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表面分形原理在研究泥沙吸附乳化油特性中的应用

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水利学报 1997年第9期 1-5页

作者：晁晓波赵文谦邱大洪大连理工大学四川联合大学

本文应用表面分形原理，研究了泥沙表面的分形特征，得出了相应的分维数，并以此为基础，进一步对泥沙吸附乳化油的特性进行分析，最终导出了平衡吸附量与分维数、泥沙粒径、吸附质截面积等因素的关系．

关键词：表面分形分维数吸附特性泥沙乳化油

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金属铝酸溶蚀过程表面分形变化规律的研究

化学通报 1992年第6期 36-37页

作者：黄暹柯家骏陈念贻中国科学院化工冶金研究所中国科学院上海冶金研究所北京100080

金属材料的酸溶蚀是化工冶金中的重要问题。研究金属溶蚀过程中表面不规则结构的变化规律,有助于对其溶蚀速率过程的影响因素

关键词：溶蚀铝丝金属铝水蚀分维值表面分形变化规律

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基于低温氮吸附法的焦煤孔隙表面分形特征

煤矿安全 2014年第12期45卷 20-23页

作者：高旭煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

以焦煤的孔隙表面及其分形特征为研究对象,基于低温氮吸附法实验,测定煤样BET和Langmiur比表面积。根据低温氮吸附和脱附曲线特征,定性分析不同焦煤煤样BET法比表面积测值与实际值的偏差。分析比表面积与BJH脱附微孔孔容的关系,认为焦... 详细信息

以焦煤的孔隙表面及其分形特征为研究对象,基于低温氮吸附法实验,测定煤样BET和Langmiur比表面积。根据低温氮吸附和脱附曲线特征,定性分析不同焦煤煤样BET法比表面积测值与实际值的偏差。分析比表面积与BJH脱附微孔孔容的关系,认为焦煤比表面积主要受控于脱附微孔孔容。分别计算Freundlich表面分形维数、Langmiur表面分形维数、FHH表面分形维数,认为造成较低覆盖度下FHH表面分形维数大于较高覆盖度下FHH表面分形维数的原因:一是焦煤表面具备多重分形特征;二是多层吸附(毛细凝聚)导致焦煤表面粗糙度下降。较低覆盖度下FHH表面分形维数与焦煤比表面积具有弱正相关性。

关键词：氮吸附比表面积孔隙特征表面分形

JMS-CCDAF-NF对腐殖酸的去除及絮凝体表面分形的研究

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JMS-CCDAF-NF对腐殖酸的去除及絮凝体表面分形的研究

作者：刘杰北京林业大学

学位级别：硕士

本论文研究了脉动混合分离(JMS)-逆流溶气气浮(CCDAF)-纳滤(NF)集成工艺对水中腐殖酸的去除效果和集成工艺的运行特征,评价该集成工艺在给水处理方面的性能。同时,采用多种技术和手段研究了JMS中的絮体样品的微观形貌和物理特性,并计算... 详细信息

本论文研究了脉动混合分离(JMS)-逆流溶气气浮(CCDAF)-纳滤(NF)集成工艺对水中腐殖酸的去除效果和集成工艺的运行特征,评价该集成工艺在给水处理方面的性能。同时,采用多种技术和手段研究了JMS中的絮体样品的微观形貌和物理特性,并计算了絮体样品的表面分形维数DS。JMS-CCDAF-NF工艺去除腐殖酸的试验结果表明:JMS-CCDAF工艺去除水中腐殖酸时,在最佳的絮凝剂投量下,出水水质基本符合纳滤系统预处理单元的要求。JMS-CCDAF工艺与纳滤系统组合的集成工艺能使水中的腐殖酸浓度大大降低,并可连续运行52～72h且出水水质稳定。另外,不同的纳滤流程的出水水质有很大差异,含TQ56-36FC型纳滤膜的流程比含M-N1812A型纳滤膜的流程效果好。尽管保安过滤/活性炭预处理有利于纳滤膜出水水质的提高,但活性炭柱与纳滤膜能去除的有机物种类有些重合。与此同时,采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了絮凝剂-腐殖酸的絮体的粉末样品,并利用X-射线衍射、红外图谱、能谱分析和比表面测定,研究了这些样品的物理与分形特征。结果表明,PAC-HA絮体具有无定形结构,主要组成元素为C、O、Al;PFC-HA絮体具有晶体结构,SEM图象中有方块状形体,主要组成元素为C、O、Fe。絮体所含的特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征。絮体具有自相似性的粗糙表面。图像法和N2吸附/脱附等温线法确定的表面分形维数DS不同,PAC-HA絮体的分别为2.03～2.26、2.24～2.37;PFC-HA絮体的分别为2.14～2.22、2.90～2.96。图像法的分形尺度大约处于23～390nm之间,主要属于絮体外表面尺度,而N2吸附/脱附等温线法的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度,这说明絮体表机呈现多尺度分形特征。另外,对同一絮体,N2吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数不同。热力学模型计算出的大部分Ds远大于3,已失去分形维数的意义。

