微波辅助萃取过程中有效成分扩散的动力学特征

为研究微波条件下萃取过程的动力学规律,从有效成分与微波场之间的相互作用出发,分析了有效成分在微波场中所获得的非热效应能,并在微波条件下建立有效成分扩散速率公式的基础上,分析讨论了微波辅助萃取中有效成分扩散的动力学特征。理论分析结果表明,对不同条件的萃取实验,有不同的萃取动力学特征,主要表现为在萃取时间内是否出现时间拐点。当存在时间拐点时,微波条件下动力学关系曲线为先上凹再上凸的特征形式;当不存在时间拐点时,动力学关系曲线为一致上凸的特征形式;先上凹再上凸的动力学特征形式是微波条件下特有的,是不同于传统萃取方法的动力学特征。通过对实验结果拟合表明:从理论上得到的扩散动力学特征与实验结果一致,验证了微波条件下扩散动力学特征有两种可能的理论分析.     

微波辅助萃取的动力学模型

从目标成分与微波场之间的相互作用出发,讨论了目标分子在微波场中所获得的激发能,并在液体“格子”模型理论的基础上,推导了微波场中目标成分分子在基体内部的有效扩散速率公式,由此分析了微波强化目标成分扩散的机理,结果表明：微波增加基体材料的空隙率和使目标成分获得非热效应能是微波强化目标成分扩散的主要原因,揭示了微波强化萃取过程的共性特征。通过简化有效扩散速率公式,进一步建立了微波场中目标成分扩散的动力学模型,通过与实验结果拟合表明：同一动力学方程不同参数的理论曲线分别与不同实验结果一致,其所有的拟合相关系数均达0.96以上,说明被拟合的不同条件下的实验满足相同的动力学规律,表明所建立的动力学模型有一定的适应性和合理性。     

化学还原法合成均匀银纳米线的条件研究

采用化学还原法,以乙二醇为还原剂,聚乙烯砒咯烷酮(PVP K30)为表面活性剂,通过还原硝酸银(AgNO3)溶液直接制备了高浓度的Ag纳米线溶液,并研究了PVP与AgNO3溶液摩尔浓度比和AgNO3溶液浓度对Ag纳米线生长的影响.用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纳米Ag晶体的生长形貌进行了比较,利...     

热力学[火用]及其普遍化表达式的动力学特征

分析了功、热、能和[火用]的物理意义以及与热力学定律的关系，做功和传热是能和[火用]传递与转换的两种途径，从热力学第一定律定义的能量只有相对意义。[火用]是系统相对于环境所具有的做最大有用功的能力，相对于选定的环境，[火用]是系统的状态参量。常规的[火用]计算式是从热力学第一和第二定律导出的结果，从动力学的角度讨论了[火用]及其普遍化表达式的物理含义。[火用]起源于系统与环境的不平衡，如果系统与环境之间存在着某种（或几种）强度量差，在强度量差的推动下系统可能自动地变化到与环境相平衡的状态（寂态），在这样的过程中系统可以对外做功，这种做最大有用功的能力就是系统的[火用]。在能量公设的基础上，[火用]的微分被普遍地表示为强度量差与其共轭的广延量微分的乘积。[火用]的普遍化表达式完整地反映了[火用]的物理含义及其动力学特征，利用能量和[火用]的普遍化表达式导出了[火用]损失的普遍化表达式。     

一种用于硅基MEMS加工的深刻蚀技术

研究了光辅助电化学刻蚀技术，并特别研究了阵列和硅衬底之间的边缘效应。在阵列边缘由于电流分布不均匀以及空穴从孔的侧壁注入，因此可以在边缘区域观察到结构的坍塌，采用一个周期性变化的信号来调制光照的强度，边缘效应会得到一定的抑制。同时，也观察到了硅的电化学深刻蚀工艺中大电流情况下的抛光现象（阳极氧化条件下，硅表面在氢氟酸溶液中快速均匀溶解不形成孔的现象）。光学测试表明，制作的正方格子结构具有光予晶体行为，其光学禁带位于6μm附近。     

一种有效提高CNTs/CNFs阴极场发射性能的热处理方法

报道了一种新的提高碳纳米管／碳纳米纤维（CNTs／CNFs）丝网印刷阴极场发射性能的后处理方法。利用化学气相沉积（CVD）方法制备的CNTs／CNFs作为阴极材料，采用丝网印刷工艺在玻璃基板上制备场发射阴极，在H2和C2H2混合气氛下500℃处理20min，能有效提高其场发射性能，改善场发射显示器的发光均匀性。热处理后的阴极开启电压从2．4V降低到1．8V，在电场为3．9V／μm时，电流密度从0．02mA／cm^2提高到0．50mA／cm^2，发光点密度提高了近4个数量级。场发射特性的提高主要是由于热处理使阴极表面出现了大量突出并互相间有一定间距的CNTs／CNFs，这种形貌非常有利于电子场发射。     

论溶液中外场对溶质扩散的协同强化作用

从液体似晶结构的“格子”理论出发,推导了有外场存在情况下溶液溶质扩散转移的动力学方程。通过与 Fick 定律形式比较,得到了有外场作用的溶液溶质扩散系数表达式,由此讨论了强化扩散传质过程中外场与化学势场的协同关系,即溶液溶质扩散传质流的大小不仅与各场强度量梯度的大小及系统的物性有关,还与外场同化学势场的配合有关。进一步分析得到:外场的引入之所以能够强化和控制溶液溶质扩散,其本质是外场的引入可对溶液的粘度产生影响,关于这一论点可由文献 [7] 的实验研究所证实,并与本文的理论研究结果一致。     

论外场作用下传质推动力的一般形式

基于“能量公设”和“广义场协同”理论,从非平衡热力学和能量守恒两个角度出发,推导出外场作用下传质推动力的一般形式。证明外场下,传质推动力一热力学系统的化学势除了与温度、压强及各组份摩尔数有关之外,还与外场的特征参数有关,并分别以重力场和超声场为例进行讨论。     

势容损耗及熵产与导热优化

热量传递势容(势容)反映了物体的导热能力,在导热过程中势容有损耗,对应于势容损耗最小的导热过程效率最高,传热速率最大。熵反映了过程的可逆性,在导热过程中熵有增加(熵产),对应于熵产最小的过程是 损失最小的过程,这种过程最大程度地保持了系统作有效功的能力。讨论了势容损耗和熵产在导热优化中的作用,以圆形导热管为例,分析了这两种优化目标函数的差异。     

超声波场强化解吸速率的机理及场协同分析

从分子动力学原理出发,提出了外场作用下的解吸动力学模型,分析讨论了超声场强化解吸速率的机理及超声场与吸附相分子振动之间的协同作用.根据超声条件下吸附相分子的受迫振动和非吸附相分子的波动,分别讨论了吸附相分子及非吸附相分子在超声波场中获得的能量并进行了数量级分析和比较.结果表明,在超声波场中吸附相分子比非吸附相分子获得更多的能量,一般要大10个数量级以上,这正是超声波场强化解吸速率的本质所在.进一步理论分析表明,对一定频率的超声波,能流越大解吸速率越大,这是与实验相符的;同时,在超声波能流一定的情况下,可使超声波频率达到吸附相分子的固有频率而使解吸速率强化,这是超声波场与吸附相分子振动之间协同的结果.