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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2011年37卷1期

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3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸甲酯合成的热力学计算与分析
徐鹏, 程振民, 陈建华, 唐显重, 费月明
2011, (1) :1-7.
摘要:
采用Benson、Fedors和Rozicka-Domalski基团贡献法对3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸甲酯合成进行热力学计算与分析,得到了反应温度为298.15~383.15 K时的反应焓变、吉布斯自由能变以及平衡常数与温度的关系。结果表明:该合成反应为吸热反应,反应吉布斯自由能变为负值,反应平衡常数数量级为1020,从而证实该反应在热力学上是完全可行的。最后通过实验验证了热力学分析的结果。
三维共价有机框架材料吸附分离CO2-CH4的计算机模拟——CO2电荷模型的影响
朱玉俊, 黄永民, 胡军, 刘洪来
2011, (1) :8-15.
摘要:
共价有机框架( Covalent organic framework, COF)材料是一类具有大比表面积、低密度的多孔材料,在温室气体捕集领域中有着广泛的应用前景。采用计算机模拟研究了COF-102等框架材料对CO2-CH4混合气的吸附分离。模拟过程中,选择了4种常见的CO2电荷模型:(1) C(0.70 e)、O(-0.35 e) 、C=O键长1.16×10-10m; (2) C(0.576 e) 、O(-0.288 e) 、C=O键长1.18×10-10m; (3) C(0.544 e) 、O(-0.272 e) 、C=O键长1.18×10-10m;(4) C(0.664 5 e)、O(-0.332 25 e) 、C=O键长1.16×10-10m,框架材料的力场模型则选择了UFF(Universal Force Field)和Dreiding这两种常见的力场。根据不同力场和CO2电荷模型模拟所得到的吸附等温线和选择性,发现UFF和第(2)种电荷模型的组合与实验结果最吻合。
黄原胶水溶液的流变性能
胡建国, 赵玲, 戴干策
2011, (1) :16-19.
摘要:
采用ARES流变仪研究了质量浓度为1.0~40.0 g/L的黄原胶水溶液在303.15~343.15 K的流变性能。结果表明:黄原胶水溶液为假塑性流体,幂律模型能很好地关联其流变方程;当质量浓度为2.0 g/L时,黏度和温度关系满足Arrhenius定律,随着黄原胶质量浓度增大,温度对黏度的影响不再符合Arrhenius定律;黄原胶水溶液的线性黏弹区范围几乎与质量浓度无关;同一质量浓度的黄原胶水溶液弹性模量G′远大于黏性模量G″,表明溶液中存在类凝胶结构。
液相苯加氢反应的内扩散阻力分析
谭靖琳, 程振民, 周志明, 束忠明, 张文里
2011, (1) :20-25.
摘要:
采用NCG工业新型苯加氢催化剂(Ni/Al2O3),通过消除外扩散和内扩散影响,在反应温度433~473 K和氢压0.6~3.3 MPa下,对液相苯催化加氢制环己烷的反应动力学进行了研究。结果表明,液相反应中苯的反应级数为0,氢的反应级数几乎为1,因此氢在催化剂内的传质过程是形成内扩散阻力的主要原因。由内部效率因子和Thiele模数可知,粒径小于0.150 mm时才能消除内扩散影响,说明该催化剂具有较高本征反应活性。通过Thiele模数的定义式,求得氢液相有效扩散系数。由Wilke-Chang方程得到综合扩散系数,进而通过Thiele模数定义式求得催化剂曲节因子为3.12。通过模拟得到液相中氢在不同粒径颗粒内的浓度分布曲线,说明氢的内扩散阻力是苯加氢反应的控制因素。
高温气相炭化焦的物理结构及CO2气化活性
黄胜, 吴幼青, 吴诗勇, 高晋生, 向军, 张军营
2011, (1) :26-31.
摘要:
以石油醚和蒽油为原料,在炭化温度为1 000~1 300 °C的条件下制备了两种气相炭化焦,主要考察了这两种高温气相炭化焦的物理结构和CO2气化活性,并与液相炭化焦和煤焦进行了对比。结果表明:石油醚气相炭化以裂解和缩聚反应并存,而蒽油气相炭化以缩聚反应为主;两种气相炭化焦的颗粒均为均匀的球形颗粒(粒径为0.1~0.5 μm),且随炭化温度增加,颗粒粒径减小,焦块结构趋于致密化;炭化温度增加有利于气相炭化焦的碳微晶结构向有序化方向发展,在相同炭化温度下,气相炭化焦最具石墨化倾向,液相炭化焦次之,煤焦最小;炭的气化活性不是仅由碳微晶结构唯一决定的,不同炭化过程所形成焦的气化活性顺序为:煤焦>气相炭化焦>液相炭化焦。
通过烯二炔自组装层的Bergman环化反应制备富碳纳米胶囊
杨晰, 李志文, 宋德朋, 胡爱国
2011, (1) :32-37.
