDH为前驱体,通过提高煅烧温度、引入氧化石墨烯(GO)等方式提高高水滑石煅烧产物对模拟太阳光的利用率,具体内容如下:
  1.采用共沉淀法制备ZnAl-LDH前驱体,并通过高温(900℃)煅烧ZnAl-LDH得到具有异质结结构的金属氧化物氧化锌和铝酸锌(ZnO/ZnAl2O4)光催化材料。使用水体Cr(Ⅵ)为目标污染物,对高温煅烧产物的光催化性能进行测试。研究结果表明,900℃下的煅烧产物ZnO和ZnAl2O4之间的异质结结构有助于能带间电子的转移,降低了光生电子-空穴复合率,从而有效的提高了ZnAl-MMO的光催化性能。对ZnAl-MMO做催化剂光还原Cr(Ⅵ)的反应条件进行探讨,结果表明,初始溶液的pH值对光还原Cr(Ⅵ)有着重要的的影响,在一定范围内,pH值越低,光还原Cr(Ⅵ)效果越好。柠檬酸(CA)作为空穴捕获剂不仅可以捕获空穴,也可以作为酸度调节剂,能有效提高催化剂还原Cr(Ⅵ)的效率。进行循环实验,经过6次循环后,催化剂对Cr(Ⅵ)仍有82%的降解率。
  2.将水滑石的低温煅烧产物加入超声剥离的氧化石墨烯溶液中,利用水滑石水化过程能恢复水滑石结构的特性(即水滑石的“形状记忆效应”),制备出三明治结构即水滑石片层-氧化石墨烯-水滑石片层纳米复合材料,通过高温煅烧,得到可见光催化性能优异的热还原氧化石墨烯双金属氧化物复合材料。该复合材料能充分发挥石墨烯和水滑石两者的优异性能。基于此原理,本文将500℃下煅烧得到ZnAl-MMO,加入超声剥离均匀的氧化石墨烯(GO)溶液后,通过水化法制备出三明治结构的氧化石墨烯锌铝水滑石纳米复合材料(GO-ZnAl-LDH),在氮气保护下高温煅烧得到热还原氧化石墨烯水滑石煅烧产物(RGO-ZnAl-MMO)。通过XRD、SEM、HRTEM、XPS表征手段证明了GO成功插层到了锌铝水滑石层间,GO被成功还原为RGO;对煅烧产物采用UV-vis-DRS、PL谱等手段表征后,发现RGO-ZnAl-MMO纳米复合材料相比纯的ZnAl-MMO禁带宽度大大降低,紫外可见光区域的吸收均大大增强,RGO掺量为4.33%的RGO-ZnAl-MMO纳米复合材料的禁带宽度仅为2.45eV,电子-空穴复合率随RGO掺量先减少后增大。以甲基橙(MO)为目标污染物,对RGO-ZnAl-MMO的可见光催化性能进行测试。结果表明,RGO-ZnAl-MMO复合材料展现出优异的可见光催化性能。探讨光降解MO的不同反应条件发现,pH值对光催化的影响较大,pH值在3~7.43,光催化效果最好;经过四次循环,催化剂还原率没有大幅度的下降;加入活性捕获剂,发现羟基自由基(·OH)在催化剂光氧化MO中起主导作用。
[硕士论文] 陶然
化学工艺 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文选取有代表性的硅铝比不同的三种高灰熔融温度煤样,通过向煤中分别添加不同比例的CaO和MgO试剂,分析添加钙镁助熔剂后在还原性气氛下煤灰熔融温度和灰渣粘温特性的变化规律;借助CCSEM、X射线衍射仪(XRD)分别考查煤中矿物组成与煤灰熔融特性的关系及高温下钙镁助熔剂对煤灰渣中的矿物转化过程和晶胞参数的影响;利用Factsage热力学软件从理论的角度探究钙镁助熔剂对煤灰熔融过程和熔渣液相生成量的作用机制、并结合量子化学软件和X射线光电子能谱(XPS)深入研究钙镁离子对矿物分子键长、键能的影响,从分子水平角度对灰渣中的矿物进行微观结构特性的计算,揭示钙镁离子耦合对煤灰熔体结构作用机理。得到如下结论:
