极性分子的速度滤波和缓冲气体冷却的理论和实践研究
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过渡金属掺杂的g-GaN吸附Cl_(2)和CO气体分子的第一性
原理研究
田双林;高廷红;刘玉涛;陈茜;谢泉;肖清泉;梁永超
【期刊名称】《无机化学学报》
【年(卷),期】2024(40)6
【摘要】基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的g-GaN对Cl_(2)和CO气体分子的吸附行为。
结果表明,Cl_(2)和CO在本征g-GaN上的吸附均为物理吸附,2个体系的吸附能均为正值,表明体系不稳定。
相反,Cl_(2)和CO在Fe和Co掺杂的g-GaN上吸附时的吸附能为负值,且吸附能较小,表明吸附体系稳定。
通过分析态密度、电荷密度差和能带结构等性质,可以得出结论:过渡金属原子的引入能有效增强气体分子与g-GaN之间的相互作用。
【总页数】12页(P1189-1200)
【作者】田双林;高廷红;刘玉涛;陈茜;谢泉;肖清泉;梁永超
【作者单位】贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O474;O483;O614.371
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超冷分子实验方法探究摘要:将分子的冷却分为直接冷却和间接冷却,并分别对直接冷却机制下的缓冲气体冷却、分子Stark减速冷却和蒸发协同冷却,间接冷却机制下的光缔合技术、光学Feshbach共振技术和磁场可调谐的Feshbach共振技术进行了描述。
关键词:超冷分子分子结构振动转动光谱The studying of the Experimental methods for the ultra-cold moleculesAbstract:The cooling of the molecular was classified direct cooling and indirect cooling for the first time.The buffer gas cooling, molecular Stark slowdown and evaporation cooperate with technology of direct cooling,the photic association technology,photic Feshbach resonance and the magnetic field tunable Feshbach resonance technology of indirect cooling was described respectively.Key Words:Ultra-cold molecules;Molecular structure;Vibration rotation spectra将温度较高的急速冷却,使分子的温度达到mK量级,此时分子的运动几乎中止,就形成了超冷分子。
超冷极性分子技术的实际应用十分广泛,如:研发新式化学反应和反应过程生产设计材料,改善能源产品,开发量子计算新方法(如用带电的分子作为量子字节),思考新的应用于精确测量的方法(如光学分子钟或是用分子系统代替标准模型来探寻新的物理理论),提高人们对冷凝物质的特殊现象,诸如:异常磁阻(提高数据存储容量和处理速度关键),超导性能(提高半导体电能转换的关键)等。
一种集成式自供电纳米化学传感器的设计和制作项目成员:何旺球(1426410514)王鹏云1426410408 陶俊贤1326410232 黄家仪1326410116指导教师:祝元坤摘要:本项目以石墨烯作为基本功能单元,设计并制备一种新型的集成式化学分子驱动自供电传感器件;超薄二维纳米材料(石墨烯)作为基本功能单元制备新一代的自供电传感器件,使器件能感受到环境中化学分子状态的改变而输出电信号。
石墨烯部分被聚合物薄膜所覆盖且另一部分暴露,当器件接触极性分子时,可以产生明显的电信号。
因此,本项目的研究具有一定应用前景和重要学术价值。
该类自供电传感器件可能应用于生产微型纳米传感器,具有自主创新知识产权。
1引言近年来,随着纳米材料及纳米科学技术研究的不断深入,各种微纳电子器件不断被研究开发,并在军事、生物医学、环境监测等领域展现出十分诱人的应用前景[1]。
微纳电子器件不仅尺寸小,而且具有功耗低、速度快、易于大规模集成、可移动等特点,但微纳电子器件需要有微尺度电源系统来供给电能,来维持正常工作。
随着电子产品小型化,亟待开发即能为之提供能量并且小、轻、具有柔性的自供电传感器件。
如果微电源器件能够持续收集环境中的能量并转换为电能,将会永久性解决电池耗尽的问题。
