摘要：设计一种双层微通道热沉,即热沉上下层通道结构相异B(上层为矩形微通道,下层为复杂结构微通道),旨在降低压降的同时保持良好的换热性能,并与上下层通道均为复杂结构微通道的热沉A作对比。用数值方法研究了顺流和逆流时、不同通道结构(PA、PB、CA、CB)对其传热性能的影响,并用场协同原理分析流场与温度场的协同关系对传热的影响。结果表明:当0<Re<140时,顺流PA和PB的底面平均温度明显低于逆流CA和CB;当140<Re<250时,底面温度分别从低到高依次为PB、CB、PA、CA。从结果可知,若对底面温度要求高的微电子芯片,可采用结构PB;从综合传热性能看,结构PB的综合传热性能更佳,其传热协同角最小,说明该种布置方式改善了流场和温度场的协同关系。

摘要：This study focuses on drawing a hydrothermal synthesis process map for Co3O4 nanoparticles with various morphologies and investigating the effects of Co3O4 nanocatalyst morphology on CO oxidation.A series of cobalt-hydroxide-carbonate nanoparticles with various morphologies（i.e.,nanorods,nanosheets,and nanocubes） were successfully synthesized,and Co3O4 nanoparticles were obtained by thermal decomposition of the cobalt-hydroxide-carbonate *** results suggest that the cobalt source is a key factor for controlling the morphology of cobalt-hydroxide-carbonate at relatively low hydrothermal temperatures（≤ 140℃）.Nanorods can be synthesized in CoCl2 solution,while Co（NO3）2 solution promotes the formation of *** increasing the synthesis temperature（higher than 140 ℃） results in the formation of nanocubes in either Co（NO3）2 or CoCl2 *** reaction time only affects the size of the obtained *** presence of CTAB could improve the uniformity and dispersion of ***3O4 nanosheets showed much higher catalytic activity for CO oxidation than nanorods and nanocubes because it has more abundant Co^（3＋） on the surface,much higher reducibility,and better oxygen desorption capacity.

摘要：将CO_2转化为甲醇,用作燃料或基础化工原料,是实现CO_2资源化利用的重要途径之一。研究设计了一种新型双室隔膜电解池,能够在N-甲基吡咯烷酮(NMP)/四丁基高氯酸铵(TBAP)溶液中,以可再生电能为能源,用电化学催化还原的方法将CO_2转化为CO,然后用工业制甲醇的传统方法将CO氢化还原为甲醇。循环伏安测试结果表明,CO_2在Au电极上发生了电还原反应;恒电位电解测试结果表明,阴极电流密度最高可达6.6 m A×cm^(-2);气相色谱检测结果表明,阴极气相反应产物主要为CO,生成CO的电流效率最高可达93%。由于CO_2电还原反应自身有H_2O生成,阴极表面有H2析出。扫描电镜(SEM)检测表明,Au电极表面没有附着物生成。在N-甲基吡咯烷酮/四丁基高氯酸铵溶液中电还原CO_2,具有电解液性质稳定、电极不中毒的优点,因而具有潜在的工业化应用前景。

摘要：采用自组装法合成了具有异质界面的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、N_(2)等温吸脱附测试对合成样品的物相结构和微观结构进行了表征,并通过自行设计的四通道气敏测试设备对其气敏性能进行了研究。材料分析测试发现,形状规则的ZIF-8材料均匀分布于二维少层Ti_(3)C_(2)T_(x)的表面与层间,在界面处存在典型的异质结构。气敏性能测试表明:在225℃下,该复合材料对100μL/L NO_(2)的气敏响应高达98.35%,且是ZIF-8材料气敏响应的2.1倍。认为强导电的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)与ZIF-8复合后形成的异质结构,不仅为ZIF-8与气体表面反应产生的自由电子提供导电通道,而且通过界面效应强化了复合材料表面气固反应时电子与空穴的分离效率,进而显著提升了复合材料对NO_(2)气体的气敏性能。同时,f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料的层状结构可以为目标气体分子向ZIF-8的扩散提供方便路径。

摘要：本研究合成了四种CeO_(2)形貌的Ni/CeO_(2)催化剂(纳米棒、纳米立方体、纳米八面体和纳米多面体),并探讨了催化剂低温化学链甲烷干重整反应的结构依赖性。材料表征表明,Ni物种高度分散在CeO_(2)载体表面,部分Ni离子进入CeO_(2)晶格,从而引起氧空位的增加。化学链干重整性能测试结果表明,棒状结构Ni/CeO_(2)催化剂表现出最高的还原性,具有最多氧空位和最高储氧能力。多面体状Ni/CeO_(2)催化剂的结构为形状不规则的约10.3 nm的CeO_(2)纳米单晶,具有较大的比表面积和较高的还原性,表现出低温甲烷反应活性,在550℃低温化学链甲烷干重整中显示最高的氧化还原活性和循环稳定性。本研究为设计高效的金属/CeO_(2)催化剂提供了一种新策略,有望促进铈基催化剂在化学链技术中应用。