  煤中高岭石、石英等耐熔矿物含量较高,高温下转化生成大量莫来石是导致煤灰熔融温度高的主要原因。钙镁耦合对硅铝比在1.5~2.0之间的B煤和C煤作用显著,具体的表现形式为:钙镁的加入加速了煤灰的熔融进程和灰渣的矿物转化过程。从XRD的分析结果来看,CaO和MgO分别和煤灰中的硅铝酸盐(莫来石)反应生成钙长石、陨硫钙石等钙质矿物和镁橄榄石、镁尖晶石和镁堇青石等镁质矿物。灰渣中莫来石、钙长石、镁橄榄石和镁尖晶石等晶体矿物在1000~1500℃范围内的晶型不变,但是在钙镁共同作用下,会导致莫来石“骨架”坍塌,体积缩小,从而转化为钙质、镁质矿物,导致煤灰熔融温度降低,液相生成量增多。
  钙镁耦合降低煤灰熔融温度的原因有2点:(1)Ca2+和Mg2+等金属阳离子作为电子接受体,通过攻击键长较长的Si-O或Al-O非桥氧共价键的形式破坏莫来石的结构,与[AlO4]-、[AlO6]-以及[SiO4]-结合,生成钙长石、镁橄榄石、镁堇青石等矿物,这与XRD分析结果吻合;(2)由量子化学计算结果可知,钙长石中游离的Ca2+容易进入镁橄榄石的晶格结构内,与其发生低温共熔反应,这与晶胞参数分析结果一致。两种反应共同作用导致煤灰熔融温度降低。
[硕士论文] 杨晓宇
材料科学与工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,半导体光催化技术作为一种新兴的环保技术受到广泛关注,且在治理水体污染、大气污染等方面取得较好的使用效果。然而,光生载流子复合率高、太阳光利用率低等是目前光催化剂普遍存在的问题。与传统光催化剂相比,碳、氮元素构成的新型非金属半导体-石墨型氮化碳(g-C3N4)的带隙窄、制备工艺简单且能够吸收可见光进行光催化反应。为了进一步拓宽g-C3N4的可见光响应范围改善光催化性能,本文采用金属元素掺杂和非金属材料复合两种手段对g-C3N4进行改性。首先制备Fe掺杂g-C3N4光催化剂,以NO气体降解率为评价指标,研究掺配比例、煅烧温度、煅烧时间等试验条件对材料光催化性能的影响,优化制备工艺;然后质子化处理Fe-C3N4,将其与还原氧化石墨烯(rGO)复合制备rGO/PFCN三元体系光催化剂,讨论不同rGO掺量对光催化剂性能的影响;最后通过XRD、SEM-EDS、FT-IR、UV-Vis DRS、PL及XPS等表征手段研究Fe-C3N4和rGO/PFCN光催化材料的微观构造和光学性质,探讨光催化改性机理。
  选取硝酸铁九水化合物为掺杂源,与三聚氰胺在水溶液中混合均匀,采用高温煅烧法制备Fe掺杂g-C3N4光催化剂。XRD和FT-IR图谱表明Fe掺杂没有破坏g-C3N4的晶体结构,所带官能团相同,但Fe掺杂抑制了g-C3N4晶粒生长;从样品的SEM图像也可知,Fe掺杂改善了g-C3N4的团聚情况、细化了晶粒尺寸,从而增大了比表面积,有助于反应活性位点增多,与污染物、光照的接触面积增大。分析UV-Vis DRS图谱可知,Fe掺杂改变了g-C3N4的能带结构,使带隙变窄,提高了可见光利用率。通过单因素试验研究Fe掺量、煅烧温度和煅烧时间对掺杂样品性能的影响。结果表明,这三个因素对Fe-C3N4光催化性能的影响具有相同的规律,即随着Fe掺量或煅烧温度或煅烧时间逐渐增加,NO降解率均呈先升后降的趋势。此外,在单因素试验结果的基础上设计正交试验优化掺杂工艺,评价工艺参数对光催化活性的影响大小。