因此,开发具有能量转换功能的微电源,并与传感器等器件集成构建自供电系统,是非常迫切的。
可穿戴、物联网、智慧城市等新兴产业的发展将推动微纳电子器件市场的迅速发展,牵引微电源产品的技术变革和不断创新。
微纳自供电器件是当今的研究热点,目前的研究集中在以下几点:1)不断提高能量转换效率。
如何在减小尺寸的同时保持高的能量转换效率,需要新材料和新工艺。
2)具有柔韧性。
未来可穿戴、可移植等器件的发展需要柔性的器件与之配套。
3)易于集成。
为满足自供电、自供能驱动等系统的需求,微电源器件应易于和传感器等进行集成。
4)可从环境中持续捕获能量。
微电源器件不仅要有能量存储功能,还要能持续将环境中的能量转换为电能。
27 物理名词f制光圈 X射线绕射 X射线衍射 n型半导体 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头滑动接触滑动摩擦滑线电桥化石燃料环形电路环形线圈环状线圈缓冲电路换向开关簧片按键簧片开关恢复系数回复力偶回复转矩回旋半径回转半径会聚透镜混响时间霍耳电压霍耳效应击穿电势击穿电位基本单位基极电流机械利益机械效率机械振荡激发电势激发电位激发电压激光材料极限摩擦集成电路集极电流几何光学家居电路尖端作用检偏振器检验电荷简谐运动剪切模量剪切强度焦点对准交变电压交流电压角度放大角放大率角加速度角向运动接触面积接触起电解像能力介电常量介电常数介稳态的金属疲劳晶体点阵晶体格子晶体绕射晶体衍射静态电阻静态平衡静止状态镜面反射径向分量聚焦控制聚乙烯片绝对零度绝对温标绝热过程绝热膨胀开氏温标抗断强度抗流电路抗扭强度抗屈强度抗性分量抗张强度可变电阻可变光阑可变速度可变速率可变增益可见光谱可逆过程可听讯号可压缩性克罗瓦盘空气动力空气阻尼孔径张角控制系统控制栅极库伦定律扩散云室拉伸应变拉伸应力赖曼光谱楞次定律冷却曲线冷却系统冷却效应冷却修正离子结构理想机械理想气体粒子运动力的分解力多边形力矩原理力三角形连锁反应连续光谱量纲分析临界速度临界温度临界质量临界阻尼临阈电压临阈频率临阈强度零点校正硫化作用漏泄电流滤波电路螺钉起子螺旋弹簧螺旋法则逻辑电平洛伦兹力满标偏转毛细上升毛细下降毛细现象毛细作用米尺电桥密堆积的面膨胀率面偏振波模拟实验模拟讯号模拟转换摩擦生电摩擦系数摩尔体积能量递降能量均分能量守恒能量输出能量输入能量退降能量转换能量转移年代测定牛顿力学牛顿流体扭转常量扭转常数扭转振荡欧姆导体欧姆定律偶的产生帕邢光谱抛体运动泡筏模型喷气推进膨胀系数偏压电路偏转系统漂移速度频率调制频率响应平凹透镜平底烧瓶平衡电桥平衡间距平衡条件平均速度平均速率平流电路平面偏振平凸透镜平行光线平移动能屏蔽导线普用支架起动电压起动电阻起偏振角起偏振器起重磁铁气垫导航气体强压气压定律千瓦时计千瓦小时乾电池组强度控制桥式电路切变模量切变强度切向分量球对称的球面透镜球面像差曲率半径曲率中心驱动电池驱动电路驱动频率全波整流全加法器全内反射绕射光栅热电动势热电效应热核反应人工放射人工蜕变刃形支承入射波前瑞利判据三脚插头三角棱镜散热系统散射模拟扫描速度色散本领色散能力摄氏温标射极电流设定开关声响导航声响模糊失效时间施感电荷施感电流时基控制时间常量时间常数实验台垫矢量加法市电电源市电频率视觉调节授受起电受激发射受激能级受激吸收受迫振荡受体掺杂受体杂质输出电流输出电压输出功率输出特性输入电流输入电压输入电阻输入功率输入特性数模转换数字显示数字讯号衰变产物衰变常量衰变常数衰变定律衰变模拟衰变曲线双凹透镜双金属片双凸透镜双稳电路双稳态的双向开关水力发电水平分量水平偏转瞬变电流瞬变电压瞬时电流瞬时电压瞬时速度瞬时速率顺序逻辑塑性形变随机误差随机游动随机运动随遇平衡探察线圈逃逸速度特性曲线特徵光谱特徵谱线蹄形磁铁天线网路条纹图形听频范围通量密度同向碰撞同轴电缆透镜公式透射光线透射光栅椭圆轨道完整电路万用电表望远镜座微安培计微波仪器微电子学微分方程尾追碰撞卫星通讯温差电堆温差电偶温度计泡温度梯度温室效应稳定平衡涡流损耗涡流阻尼无定形的无规行走无规运动无视差法无线电波无重状态物理光学物理性质物态变化物态方程吸收本领吸收光谱吸收能力吸收谱线吸收系数系统误差线偏振波线性胀率线状光谱相长干涉相对密度相对速度相对运动相互作用相位常量相位常数相位超前相位滞后相消干涉响应时间向量加法硝酸铀醯消色差的消色差光行星运动蓄电池组旋转运动选择吸收寻常光线压缩气体压缩系数亚稳态的眼球模型衍射光栅杨氏模量液体压强遗传效应因次分析音调高度阴极射线引力常量引力常数引力势差引力势能引力质量硬橡胶棒硬质胶棒永久磁铁有槽砝码有机玻璃有效数字有效质量宇宙辐射原子半径原子核的原子间距原子间力原子间势原子间位原子结构原子密度原子模型原子序数原子直径原子质量圆形波前圆形脉冲圆形碳纸圆周轨道圆周运动云室径迹匀加速度匀强磁场匀强电场匀速运动杂散电容暂时磁体暂时磁铁噪音污染增益控制栅极控制照相底片折射波前折射定律折射棱角