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关键词： N,N-二甲基环己胺   醇   二元体系   密度   表面张力  

摘要： 近年来温室效应愈发严重,已经影响到了人类的生产和生活。作为主要的温室气体,CO引起了全世界的关注。其中,研究最多的是CO的化学吸收。胺由于吸收速度快,价格低廉,容易回收等优点,是最有应用价值的化学吸收剂。然而,单胺溶剂的高碱性容易腐蚀设备,高黏度导致吸收效率降低。为了解决这些问题,可以在单胺溶剂中引入小分子溶剂,例如水和醇等。为了更好地研究含胺混合溶液对CO的捕集吸收过程,获得一些热力学数据(例如密度,表面张力和黏度等)是很有必要的,因为其可以提供有关分子结构和两种化合物之间相互作用的信息。本论文选择了N,N-二甲基环己胺(N,N-dimethylcyclohexylamine,DMCHA)+醇的混合溶液进行研究,为CO的捕集吸收过程提供更多的热力学数据。本论文的主要内容如下:(1)利用U型震动管密度计,在(288.15-323.15)K、x =(0-1)范围内测量了二元混合体系DMCHA+正戊醇(正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇或正癸醇)的密度。实验首先测量了七个纯组分化合物在相同实验温度条件下的密度并与文献值进行比较,偏差在0.2%以内。纯组分密度大小顺序为:DMCHA>正癸醇>正壬醇>正辛醇>正庚醇>正己醇>正戊醇。然后系统地测量了二元混合物的密度,并根据实验数据计算了热膨胀系数、过量摩尔体积以及表观摩尔体积等一系列体积性质。结果表明:六个混合系统的过量摩尔体积值均为负值(-1.08961-0 cm·mol),且过量摩尔体积均在x =0.4左右出现最小值;此外,利用Redlich-Kister多项式方程对过量摩尔体积进行关联,最大偏差为0.0187;最后从分子大小和分子间相互作用(DMCHA和醇之间的色散力以及氢键)的角度,分析和讨论了过量摩尔体积的变化规律。当DMCHA的摩尔体积大于烷基醇时,氢键的形成对过量摩尔体积起主导作用,过量摩尔体积值大小顺序为:DMCHA+正戊醇DMCHA+正壬醇>DMCHA+正癸醇。(2)利用BZY-2型全自动表面张力仪,在(293.15-323.15)K的温度区间内测量了DMCHA+正戊醇(正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇或正癸醇)二元混合物的表面张力。首先测量了七个纯组分的表面张力,并将实验值与文献值进行比较,除DMCHA外偏差均在4.75%以内。然后系统地测量了二元体系的表面张力,实验数据显示:二元体系的表面张力值均随着温度的升高而降低,随着x 的增大而增大。最后根据实验数据计算了二元体系的表面张力偏差(δγ),在所研究的温度和浓度范围内δγ均为正值(0-0.856 m N·m)。在相同温度下,六个混合体系的δγ值大小顺序为:DMCHA+正戊醇>DMCHA+正己醇>DMCHA+正庚醇>DMCHA+正辛醇>DMCHA+正壬醇>DMCHA+正癸醇,可以发现δγ值随着烷基醇碳链的增长而降低。同时,由表面张力实验值,进一步计算并分析了热力学函数表面熵(S)和表面焓(H),在相同的温度和x 条件下,混合体系的表面焓和表面熵的大小顺序为:DMCHA+正癸醇>DMCHA+正壬醇>DMCHA+正辛醇>DMCHA+正庚醇>DMCHA+正己醇>DMCHA+正戊醇,随着烷基醇链长的增加DMCHA和醇之间的色散力增强,说明胺+醇溶液的表面焓和表面熵主要受色散力影响。

