一、Theoretical Studies on Critical Properties of Binary System with Supercritical Carbon Dioxide(论文文献综述)
王都阳[1](2021)在《动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究》文中指出近年来超临界CO2在聚合物加工中的应用备受关注,如超临界CO2作为物理发泡剂生产微孔泡沫材料。其中微孔塑料连续成型过程的关键在于均相体的形成,因此,对动态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中溶解量和溶解速率的研究显得尤为重要。本文以聚苯乙烯(以下简称PS)为研究对象,从实验和模拟两方面深入研究超临界CO2在聚合物熔体中的溶解过程,即界面吸附的CO2向聚合物熔体内部的扩散过程,以及CO2在动态条件作用下被加速溶进聚合物熔体内部的过程。不仅可以丰富和发展超临界CO2在聚合物熔体中溶解和扩散的相关理论,还可以为微孔塑料成型的混合元件合理设计、工艺参数合理制定提供科学依据。研究主要成果如下:1.溶解实验研究搭建了基于变体积法超临界CO2在聚合物熔体中溶解的实验装置,完成了溶解实验装置的安装与调试。通过改变实验条件,在静态条件下实验,研究高温高压下,超临界CO2在PS熔体中的溶解特性,进行温度、压力以及分子量对超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率影响的分析。结合吸附动力学以及界面传质(扩散)理论,来描述静态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中的溶解机理,即为吸附—扩散机理,计算超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率,并且对其溶解度进行了预测,通过实验数据验证了该溶解机理的合理性。2.研究超临界CO2扩散系数静态条件下,在不同条件下进行了实验,研究了压力和温度,以及PS的不同分子量对超临界CO2扩散系数的影响。考虑到超临界CO2在PS熔体中的溶解速率由快变慢,说明扩散系数是不断变化的,分析超临界CO2溶解量对扩散系数的影响趋势,既可以更好地理解超临界CO2在PS中的扩散过程,也可以准确地表达扩散系数的真实值。3.静态条件下模拟研究建立静态条件下的溶解模型,并将之前所测扩散系数值带入到模拟中,得出溶解量和溶解速率随时间的变化;将实验值与模拟值进行对比,验证了模拟方法的可行性,进一步地分析不同条件下溶解量的实时相对误差以及溶解速率,更是说明了模拟方法的准确性,为动态条件下超临界CO2在PS熔体中溶解过程的数值模拟奠定基础。4.剪切条件下模拟研究建立锥形搅拌溶解模型,首先根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,剪切对溶解量,溶解度以及溶解速率的变化;其次通过剪切速度流场以及温度场的分布,揭示剪切条件相较于静态条件溶解加快的原因。5.搅拌条件下模拟研究分别建立直线式销钉搅拌和弯曲式销钉式搅拌溶解模型,根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,转速和搅拌元件结构与超临界CO2在聚合物熔体中溶解量,溶解度以及溶解速率之间的相互影响;其次通过对压力和速度流场以及温度流场的分析,揭示搅拌条件下超临界CO2溶解行为。