关键词：腐殖酸 JMS-逆流气浮-纳滤集成工艺絮体物理特性表面分形

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盐溶液中膨润土峰值剪切强度的计算方法

岩土工程学报 2019年第5期41卷 885-891页

作者：李晓月徐永福上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

膨润土作为高放废物地质处置库的工程屏障材料,在高放废物储存罐与围岩间起缓冲作用,与地下围岩裂隙水接触,膨润土的剪切强度产生变化,危及核废物处置库缓冲层的安全。因此,计算盐溶液中膨润土的剪切强度对保障核废物处置库缓冲层安全... 详细信息

膨润土作为高放废物地质处置库的工程屏障材料,在高放废物储存罐与围岩间起缓冲作用,与地下围岩裂隙水接触,膨润土的剪切强度产生变化,危及核废物处置库缓冲层的安全。因此,计算盐溶液中膨润土的剪切强度对保障核废物处置库缓冲层安全具有十分重要的意义。利用双电层理论,从微观角度定性地解释了盐溶液浓度对膨润土峰值剪切强度影响的机理;根据膨润土在盐溶液中的应力平衡,提出考虑盐溶液的渗透吸力影响的修正有效应力概念,反映盐溶液浓度对膨润土强度的影响;基于膨润土表面的分形模型,导出与渗透吸力对应的修正有效应力的表达式,盐溶液的渗透吸力采用修正的Debye-Hückel公式计算;根据Mohr-Coulomb准则,膨润土在盐溶液中的峰值剪切强度(■)由修正有效应力(p^e)表示为统一线性关系:■。

关键词：膨润土剪切强度盐溶液表面分形双电层

PEG和PVP改性溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的对比(英文)

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物理化学学报 2012年第5期28卷 1197-1205页

作者：田红张磊徐耀吴东吴忠华吕海兵袁晓东中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室太原030001 河南理工大学理化学院河南焦作454000 中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室北京100049 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的结构和激光损伤阈值(LIDT)有不同的影响.动态光散射、透射电镜(TEM)以及小角X射线散射实验表明:PEG能够促进二氧化硅颗粒的生长并增加团簇生长的一致性.然而,在PVP改性... 详细信息

聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的结构和激光损伤阈值(LIDT)有不同的影响.动态光散射、透射电镜(TEM)以及小角X射线散射实验表明:PEG能够促进二氧化硅颗粒的生长并增加团簇生长的一致性.然而,在PVP改性的溶胶中,Si―OH与PVP之间氢键作用制约了二氧化硅颗粒的生长.此外,多重分形谱(MFS)分析表明,PEG可以提高氧化硅薄膜的均匀性,PVP却降低了薄膜的均匀性,因此,PEG改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能增强,而PVP改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能被削弱.固体29Si魔角旋转核磁共振(MASNMR)结果表明,PEG能够提高Si―O四面体缩聚程度并改善薄膜的表面分形结构,PVP则相反,导致了PEG改性的氧化硅薄膜与PVP改性的氧化硅薄膜具有不同的抗激光损伤性能.

关键词：激光损伤阈值减反射光学膜表面分形

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磷块岩的分形特征和反应活性

化学反应工程与工艺 1999年第1期15卷 97-103页

作者：刘代俊钟本和张允湘四川联合大学化工系

采用电子扫描显微镜和图像分析仪研究了我国三种典型的磷矿颗粒的表面结构，并提出了分形模型。由于沉积性磷块岩存在着自相似性，所得到分数维值可进一步预测磷矿颗粒内的磷灰石团粒分布率。

关键词：磷矿表面分形反应活性分形磷块岩

贵州六盘水矿区煤岩孔隙发育程度及渗透率演化规律研究

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安全与环境学报 2020年第4期20卷 1305-1314页

作者：李波波王斌杨康李建华许江袁梅贵州大学矿业学院贵阳550025 贵州大学喀斯特山区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵阳550025 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为探究煤岩孔隙结构与渗透特性的内在关系,以贵州六盘水3个矿区煤岩为研究对象,利用ASAP2020型比表面微孔分析仪和自主研制的含瓦斯煤三轴渗流装置,研究了其内部孔隙发育情况,并进行了不同孔隙压力下的三轴渗流试验。采用FHH表面分形计... 详细信息