关键词： 氨基酸及葡甲胺类表面活性剂   表面张力   细胞毒性   Krafft点  

摘要： 氨基酸及葡甲胺类表面活性剂是一种以生物物质为底物合成的表面活性剂,它具有良好的表面性能,可以用作防腐剂、抗菌剂和增溶剂等,特别是在药用辅料方面可以提高药物的生物利用度。现如今,合成氨基酸及葡甲胺类表面活性剂的合成方法太过单一,合成工艺又有产率低和环境污染等诸多问题,所以开发一条新型氨基酸及葡甲胺类表面活性剂的合成路线具有重要意义。本文设计了六个系列的氨基酸及葡甲胺类表面活性剂,共三十个化合物,根据参与合成的小分子化合物称谓的不同分别命名为甘氨酸系列、肌氨酸系列、丙氨酸系列、苏氨酸系列、缬氨酸系列和葡甲胺系列。首先以辛酸钠、月桂酸钠、肉豆蔻酸钠、棕榈酸钠和硬脂酸钠为起始原料与环氧氯丙烷在四丁基溴化铵的催化下,反应生成长碳链缩水甘油酯,继而在碱性条件下长碳链缩水甘油酯开环与甘氨酸、肌氨酸、丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、葡甲胺进行缩合反应形成以C-N键相连的新型氨基酸及葡甲胺类表面活性剂,实验中采用红外光谱法检测产物的反应过程,推测反应进度,表征产物特性。对合成的三十个氨基酸及葡甲胺类表面活性剂进行了表面性能、细胞毒性和Krafft点测定。(1)采用接触角/界面张力测试仪测定表面张力,求出临界胶束浓度(CMC值)。表面性能结果表明,同一系列表面活性剂随着碳链长度的增加,CMC值降低,与标准品对比产物都具有优良的表面活性。当碳链长度大于16的氨基酸及葡甲胺类表面活性剂因为溶水性差,无法测得它们的表面张力值。(2)采用人皮肤成纤维HSF细胞进行培养并实验测定表面活性剂的细胞毒性。细胞毒性结果表明,同一系列的表面活性剂随着碳链长度的增加,细胞毒性变大。碳链长度小于16的氨基酸及葡甲胺类表面活性剂毒性结果与标准品对比发现有明显的降低。(3)采用在冰水混合液中观察体系透明状态的方法测定Krafft点。结果表明,葡甲胺类表面活性剂水溶性最好。在低温条件下,碳链长度为8-18的葡甲胺类表面活性剂均具有良好的亲水性能;氨基酸类表面活性剂在碳链长度小于16时具有较好的亲水性能,反之水溶性变差,亲水性能降低。

关键词： 磁共振成像   梯度线圈   三维   有限差分   流函数   噪声控制   焦耳热   线圈矩阵  

摘要： 磁共振成像(MRI)作为现代医疗影像体系中的一个重要组成部分,得到了越来越广泛的应用。其中,作为必不可少部件之一的梯度线圈,为图像重建提供了重要的空间编码信息。为设计出更高性能的梯度线圈,提高其产生的梯度强度,增加梯度切换速率,减少线圈自身的阻抗,以满足不断提高的成像要求,愈发复杂的空间结构以及更加严格的工程限制,梯度线圈的设计方法也随之不断发展。为适应MRI对梯度线圈性能不断增长的需求,本文以有限差分法这一简明的数值方法为基础,尝试将其应用到梯度线圈设计这一领域,提出了一种简洁而高效的梯度线圈设计方法。该方法将可直接导出线圈绕线分布的流函数和用于计算线圈具体性能的电流密度,通过有限差分表达式联系在一起,并最终通过正则化法、二次规划法或者非线性规划法求得具体的流函数数值,导出绕线数据。为确保提出的方法能够设计三维复杂结构下梯度线圈,本文对常规的二维线圈有限差分设计方法进行了扩展。扩展后的方法将有限差分表达式从沿着特定坐标方向进行,改成了沿着不依赖具体坐标的准矩形单元上一组相互正交的邻边进行,并将差分后的结果通过坐标变换统一到成像区的笛卡尔坐标系。运用扩展后的方法,本文给出了三维自屏蔽超短圆柱,三维部分屏蔽双平面以及三维非对称圆顶头线圈三种线圈的设计结果,验证了新方法的高适用范围与设计灵活性。在此基础上,本文使用有限差分法对梯度线圈的噪声效应以及焦耳热效应进行了建模分析。从线圈工作时,噪声和热的产生与传播过程入手,建立了线圈受力时的运动方程、噪声传播方程以及热平衡方程。在使用有限差分法对这些方程求解,分析线圈的噪声特性以及热特性之外,本文还尝试将线圈受力时的形变位移量作为约束条件,添加到线圈设计的求解过程中,从而得到具有较低形变位移量的梯度线圈,以达到控制线圈噪声的目的。设计的线圈可以在基本不影响其电磁场性能的同时,将形变位移量减少到约原来的一半。基于三维有限差分法,本文还设计了一种新型圆锥型头部成像线圈矩阵。通过变换各矩阵的传输电流,可以同时实现x、y、z线圈的功能,从而简化整个梯度系统。新设计的结构,不但可以满足最大成像区上的磁场梯度要求,而且可以根据实际需要,针对成像区中某个特定的区域进行更高梯度强度,更低梯度场偏差的成像。