周倩[2](2021)在《定量拉曼光谱技术研究SO2-CO2混合注入孔隙介质的非平衡溶解和水岩反应》文中认为CO2减排是控制全球气候变化的重要共识,从燃烧源捕获并存储CO2或减少化石燃料的燃烧是重要的减排手段。然而从燃煤电厂等燃烧源捕获的二氧化碳往往含有少量杂质气体,在运输和储存二氧化碳时会对健康、安全和环境问题产生潜在影响。因此在进行二氧化碳封存前,还必须花费大量资金对气体进行提纯,使捕获的烟气能够达到储存标准。若将这些杂质气体与CO2共同封存在地下含水层中,在实现温室气体减排的同时又可以减少对气源的处理成本。因此杂质在捕获、运输和储存方面的影响是共同封存首要的考虑因素。封存的二氧化碳伴随的杂质如SO2,会改变气流的气液相平衡和密度等属性,注入含水层后会产生强酸性溶液,比注入纯二氧化碳更易与矿物反应而影响含水层、盖层的完整性,了解杂质在封存中的溶解反应行为,对杂质与二氧化碳共注的可行性分析至关重要。本论文在透明高压容器中模拟了SO2随CO2注入深部含水层孔隙介质后的多相流动反应过程,用共聚焦拉曼定量观测技术监测了孔隙结构中各相内物质含量变化及其分布,获得了CO2、SO2在水相和非水相的浓度变化信息,研究了混合气体的非平衡不一致溶解对溶液酸化程度的影响;同时监测流动路径上CO2-SO2混合气体与水岩反应的动态过程,系统的研究了多相流动过程中气体组分的非平衡不一致溶解对矿物溶解-沉淀的影响。论文得到如下结论:(1)采用封汞技术和定量拉曼光谱技术的标定实验,建立了273.15 K~473.15K,8 MPa~50 MPa条件下拉曼谱峰参数与SO2、CO2含量之间的定量关系,获得CO2-SO2-H2O三元平衡条件下CO2相中SO2的组成,并为CO2-SO2体系的模拟提供基础数据。(2)封存环境中,SO2的溶解性和溶解范围决定了溶液酸化的程度。在SO2-H2O体系中,获得了地质封存温压条件下SO2在水相的溶解度。在已知浓度的均一溶液中,水中SO2浓度与拉曼光谱之间的定量关系受压力的影响较小,但随着温度的升高而增大。在饱和SO2水溶液中,SO2溶解度受到气体相态的影响较大,当SO2处于低压范围,相态为气相时,压力对SO2在水中的溶解度的影响是显着的,而温度的影响可以忽略不计;当SO2为液相时,随着温度的升高,SO2在水中的溶解度显着增加,压力对溶解度的影响很小,在封存环境中SO2相态的转变会影响其溶解能力。(3)在相同的温压下,SO2在水中的溶解度远高于CO2,且两种气体在水中的溶解行为存在差异,由于分子间缔合作用减弱,低压下SO2在水中的溶解趋势随温度的升高有突降的趋势,而CO2的溶解度随温度变化趋势稳定。当压力在5 MPa以上时,SO2与CO2溶解度比值随着温度的增加而增大,压力越低,该上升趋势越明显,在封存环境中,较高的温度和较低的压力会使SO2与CO2的溶解度分异更明显。(4)为了研究CO2-SO2混合气注入含水层驱替过程中的非平衡不一致溶解扩散规律,实验模拟了不同温度下CO2-SO2混合气在含水层中的扩散过程。在一维毛细管中,监测CO2-SO2混合气在水溶液中不同位置的浓度随时间的变化规律,气相组成比和亨利常数比值制约着SO2和CO2向水相的动态分配。SO2的溶解迁移与CO2存在较大差异,当混合气体注入水溶液中进行溶解扩散时,在气液界面处,CO2的浓度几乎不随时间变化;但SO2在水中的溶解度远大于CO2,且溶解速率较快,其浓度随时间会呈现先急速增加的趋势,随着SO2在水中的溶解,气相中分压逐渐减小,其浓度趋于稳定。在远离界面处,气体在水中的传输速率主要制约于空间上的浓度梯度。SO2的存在对CO2扩散系数的影响可以忽略,SO2和CO2的不一致溶解扩散主要受到气相组分和液相中溶解度的影响。(5)拉曼原位观测了CO2-SO2混合气体注入二维微孔隙模型后在死端孔隙和孔腹、孔喉处气体的浓度分布,分析孔隙结构对混合气分布的影响。