真空放电真实气体振荡电路振荡中心振幅调剂振幅分割蒸发致冷蒸气密度正供电轨正接线柱正向电流正向偏压直线波前直线传播直线脉冲直线运动纸带图表致断应力质点运动质量亏损质能关系滞后现象中性平衡终端速度终端速率重定开关重力势差重力势能周期运动柱面凹镜柱面透镜柱面凸镜驻留轨道转动惯量转动矢量转动向量紫外辐射自动对焦自动聚焦自发发射自发蜕变自然频率自由电子自由空间自由落体自由下落自由下坠自由振荡纵向放大阻尼谐动阻尼谐振阻尼振荡组合逻辑最大误差最小偏向轫致辐射黏滞流动黏滞系数黏滞阻力耦合振荡奥氏黏度计巴耳末光谱半波整流器半圆玻璃块饱和蒸气压本徵半导体扁平螺线管标准大气压并激电动机并绕电动机波粒二象性波粒二重性波义耳定律波阵面分割铂阻温度计伯努利定律泊肃叶公式不可逆过程不稳定平衡布喇格定律布喇格平面布喇格绕射布喇格衍射布喇开光谱部分偏振波参考座标系掺杂半导体冲击电流计冲击检流计串激电动机串绕电动机垂直轴定理磁带录音机磁感应强度磁通量密度磁通匝链数醋酸酯条片存储电容器大爆炸模型单迹示波器单原子分子弹性应变能德布罗意波第二级光谱第一级光谱电池充电器电磁感应圈电动机法则电感性分量电介质极化电介质强度电流放大器电流灵敏度电容性放电电容性分量电压比较器。
《生物炭在环境治理中的应用:原理、技术与实践》读书随笔目录一、内容概览 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状概述 (4)二、生物炭的基本概念与性质 (5)2.1 生物炭的定义与来源 (7)2.2 生物炭的物理化学性质 (8)2.3 生物炭对土壤和水质的影响 (9)三、生物炭在环境治理中的原理 (10)3.1 生物炭的吸附与过滤作用 (11)3.2 生物炭的稳定与缓释作用 (12)3.3 生物炭的生物活性与生态修复功能 (14)四、生物炭在环境治理中的技术方法 (15)4.1 生物炭的制备技术与工艺流程 (16)4.2 生物炭的改良剂添加技术 (17)4.3 生物炭与其他污染物的协同处理技术 (19)五、生物炭在环境治理中的实践应用案例 (20)5.1 生物炭在土壤修复中的应用 (21)5.2 生物炭在水体治理中的应用 (22)5.3 生物炭在空气净化与减排中的应用 (23)六、生物炭在环境治理中存在的问题与挑战 (25)6.1 生物炭的稳定性和可持续性问题 (26)6.2 生物炭的成本效益问题 (27)6.3 生物炭的环境风险与潜在影响 (29)七、结论与展望 (30)7.1 生物炭在环境治理中的重要作用与前景 (31)7.2 对未来生物炭研究和应用的展望 (33)一、内容概览《生物炭在环境治理中的应用:原理、技术与实践》是一本全面探讨生物炭在环境治理领域应用的专著。
本书系统介绍了生物炭的基本概念、原理、技术及应用实践,涵盖了生物炭的制备工艺、性质表征、环境影响及其在环境治理中的实际应用等多个方面。
在阅读本书的过程中,我对全书内容进行了梳理和归纳。
从生物炭的基本原理出发,介绍了生物炭的形成机制、制备工艺以及性质表征方法。
重点阐述了生物炭在环境治理中的应用原理,包括其对土壤改良、污染物吸附与降解、温室气体减排等方面的作用机制。
本书详细讨论了生物炭技术的实施过程,包括技术流程、操作要点以及需要注意的问题。
化工行业职业技能竞赛(化工总控工赛项)理论试题及答案一、单选题1.我国低压供电电压单相为220 伏,三相线电压为380 伏,此数值指交流电压的( )。
A、平均值B、最大值C、有效值D、瞬时值【正确答案】:C2.在法庭上,涉及到审定一种非法的药品,起诉表明该非法药品经气相色谱分析测得的保留时间在相同条件下,刚好与已知非法药品的保留时间相一致,而辩护证明有几个无毒的化合物与该非法药品具有相同的保留值,最宜采用的定性方法为( )A、用加入已知物增加峰高的方法B、利用相对保留值定性C、用保留值双柱法定性D、利用保留值定性【正确答案】:C3.氨气和氯化氢气体一样,可以作喷泉实验,这是由于( )A、氨的密度比空气小B、氨水的密度比水小C、氨分子是极性分子,极易溶于水D、氨气很容易液化【正确答案】:C4.流体流动时的摩擦阻力损失hf 所损失的是机械能中的( )项A、动能B、位能C、静压能D、总机械能【正确答案】:C5.已知q=1.1,则加料液中液体量与总加料量之比为( )。
A、0.1:1B、1.1:1C、1:1.1D、1:1【正确答案】:D6.在静止流体内部判断压强相等的必要条件( )A、同一种流体内部B、连通着的两种流体C、同一种连续流体D、同一水平面上,同一种连续流体【正确答案】:D7.单效蒸发器计算中D/W 称为单位蒸汽消耗量,如原料液的沸点为393K,下列哪种情况D/W最大( )。
A、原料液在293K 时加入蒸发器B、原料液在390K 时加入蒸发器C、原料液在393K 时加入蒸发器D、原料液在395K 时加入蒸发器。