关键词： 液态合金   温度相关性   组分相关性   表面张力   理论表征  

摘要： 表面张力是主导材料表面或界面性能的核心要素,是冶金、材料、表面科学和界面胶体学科的重点研究对象。对于具有高熔点的合金材料,其高温熔融状态时的表面张力支配着液态合金的传质过程,是决定合金材料性能的关键参数。液态合金的表面张力主要受温度和组元浓度的影响,因此,弄清液态合金的表面张力随着温度/组元浓度的演化规律,合理表征液态合金温度/组分相关性的表面张力一直是铸造、冶金、焊接等领域研究的重点和难点,相关研究对于改善合金材料性能以及制备新型材料有重要的指导意义。本学位论文针对液态合金的温度/组分相关性表面张力开展了以下理论表征研究工作:(1)基于力-热能量密度等效原理,建立了液态合金温度相关性表面张力理论表征模型,模型预测结果与可获取的实验结果取得了很好的一致性。该模型建立了温度相关性表面张力、内聚能和热膨胀系数之间的定量关系。该模型无需拟合参数,且所有的材料参数都可以简单方便地从材料手册或文献中获取,与其他学者的经验模型相比,在建模思想、物理意义等方面具有明显的优势,并提供了一种新的简便的液态合金温度相关性表面张力预测方法。(2)基于力-热能量密度等效原理,通过金属间化合物团簇结合能与材料内聚能之间的等效,建立了液态合金组分相关性表面张力理论表征模型,模型预测结果与所有可获取到的实验结果取得了很好的一致性。利用该模型分析了不同组元在表面相和体相的分布关系,解释了液态合金的表面张力随组元浓度变化呈非线性变化的原因。再将该模型与前文建立的液态合金温度相关性表面张力理论表征模型相结合,建立了可同时考虑温度和组元浓度耦合作用的液态合金表面张力理论表征模型。模型仅需任意组元浓度合金及纯组元在任意参考温度下的表面张力就可实现对宽温域和整个组元浓度下的液态合金表面张力的预测,且预测结果与实验结果取得了很好的一致性。为改善合金材料性能以及新材料的制备提供了一定的建议。