在死端孔隙中,CO2和SO2的溶解迁移与一维毛细管中的过程一致,气体首先积聚在气液界面处,并在溶液中产生浓度梯度,使其在孔隙空间进一步扩散;当气相分压较大,死端孔隙中的溶液很快达到饱和,SO2的高溶解性使其在溶液中的浓度持续增加,并降低CO2的浓度。当气体扩散稳定时,在孔喉和孔腹中,溶液中气体浓度分布不再变化,孔喉处溶解的SO2、CO2浓度在中心处较低,两侧浓度高,整个孔喉空间SO2浓度远高于CO2,孔喉对SO2浓度分布的影响比CO2更明显;孔腹处浓度分布显示孔隙介质表壁附近气体浓度低,孔腹中心的气体浓度高。在多孔介质中,气体更易分布在孔隙空间较大的区域,孔隙结构对气体的不一致溶解有一定影响。(6)根据气体在水中的浓度计算孔隙介质中水溶液的酸性,溶液中的p H值主要受到SO2浓度的影响,SO2浓度更高的地方其酸性会更强,在混合体系中,即使少于1%的SO2也会使溶液的p H值快速降低至1左右。在孔隙空间中气体更易聚集的孔腹等空间较大的区域酸性更强,水岩作用会更加剧烈。(7)水-气-岩反应受到气体溶解度和空间分布的影响,SO2的加入增加流体的酸性,增强了水岩反应的程度,优先于CO2参与水岩反应,改变了孔隙空间中溶解和沉淀物质的含量。在研究CO2-SO2混合气注入含水层后气-水-岩的反应情况中,用拉曼原位模拟了CO2-SO2混合气注入含水层与硅酸盐的反应过程,揭示了CO2-SO2与硅灰石介质水岩反应的产物变化形态和转化过程。SO2酸性气体参与下的水岩反应加强了储层介质孔渗性的变化趋势,SO2杂质会加快水岩反应速率,并抑制HCO3-,CO32-离子的形成,矿物表面和溶液中均会优先生成Ca SO4沉淀;当SO2完全转化之后,CO2才会参与水岩反应,在矿物表面形成CO32-类沉淀,溶液中会出现HCO3-离子。SO2与水岩反应形成的Ca SO4沉淀不仅覆盖在矿物表面,还会在溶液中大量形成,且不易溶解,结合SO2在孔隙空间的分布,SO2的溶解会更多地堵塞孔隙通道和孔隙的封闭端。另外,SO2的溶解和反应过程更多发生在注入前期,并且优于CO2,同时SO2主要集中在界面附近,堵塞更容易发生在界面附近,因此会明显影响注入性能。
靖晶[3](2021)在《CO2储存过程多因素影响的数值模拟研究 ——以鄂尔多斯盆地石千峰组为例》文中研究说明以CO2为主的温室气体含量逐年增多,导致全球气候变暖现象日趋严峻,该问题引起广泛关注。而CO2地质储存是缓解全球气候变暖的有效手段,我国于2010年,在鄂尔多斯盆地部署建设了国内首个CCS示范工程。数值模拟在CO2地质封存场地选择、场地封存能力以及封存安全性等方面发挥了重要作用。作为CO2地质储存数值模拟专业化软件-TOUGH2-ECO2N程序被广泛应用,其模拟结果准确可靠。但由于TOUGH2-ECO2N模拟器开发的初衷是作为研究工具使用,并不包含前后处理界面,而且模拟器的模拟规模有限,极大地制约了其应用简便、应用推广和应用领域。进行CO2地质储存时,优化注入、运移安全与储存能力是其最为关键的问题,而影响这些问题的主要因素包含实际地层的复杂结构(地层倾斜现象、断层)、非原位测试结果存在误差(盐度)、可控的外界条件(注入温度等)。以往大多学者的研究,主要围绕单因素方面进行研究,而实际储存场地中,影响因素众多、复杂,将其结合进行深入研究的需求迫切,指导服务储存场地选择、注入优化的意义重大。鄂尔多斯盆地是典型的克拉通盆地,还是最大的陆地沉积盆地之一,其主要储层石千峰组地层具有低孔低渗的特征。本论文在完成储层场地地质条件综合分析的基础上,建立目标研究层-石千峰组地层的概念模型,进行空间离散构建场地级三维数值模型。运用改进后的TOUGH2-ECO2N模拟器进行计算分析,利用耦合后的Tecplot可视化软件进行模型结果分析,探究非水平地层中,盐度、断层以及注入温度对CO2运移分布与储存能力的影响。