【正确答案】:A8.在相同条件下,蒸发溶液的传热温度差要( )蒸发纯水的传热温度差。
A、大于B、小于C、等于D、无法判断【正确答案】:B9.回流比的( )值为全回流。
A、上限B、下限C、平均D、混合【正确答案】:A10.各种类型反应器采用的传热装置中,描述错误的是( )A、间歇操作反应釜的传热装置主要是夹套和蛇管,大型反应釜传热要求较高时,可在釜内安装列管式换热器B、对外换热式固定床反应器的传热装置主要是列管式结构C、鼓泡塔反应器中进行的放热应,必需设置如夹套、蛇管、列管式冷却器等塔内换热装置或设置塔外换热器进行换热D、同样反应所需的换热装置,传热温差相同时,流化床所需换热装置的换热面积一定小于固定床换热器【正确答案】:C11.要降低汽油中的烯烃含量,以下措施正确的是( )A、降低反应深度和提高催化剂活性B、提高反应深度和催化剂活性C、降低反应深度和活性D、提高反应深度,降低活性【正确答案】:A12.下列化合物中哪个在水中溶解度最大 ( )A、CH3CH2CH2CH3B、CH3CH2OCH2CH3CH3CH2CH2CHOD、CH3CH2CH2CH2OH【正确答案】:D13.液体密度与20oC.的清水差别较大时,泵的特性曲线将发生变化,应加以修正的是( )A、流量B、效率C、扬程D、轴功率【正确答案】:D14.下列说法正确的是( )。
注册公用设备工程师(给水排水)执业资格考试基础考试大纲一、高等数学1.1空间解析几何向量代数直线平面柱面旋转曲面二次曲面空间曲线1.2微分学极限连续导数微分偏导数全微分导数与微分的应用1.3积分学不定积分定积分广义积分二重积分三重积分平面曲线积分积分应用1.4无穷级数数项级数幂级数泰勒级数傅里叶级数1.5常微分方程'可分离变量方程一阶线性方程可降阶方程常系数线性方程1.6概率与数理统计随机事件与概率古典概型一维随机变量的分布和数字特征数理统计的基本概念参数估计假设检验方差分析一元回归分析1.7向量分析1.8线性代数行列式矩阵n 维向量线性方程组矩阵的特征值与特征向量二次型二、普通物理2.1热学气体状态参量平衡态理想气体状态方程理想气体的压力和温度的统计解释能量按自由度均分原理理想气体内能平均碰撞次数和平均自由程麦克斯韦速率分布律功热量内能热力学第一定律及其对理想气体等值过程和绝热过程的应用气体的摩尔热容循环过程热机效率热力学第二定律及其统计意义可逆过程和不可逆过程熵2.2波动学机械波的产生和传播简谐波表达式波的能量驻波声速超声波次声波多普勒效应2.3光学相干光的获得杨氏双缝干涉光程薄膜干涉迈克尔干涉仪惠更斯一菲涅耳原理单缝衍射光学仪器分辨本领x 射线衍射自然光和偏振光布儒斯特定律马吕斯定律双折射现象偏振光的干涉人工双折射及应用三、普通化学3.1物质结构与物质状态原子核外电子分布原子、离子的电子结构式原子轨道和电子云概念离子键特征共价键特征及类型分子结构式杂化轨道及分子空间构型极性分子与非极性分子分子间力与氢键分压定律及计算液体蒸气压沸点汽化热晶体类型与物质性质的关系3.2溶液溶液的浓度及计算非电解质稀溶液通性及计算渗透压概念电解质溶液的电离平衡电离常数及计算同离子效应和缓冲溶液水的离子积及PH值盐类水解平衡及溶液的酸碱性多相离子平衡溶度积常数溶解度概念及计算3.3周期表周期表结构周期族原子结构与周期表关系元素性质氧化物及其水化物的酸碱性递变规律3.4化学反应方程式化学反应速率与化学平衡化学反应方程式写法及计算反应热概念热化学反应方程式写法化学反应速率表示方法浓度、温度对反应速率的影响速率常数与反应级数活化能及催化剂概念化学平衡特征及平衡常数表达式化学平衡移动原理及计算压力熵与化学反应方向判断3.5氧化还原与电化学氧化剂与还原剂氧化还原反应方程式写法及配平原电池组成及符号电极反应与电池反应标准电极电势能斯特方程及电极电势的应用电解与金属腐蚀3.6有机化学有机物特点、分类及命名官能团及分子结构式有机物的重要化学反应:加成取代消去氧化加聚与缩聚典型有机物的分子式、性质及用途:甲烷乙炔苯甲苯乙醇酚乙醛乙酸乙酯乙胺苯胺聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯酸酯类工程塑料(ABS) 橡胶尼龙66四、理论力学4.1静力学平衡刚体力约束静力学公理受力分析力对点之矩力对轴之矩力偶理论力系的简化土矢主矩力系的平衡物体系统(含平面静定桁架) 