关键词： 新三板   流动性   影响因素   分类分层次  

摘要： 本文基于市场微观结构理论、产业生命周期理论、流动性测量理论,用理论分析和实证分析相结合的方法对新三板流动性影响因素进行探究,并创造性地从分类分层次的视角,对不同类别和不同层次的新三板挂牌公司流动性影响因素进行对比分析。结合前人的研究成果,本文提出市场制度和公司特征两大类新三板流动性影响因子,其中市场制度影响因子包括交易制度、市场层次,公司特征影响因子包括公司规模、盈利性、成长性、创新能力、资本结构、股权结构。笔者不仅从理论层面对这些因子影响新三板流动性的方向和影响路径进行解释,还利用2020年新三板530家企业的数据,按照全样本、分类别、分层次对新三板流动性影响因素进行了实证研究,建立了全样本、高新技术企业、非高新技术企业、基础层、创新层、精选层共6个多元回归模型。通过这些研究,我们可以发现提高新三板流动性的有效途径,来更好地发挥新三板融资、交易、价格发现等功能,为我国创新型、创业型、成长型中小微企业提供更优质的金融服务平台。本文的主要研究成果有:(1)在众多新三板流动性影响因子中,仅有市值是不分类层的具有普适性的流动性影响因子,可见新三板的投资者最为看重的是公司规模和企业内在价值。(2)分类别来看,对于新三板高新技术企业,市值、营业收入增长率、研发支出占比、进入精选层、采用连续竞价交易制度、增加做市商数量对流动性产生正向影响,净利润对流动性产生负向影响;对于新三板非高新技术企业,市值和进入基础层对流动性产生正向影响。(3)分层次来看,不同层次新三板企业流动性影响因素不同。市值对三个层次流动性均具有正向影响。相较于基础层,创新层增加做市商数量和研发支出两个正向流动性影响因子,精选层增加研发支出占比这一弱负向流动性影响因子。最后,笔者根据研究结果,提出提高新三板流动性的政策建议:提升企业自身价值、引入混合交易制度、增加信息披露、扩大投资者范围、进行分类分层次管理等。

关键词： 流体包裹体   铜钼分离   流体不混融   成矿机制   乌努格吐山  

摘要： 乌努格吐山斑岩型铜钼矿床,位于额尔古纳后贝加尔褶皱系与大兴安岭褶皱系的接壤处,海拉尔中生代陆相火山岩带的相对隆起部位。通过对乌努格吐山铜钼矿床不同石英脉的横切关系、蚀变矿物、岩相学观测、显微测温等方法,研究了铜钼矿体空间分异的乌努格吐山大型斑岩铜钼矿床的流体演化,并利用激光拉曼光谱和激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)实验对流体包裹体进行分析,探讨影响铜和钼分离的可能参数。流体包裹体研究表明,成矿流体属于中高温中低盐度的Na Cl-HO-CO体系流体,具有岩浆水混合大气降水的特征。矿区热液活动经历了四个阶段:(1)早期钼成矿阶段,成矿温度高达540℃～580℃,盐度4.08%-16.5%Na Cl,富CO并伴随着黑云母化蚀变;(2)晚期钼矿化阶段成矿温度为380℃～470℃,盐度77.0%Na Cl,并含有CO,伴随钾长石化、绢云母化和伊利石化蚀变特征;(3)铜矿化阶段的成矿温度为230～380℃,盐度为45.6%Na Cl,轻微还原,酸性降低,CO变得稀少,并且矿化与绢云母化,伊利石化蚀变有关;(4)铜-铅-锌矿化阶段成矿温度为144～211℃,盐度主要集中在11.7%Na Cl,蚀变类型以绢云母、伊利石蚀变为主。乌努格吐山铜钼矿的流体演化遵循典型的斑岩成矿系统中路径,从钼矿化成矿阶段到铜矿化成矿阶段,经过钾长石、黑云母、硬石膏和赤铁矿的大量结晶,岩浆体在冷却和减压过程中,CO逸出,流体逐渐还原并呈酸性。考虑到氧化还原、酸碱度、压力和温度对铜和钼分离的可能影响,我们得出结论:这两种金属的分离可能受流体气相-卤水相不混溶性的控制。

