【摘 要】
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氢能将是21世纪最具发展潜力的清洁能源。绝大多数工业制氢方法能耗大并且伴有大量二氧化碳生成。太阳能高温裂解甲烷制氢具有产物纯度高且环保的优点。我国甲烷资源丰富,利用清洁能源太阳能对甲烷进行高温裂解研究具有重要的价值。本文在湍流反应扩散模型中引入碳颗粒的生成和聚集模型,考虑了辐射传热,对湍流条件下的二维甲烷高温裂解太阳能管式反应器进行计算流体力学（CFD）模拟。采用离散坐标（DO）模型对辐射模型求解
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氢能将是21世纪最具发展潜力的清洁能源。绝大多数工业制氢方法能耗大并且伴有大量二氧化碳生成。太阳能高温裂解甲烷制氢具有产物纯度高且环保的优点。我国甲烷资源丰富,利用清洁能源太阳能对甲烷进行高温裂解研究具有重要的价值。本文在湍流反应扩散模型中引入碳颗粒的生成和聚集模型,考虑了辐射传热,对湍流条件下的二维甲烷高温裂解太阳能管式反应器进行计算流体力学（CFD）模拟。采用离散坐标（DO）模型对辐射模型求解,并对模型的准确性进行验证。为提高太阳能甲烷裂解反应器的转化率,本文提出通过调节反应器结构对流场进行优化。本文在太阳能管式反应器中引入射流以及挡板进行流场调节手段,并对挡板高度、射流流速及角度进行优化,达到强化反应过程、提高转化率的目的。优化后的反应器中,甲烷转化率可以提高约8%。本文以反应转化率和代表过程强化所导致的消耗的粘性耗散为目标,给出了不同离散条件下的Pareto最优解前沿,并用支持向量机回归（SVR）方法对离散的Pareto最优解进行插值,得到了连续分布的最优射流角度和射流速度的关系曲线,以期为甲烷裂解制氢反应管的设计提供可操作的参考。
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金纳米粒子（Gold Nanoparticles,Au NPs）及其复合物具有出色的化学稳定性和光电性能等,被广泛应用于催化、生物医学及生物化学传感器等领域。金基纳米材料的传统制备方法存在能耗高、物耗大和耗时长等问题。而等离子体法作为一种电子辅助方法,具有便捷、绿色及高效的优势,可以在室温下使晶体快速成核、缓慢生长,更容易制备尺寸小且分散均匀的Au NPs。因此,本文通过等离子体法制备了各向异性A
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工业以及部分生活废水中含有大量难以自然分解的有机物,在众多处理方法中,高级氧化法是最常用的方法之一。高级氧化法中催化剂的选择尤为关键,常用催化剂一般包括金属和非金属两大类,非金属催化剂因稳定性差很难实现大规模应用,金属催化剂虽然能克服此缺点,但其离子浸出严重。因此,本文采用将过渡金属钴/锌与氮掺杂碳复合的方法尝试解决高级氧化法催化剂稳定性和金属离子浸出的问题,并深入探讨其中相关机理机制,主要内容分
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偶氮吡啶类光响应分子由于具有自组装特性,能够通过金属配位、氢键共晶等方式赋予材料更丰富的性能,因此在光致变形材料方面被广泛研究。然而,有机晶体材料往往是脆性的,限制了材料的应用。近年来,具有多重刺激响应性的有机晶体材料受到了极大关注。在此背景下,本文以偶氮吡啶衍生物4-（（4-丙氧基）苯偶氮基）-吡啶（APO3C）分子为具体研究对象,通过晶体工程调控手段,利用分子间非共价相互作用,以实验研究、光谱
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基于绿色化学和原子经济的要求,噻吩的直接羧化反应是当前CO2利用领域的一个重要研究方向。其羧酸产物在医药和材料等领域具有广阔的应用前景。然而,CO2的化学性质较为稳定,噻吩活性相对不高,两者在温和条件下难以实现羧化反应。高活性的有机金属试剂可以促使羧化反应的发生,但这些试剂一般会引起潜在的环境和安全问题。最近,Cs2CO3实现了特定芳香底物的直接羧化反应,而且羧酸盐在该羧化体系中具有重要的辅助作用
光催化技术借助光催化剂,能够直接利用太阳能将有机污染物矿化,从而实现有机废水的经济、绿色、高效净化处理,在废水处理领域具有广阔的应用前景。在众多光催化材料中,氧化铁（Fe2O3）作为一种优异的可见光催化材料,因其含量丰富、稳定无毒、廉价易得、赋有磁性和易于分离回收等优点,在光催化领域具有巨大的应用潜力。本研究着眼于Fe2O3基材料,针对其电子空穴复合率高的物性问题与难以大规模应用的工业问题,通过空