分子扩散

摘要： 近日,中科院精密测量院郑安民研究团队和清华大学陈晓、张晨曦、魏飞研究团队合作在亚纳米尺度下原位研究分子吸附扩散机制方面取得重要进展。采用分子筛皮米电镜原位成像策略并结合从头算分子动力学模拟,实现了小分子吸脱附行为和分子筛骨架结构动态演变的原位实时观测。研究首次发现了刚性分子筛的亚单胞拓扑柔性结构特点,揭示了分子扩散突破孔径限制的微观机制,在分子筛择形催化基础研究领域取得重大突破。相关研究进展在《科学》上发表。

摘要： 通过构建多种官能团负载的MCM-41骨架模型,使用GCMC与MD模拟方法计算了水分子在不同亲疏水性质的MCM-41孔内的吸附及扩散性质。结果表明,MCM-41材料的水吸附等温线主要为Ⅱ型;负载到MCM-41孔表面的亲水官能团能够与水分子形成氢键,因此对水分子的相互作用力较疏水官能团高约114.27%;MCM-41孔内水分子的扩散能力与表面官能团的亲水性呈正相关,亲水表面的材料内水分子的扩散系数相较于疏水表面扩散系数高约58.82%;证明了亲水表面的MCM-41材料在含水环境中对孔内水分子的吸附扩散行为具有一定促进作用。

摘要： 采用微筛孔反应器,以Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O为钙源连续相、(NH_(4))_(2)CO_(3)为碳源分散相,液相沉淀法制备纳米CaCO_(3)。利用XRD、TEM等表征手段分析研究分散相与连续相流量、浓度和停留时间等制备条件对碳酸钙的粒径、产率和形貌的影响。结果表明,使用微筛孔反应器通过液相沉淀法可制得平均粒径45~92 nm、产率达80%以上的方解石型纳米CaCO_(3)。适宜的制备条件为:连续相进料流量F_(C)=150 mL/min、分散相进料流量F_(D)=150 mL/min、连续相浓度[Ca^(2+)]=0.05 mol/L、分散相浓度[CO^(2-)_(3)]=0.2 mol/L、停留时间τ=5 s。微筛孔反应器特有的孔道结构能够均匀分散液相体系,从而避免了一般微反应器在液相沉淀反应中出现的堵塞问题,微筛孔反应器的分子扩散混合模式可大幅度强化液相体系的扰动程度并提高CaCO_(3)过饱和度,使制得样品粒径较小且分布极窄。同时,通过改变制备条件可灵活调控样品的形貌与粒径。

摘要： 巴斯夫推出了用于中度掺渣条件的新一代催化剂Altrium,Altrium催化剂是基于AIM(先进新型载体)和IZY(改进Y沸石)两种技术的结合。AIM整合了几种新型载体技术,选择性地纳入催化剂设计,进行性能和适用性的广泛选择。提供了微调沸石与载体比例的灵活性。随着AIM的引入,巴斯夫开启了新一代的载体系列,通过提高孔隙率来提高性能,使大分子扩散到更多、分布更好的活性位点上。此外,Altrium催化剂的载体和沸石是由一个过程制造,确保其分散度好、彼此相邻。这种原位处理使载体形态具有最大的灵活性和可控性,使催化剂具有更高的耐磨性、不含氯和最低的钠含量。

摘要： 针对某油田区块井筒底部结蜡严重的问题,以原油和沉积物为研究对象,采用流变性测试、族组分分析、红外光谱分析、溶蜡点测试、动力学模型预测等手段,研究了该区块油井的蜡沉积规律与机理.结果表明,该区块油井原油中高碳分子、重质组分含量较高;井筒沉积物以长链直链烷烃为主,异构烷烃较少;原油中机械杂质含量较高,为蜡晶分子的析出提供了稳定的附着点;区块内的油套管钢表面为强亲油性,蜡晶分子容易在管壁沉积;越靠近井底,原油中大于临界碳数的蜡分子比例越大;蜡沉积速率随含水率的增加而减小,随流速的增加先增大后减小.