的平衡滑动摩擦摩擦角自锁考虑滑动摩擦时物体系统的平衡重心4.2运动学点的运动方程轨迹速度和加速度刚体的平动刚体的定轴转动转动方程角速度和角加速度刚体内任一点的速度和加速度4.3动力学动力学基本定律质点运动微分方程动量冲量动量定理动量守恒的条件质心质心运动定理'质心运动守恒的条件动量矩动量矩定理动量矩守恒的条件刚体的定轴转动微分方程转动惯量回转半径转动惯量的平行轴定理功动能势能动能定理机械能守恒惯性力刚体惯性力系的简化达朗伯原理单自由度系统线性振动的微分方程振动周期频率和振幅约束自由度广义坐标虚位移理想约束虚位移原理五、材料力学5.1轴力和轴力图拉、压杆横截面和斜截面上的应力强度条件虎克定律和位移计算应变能计算5.2剪切和挤压的实用计算剪切虎克定律切(剪)应力互等定理5.3外力偶矩的计算扭矩和扭矩图圆轴扭转切(剪)应力及强度条件扭转角计算及刚度条件扭转应变能计算5.4静矩和形心惯性矩和惯性积平行移轴公式形心土惯性矩5.5梁的内力方程切(剪)力图和弯矩图分布载荷、剪力、弯矩之间的微分关系正应力强度条件切(剪)应力强度条件梁的合理截面弯曲中心概念求梁变形的积分法叠加法和卡氏第二定理5.6平面应力状态分析的数值解法和图解法一点应力状态的主应力和最大切(剪)应力广义虎克定律四个常用的强度理论5.7斜弯曲偏心压缩(或拉伸)拉—弯或压—弯组合扭—弯组合5.8细长压杆的临界力公式欧拉公式的适用范围临界应力总图和经验公式压杆的稳定校核六、流体力学6.1流体的主要物理性质6.2流体静力学流体静压强的概念重力作用下静水压强的分布规律总压力的计算6.3流体动力学基础以流场为对象描述流动的概念流体运动的总流分析恒定总流连续性方程、能量方程和动量方程6.4流动阻力和水头损失实际流体的两种流态一层流和紊流圆管中层流运动、紊流运动的特征沿程水头损失和局部水头损失边界层附面层基本概念和绕流阻力6.5孔口、管嘴出流有压管道恒定流6.6明渠恒定均匀流6.7渗流定律井和集水廊道6.8相似原理和量纲分析6.9流体运动参数(流速、流量、压强)的测量七、计算机应用基础7.1计算机基础知识硬件的组成及功能软件的组成及功能数制转换7.2Windows 操作系统基本知识、系统启动有关目录、文件、磁盘及其它操作网络功能注:以Windows98为基础7.3计算机程序设计语言程序结构与基本规定数据变量数组指针赋值语句输入输出的语句转移语句条件语句,选择语句循环语句函数子程序(或称过程)顺序文件随机文件注:鉴于目前情况,暂采用FORTRA语N 言八、电工电子技术8.1电场与磁场库仑定律高斯定理环路定律电磁感应定律8.2直流电路电路基本元件欧姆定律基尔霍夫定律叠加原理戴维南定理8.3正弦交流电路正弦量三要素有效值复阻抗单相和三相电路计算功率及功率因数串联与并联谐振安全用电常识8.4RC 和RL电路暂态过程三要素分析法8.5变压器与电动机变压器的电压、电流和阻抗变换三相异步电动机的使用常用继电一接触器控制电路8.6二极管及整流、滤波、稳压电路8.7三极管及单管放大电路8.8运算放大器理想运放组成的比例加、减和积分运算电路8.9门电路和触发器基本门电路RS、D、JK 触发器九、工程经济9.1现金流量构成与资金等值计算现金流量投资资产固定资产折旧成本经营成本销售收入利润工程项目投资涉及的主要税种资金等值计算的常用公式及应用复利系数表的用法9.2投资经济效果评价方法和参数净现值内部收益率净年值费用现值费用年值差额内部收益率投资回收期基准折现率备选方案的类型寿命相等方案与寿命不等方案的比选9.3不确定性分析盈亏平衡分析盈亏平衡点固定成本变动成本单因素敏感性分析敏感因素9.4投资项目的财务评价工业投资项目可行性研究的基本内容投资项目财务评价的目标与工作内容赢利能力分析资金筹措的主要方式资金成本债务偿还的主要方式基础财务报表全投资经济效果与自有资金经济效果全投资现金流量表与自有资金现金流量表财务效果计算偿债能力分析改扩建和技术改造投资项目财务评价的特点(相对新建项目)9.5价值工程价值工程的概念、内容与实施步骤功能分析十、水文学和水文地质10.1水文学概念河川径流泥沙测算流域水量平衡10.2洪、枯径流设计枯水流量和水位设计洪水流量和水位10.3降水资料收集暴雨公式洪峰流量l0.4地下水储存地质构造地下水形成地下水储存地下水循环10.5地下水运动地下水流向井稳定运动地下水流向井不稳定运动10.6地下水分布特征河谷冲积层地下水沙漠地区地下水山区丘陵区地下水10.7地下水资源评价储量计算开采量评价十一、水处理微生物学11.1细菌的形态和结构细菌的形态细胞结构生理功能生长繁殖命名11.2细菌生理特征营养类型划分影响酶活力因素细菌的呼吸类型细菌的生长11.3其它微生物铁细菌硫细菌球衣细菌酵母菌细菌形态藻类原生动物后生动物病毒噬菌体微生物在水处理中的作用11.4水的卫生细菌学水中细菌分布水中病原细菌水中微生物控制方法水中病毒检验11.5废水生物处理污染物降解污染物转化有机物分解废水生物处理水体污染监测十二、水力学12.1水静力学静水压力阿基米德原理潜、浮物体平衡与稳定12.2水动力学理论柏努利方程总水头线测压管水头线12.3水流阻力和水头损失沿程阻力系数变化局部水头损失绕流阻力12.4孔口、管斐隽骱陀醒构苈?