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基于电容式传感器的颗粒物浓度测量方法研究

基于电容式传感器的颗粒物浓度测量方法研究

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：胡广卡尔斯鲁厄理工学院

颗粒物浓度测量对于工业生产与运行安全至关重要。本文引入基于电容传感器的颗粒物浓度测量方法,考虑极板面积、干扰电容以及屏蔽方式影响,进行计算与优化,设计出一种两极板电容传感器用于颗粒物浓度测量。通过对比验证,计算结果与试验... 详细信息

颗粒物浓度测量对于工业生产与运行安全至关重要。本文引入基于电容传感器的颗粒物浓度测量方法,考虑极板面积、干扰电容以及屏蔽方式影响,进行计算与优化,设计出一种两极板电容传感器用于颗粒物浓度测量。通过对比验证,计算结果与试验结果吻合较好。研究结果表明,该传感器能够进行颗粒物浓度的准确测量,有较好的适应能力和应用前景。

关键词：电容传感器颗粒物浓度两电极有限元

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高温气冷堆湍流边界层内微米粉尘颗粒受力分析

高温气冷堆湍流边界层内微米粉尘颗粒受力分析

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：海潇孙琦彭威于溯源清华大学工程物理系清华大学核能与新能源技术研究院清华大学能源与动力工程系

高温气冷堆中石墨粉尘的行为是核安全源项分析的重要内容,其中事故工况下石墨粉尘的重悬浮特性与放射性粉尘的排放量密切相关。粉尘颗粒是否发生重悬浮取决于颗粒和壁面以及气流之间的相互作用力大小,基于此,本文研究和分析了高温气冷... 详细信息

高温气冷堆中石墨粉尘的行为是核安全源项分析的重要内容,其中事故工况下石墨粉尘的重悬浮特性与放射性粉尘的排放量密切相关。粉尘颗粒是否发生重悬浮取决于颗粒和壁面以及气流之间的相互作用力大小,基于此,本文研究和分析了高温气冷堆中石墨粉尘的各种受力情况,分析粉尘粒径、流体速度等因素的影响。结果表明:粘附力是影响粉尘附着的主要因素,小粒径情况下远大于气动力和重力;随着颗粒粒径的增大,粘附力、气动力以及重力均增大,但粘附力增长相对较慢,而其他力增长较快;随着流体速度的增大,气动力增大,气动力对粉尘附着的影响也越来越大。

关键词：石墨粉尘高温气冷堆粘附力空气动力

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以電弧法合成石墨包裹矽(硅)奈米晶粒之初步研究

以電弧法合成石墨包裹矽(硅)奈米晶粒之初步研究

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：鄧茂華陳志穎臺灣大學地質科學系暨研究所

使用電弧法來合成石墨包裹奈米金屬顆粒已是相當成熟的技術,從最早不到3%的良率開始,經過多年改進與發展,目前已可以利用操控固態碳源與液態碳源的方式,將良率增加至70～80%。然而對於少數的一些物質,例如矽(硅),前人的研究都無法合成... 详细信息

使用電弧法來合成石墨包裹奈米金屬顆粒已是相當成熟的技術,從最早不到3%的良率開始,經過多年改進與發展,目前已可以利用操控固態碳源與液態碳源的方式,將良率增加至70～80%。然而對於少數的一些物質,例如矽(硅),前人的研究都無法合成出石墨包裹的奈米級材料。本研究採用改進的鎢電弧法,初步證明可以成功合成出石墨包裹奈米矽顆粒(Graphite Encapsulated Silicon nanoparticles,GES)。GES是一種大小約20-100奈米,且具有核-殼結構的奈米顆粒材料。矽質內核由於被亂層石墨外殼包覆保護,不會氧化或被酸鹼等侵蝕,其體積大小也不易變化。在工業應用方面,GES可應用在製造鋰離子電池負極,以取代在電池充電時體積會膨脹三倍的一般矽質材料。電池原件會因為充電時電極的體積膨脹而受損,但若使用外層由數層石墨所保護的GES,則可限制矽核體積不致過度膨脹,故GES是個相當有潛力的新興材料。本研究雖然已可用電弧法合成GES,但仍有幾個重大的難題仍待克服,例如:如何減少合成產物中所含有的大量碳化矽顆粒,以及如何純化出完全包裹的GES材料等。