摘要:
通过Sonogashira偶联反应制备了设计结构的烯二炔化合物,以单分散SiO2无机纳米粒子为模板,以设计结构的烯二炔化合物为功能化前驱体,在无机纳米粒子表面通过分子自组装形成单分子层,并经原位引发Bergman环化反应形成聚芳烃交联网状结构,刻蚀除去无机模板后得到了均一形貌的富碳纳米胶囊。
用石英晶体微天平研究胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附
胡安珍, 戎宗明, 薛平, 高慧娟, 程树军, 史济斌
2011, (1) :38-44.
摘要:
采用石英晶体微天平(QCM)研究了胶原蛋白在聚乳酸(PLA)表面的吸附,系统地探讨了胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附过程,考察了缓冲溶液的离子强度和pH对胶原蛋白吸附的影响。结果表明:胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附量随着离子强度的增大先增加后减少,离子强度对不同来源胶原蛋白吸附量的影响差别明显;pH对胶原蛋白的吸附量的影响非常大,在pH略小于等电点处吸附量最大;原子力显微镜(AFM)观察表明不同来源的胶原蛋白在聚乳酸表面吸附层结构差异显著。
用中性溶液法制备硅基太阳能电池用低反射涂层
方园, 宋鹂, 张金朝, 陈奇
2011, (1) :45-49.
摘要:
用中性溶液法在硼硅酸盐玻璃片上制备了低反射涂层,并在Na2HPO4和AlCl3组成的浸涂液中于95 °C条件下恒温浸泡6 h,结果表明硼硅酸盐玻璃片在400~900 nm波长内的平均透过率由原来的91.97%提高至98.97%,平均反射率降低至1.41%,中心波长处反射率仅为0.85%。为提高涂膜的耐候性,以低质量分数的十三氟辛基三乙氧基硅烷(FAS)对涂层样品进行表面处理。抗酸性测试结果表明:经w=0.3%的FAS溶液处理后的低反射涂层在1 mol/L盐酸中连续侵蚀7 d后,透过率平均值仍达到95.44%。说明经过FAS处理后,低反射涂层的耐候性能得到提高,使用寿命延长。
微波辅助合成烷基氧糖苷化合物
薛佳, 陈国荣
2011, (1) :50-54.
摘要:
在糖类化合物合成中,微波辅助技术是一种有效手段。应用微波辅助技术研究了五乙酰基保护葡萄糖与直链醇在固体酸蒙脱石K-10和4×10-10 m的分子筛作用下的烷基氧糖苷化合物的合成,实现了对糖苷化反应产物构型的有效控制,并推测烷基糖苷类衍生物的合成反应机理。
乙二醇-水体系中球霰石CaCO3的调控合成
张敏, 徐云龙, 赵崇军, 钱秀珍
2011, (1) :55-59.
摘要:
以乙二醇(EG)-水为介质,研究了在Ca(CHCOO)2和NaHCO3体系中球霰石CaCO3(V-CaCO3)的可控合成方法。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)对CaCO3晶型和形貌进行了表征,考察了反应温度、搅拌速率和体系中EG体积分数等合成条件对V-CaCO3生长过程和晶型结构的影响。结果表明:在乙二醇-水中较温和的条件下可合成纯相的V-CaCO3,调控温度、搅拌速率或EG体积分数等实验条件可以实现球霰石晶型CaCO3的可控生长。
金黄色珍珠的光谱学特征
韩孝朕, 郭守国
2011, (1) :60-64.