  将最佳工艺条件下制备的Fe-C3N4光催化剂用盐酸质子化处理,然后与氧化石墨烯(GO)复合制备GO/PFCN(P代表质子化,FCN代表Fe-C3N4),经高温还原得到灰色rGO/PFCN三元体系光催化剂,研究不同rGO掺量对样品微观构造、光学性质及光催化性能的影响。rGO/PFCN光催化剂的XRD、FT-IR图谱的特征峰位置与纯g-C3N4,Fe-C3N4基本一致,说明质子化处理、rGO掺杂保留了g-C3N4结构的完整性。XPS能谱检测到rGO/PFCN除具有和PCN相同的C、N、O元素特征峰外,还存在Fe元素特征峰,且Fe元素是以FeOOH和Fe3+形式存在于光催化剂中。在Fe3+、rGO和g-C3N4相互作用下,各元素不同键合状态的结合能有不同程度轻微偏移。结合UV-Vis DRS和PL等微观表征结果综合分析rGO改性光催化活性机理为:rGO的引入拓宽了g-C3N4、Fe-C3N4的光响应范围,缩短了禁带宽度,提高电子迁移速率,大大抑制了电子空穴对的复合。另外,能谱仪与扫描电镜联用测试结果表明,rGO/PFCN样品中包含C、N、Fe三种元素,与XPS分析结果相符;且rGO/PFCN的颗粒结构更为致密,尺寸小于Fe-C3N4。光催化降解NO气体实验结果显示:随着rGO掺量的增大,NO降解率先增大后减小,其中掺杂1%rGO的三元体系光催化剂NO降解率最大。经光催化降解NO循环实验发现,1rGO/PFCN光催化剂的性能较为稳定,不易被光腐蚀,尤其当循环次数超过3时,对NO的降解效果趋于稳定。
[硕士论文] 方刘伟
化学工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本研究针对高灰熔点淮南煤不能直接用于液态排渣气流床气化的问题,探究高灰熔点淮南煤气流床气化干法排渣技术的可行性。选取ZB、ZD以及ZX三种高灰熔融点淮南煤为研究对象,利用同步热分析仪、扫描电镜及反应动力学等研究淮南煤的气化特性,利用均相模型进行了淮南煤的动力学分析,并对淮南煤的灰渣特性进行了研究。
  研究了不同煤样在不同升温速率下的气化反应性,可以得出,升温速率的改变对气化反应性具有显著影响。升温速率越快,反应性指数越高,反应性越好。在同一升温速率下,ZD煤的反应性指数最大,其反应性最好,其次是ZX煤,ZB的反应性指数最小,其气化反应性最差。升温速率由10K/min增加到20K/min时,在对应温度下的碳转化率就越低。
  研究了粒度的变化对气化过程的影响,随着粒度的降低,样品的反应性指数及失重率逐渐升高,但是升高程度有所不同。在相同温度下,粒度越细,煤样的碳转化率越高,随着煤样粒度的减小,ZB和ZD煤碳转化率曲线向左移,说明粒度越细,气化反应性越好,ZX煤碳转化率曲线在不同粒度时相差不大,说明粒度降低对ZX煤的气化反应性影响较小。
  利用均相模型通过反应动力学计算,对于不同煤样,升温速率越高,其表观活化能都降低,反应性越越好;而在同一升温速率下,对于不同煤样,其粒度越细,其表观活化能都降低,说明粒度越细,反应性越好。这与通过TG-DTG曲线研究得出的结论相一致。
  利用扫描电镜观察煤样气化灰渣在不同温度的微观形貌,三种淮南煤在高温下的熔融状态类似,随着温度的升高,灰渣逐渐由孤立松散的颗粒状逐渐转变为紧密的粘结状,三种煤样都于1200℃左右出现较为明显的熔融现象。因此淮南煤若采用气流床气化干法排渣技术,温度控制在1200℃左右适宜。
[硕士论文] 刘誉贵
材料科学与工程;材料学 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着石油资源的日益枯竭,可供道路建设利用的沥青材料终将面临供应危机。与石油沥青相类似,生物油也是一种由生物质资源转变而来的有机高分子物质,具有部分或完全替代石油沥青的发展潜力。本文以木质纤维素类生物质为原材料制备生物质重油,将重油按比例掺入到50#基质沥青制备生物沥青,并对比生物沥青与50#、70#基质沥青性能。