摘要： 微混合器通常为实验室芯片(LOC)的前处理装置,研究其混合机理及结构对混合性能的影响规律,可为微混合器的设计加工提供指导.本研究考察了通道雷诺数(Re)在0.1～80时方波型微混合器的内部流动特性,并在分子扩散主导和对流扩散主导阶段分析了通道结构对流体流动及混合性能的影响.结果表明,随通道中Re的增大,流体混合从分子扩散主导过渡到对流扩散主导阶段.分子扩散主导阶段,影响流体混合强度的因素为特征扩散长度,通道宽度比通道高度对混合强度的影响程度更大,通道宽度的缩小可以显著提升分子扩散阶段流体的混合强度.当Re=0.5时,通道宽度从400μm缩小到200μm后,混合强度提升了34.59％.对流扩散主导阶段,在通道转弯处所产生旋涡的大小和强度影响混合强度,正方形截面的方波型微混合器旋涡发展最充分、混合性能最优,缩小正方形截面的尺寸可以增大旋涡强度、利于混合强度的提升.当Re=80时,通道截面边长为200μm的微混合器比边长为300μm的微混合器混合强度提高了22.71％.

摘要： 含蜡原油输送中蜡沉积速率的预测与含蜡管道清管作业等密切相关,目前蜡沉积预测主要基于经验回归式和机理模型。考虑传统分子扩散动力学理论,本文首次将胶凝粘附机理引入蜡沉积动力学模型,建立管道内油包水乳状液蜡沉积预测模型。基于渤海含蜡原油环道蜡沉积实验数据对比分析表明,利用本文所建立的模型,能够准确反应油包水乳状液管道内蜡沉积速率随含水率呈先减小后增加的变化趋势;与仅考虑分子扩散的蜡沉积动力学模型相比,本文所建模型预测精度更高,对转折点含水率预测结果与实验结果吻合更好;与以往的蜡沉积预测模型相比,本文所建立模型更符合管流蜡沉积规律,具有良好的应用前景。

摘要： 高分子凝胶是一种特殊的分散体系,性质介于固体和液体之间,整个体系有类似于生物体系的构造;具有仿生物行为的特征,因而高分子凝胶的研究不仅在基础理论上具有重大意义,本文主要就高分子凝胶化和分子扩散的动态过程的原位表征进行了论述.

摘要： 本文对高分子凝胶化和分子扩散的动态过程的原位表征进行了研究。文章围绕凝胶化过程的原位监测、凝胶中分子扩散过程的原位监测进行了论述。

摘要： 沸石分子筛催化剂由于拥有孔径均一的微孔孔道,使它具有择形催化功能,但同时也带来分子扩散方面的限制,如何实现高选择性下的高效转化是重要的科学问题.本文通过建立反应动力学与分子扩散的介尺度耦合竞争机制,将反应、扩散与催化效率相关联,建立了具有晶内介孔结构的沸石分子筛结构模型,模拟计算了甲烷、甲醇、乙烯、丙烯等分子在多级复合孔MFI沸石分子筛催化剂中的扩散系数以及扩散性能随分子筛尺寸和介孔孔隙率变化的影响规律,并实验评价了不同尺寸和多级孔分子筛对甲醇制烯烃反应的催化性能.理论和实验都证明,减小沸石分子筛晶粒尺寸或构建晶体内的多级孔结构对其扩散性能及催化效率、延长催化剂寿命有很好的改善作用.

摘要： 为了最大限度地降低CaO颗粒表面的脱硫产物层对二氧化硫以及氧气分子扩散过程的负面影响，用TGA-2100热重分析仪对3种自制钙基脱硫剂颗粒的脱硫反应过程进行了系列实验研究。实验结果表明：当脱硫反应温度为800°C时，经过水合反应的脱硫剂的动力区直径达到最大值77～150nm；分析纯CaO和工业级石灰的动力区直径在900°C达到最大值；在反应温度和颗粒直径相同的条件下，工业级石灰的动力区直径大于分析纯CaO的动力区直径。

摘要： 提出了一种在极低的生长速率下(例如分子外延技术),以SrTiO3为代表的ABO3型氧化物薄膜的生长机理,并针对这一生长机制,给出了基于MonteCarlo方法的三维模型和模拟算法.模拟基于SolidonSolid模型,并采用周期性的边界条件;模拟中通过库仑作用势引入了基底对沉积分子的影响;MonteCarlo事件由沉积事件、扩散事件、吸附成核事件组成;分子扩散能力与扩散激活能相关.