孔口( 或管嘴) 的变水头出流短管水力计算长管水力计算管网水力计算基础12.5明渠均匀流最优断面和允许流速水力计算12.6明渠非均匀流临界水深缓流急流临界流渐变流微分方程12.7堰流薄壁堰实用断面堰宽顶堰小桥孔径水力计算消力池十三、水泵及水泵站13.1叶片式水泵离心泵工作原理离心泵的基本方程式性能曲线比转数(ns) 定速运行工况管道系统特性曲线水箱出流工况点并联运行串运行调速运行吸水管中压力变化气穴和气蚀气蚀余量安装高度混流泵13.2 给水泵站泵站分类泵站供配电水泵机组布置吸水管路与压水管路泵站水锤泵站噪音13.3排水泵站排水泵站分类构造特点水泵选择集水池容积水泵机组布置雨水泵站合流泵站螺旋泵污水泵站十四、水分析化学14.1水分析化学过程的质量保证水样的保存和预处理水分析结果误差数据处理14.2酸碱滴定法酸碱平衡酸碱滴定水的碱度与酸度14.3络合滴定法络合平衡络合滴定硬度测定14.4沉淀滴定沉淀滴定原理莫尔法测定水中氯离子沉淀滴定14.5氧化还原滴定法氧化还原反应原理指示剂滴定高锰酸钾法滴定重铬酸钾法滴定碘量法滴定高锰酸钾指数COD BOD,总需氧量(TOD) 总有机碳(TOC)14.6吸收光谱法吸收光谱原理比色法分光光度法14.7电化学分析法电位分析法直接电位分析法电位滴定法十五、工程测量15.1测量误差基本知识测量误差分类与特点评定精度观测值精度评定误差传播定律15.2控制测量平面控制网定位与定向导线测量交会定点高程控制测量15.3地形图测绘地形图基本知识地物平面图测绘等高线地形图测绘15.4地形图的应用建筑设计中的地形图应用城市规划中的地形图应用15.5建筑工程测量建筑工程控制测量施工放样测量建筑安装测量建筑工程变形观测十六、职业法规16.1我国有关基本建设、建筑、城市规划、环保、房地产方面的法律规范16.2工程设计人员的职业道德与行为准则2011 年注册公用设备工程师(给水排水)执业资格考试专业考试大纲1.给水工程1.1给水系统了解给水系统分类、组成和布置掌握设计供水量计算掌握给水系统的流量关系,水压关系1.2输配水掌握输水管渠、配水管网布置及流量计算掌握输水管渠、配水管网水力计算了解管网技术经济比较熟悉给水管管材、管网附件和附属构筑物选择熟悉给水泵站设计1.3取水了解水资源状况及水源选择熟悉地下水取水构筑物构造和设计要求掌握江河特征及取水构筑物选择和设计1.4给水处理了解水源水质指标和给水处理方法掌握混凝及混合、絮凝设备设计掌握沉淀、澄清处理构筑物设计掌握过滤处理构筑物设计熟悉氯消毒工艺及其它消毒方法熟悉地下水除铁除锰工艺设计了解饮用水深度处理技术掌握水的软化与除盐工艺设计熟悉自来水厂设计1.5循环水的冷却和处理了解冷却构筑物的类型及工艺构造熟悉冷却塔热力计算方法掌握循环冷却水水质特点、处理方法及补充水量计算掌握循环冷却水系统设计2.排水工程2.1排水系统了解污水的分类及排水工程任务掌握排水体制、系统组成及布置形式熟悉排水系统规划设计2.2排水管渠掌握污水管渠设计流量计算与系统设计掌握雨水管渠设计流量计算与系统设计掌握合流制管渠设计流量计算与系统设计及旧系统改造熟悉排水管渠材质、敷设方式和附属构筑物选择了解排水管渠系统的管理和养护熟悉排水泵站设计2.3城镇污水处理了解污水的污染指标和处理方法掌握污水的物理处理法处理设备选择和设计掌握污水的活性污泥法处理系统工艺设计掌握污水的生物膜法处理工艺设计熟悉污水的厌氧生物处理工艺设计掌握污水的生物除磷脱氮工艺设计熟悉污水的深度处理和利用技术熟悉城镇污水处理厂设计2.4污泥处理了解污泥的分类、性质和处理方法掌握污泥的浓缩及脱水方法熟悉污泥的稳定与消化池设计熟悉污泥的最终处置方法2.5工业废水处理了解工业废水的水质特点和处理方法熟悉工业废水的物理、化学和物理化学法处理设计计算3.建筑给水排水工程3.1 建筑给水了解给水系统分类、组成及给水方式掌握给水设计流量计算与给水系统设计掌握给水系统升压、贮水设备选择计算掌握节水和防水质污染措施熟悉给水管道布置、敷设及管材、附件选用熟悉游泳池水给水系统设计熟悉游泳池水循环水净化处理工艺设计3.2建筑消防了解灭火设施设置场所火灾危险等级及灭火系统选择掌握消防用水量计算掌握消火栓系统设计掌握自动喷水灭火系统设计熟悉水喷雾灭火系统设计了解建筑灭火器及其他非水消防系统设计3.3建筑排水了解排水系统分类、组成及排水体制选择掌握污水排水管道设计流量计算与系统设计掌握屋面雨水排水工程设计流量计算与系统设计了解排水管道系统中水气流动规律熟悉污水、废水局部处理设施选择计算熟悉排水管道布置、敷设及管材、附件选用3.4建筑热水掌握热水供应系统的分类、组成及供水方式掌握热水用量、耗热量和热媒耗量计算掌握热水加热、贮热设备及安全设施的选择计算掌握热水供应系统管网水力计算熟悉饮水制备方法及饮水系统设置要求了解热水、饮水管道布置、敷设及管材、附件选用3.5建筑中水和雨水利用掌握中水的水质要求、水量平衡及处理工艺设计熟悉雨水收集、储存及水质处理技术。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期双极膜研究进展及应用展望罗芬,杨晓琪,段方麟,李小江,吴亮,徐铜文(中国科学技术大学化学与材料科学学院,安徽 合肥 230026)摘要:双极膜是一类具有特殊“三明治”结构的离子交换膜。