通过本次研究,取得的主要成果有:1、TOUGH2-ECO2N模拟器改进基于TOUGH2-ECO2N模拟器对精细刻画与模拟规模有极大的限制,提出尝试完善TOUGH2-ECO2N模拟器,适宜于中等规模的数值模拟,构建并服务于本次模型研究平台。本论文借用F90模块的特点,优化完善了TOUGH2-ECO2N原有程序中变量的内存模式,并进行了模拟器的动态内存分配。通过对改进前后模拟器的正确性与效率比较,验证了完善后模拟器的准确性与高效性。2、TOUGH2模拟器后处理接口开发针对TOUGH模拟器中后处理难的特点,基于Tecplot软件功能特点,通过对TOUGH2-ECO2N模拟器的网格剖分、模拟结果和目标数据等方面的分析,以及Tecplot软件的plt文件格式的重点解析,利用VC++语言编制程序,实现了TOUGH模拟器模拟结果的Tecplot软件耦合,大大缩短了模拟结果的存储空间和分析时间,同时也为其它模拟软件向Tecplot软件的无缝耦合提供了理论支撑。3、倾斜地层中盐度对CO2储存转化的影响石千峰组地层并非水平和非原位测试带来盐度测试的不准确性,将直接影响CO2的储存转化情况。为了明确其影响程度,本文以石千峰组地层倾角、地层岩性、地层流体盐度等特征为基础,共建立24套模型进行了拓展性研究。结果发现:地层倾斜程度和咸水盐度对CO2储存转化的影响显着。咸水盐度对溶解相CO2运移分布和CO2储存量的影响较地层倾斜程度的影响明显。咸水盐度越大,注入井附近的压力越大,溶解相CO2质量分数越小,气相、溶解相和总CO2封存量越少,CO2的封存安全性越差。CO2自注入起200年,咸水盐度S(饱和),3/4S,1/2S,1/4S和0.03的地层中溶解相CO2封存量是无盐度(0.00)地层中溶解相CO2封存量的26.2%,38.0%,54.3%,74.5%和88.1%。地层倾斜程度对地层压力分布以及CO2的运移安全影响显着。倾斜程度越大,CO2的运移距离越远,运移安全越差。CO2自注入起200年,0°,5°,10°倾斜程度地层中CO2的最远运移距离是15°倾斜地层中CO2最远运移距离的60%,73.3%和86.7%。较大的地层倾斜程度和较高的咸水盐度值导致CO2的储存安全性较差,故在选择CO2封存的目标储层时,应选择倾斜程度小、咸水盐度低的地层。4、倾斜地层中断层对CO2储存转化的影响CO2的储存安全是CO2地质封存的关键问题。实际CO2地质储存场地中,断层对CO2的空间运移影响较大,断层利于压力的快速平衡并增加CO2的储存潜力,但其对CO2泄露也带来了风险。利用石千峰组地层的物探解译数据,构建碳储存三维断层数值模型,研究了倾斜储层中,断层对CO2储存安全的影响。模拟结果表明,地层倾斜程度和断层对CO2运移分布和储存安全有重要影响。随着地层倾斜程度的增大,CO2运移距离变远,地层中安全储存的CO2总量减小,最大气相饱和度和溶解CO2的溶解相质量分数增加。断层的存在为CO2泄漏提供了通道,造成地层压力分布不规则。含断层的地层中,开始出现泄漏的时间与地层倾斜程度呈函数关系。地层倾斜程度为5°、10°和15°时,CO2出现泄露的时间分别为CO2注入开始后465年、230年和160年。较大倾斜程度模型中溶解相CO2的羽流的横向展布较大。因此在选择CO2储层场地时,需综合考虑地层倾斜程度和断层。5、倾斜地层中注入温度对CO2储存转化的影响为了优化鄂尔多斯盆地CCS注入方案,提高储层的CO2储存能力,注入温度作为一个可控制的因素,探究了注入温度对石千峰组储层的CO2储存能力的影响。经研究发现:较倾斜的地层中,较高的CO2注入温度更容易导致CO2泄漏。当注入温度为11℃、31.5℃、51℃和71℃时,地层中储存的CO2出现的泄露时间点分别为200年、170年、150年和140年。当注入温度从11℃增高到71℃,地层倾斜程度从0°增大到15°时,溶解CO2的运移距离变得更远。地层倾斜程度对溶解CO2运移距离的影响大于注入温度的影响。随着注入温度的升高,整个地层的气相、溶解相和总CO2封存量增加。地层倾斜程度越大,注入CO2 20年的封存量越小,CO2运移140年,气相封存量减少,溶解相增多。注入温度对CO2封存量的影响远大于地层倾斜程度的影响。因此,对于弱有起伏的石千峰组地层,可通过提高CO2注入温度来增强其CO2储存能力。