关键词：石墨包裹奈米矽(硅)顆粒核殼結構電弧法

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纳米肥料在植物内输运特性的数值研究

纳米肥料在植物内输运特性的数值研究

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：张璜刘潜峰艾德生圣路易斯华盛顿大学能源环境与化工系清华大学核能与新能源技术研究院

世界人口的爆炸性增长正在产生严重的粮食危机。目前常规肥料的利用率不到30%,同时化肥中的氮、磷等元素流失在土壤中,易造成土壤板结和地下水污染等环境问题。纳米合成肥料则有望在提高肥料利用率的同时,减少化肥中元素对环境的污染。... 详细信息

世界人口的爆炸性增长正在产生严重的粮食危机。目前常规肥料的利用率不到30%,同时化肥中的氮、磷等元素流失在土壤中,易造成土壤板结和地下水污染等环境问题。纳米合成肥料则有望在提高肥料利用率的同时,减少化肥中元素对环境的污染。本研究首先对单个农作物进行叶、茎和根三部分分区,其次对木质部中的水和纳米肥料传输建立数学模型。水的传输受压力控制,因此水传输方程的求解变量为水的压强;纳米肥料在水中输运,则用非稳态的对流-扩散方程描述。方程的求解借助Matlab软件常微分(ODE)和偏微分(PDE)的数值求解模块。数值结果首先给出了水压强和流量在小麦和玉米木质部的分布规律;其次,给出了稳态情况下纳米肥料浓度沿根到叶的分布大小;最后,通过对非稳态方程组的求解,得到了纳米肥料从根部到叶部的传输时间。本研究方法可为纳米肥料的粒径设计和优化提供理论支撑。

关键词：纳米颗粒木质部对流-扩散

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TiO2基金属氧化物纳米催化剂材料的原位制备与催化性能研究

TiO2基金属氧化物纳米催化剂材料的原位制备与催化性能研究

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：刘宝丹沈阳材料科学国家研究中心中国科学院金属研究所

一氧化碳作为一种主要的气体污染源,主要来自于汽车尾气排放和工业废气排放,其过量的排放会造成非常严重的环境污染问题,需要利用合适的催化剂将其进行转化处理。传统的金属催化剂多是涂敷在蜂窝陶瓷表面或者与陶瓷基体直接挤压成型。...

一氧化碳作为一种主要的气体污染源,主要来自于汽车尾气排放和工业废气排放,其过量的排放会造成非常严重的环境污染问题,需要利用合适的催化剂将其进行转化处理。传统的金属催化剂多是涂敷在蜂窝陶瓷表面或者与陶瓷基体直接挤压成型。这两种方法都存在明显的缺点,涂覆的催化剂与基底结合力差容易脱落,导致性能下降十分厉害;直接成型的催化剂材料有效活性面积小,性能受到显著影响。在本报告中,我们将介绍一种原位制备技术用于制备几种典型的过渡族金属氧化物纳米材料,如Ni5TiO7纳米线以及Co掺杂的(Ni1-xCox)5TiO7纳米线、CeO2及TiO2等多种金属氧化物纳米催化剂材料。研究发现,利用这种原位制备技术得到的这些氧化物纳米结构都是在薄膜基底表面原位形核长大,形成一维纳米线状结构,并且具有非常强的膜基结合力,为后续工业化应用奠定良好的基础。目前我们可以制备出具有室温催化性能的Au/TiO2纳米催化剂材料和具有低温脱硝性能的Mn-Fe/TiO2基复合催化剂材料。这些催化剂材料结晶性良好,比表面积巨大,膜基结合力强,在CO催化氧化和工业脱硝方面展示出非常好的应用潜力,有望在汽车尾气和工业废气处理方面得到进一步应用。

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颗粒凝并演化过程的对数偏态矩方法研究

颗粒凝并演化过程的对数偏态矩方法研究

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：王开元彭威于溯源清华大学能源与动力工程系清华大学核能与新能源技术研究院