在反向偏压下,双极膜界面层独特的水解离行为使其具有在线生成H +和OH −能力,因而在酸碱生产、资源分离回收等领域发挥着越来越重要的作用。
双极膜界面层催化剂的引入可以有效降低水解离反应电阻。
然而,大部分双极膜由于界面层构筑不当使其存在水解离电压过高、膜层结合力差、催化剂泄漏以及第一极限电流密度大等问题,无法实现大规模的工业化制备及应用。
因此,本文立足于双极膜及技术近期研究进展,从双极膜的水解离机理出发,综述了界面层催化剂的种类、界面构筑方式及膜层的复合工艺三个方面的研究进展,深度分析了浸蘸法、涂覆法、静电组装、原位生长、层层堆叠等界面催化剂固定方式的优缺点,力求为双极膜的规模化制备提供相应的理论支撑。
文中也指出了双极膜在工业化酸碱生产过程中的瓶颈问题,提出了不对称双极膜电渗析在工业化酸碱生产应用中的关键作用。
最后对双极膜的电化学应用前景进行了展望,即应该努力探索双极膜在电解水制氢、二氧化碳还原、电化学合成氨、燃料电池、液流电池等能源领域的应用前景,以此来推动双极膜的发展。
关键词:双极膜;界面层;催化剂;水解离;电化学应用中图分类号:TQ31 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2024)01-0145-19Recent advances in the bipolar membrane and its applicationsLUO Fen ,YANG Xiaoqi ,DUAN Fanglin ,LI Xiaojiang ,WU Liang ,XU Tongwen(School of Chemistry and Materials Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, Anhui, China)Abstract: Bipolar membranes (BPMs) with a unique “sandwich ” structure are a particular class of ion-exchange membranes. Under reverse bias, the unique water dissociation (WD) feature and the local pHcontrol extensively apply the BPMs in acid/base production, resource separation and recovery. The WD resistance can be effectively reduced via the introduction of catalyst at the interfacial layer (IL) of BPMs.However, due to the imperfections of the IL, most BPMs have unwanted behaviors, such as high WD voltage, severe membrane delamination, catalyst leakage and high limiting current density, which leads to the large-scale industrial application of BPMs being unachievable. Therefore, based on the latest research progresses of BPMs, beginning with the WD mechanism of BPMs, this paper reviewed the research progress in three aspects: the types of interfacial layer catalyst, the construction methods of IL and the composite process of the membrane layers. Also, this paper deeply analyzed the merits and demerits ofinterfacial catalyst fixation methods such as immersion method, coating method, electrostatic assembly,特约评述DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1260收稿日期:2023-07-21;修改稿日期:2023-09-28。