关键词： 铁法矿区   煤层气井   排采流体   地球化学特征   演化机制   指示作用  

摘要： 论文选取了铁法矿区大兴矿北二采区14 口煤层气井为研究对象,利用离子色谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、激光水同位素分析仪、气体同位素比质谱仪等仪器测试了产出水中常规离子、微量元素、氢氧同位素、溶解无机碳同位素,产出气的气体组分、甲烷碳氢同位素。基于地质资料和煤层气勘探开发成果,研究了煤层气井排采流体(产出水及产出气)地球化学特征在时空上的演化规律,阐明了排采流体地球化学特征的演化机制,探讨了排采流体来源及地层封闭性,揭示了产出水地球化学特征对煤层气井产能的指示。主要认识如下:分析了研究区煤层气井排采流体地球化学特征的时空变化特征。产出水常规离子浓度随排采时间的增加或上升或下降后趋于稳定,是由于压裂液的返排;水岩作用导致不同离子的空间展布形态各异。Li、Cr、Sr浓度与埋深之间负相关,并受断层影响。产出水中δD和δ18O与埋深正相关是同位素交换作用及产甲烷活动对同位素的分馏所致。δ13CDIC与埋深负相关是由于产甲烷菌被迫利用重碳同位素。CH4的体积分数与埋深正相关,CO2和C2+的体积分数与埋深负相关。δ13CCH4和δDCH4与埋深正相关是由于水溶解分馏作用及产甲烷菌生成CH4途径的改变。阐明了研究区煤层气井排采流体地球化学特征演化机制。在浅部氧化环境,溶解作用、氧化作用等使水中常规离子增加,并产生负值的δ13CDIC;蒸发作用使水中D和18O富集。在径流过程中,阳离子交替吸附作用使水中Ca2+、Mg2+降低,Na+增加;同位素交换作用使煤岩中的D和18O进入水中;产甲烷菌优先吸收较轻的H和12C,使煤层气变轻,水中D和13CDIC富集。在深部还原环境,硫酸盐还原、碳酸盐沉淀和产甲烷作用使HCO3-、Na+、Cl-浓度升高,Ca2+、Mg2+、SO42-降低,D同位素富集,δ13CDIC略有降低,13CCH4和DCH4更富集;HCO3-、Ca2+浓度的约束以及还原环境的影响导致Li、Cr、Sr浓度随埋深增加而降低。探讨了研究区煤层气井排采流体来源,揭示了产出水地球化学特征对产能的指示。建立了基于常规离子的水源识别指标,划分出煤层水和压裂液污染水。地层水的初始来源为大气降水,产出水来自上下压裂段煤层水和砂岩水的混合。地层封闭性较为一般,在垂向上,随着深度增加地层封闭性增加。煤层气为混合成因,接近一半为生物成因气,CO2还原生物气比乙酸发酵生物气更占据优势。在平面上,高TDS与HCO3-、Na+浓度,较低的Li、Cr、Sr浓度预示着煤层气井的高产。在垂向上,高δ13CDIC值和低δD和δ18O值预示着煤层气井的高产。本论文总篇幅约5万字,含插图45幅,表格21张,参考文献131篇。

关键词： 对偶性质解   连续性方程   动量方程   能量方程   无量纲非线性常微分方程   不完全伽玛函数  

摘要： 本文的目的是研究在热辐射存在的情况下,纳米流体沿着收缩/拉伸薄板表面流动时的热传递状况,并得到流体动力学基本方程的具有对偶性质的精确解.为了详细探究上述问题,首先,通过给定的流体模型,确定由连续性方程,动量方程和能量方程构成的控制偏微分方程组,并使用热辐射项定义对流换热边界条件.然后,通过使用恰当的相似变换替换动量方程和能量方程中的速度和温度项,将关于动量方程和能量方程的偏微分方程转换为无量纲非线性常微分方程.再根据不完全伽玛函数求得无量纲非线性常微分方程的解.最后,通过对不同物理参数(即质量传递参数,拉伸参数,多孔介质参数,普朗特数,毕渥数)以及纳米粒子体积分数和形状因子的讨论,将求得的速度和温度以曲线图的方式展示出来并进行分析说明.而对于壁面摩擦系数和努塞尔数,主要以表格的形式展示了数据变化.本文的难点在于求解高阶非线性常微分方程组的解析解,之前的研究者使用四-五阶龙格-库塔-费尔伯格法和打靶法只能得到方程的数值解,也有研究者使用同伦分析法和区域分解法(ADM),但这两种方法获得的都是级数形式的解析解,而级数解在数值计算的时候必然会有误差.与之相比,本文采用不完全伽玛函数表示法能够得到方程的解析解,求解过程更为简洁,解的形式更便于后续分析.