为探究煤岩孔隙结构与渗透特性的内在关系,以贵州六盘水3个矿区煤岩为研究对象,利用ASAP2020型比表面微孔分析仪和自主研制的含瓦斯煤三轴渗流装置,研究了其内部孔隙发育情况,并进行了不同孔隙压力下的三轴渗流试验。采用FHH表面分形计算分形维数,建立考虑分形维数的渗透率模型,通过试验结果与模型对比验证其合理性。结果表明:1)煤岩的吸附等温线具有Ⅳ型等温吸附线的特征,四角田煤矿7#煤层微孔到大孔均发育较好,松河煤矿3#煤层存在大量的"墨水瓶"形微孔,木冲沟煤矿8#煤层微孔和中孔较为发育;2)煤样FHH分形维数介于2.4~2.8,与孔容、平均孔径和孔隙率均呈负相关关系,煤岩孔体积变化在20~40 nm阶段最为明显,累计孔隙容积迅速增加,煤层具有大量的微孔和过渡孔,孔隙发育良好;3)煤岩渗透率均随孔隙压力升高而降低,四角田煤矿7#煤岩渗透率最大;4)模型曲线与试验值吻合度较高,能很好地反映孔隙压力与渗透率的变化关系。

关键词：安全工程孔隙特征低温氮吸附表面分形煤岩渗透率

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改性煤变压吸附浓缩煤层气中甲烷的研究

改性煤变压吸附浓缩煤层气中甲烷的研究

作者：张福凯重庆大学

学位级别：硕士

本文采用ASAP2010 比表面积、孔径测试仪测定了松藻无烟煤和中梁山焦煤孔隙结构特征与煤样粒度的关系;采用酸碱化学改性和有机亲烃物理改性分别对中梁山煤样和松藻煤样分别进行了改性,并对改性前后的煤样进行了表面吸附性能表征;采用实... 详细信息

本文采用ASAP2010 比表面积、孔径测试仪测定了松藻无烟煤和中梁山焦煤孔隙结构特征与煤样粒度的关系;采用酸碱化学改性和有机亲烃物理改性分别对中梁山煤样和松藻煤样分别进行了改性,并对改性前后的煤样进行了表面吸附性能表征;采用实验室研制的双柱自控变压吸附实验系统分别以中梁山改性前后煤样、松藻改性煤和活性炭为吸附剂进行了变压吸附浓缩低浓度煤层气中甲烷的实验;根据表征数据及实验室条件建立了以BET 方程为等温吸附模型的等温非线性柱动力学穿透曲线模型,采用目前流行的数学软件MATLAB7.0 通过有限差分法对其进行了求解。煤孔隙结构等表面参数与粒径的关系研究发现,两种煤样的孔隙体积、极限容积及BET 表面积都随着粒径的减小而递增;其比表面积分布及孔隙体积分布也随着粒径的改变发生了不同程度的改变。通过求取各个粒径煤样的分形维数,得到了粒径与分形维数的关系,结果表明煤样分形维数与其粒径的关系不大。采用十二烷基硫酸钠、盐酸和氢氧化钠分别对粒径大于40 目的松藻煤样和中梁山煤样进行了有机亲烃改性和酸碱改性。中梁山煤样采用酸碱化学改性后,使得其平均孔径变大,除去了酸溶物和碱溶物,增加了对甲烷和氮气的吸附能力,尤其是对甲烷的吸附量的显著增加。松藻煤样通过十二烷基硫酸钠亲烃改性后,增加了煤样表面的非极性,减少了其表面的酸性官能团,使其大孔的分布比例减小,但是极限孔容增加,也不同程度的增加了对甲烷及氮气的吸附能力。采用ASAP2010 比表面积、孔径测试仪测定了甲烷在低温下的吸附等温曲线。煤样在改性以后,特别是经酸碱改性后的煤样,对甲烷的吸附量增加非常显著,这主要是因为酸碱化学改性使其孔隙结构和表面官能团数量发生了变化,而这种变化是有利于甲烷吸附的。使用中梁山改性前后煤样、松藻改性煤和活性炭为吸附剂通过变压吸附浓缩分离方法对模拟煤层气进行了分离。结果表明:对于低浓度的煤层气而言,通过酸碱改性后的中梁山煤样经一次循环后可使混合气中甲烷的浓度从21.60%到53.04%;而通过十二烷基硫酸钠亲烃改性后的松藻煤样也能使混合气中甲烷的浓度从19.96%提高到37.32%;采用活性炭进行变压吸附,使得模拟煤层气中甲烷的浓度从30.75%增加到了59.52%。中梁山改性煤样和活性炭的净化率分别为145.56%和93.56%。这说明中梁山酸碱改性煤样在提纯低浓度煤层气实验中优于活性炭。通过进行对中梁山改性煤样在不同流速下的穿透实验,得到了该煤样的吸附柱

关键词：煤变压吸附甲烷表面分形表面改性穿透曲线柱动力学模型