  本文选用废弃木屑作为木质纤维素类生物质液化研究的代表物,氮气为液化保护气,选用乙醇与乙二醇的混合物作为液化溶剂,采用溶剂热液化方法液化木屑,液化产物经滤布过滤、减压蒸馏得生物质重油。本文重点研究研究混合溶剂配比、液固比、催化剂用量、反应温度、停留时间五个工艺参数对生物油产率的影响,当五个工艺参数分别为1∶1、6、3%、250℃、30min时有较高的重油产率。
  本文采用热值分析重油、木屑及化石燃料的热值差异;NMR、GC-MS测试重油的组成结构与成分;FT-IR对比各液化产物及重油与70#基质沥青的官能团差异;ICP对比重油、固体残渣及70#基质沥青的元素差异;TG、GPC分别对比重油与70#基质沥青的热稳定性与分子量及其分布;利用SEM表征固体残渣的微观形貌。结果发现,重油与70#基质沥青的元素组成、分子量存在差异,但存在相同官能团,且重油有较好的热稳定性,具有用作道路胶结料的潜力。
  将重油按一定比例外掺50#基质沥青得到生物沥青,并对比生物沥青与50#、70#基质沥青的性能。通过三大指标对比各沥青试样的基本物理性能;利用布氏粘度计测试不同温度条件下各沥青试样的黏度,对比各沥青试样的拌合与压实温度;水煮法测试生物沥青与集料的黏附特性;DSC测试生物沥青与基质沥青的Tg,对比各沥青试样的低温性能;采用DSR进行温度扫描测试、频率扫描测试及MSCR测试,对比各沥青试样的高温抗永久变形能力、抗剪切性能及蠕变性能。结果表明,10%重油掺量的生物沥青与70#基质沥青有相近的三大指标与黏度,低温性能、高温抗永久变形能力、抗剪切性能及蠕变性能较70#基质沥青更为优异。
  本文以木屑生物质为原材料,制备生物质重油与生物沥青,既实现废弃生物质资源的合理利用,又可节约不可再生化石资源,符合道路建设长期发展的绿色理念。通过对重油与生物沥青的多项性能研究,为生物沥青替代石油沥青的研究提供参考。
[博士论文] Qudrat Ullah Khan
Chemistry 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:本研究旨在探讨功能性聚酰亚胺和酰亚胺的电子供体-受体(D-A)部分的作用,以克服现有数据存储机制中的缺陷。功能性聚酰亚胺的存储性能主要取决于D-A单元的性质。在所有可供选择的存储材料中,由于在单分子中含有电子供体(D)和电子受体(A)的供体-受体型有机化合物具备化学结构的可修饰性和存储性能的可调性而被认为是最有前景的选择。为了最大限度地减少因D-A单元间的化学反应而带来的结构障碍,设计了一种新的基于卟啉的聚合物NH-Por-6FDA,通过使用过渡金属改变卟啉的核心原子(Zn-Por-6FDA)从而使其表现不同的存储性能。为了研究非对称苝酰亚胺中的供体-受体电荷转移机制,还使用基于三苯胺(TPA)的非对称苝酰亚胺(AsPDI)设计了另一个课题。这种基于三苯胺(TPA)的苝酰亚胺在施加电压时表现出了优异的存储性能。通过增加其供体-受体比例,聚合物的存储性能从非易失性的WORM型变为非易失性可重复写入的Flash型和易失性的SRAM型。