摘要:
分别选取典型的天然金黄色珍珠与金黄色染色珍珠样品,在透射光下对比观察两种珍珠的表面特征,并采用激光拉曼光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计和荧光光谱仪对它们进行了测试分析。结果表明:金黄色染色珍珠的染色痕迹明显,有团块状、片状瑕疵;金黄色珍珠样品的拉曼光谱谱线稳定,具有典型的文石特征峰,而金黄色染色珍珠样品的拉曼光谱谱线起伏较大,除典型的文石特征峰外,杂峰与毛刺很多,荧光背景强度高;金黄色珍珠样品的紫外-可见-近红外反射光谱特征峰在355 nm附近,而金黄色染色珍珠样品的紫外-可见-近红外反射光谱除355 nm附近的特征峰外,还在450 nm附近有特征峰,应为外来无机或有机染料所致;金黄色珍珠有1个376 nm的激发波长光,表现在以472 nm为中心的发射光谱峰,而金黄色染色珍珠有2个激发波长光,受372 nm波长光激发的发射光谱峰以436 nm为中心,受450 nm波长光激发的发射光谱峰以493 nm为中心。
Pr3+-Yb3+共掺氟氧化物微晶玻璃的显微结构及发光性能
徐杰, 胡一晨, 王中俭, 叶妙红, 向斐
2011, (1) :65-70.
摘要:
制备了Pr3+-Yb3+共掺SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃。运用动力学方法分析了系统玻璃的析晶机制,探讨了热处理温度、玻璃析晶行为和显微结构的关系。采用XRD和SEM等方法研究了CaF2纳米晶的形成,晶粒大小为30 nm,且稀土离子进入CaF2纳米晶中,形成了固溶的Ca0.8Yb0.2F2.2晶相。在Pr3+离子3P0能级482 nm波长的光子激发下,在近红外区域观察到了980 nm和1 015 nm的发光,这对应于Yb3+离子2F5/2→2F7/2跃迁发射,产生了近红外量子剪裁效应。
三电平逆变器直接功率控制的拓展算法
张延迟, 解大, 解蕾, 俞金寿
2011, (1) :71-76.
摘要:
阐述了多电平逆变器的控制策略和拓扑结构,并具体分析了三电平逆变器的工作原理。提出了一种基于直接功率控制的算法,协调控制系统的有功功率、无功功率和中点电压。该算法通过3个滞环控制器实现,并分析各个逆变器电压矢量作用后产生的有功、无功、中点电压的变化,从而选择合适的逆变器电压矢量,控制各个IGBT的关断。仿真结果表明:基于该算法的三电平逆变器输出电压与电流波形良好,直流侧电压稳定,同时中点电压滞环控制器抑制了中点电压的波动。
基于种群协同进化算法的固定极性动态逻辑电路功耗优化
张会红, 汪鹏君, 顾幸生
2011, (1) :77-83.
摘要:
基于电路的动态逻辑实现形式,建立了固定极性XNOR/OR电路低功耗极性优化问题的数学模型;针对传统遗传算法(TGA)和量子算法(TQA)的优势和不足,借鉴合作型协同进化思想,提出了种群协同进化算法(PCEA)。该算法包含主体种群和小规模的量子比特种群,采取两种群并行进化、统一评估和主体种群择优重组的进化策略。主体种群采用包括选择、交叉和变异在内的常规进化方式。量子比特种群采用均匀进化和多次测量的进化方式,以便得到一组尽可能均匀覆盖解空间的个体补充到主体种群,避免算法出现“早熟”现象。最后,8个MCNC Benchmark 电路的测试结果表明了PCEA的优化效果及其稳定性。
短时睡眠过程中睡眠阶段的特征提取和分类
付秀燕, 王蓓, 王行愚
2011, (1) :84-89.
摘要:
研究对象为白天短时睡眠时记录下来的多导睡眠生理数据,主要是为了提取睡眠过程中出现的睡眠各阶段的特征,并实现自动分期。首先,同步采集了白天20~30 min的短时睡眠过程中的脑电图(EEG)等生理数据;然后利用快速傅里叶变换(FFT)对采集到的数据进行频谱分析,提取睡眠各阶段的频域特征;最后采用支持向量机对短时睡眠数据进行自动分期。实验结果表明:FFT结合支持向量机(SVM)在短时睡眠阶段的研究中能够得到较好的分期结果。因此,通过对短时睡眠过程中浅睡眠各阶段的特征和分类结果的分析,能够为短时睡眠提供客观评价的依据。
一种Rayleigh衰落信道模拟器的设计
林进发, 赵乐军
2011, (1) :90-94.
摘要:
提出了一种以FPGA为实现平台的Rayleigh衰落信道模拟器设计方法。该模拟器采用基于正弦波叠加法的改进Jakes仿真模型,其统计特性与Rayleigh衰落信道吻合度较好。该模型的定点仿真和模拟器的仿真实验结果表明,信道模拟器能较好地模拟Rayleigh衰落信道的特性。
过失误差识别和数据校正的MILP模型的新视角
孙少超, 黄道, 宫艳雪
2011, (1) :95-99.