张少锋[4](2020)在《多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响》文中认为聚合物泡沫是以聚合物为基体,气体为分散相(闭孔结构)或共连续相结构(开孔结构)的聚合物复合材料。聚合物泡沫材料的发明和发展背后的基本驱动力是其能够在不影响性能的前提下利用仿生多孔结构降低材料的密度,从而达到轻量化的目的。这类性能优异的聚合物材料在我们的生活中具有广泛的应用领域,如:阻尼材料、隔音材料、风车叶片、飞行器填充材料、汽车减震材料以及产品包装等等。在实际的应用中,不同的应用领域对于泡沫材料的泡孔结构有不同的要求,因为聚合物泡沫的泡孔结构对泡沫材料的性能有很大的影响。随着近些年来,社会对于低能源消耗、绿色化学的要求越来越高,使得绿色无污染的超临界CO2(sc-CO2)作为物理发泡剂的发泡工艺备受关注。所以如何通过sc-CO2发泡工艺制备出具有可控泡孔结构的泡沫材料进而实现材料性能的可控化是当前研究的热点问题。通用聚合物,如:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS),大量用于实际生活、生产中,探索制备这类发泡材料的新途径实现高性能化就显示十分有必要。本文以研究含有PE、PS两种组分的多相聚合物体系的发泡行为为起点,探索了聚合物相结构(微相、宏观相)对其sc-CO2发泡行为的影响,尝试从分子链设计的角度解决我们所需要的多孔材料的结构设计问题。本文具体的研究内容及结果如下:1、首先利用具有不同微相分离结构的杂臂梳形接枝共聚物PS-cb-(PS/PE)(PS含量(体积)为主)进行了 sc-CO2间歇式发泡,探究了微相分离结构在聚合物不同结晶状态时对其发泡行为的影响。我们发现,聚合物的发泡行为与其微相结构以及发泡样品的结晶状态密切相关。当发泡温度较低时(≤70℃),具有层状相结构的接枝共聚物在发泡的过程中由于层状PE结晶相的束缚会出现泡孔的受限长大和破裂,从而容易形成由纳米纤维组成的双峰纳米孔结构;而以PS为连续相的柱状相结构的接枝共聚物PS-cb-(PS/PE-3),形成了尺寸较大的双峰泡孔结构,泡孔的开孔程度降低,在纳米纤维几乎消失的情况下,却出现了大量的纳米结构区域。当发泡温度较高时(≥70℃),随着发泡温度的升高,泡孔尺寸增大,泡孔密度减小。此外,随着发泡温度的升高,泡孔结构出现了由开孔结构到闭孔结构的转变(尤其是层状相),而且泡孔壁变得更加光滑。当发泡温度更高时(>90℃),聚合物的熔体强度随发泡温度的升高而变小,使得聚合物基体对泡孔生长的控制力变差,导致聚合物的发泡性能变差。发泡温度为90℃时,所得到的泡沫的膨胀率最大,泡孔壁最薄,泡孔形貌最均匀。同时,随着聚合物的相结构由层状微相分离结构转变为柱状微相分离结构,样品的泡孔尺寸逐渐变大。2、利用具有渐变微相分离结构的接枝密度为35~39%的嵌段梳形接枝共聚物PS-cb-(PS-b-PE)(PE含量(体积)为主)进行了 sc-CO2发泡,以探究这种拓扑结构的共聚物中微相分离结构对聚合物发泡行为的影响。实验结果表明共聚物的超临界CO2发泡行为受到共聚物的微相分离结构和侧链结晶结构的强烈影响。