  设计了两种新型可溶的聚酰亚胺(PIs)用于聚合物存储性能研究,分别为NH-Por-6FDA和Zn-Por-6FDA,其中前者使用5,15-二(4'-氨基苯基)-10,20-二苯基卟啉(trans-DATPP)为电子供体,4,4'-(六氟异丙烯基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)为电子受体,后者的电子供体为Zn-trans-DATPP,通过缩聚合成两种聚酰亚胺。这两种聚合物的化学结构大部分相同,只不过Zn-Por-6FDA中有锌离子(Zn2+)络合到卟啉中心。电性能结果表明,基于NH-Por-6FDA制备的三明治存储器件表现出双向非易失性的一次写入多次读取(WORM)特性,而Zn-Por-6FDA表现出完全不同的易失性静态随机存储(SRAM)特性。两种聚合物存储器件都具有高达106的开/关电流比,并且在108个读取周期内表现出优异的长期操作稳定性,在4000s的扫描时间内电流没有发生任何衰减。而光物理特性,电化学特性和分子模拟的结果阐明了聚合物的电荷转移过程(CT)与电子给体/受体功能对电双稳态特性的影响。研究表明,在卟啉中心插入的锌离子形成了一个内部电极,并在电荷转移过程中起桥接作用,这将同时有利于正向CT和反向CT,因而导致Zn络合之后聚合物存储性能发生由WORM向SRAM的转变。这个结果表明络合金属会对存储性能产生显著影响,这将吸引更多的研究人员使用过渡金属来制备具有理想存储特性的器件。
  在本研究中,制备了三种具有不同的电子给受体比例的非对称苝酰亚胺(AsPDIs)用于存储性能研究,它们分别为线型(PDI-ATPA),V型(PDI-DATPA)和星型(PDI-TATPA)。三种苝酰亚胺分别通过电子给体4-氨基三苯胺(ATPA),4,4'-二氨基三苯基胺(DATPA),4,4',4"-三氨基三苯基胺(TATPA)和电子受体N-(2-乙基己基)-3,4,9,10-苝四甲酸-3,4-酐-9,10-酰亚胺(AsPDA)缩合聚合而成。电流-电压(I-V)曲线的结果表明,基于PDI-ATPA,PDI-DATPA和PDI-TATPA的存储器件分别具有WORM,Flash和SRAM存储特性。其开/关电流比高达105,阈值电压分别为1.8V,1.5V和2.5V。这些基于AsPDI的存储器件在恒定电压(0.1V)下,在持续多达108个读取周期内表现出优异的长期工作稳定性,并且在4000s的扫描时间内电流没有发生衰减。合成的苝酰亚胺表现出优异的热稳定性(高达400摄氏度)。本研究强调了非对称结构小分子对存储性能产生的重大影响。其快速响应和高开/关比特性也使其可以广泛应用到未来的存储技术中去。
[硕士论文] 王静文
动力工程及工程热物理 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着人们对粉体需求量的增加,破碎所消耗的能源也越来越多。料床粉碎因其可以大大降低生产能耗,提高工作效率,现已被广泛应用于破碎生产中。为了将料床粉碎理论与粉磨设备更好地结合在一起,发挥出更大的功效,本文基于FPP800盘辊磨机建立的立式辊磨机模型,利用离散元软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对料床粉碎过程进行研究。主要工作及结论如下:
  (1)根据立式辊磨机料床粉碎过程中料床的变化,可以将粉碎过程分为三个阶段:料床密实阶段、料床粉碎阶段和料床结团阶段;通过对料床粉碎过程料床高度的变化进行研究,得出料床高度的收缩性与物料的引入角有关;
  (2)分析立式辊磨机中物料的运动和料床粉碎各阶段物料的受力情况,建立相应的数学模型,总结出影响物料运动状态的因素是磨盘半径和物料与磨盘的摩擦系数,立式辊磨机料床粉碎时各阶段的受力主要和物料的性质、物料强度、料床厚度、料床粉碎各阶段的料床密度、单位受载面积上的最终压力等因素有关。