摘要:
混合整数线性规划(MILP)方法成功地应用于同时识别过失误差和协调数据,使过程数据满足物料平衡、能量平衡和其他约束条件。然而,在混合整数线性规划的框架下,模型的扩展十分困难。采用公式推导的方式证明了数据校正的MILP模型可以等价地表示成非线性规划模型,因而该模型不仅可以用混合整数线性规划算法求解而且可以用非线性迭代算法求解,两种算法求解的一致性也验证了该结论的正确性。此外,在非线性规划的框架下,模型容易进行扩展,在不增加算法复杂度的前提下,扩展模型保证了在不存在过失误差的情况下模型为最大似然估计。两个应用实例验证了本文的观点。
基于多目标粒子群算法的H2/H∞鲁棒控制设计
何海娟, 张凌波, 顾幸生
2011, (1) :100-104.
摘要:
在多目标的鲁棒控制系统设计中,使用传统方法通常存在一定的保守性。应用粒子群算法研究多目标的鲁棒控制设计问题,提出了基于多目标粒子群算法H2/H∞鲁棒控制设计方法。数值仿真结果表明:与已有的LMI(线性矩阵不等式)方法相比较,用多目标粒子群算法获得的鲁棒控制器具有更好的鲁棒性能指标,降低了鲁棒控制设计的保守性。
三自由度直升机模型鲁棒控制器设计
唐光辉, 侍洪波
2011, (1) :105-111.
摘要:
鲁棒性是直升机的重要性能指标。针对三自由度直升机模型设计了基于线性二次型调节器(LQR)和模糊逻辑的鲁棒控制器。该控制器从控制率出发,首先采用LQR控制器来确保直升机模型的静态性能,然后设计积分切换函数与滑模切换控制分量来增强系统的抗干扰能力,接着采用模糊逻辑调整控制律以达到最佳效果。实验结果表明该策略具有较强的鲁棒性和很好的动态响应性能。
汽车水泵轴承变形和载荷计算方法
李正美, 周琼, 王建文, 安琦
2011, (1) :112-118.
摘要:
汽车水泵轴承变形和载荷的精确计算是提高轴承寿命、润滑性能和分析其动态特性计算合理性和准确性的重要条件,也一直是轴承工业界面临的难题之一。计算汽车水泵轴承两列滚子受载的传统方法是将整个轴承的所有元件看成是刚性的,忽略了轴承转轴滚动元件变形,因而计算精度不高。以WR3258152型汽车水泵轴承为研究对象,建立了可以精确计算水泵轴承变形和内部载荷分布的解析模型。在考虑汽车水泵轴承内部弹性变形的基础上,构建了两列滚动体的受力计算模型,并通过实例计算,对比了该模型和传统方法的载荷计算结果。
汽车水泵轴承密封圈力学分析模型和寿命计算方法
周琼, 李正美, 唐建平, 徐泽民, 安琦
2011, (1) :119-124.
摘要:
汽车水泵轴承密封圈的密封性能与唇口过盈量密切相关。利用力学知识和Hertz接触理论推导了密封圈与轴表面的接触应力分布计算模型,分析了不同唇口过盈量下接触应力变化规律;采用自适应相关函数模拟轴的微观表面形貌,并计算了由于轴的表面微观不平度导致的轴转动一周时密封圈唇口接触应力的变化规律;根据疲劳理论和雨流法随机计数原理构建了密封圈疲劳寿命预测方法,并预测了密封圈的疲劳寿命随唇口过盈量变化的规律。本文的研究结果可为汽车水泵轴承密封圈技术的进一步研究和应用提供理论帮助。
油沟结构参数对滑动轴承性能的影响
秦瑶, 张志明, 周琼, 安琦
2011, (1) :125-131.
摘要:
以全周向流体动压润滑滑动轴承作为研究对象,推导了无量纲Reynolds方程。采用有限差分法,运用Matlab软件编程,在成功计算出滑动轴承油膜压力分布的基础上,以一个具体的算例对象,深入探讨了油沟的位置、宽度和轴向长度对滑动轴承油膜压力分布、油膜承载力、偏位角、润滑油端泄流量和量纲一摩擦力的影响规律,得出一系列规律性曲线,并做了一定的理论解释。