粒度对纳米石墨燃烧热力学性质影响的量子化学研究

粒度是影响煤粉燃烧的重要内因之一,本文首次应用量子化学方法研究粒度对纳米颗粒燃烧热力学性质的影响.建模时将煤结构理想化,以结构类似的六方石墨原子簇模拟纳米煤颗粒.应用Gaussian98程序的HF方法计算不同粒度的石墨原子簇燃烧的热力学性质,并讨论粒度影响燃烧热力学性质的规律.结果表明:粒径显著影响石墨原子簇燃烧热力学性质,标准摩尔燃烧焓(△cHmθ)、标准摩尔燃烧吉布斯函数(AcGmθ)和标准摩尔燃烧熵(△cSmθ)随石墨原子簇粒径的减少而减小,平衡常数的对数(1n KO)则随粒径减小而增大,并且△cHmθ、△cG,mθ、△cSmθ、lnKθ均与粒径的倒数呈线性关系.对于原子数较多的体系,Gaussian程序计算难以进行.块状石墨的热力学性质通过外推法求得,其△cHmθ为-353.08 kJ-mol-1,△cGmθ为-362.24 kJ-mol-1,△cSmθ为30.61 KJ·mol-1,lnKθ为146.13.这些数据与文献值比较接近.     

不同粒度纳米碱式碳酸铜的制备

以五水硫酸铜和碳酸钠为原料,采用直接沉淀法研究了纳米碱式碳酸铜的制备,考察了反应温度、反应物的浓度对其粒径的影响。结果表明,当反应温度在45～75℃,反应浓度在1～2.5 mol/L时,可以制备出不同粒径的纳米碱式碳酸铜,其平均粒径范围为16～54 nm;纳米碱式碳酸铜的粒度随反应温度的升高而减小,随反应物浓度的增大而增大。     

粒度对煤燃烧和热解动力学影响的量化研究

以六方石墨原子簇模拟纳米煤颗粒,采用量子化学AM1方法,研究了粒度对煤燃烧和热解动力学参数的影响规律.结果表明,粒度对煤粒燃烧和热解动力学参数有显著影响,Ea随着煤粒粒径的减小而减小,R则随粒径减小而增大,并且Ea和lnR均与粒径的倒数呈线性关系,这些影响规律与文献报道的实验结果一致.     

乙醇溶剂中硝酸银与氢氧化钠的反应机理

在乙醇溶剂中制备纳米Ag2O时,发现有纳米Ag2O和纳米Ag2种产物,进而通过XRD对其反应机理进行了研究。实验结果和理论分析表明,溶剂对制备纳米氧化银有很大影响,在乙醇溶剂中不能制备出纯的纳米氧化银;其反应机理为该反应首先是银离子与氢氧根离子反应生成氧化银沉淀,氧化银在碱性条件下将溶剂乙醇氧化为乙醛,而自身被还原为单质银;生成的乙醛又将银离子和氧化银还原为单质银,从而导致产物既有纳米氧化银又有纳米银;其中碱性介质是氧化银将乙醇氧化为乙醛的催化剂。