在发泡温度较低时(远低于熔融峰温度),大量支链结晶在该状态下(如60℃)并未熔化,聚合物表现出受限空间发泡行为。具有球状相和柱状相微相分离结构的共聚物在快速泄压过程中受到PE结晶相的限制,在非晶态区域(主要是PS相)形成了纳米孔结构;当微相分离结构由球状微相结构转变为层状微相结构时,样品则表现出受限的带状分布的泡孔形貌。在发泡温度较高时(如90℃),共聚物的微相分离结构对其发泡行为和泡孔结构起着关键作用。当样品的微相分离结构逐渐由球状微相结构转变为层状微相结构时,样品弹性增加。泡孔形貌变得更加均匀,泡孔尺寸逐渐减小,泡孔密度逐渐增大。相比较,层状微相分离结构的共聚物具有更宽的可发泡温度窗口。3、采用均相结构的高支链密度的梳形共聚物PS-cb-PE和球状微相分离结构的接枝共聚物PE-g-PS进行溶液共混制备了宏观相结构渐变的聚合物合金,研究了具有微相分离结构的接枝共聚物中引入宏观相分离结构对聚合物性能的影响。共混物随着PS体积分数的增大,样品的宏观相结构逐渐由双连续相转变为海岛相,微相分离结构、结晶行为、流变性能和发泡性能均发生变化。因为少量PE-g-PS的插入影响了 PS-cb-PE中PE部分的结晶,两个双连续相样品表现出比PS-cb-PE更低的熔点,海岛相样品具有比PE-g-PS低的熔点的原因类似。由于分子链的相互作用和宏观相结构的引入,使得共混样品的流变性能得到了显着改善。尤其是共混样品S1/S2-2、S1/S2-3,在低频区表现出了储能模量几乎等于损耗模量的现象。sc-CO2发泡中,在低温(80℃及以下)发泡时,受PE相结晶的影响,样品主要表现出宏观相结构内的受限空间发泡现象。在相界面促进成核的同时,PE结晶相也增加了样品泡孔生长的束缚力。在高温(100℃及以上)发泡时,样品从双连续相逐渐转变为海岛相时,样品中PE-g-PS组分的增加明显改善了其发泡性能。同时通过宏观相结构的引入也得使样品S1/S2-2、S1/S2-3在更高的110℃发泡时获得了更均匀的泡孔形貌。4、利用共聚物 PS-cb-(PS/PE)、PS-cb-(PS-b-PE)以及 PS-b-PE 作为增容剂,我们研究了不同拓扑结构共聚物对LLDPE/PS共混物的增容作用。并进行了超临界CO2发泡研究,探究了增容作用对共混体系的发泡行为的影响。与线性两嵌段共聚物相比,梳形共聚物表现出了更好的增容效果。三种拓扑结构的共聚物增容剂中,PS-cb-(PS-b-PE)所增容的共混物具有最好的机械性能和相形貌。另外,具有支化结构的共聚物增容体系拥有优异的超临界CO2发泡性能。同时,还探索了纳米炭黑(CB)增容LLDPE/PS共混物体系发泡过程中,温度和相结构对其发泡行为的影响。我们发现在共混体系为双连续相结构的时候,发泡温度对于能够明显提升共混物发泡性能的临界CB纳米粒子添加量有明显的影响;而对于海岛相结构样品来说,CB含量除了影响泡孔尺寸外,体系发泡行为并没有明显改变。
李雅婧[5](2020)在《CO2(CH4)-H2O体系在近临界区的气液相平衡和PVTX性质的精确计算及应用》文中研究说明流体参与了大多数地质作用过程,除了氯盐,富水地质流体最主要的组分就是H2O、CO2和CH4,PVTx性质、活度、化学势、热焓、相平衡等热力学性质是流体最基本的物理化学参数,所以精确计算CO2(CH4)-H2O体系在广阔的温度压力范围(包括远临界区和近临界区)内的PVTx和气液相平衡,是研究流体地质作用的基础,对于解释流体包裹体分析测试数据有着重要价值,有助于确定各种成岩成矿过程的物理化学条件。流体在临界点附近存在强烈的密度涨落,导致其热力学性质在临界点附近具有奇异性。研究临界区的奇异性,不仅对于正确理解和模拟地球和其它行星内部的许多地质过程有积极意义,而且对开发相关工业、推动环境工程、研究高温高压物理有实际价值。