颗粒尺度分布是表征气溶胶物理化学性质(光散射、荷电、毒性、迁移和沉积等)的关键参数。在不同的颗粒动力学过程(成核、凝并和表面生长等)中,细颗粒间的凝并会显著改变颗粒尺度分布,进而影响其它过程,因此凝并过程对决定颗粒尺度分布... 详细信息

颗粒尺度分布是表征气溶胶物理化学性质(光散射、荷电、毒性、迁移和沉积等)的关键参数。在不同的颗粒动力学过程(成核、凝并和表面生长等)中,细颗粒间的凝并会显著改变颗粒尺度分布,进而影响其它过程,因此凝并过程对决定颗粒尺度分布起着重要作用。一般可以用通用动力学方程或群平衡方程来描述凝并作用下颗粒尺度分布随时间的演变,由于方程的高度非线性,解析求解比较困难,常用的数值求解方法包括分区法、矩方法和蒙特卡洛法等。其中,矩方法由于计算速度快、方法简单和易实现等优点受到了广泛关注,但传统的对数正态矩方法受限于其假设的对称分布形式,当应用到处理非对称分布问题时,对颗粒尺度分布预测的精度并不高。针对该问题,本文提出了对数偏态矩方法(LSNMOM),将适用范围扩展到能够处理非对称分布。该方法假设颗粒尺度分布满足更一般的对数偏态分布,该分布包含四个分布参数,比对数正态分布多一个分布参数,这些分布参数可以和前四阶矩建立对应关系,从而完成矩方程的封闭。该方法对凝并核的处理方式是采用高斯数值积分法,因而适用于任意形式的凝并核。为了验证该方法,本文分别针对连续区布朗凝并和自由分子区布朗凝并问题,将该方法和传统的对数正态矩方法(LNMOM)以及精确的分区方法(SM)进行对比。不同方法的计算结果如图1所示,可以看到该方法预测的颗粒尺度分布更接近于分区方法预测的精确结果,并且分布的不对称性可以很好地由该方法表征,说明该方法比传统的对数正态矩方法具有更高的精度。此外,该方法的计算速度和积分矩方法(QMOM)相近,表明该方法仍是高效的数值方法。

关键词：颗粒尺度分布凝并矩方法对数偏态分布

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The Enhanced Visible-light Photocatalytic Activity of a TiO2 Membrane-assisted with N-doped Carbon Quantum Dots and SiO2 Opal Photonic Crystal

The Enhanced Visible-light Photocatalytic Activity of a TiO2...

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第十一届海峡两岸超微颗粒学术研讨会暨中国颗粒学会超微颗粒专委会2019年会

作者：陈胜利 Chenchen Xie Tingting Fan Aijun Wang 中国石油大学(北京)化工学院

A N-doped carbon quantum dots sensitized Ti O membrane(NCQDs/TiO) was fabricated and the photocatalytic performance of the resulting composites with various sensitization times was *** results showed that the photocatalytic degradation rate of gaseous acetaldehyde over NCQDs/TiO was . times that observed over Ti *** UV-Vis absorption range of NCQDs/TiO was expanded to the visible-light region after being sensitized by the *** photoluminescence(PL) intensity of NCQD/TiO was weaker than that of either TiO or NCQDs,which indicating that the recombination of the photo-generated electrons and holes was suppressed when Ti O was sensitized by the *** different electron migration patterns in the NCQDs/TiO composite under ultraviolet(UV) and visible-light(Vis) irradiation were proposed based on the experimental ***,an SiO Opal photonic crystal was also utilized to enhance the light harvesting in this *** NCQDs/TiO/SiO Opal composite was prepared with the photonic band gap(PBG) of the SiO Opal being designed at 455 nm,which is the center of the absorption range of NCQDs/TiO in the visible-light *** to the PBG reflection and photolocalization effect of the SiO Opal photonic crystal,the photocatalytic degradation rate of gaseous acetaldehyde over NCQDs/TiO/SiO Opal was 1.89 times of that observed over NCQDs/TiO and 4.15 times of that found over *** synergistic effect of the NCQDs and SiO Opal photonic crystal greatly enhanced the photocatalytic performance of TiO.

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