摘要： 本文利用基于三角池折射现象的折光指数法研究了水凝胶中药物分子的扩散行为,这对于药物传递和释放、或者体系的智能响应方面,具有重要的意义.

摘要： 改善微系统中流体混合的方法可分为被动式和主动式。被动式混合主要是通过在通道内加工复杂的微结构，缩短扩散距离，或产生混沌混合；而主动式混合一般是通过施加外力或在通道中集成活动元件实现。其中基于“无序流”的主动混合方式，可以通过间歇扰动流场，有效的分散流束，缩短扩散距离，实现快速混合。本文设计了一种具有狭窄“喷口”的S型混合单元，利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）气动阀的工作原理，通过气动挤压的方式使流体快速流经喷口，“喷入”下游混合微室，实现了微通道中流体的快速混合。

摘要： 改善微系统中流体混合的方法可分为被动式和主动式。被动式混合主要是通过在通道内加工复杂的微结构，缩短扩散距离，或产生混沌混合；而主动式混合一般是通过施加外力或在通道中集成活动元件实现。其中基于“无序流”的主动混合方式，可以通过间歇扰动流场，有效的分散流束，缩短扩散距离，实现快速混合。本文设计了一种具有狭窄“喷口”的S型混合单元，利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）气动阀的工作原理，通过气动挤压的方式使流体快速流经喷口，“喷入”下游混合微室，实现了微通道中流体的快速混合。

摘要： 改善微系统中流体混合的方法可分为被动式和主动式。被动式混合主要是通过在通道内加工复杂的微结构，缩短扩散距离，或产生混沌混合；而主动式混合一般是通过施加外力或在通道中集成活动元件实现。其中基于“无序流”的主动混合方式，可以通过间歇扰动流场，有效的分散流束，缩短扩散距离，实现快速混合。本文设计了一种具有狭窄“喷口”的S型混合单元，利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）气动阀的工作原理，通过气动挤压的方式使流体快速流经喷口，“喷入”下游混合微室，实现了微通道中流体的快速混合。

摘要： 改善微系统中流体混合的方法可分为被动式和主动式。被动式混合主要是通过在通道内加工复杂的微结构，缩短扩散距离，或产生混沌混合；而主动式混合一般是通过施加外力或在通道中集成活动元件实现。其中基于“无序流”的主动混合方式，可以通过间歇扰动流场，有效的分散流束，缩短扩散距离，实现快速混合。本文设计了一种具有狭窄“喷口”的S型混合单元，利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）气动阀的工作原理，通过气动挤压的方式使流体快速流经喷口，“喷入”下游混合微室，实现了微通道中流体的快速混合。

摘要： 本发明提供一种气体扩散电极和一种具备该气体扩散电极的高分子电解质型燃料电池，该气体扩散电极不仅能够防止由MEA的保存引起的劣化，而且能够防止从其制造后直到使用的期间的劣化，从而能够充分地防止初始特性和耐久特性的降低。进行控制，使得在气体扩散电极的催化剂层中，包括醇、上述醇的部分氧化物、上述醇的分子内脱水反应生成物、上述醇的分子间缩合反应生成物、上述醇与上述部分氧化物的分子间缩合反应生成物、以及上述部分氧化物的分子间缩合反应生成物的有机物的总质量A1，碳粉末的总质量E1，以及阳离子交换树脂的总质量G1满足{100×A1/(E1+G1)}≤0.05。

摘要： 提供在气体、液体穿过时的阻抗小且热、电在厚度方向上的阻抗小的碳纤维无纺布，该碳纤维无纺布尤其适合于固体高分子型燃料电池的气体扩散电极。提供具有直径20μm以上的空隙、至少一部分碳纤维从一个表面连续至另一个表面、表观密度为0.2~1.g/cm3的碳纤维无纺布，或者提供具有直径20μm以上的空隙、至少一部分碳纤维彼此相互交织、进而至少一部分碳纤维向厚度方向取向、表观密度为0.2~1.0g/cm3。