极性分子的速度滤波和缓冲气体冷却的理论和实践研究
【摘要】:本文报道了利用静电速度选择技术,分别对室温下热分子束和缓冲气体冷却的分子束进行弯曲导引的实验,获得了若干不同种类的冷分子束,并介绍了利用这些冷分子束所能进行的一些应用研究方案:包括冷分子表面弯曲导引与表面速度滤波、表面囚禁和表面存储环。
最后,就本文的研究工作进行了总结,并就本方向和本小组的未来研究进行了展望。
本文首先介绍了速度选择技术的原理;分析了各种极性分子的斯塔克效应;从理论上描述了四极静电场的分布,详细分析了出射分子束的速度分布、束流(即通量)和导引效率。
然后,根据理想四极静电场的解析表达式(或者实际电场的有限元计算),室温下分子在各个转动态的布居,采用蒙特卡洛方法模拟了室温下各种分子束在弯曲四极静电场中运动的动力学过程,得到了被导引分子束的速度分布、温度和导引效率。
研究表明:被导引分子束的温度和导引电压成正比,导引效率和导引电压的二次方成正比。
介绍了早期实验装置中的配气系统、真空系统、四级杆电极、脉冲高压装置、脉冲激光和时间飞行质谱装置。
在早期的一次速度滤波实验中,利用一段弯曲的四级杆电极对乙腈分子进行了静电导引,获得了冷的乙腈分子束。
随后,我们对实验系统(包括分子束配气装置、四级杆电极和时序控制等)进行了一系列改进,通过二次速度滤波,并采用新的探测方法,获得了乙腈、氟甲烷、三氟甲烷、硝基甲烷和氯苯等一些样品的冷分子束。
实验测量了冷分子束的通量、速度分布(即温度)与导引电压、束源压
强的关系,并将实验结果与理论值进行了比较和讨论。
从理论上阐释了缓冲气体冷却的工作原理。
利用刚性球模型,分析了样品分子与缓冲气体(He)原子之间的碰撞,分子的冷却速率等,并对缓冲气体冷却的动力学过程进行了模拟。
分析表明:缓冲气体冷却技术不依赖于分子的能级结构,与分子是否具有极性无关,因此可以用来冷却各类分子样品。
如果样品分子与缓冲气体碰撞次数足够多,达到充分的热平衡,最终的分子平动温度和内部转动温度都将被冷却到缓冲气体的温度。
另外,我们分析了利用这种技术,产生冷分子束的一系列条件,以及产生的冷分子束的一些性质。
随后,我们开展了将缓冲气体冷却技术和速度选择技术结合起来从而获得高通量的冷分子束的实验研究。
详细介绍了实验系统中的分子束配气装置、四级杆电极、真空系统、低温装置等。
实验上研究了被导引分子束的速度分布和温度与导引电压、缓冲气体流量(即密度)以及样品分了流量之间的关系,并且与模拟结果进行了比较,取得了实验与理论相一致的结果。
此外,通过在导引电极上施加脉冲高压,在实验上获得了脉冲分子束序列。
最后,介绍了我们提出的几种利用所获得的冷分子开展应用研究的理论方案。
包括表面导引方案与表面速度滤波、表面囚禁与表面储存环方案,并进行了相应的数值模拟与理论研究。
【关键词】:冷分子束静电导引速度滤波器缓冲气体冷却蒙特卡洛模拟
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O561
【目录】:论文摘要6-8Abstract8-12第一章研究背景12-491.1冷分子和超冷分子的应用前景和研究目的12-151.2极性冷分子的应用15-281.3冷分子的产生28-471.4本文主要研究内容47-49第二章速度滤波器的原理49-642.1引言492.2极性分子的直流斯塔克效应49-542.3四极静电场54-562.4速度滤波器56-632.5本章小结63-64第三章速度滤波过程的模拟64-763.1引言643.2电场分布64-663.3分子内部能级布居数的计算66-683.4L型速度滤波过程的数值模拟及其结果68-743.5S型速度滤波过程的数值模拟及其结果74-753.6本章小结75-76第四章速度滤波的实验研究76-954.1引言764.2实验装置76-834.3高压老练83-904.4实验结果和讨论90-934.5本章小结93-95第五章缓冲气体冷却的理论研究95-1075.1引言95-985.2分子-缓冲气体的碰撞98-1035.3分子束的产生103-1065.4本章小结106-107第六章缓冲气体冷却和输出分子束的实验研究107-1396.1引言107-1086.2实验装置108-1236.3系统测试和分子束实验123-1386.4本章小结138-139第七章冷分子束的应用方案139-1537.1引言139-1417.2芯片表面的斯塔克速度滤波方案141-1457.3芯片表面的可控制分子阱方案145-1497.4芯片表面的分子储存环方案149-1517.5本章小结151-153第八章总结与展望153-1568.1本文的主要工作153-1548.2本文的主要创新之处154-1558.3未来工作展望155-156参考文献。