摘要：CO 2和CH 4均是温室气体的重要成员并且数量可观,其资源化利用对于应对气候变化和能源危机具有重要意义。甲烷干重整是经典转化方式之一,将CO 2“供氧”还原反应和CH 4“需氧”氧化反应结合起来并相互转化,其产物合成气(H 2和CO)可用于费-托合成碳氢化合物液态燃料。近年来,干重整已经成为能源环境领域热点之一,在重整新工艺和催化剂设计策略方面取得了重要进展,推动了高活性和高稳定性催化剂和新工艺研发。详细综述了甲烷干重整工艺和催化剂的研究成果,重点介绍了干重整工艺新发展和催化剂功能设计,结合Ni-载体相互作用、双金属协同效应、界面效应、单原子催化等新策略对干重整工艺中的基础科学问题进行了探讨,并对干重整技术现有难点和未来发展方向进行了展望。

摘要：为阐明底吹熔池气体射流振荡强化搅拌机制,提出了基于Betti数来定量表征底吹气体振荡射流强化搅拌效果的新途径,并以此为评价标准提出底吹炉氧枪排布的优化方案。首先,基于正交试验理论,设计了多水平因子水模型实验方案;其次,运用摄像设备捕捉了19组底吹水模型容器内气液流态演化过程的连续图片,通过图像处理技术得到连续流态图片的Betti数;最后,通过Betti数的分布规律来实现不同工况下气体射流振荡搅拌效果的差异化表征。结果表明:在单排氧枪排布方式下,在0°~14°范围枪倾角越大,射流产生气泡数量越多,分布更为均匀;在双排氧枪排布方式下,非对称喷吹的射流振荡搅拌效果明显更好,且采用0°与7°倾角的特征数值更为理想。

摘要：将微流体萃取技术与新兴的3D打印技术相结合,设计并制造了一种结构较为复杂的多通道微流体萃取反应器,通过在微反应器内增加混合反应通道的数目来放大其处理量,以期使3D打印多通道微反应器在能够继承微流体单级萃取效率高优点的同时,也能够极大地扩大其处理量。反应器的结构特征主要包括两相入口、液滴筛板、混合萃取通道、混合液汇集腔及混合液出口等。将此种反应器用于不同初始条件下从硫酸溶液中萃取和分离In^(3+)和Fe^(3+)的实验,结果表明:随着两相接触时间的增长,萃取剂P204对于金属离子的萃取率呈现出先减小,再增大的趋势;溶液中In^(3+)和Fe^(3+)的分离系数在pH为0.7、接触时间为90s、萃取剂体积分数为30%时,达到最高值381.9。对初始溶液pH、萃取剂在油相中的体积分数、两相的接触时间等单因素对In^(3+)和Fe^(3+)的萃取率和分离系数的影响作了详细调查。

摘要：由于锌-空气电池拥有较高的理论能量密度(1086 W·h/kg)以及阳极活性物质锌具有丰富易得、成本低等优点而成为广受关注的二次电池。但锌-空气电池的锌阳极还存在枝晶生长、形变、析氢自腐蚀等问题,特别是锌枝晶生长对锌-空气电池的循环寿命影响较大。本文首先基于电化学相场理论建立锌-空气电池枝晶生长模型,并应用模型研究充电时间、各向异性强度及电解液温度对锌枝晶形貌和生长高度的影响规律。最后设计了提升电解液温度、流动电解液、脉冲充电等实验来验证理论模拟。结果表明:锌枝晶的生长主要受扩散和传质过程控制,抑制锌枝晶生长的最佳电解液温度为343.15 K,最佳电解液流速为40mL/min,最佳脉冲充电方式为静置5 s、正向脉冲10 s、静置5 s、反向脉冲10 s。

摘要：综述了常温常压下传统酸性介质和绿色溶剂离子液体中Fe^(3+),H_2O_2,Cr_2O_7^(2-),NaClO_3,KMnO_4,Na_2S_2O_8,O_3,NaNO_3等氧化剂在黄铜矿氧化浸出中应用的研究进展,分析总结了黄铜矿浸出过程的机理、各种浸出介质及氧化剂的优缺点.综合分析发现:O3的氧化电位最高、氧化性好,浸出过程中无杂质引入,是酸性介质中氧化浸出黄铜矿最好的氧化剂;酸性体系中添加极性有机溶剂可显著提高Cu的浸出率,抑制铁的浸出且有利于浸出液的净化;离子液体作为一种可设计、选择性好、易循环利用的绿色溶剂用于黄铜矿湿法冶金可显著缩短浸出时间和提高Cu的浸出率,有望开发一种黄铜矿绿色湿法冶金新技术.