摘要： 本发明提供一种气体扩散电极和一种具备该气体扩散电极的高分子电解质型燃料电池，该气体扩散电极不仅能够防止由MEA的保存引起的劣化，而且能够防止从其制造后直到使用的期间的劣化，从而能够充分地防止初始特性和耐久特性的降低。进行控制，使得在气体扩散电极的催化剂层中，包括醇、上述醇的部分氧化物、上述醇的分子内脱水反应生成物、上述醇的分子间缩合反应生成物、上述醇与上述部分氧化物的分子间缩合反应生成物、以及上述部分氧化物的分子间缩合反应生成物的有机物的总质量A1，碳粉末的总质量E1，以及阳离子交换树脂的总质量G1满足{100×A1/(E1+G1)}≤0.05。

摘要： 本发明的目的是消除碳纤维织物两端因重复卷取和退卷而产生的纤维束的松散。本发明按如下方式进行碳纤维束的防松散处理：将碳纤维束组成的碳纤维织物的两端切割成锯齿状或波浪状，使得织物的横向长度(t)与织物的纵向长度(l)的比率(t/l)变成0.2至5。

摘要： 本发明公开了一种扩散焊用夹具及涡轮分子泵转子的扩散焊接方法，涉及焊接技术领域。该扩散焊用夹具用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，扩散焊用夹具包括防变形夹具，其设置于涡轮分子泵转子的外侧，且防变形夹具包括与多个叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，周向限位凹槽用于夹持涡轮分子泵转子的叶片，以限制叶片的轴向和周向变形。该扩散焊用夹具可以限制转子焊接过程中的高温蠕变变形，从而保证焊后转子的焊接强度和尺寸精度，进而使得涡轮分子泵转子具有高性能、耐腐蚀性的特性。

摘要： 本发明将提高由碳纤维无纺布构成的气体扩散电极中的排水性作为课题。本发明是，一种气体扩散电极基材，本质上由碳纤维无纺布构成，其中，碳纤维无纺布在面内具有单位面积重量图案，所述单位面积重量图案配置有：具有相对高的单位面积重量的高单位面积重量区域、和具有相对低的单位面积重量的低单位面积重量区域而成，并且，在至少一个面具有：配置有凹部和凸部而成并且与单位面积重量图案独立地形成的凹凸图案。

摘要： 本发明的课题在于，提供能够同时良好地进行向气体扩散电极供给反应气体、和排出作为反应产物的水的气体扩散电极基材。本发明是气体扩散电极基材，其为对碳纤维无纺布施予拒水剂而得到，所述碳纤维无纺布在至少一侧的表面上以30个/cm2~5000个/cm2分散形成有非连续突起。

摘要： 本发明提供一种非平衡分子动力学模拟计算分子扩散系数的方法，该方法单纯采用分子动力学模拟直接计算出混合物中各组分沿扩散方向的浓度梯度及扩散通量，从而能够精确的计算出各组分的分子扩散系数；本发明方法与双控制体积巨正则分子动力学(DCV‑GCMD)模拟方法相比，本发明有效的提高了模拟效率，而且显著的降低了模拟程序编写中的难度。

摘要： 本发明提供了一种计算气体分子扩散系数的分子动力学模拟计算方法，包括油纸绝缘界面与气体小分子混合模型的构建、平衡模拟、仿真计算和绘制曲线，拟合后直线斜率K即为气体分子扩散系数。并且，通过对油纸绝缘模型进行升温实验，绝缘纸产气速率与模型计算出的扩散系数增长趋势吻合度较高，使用此方法计算气体小分子扩散系数具有可行性，可为研究多物理场下气体分子的迁移特性提供支持。

摘要： 本发明提供一种非平衡分子动力学模拟计算分子扩散系数的方法，该方法单纯采用分子动力学模拟直接计算出混合物中各组分沿扩散方向的浓度梯度及扩散通量，从而能够精确的计算出各组分的分子扩散系数；本发明方法与双控制体积巨正则分子动力学(DCV-GCMD)模拟方法相比，本发明有效的提高了模拟效率，而且显著的降低了模拟程序编写中的难度。