  (3)基于FPP800盘辊磨机构建立式辊磨机三维模型,并依据BPM(Bonded Particle Model)模型创建用于破碎的石灰石物料模型;为了减少仿真料床粉碎过程时变量的干扰,建立了统一的料床模型,同时,给出了在EDEM中判定立式辊磨机料床形成的两个判断准则,即料床厚度保持稳定和液压缸工作压力达到要求。
  (4)对影响料床粉碎过程的因素进行仿真分析。通过仿真物料性质对料床粉碎的影响,得到在仿真的三种物料粒径中,物料粒径为50mm时料床粉碎效果最好;不同形状的物料进行料床破碎仿真,方块状的物料比扁平状的物料更易破碎。通过仿真立式辊磨机的工作参数和结构参数对料床粉碎的影响,发现磨盘转速和磨辊个数都存在一最佳值,并非磨盘转速越高和磨辊个数越多,料床粉碎效率就越高,从本文比较的几组数值来看,磨盘转速为55r/min,磨辊个数为2个时,立式辊磨机的料床粉碎效率最高。
[硕士论文] 吴启凡
材料科学与工程;材料学 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:金属离子不仅在化学反应中发挥重要作用,而且在许多生物过程中也起着重要的作用。它们在人们的日常生活中是不可或缺的。因此,寻找选择性好、灵敏度高的识别金属离子的方法是十分必要的。荧光探针的设计就能够满足上述需求。现如今,荧光探针广泛应用于医学,环境学和生物学等领域。通过荧光标记可以向科学家展示涉及金属离子变化的生物过程的分子细节。荧光探针可以使远程测量成为可能,从而避免样品损坏的危险。由于上述原因,选择性好、灵敏度高的荧光探针的发展引起了极大的关注。本文主要以罗丹明为发色团设计合成了三种荧光分子探针,考察了它们在水溶液中的识别性能、响应机理及实际应用。三种荧光分子探针均实现了可视化,高灵敏以及有选择的检测Fe3+的目的。
  1)以罗丹明B,乙二胺,吡啶-2-甲醛为原料设计合成的新型罗丹明类荧光探针FP1。Fe3+能够诱导探针FP1的螺环结构开环,从而发出荧光。与其它金属离子相比,此荧光探针对Fe3+有高度的选择性。采用Job's Plot方法测定FP1与Fe3+的络合比为1∶1。UV-vis和荧光分光光度法得到的结果表明,本探针FP1对Fe3+线性的检测范围和检测限(LOD)分别为40-200和0.17μM。本论文成功地将该荧光探针应用到实际水样中的Fe3+离子检测中。通过实验,可以得出结论:此荧光探针可作为实际水样中Fe3+离子检测的荧光探针。
  2)以罗丹明6G,二乙烯三胺,间苯二甲醛为原料设计合成的新型罗丹明类荧光探针FP2。Fe3+能够诱导探针FP2的螺环结构开环,从而发出荧光。与其它金属离子相比,此荧光探针对Fe3+有高度的选择性。采用Job's Plot方法测定FP2与Fe3+的络合比为1∶2。UV-vis和荧光分光光度法得到的结果表明,本探针FP2对Fe3+线性的检测范围和检测限(LOD)分别为30-150和0.31μM。本论文成功地将该荧光探针应用到钢铁腐蚀的检测中。通过模拟钢铁腐蚀实验,可以得出结论:此罗丹明衍生物可作为钢铁腐蚀检测的荧光探针。
  3)以罗丹明B,氯化亚砜,乙二胺,丙烯酸甲酯为原料设计合成的新型具有多个探头的罗丹明类荧光探针FP3。Fe3+能够诱导探针FP3的螺环结构开环,从而发出荧光。与其它金属离子相比,此荧光探针对Fe3+有高度的选择性。采用Job's Plot方法测定FP3与Fe3+的络合比为1∶4。UV-vis和荧光分光光度法得到的结果表明,本探针FP3对Fe3+线性的检测范围和检测限(LOD)分别为100-500和0.39μM。
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