作者所属课题组以前通过改进SAFT-LJ状态方程建立了能够精确计算H2O-CO2、H2O-CH4和CO2-CH4体系在较宽广温压范围的气液相平衡和PVTx性质的模型,但该模型的适用区域不包括近临界区。本研究依据Wilson提出,后经White等改进的重整化群理论,将SAFT-LJ方程与重整化群理论结合,建立SAFT-LJ+RG跨接模型,计算CO2(CH4)-H2O体系在近临界区的气液相平衡和PVTx性质。模型的参数,包括纯组分的分子作用参数、两个不同组分间的混合作用参数以及重整化参数,这些参数通过反演单组分体系的PVT实验数据和饱和蒸汽压实验数据以及二元体系的气液相平衡实验数据确定。通过与实验值对比,证明新模型能够准确计算H2O-CO2、H2O-CH4和CO2-CH4体系在近临界区的气液相平衡和PVTx性质。主要成果包括:(1)利用SAFT-LJ+RG模型计算了纯H2O、纯CO2和纯CH4的临界条件,临界温度、临界压力、临界密度的计算结果与实验数据的平均绝对偏差(AAD%)分别为0.0145%、0.0549%和2.86%。跨接模型对3个单组分体系在临界点附近(包括超临界区和近临界区)的PVT性质的计算结果与实验值的平均绝对偏差(AAD%)仅有0.957%。新模型还准确计算了 3个单组分体系在近临界区(H2O:600-647.1 K、CO2:270-304.1 K、CH4:160-190.5 K)的气液相平衡,计算获得的三条气液共存曲线与实验值的一致性都非常好,饱和蒸气压、饱和气相密度、饱和液相密度的平均绝对偏差分别为1.18%、3.16%、2.04%。证明重整化群理论能够完美校正临界点附近强烈的密度涨落对自由能的影响,本研究建立的跨接模型不仅可以精确计算单组分体系的PVT性质,还能准确计算体系的气液相平衡。(2)通过 SAFT-LJ+RG 模型计算 CH4-CO2、H2O-CH4和 H2O-CO2三个二元系的 9个近临界温度下的临界条件,计算得到的临界压力和临界组成与实验值的平均绝对偏差分别为2.84%和10.9%。利用跨接模型计算气液相平衡,CH4-CO2体系的饱和CH4摩尔分数、H2O-CO2体系的饱和CO2摩尔分数、H2O-CH4体系的饱和CH4摩尔分数与实验值的平均绝对偏差分别为7.47%、13.7%、16.6%,基本在实验数据的误差范围之内。本研究建立的新模型可以定量计算CO2(CH4)-H2O体系在近临界区的气液相平衡。(3)利用SAFT-LJ+RG模型计算H2O-CO2体系的PVTx性质,与实验值的平均绝对偏差仅有1.69%,相较于原始SAFT-LJ方程,有明显进步,证明新模型可以更精确地计算H2O-CO2体系在近临界区的PVTx性质,重整化群理论的引入有效校正了临界点奇异性。根据SAFT-LJ+RG跨接模型,开发H2O-CO2三相包裹体均一压力计算软件和H2O-CH4包裹体均一压力计算软件,针对计算接近临界均一的包裹体的均一压力。
吴小飞[6](2020)在《CO2+水复合萃取分离回收油泥中油分的机理和工艺研究》文中研究指明含油污泥是石油勘探、开采、炼制、清罐、储运过程中由于事故、跑冒滴漏、自然沉降等所产生的危险废弃物之一。它不仅含有对环境和人类生活造成污染和影响的污水和少量重金属的固体颗粒,还含有较多可回收利用的油分。据报道,中国目前平均每年约有100万吨油泥(约含有15~50万吨石油烃)尚未得以处理回用。因此,发展高效低污染且能有效分离回收油泥中油分的技术具有重要的现实意义。本论文提出了一种能高效回收油泥中油分的新型油泥处理技术——CO2+水复合萃取分离油泥(CWCE)技术,系统地开展了利用CWCE方法分离油泥中油分的相关实验和理论研究,优化了相关工艺参数、探究了CWCE技术提高油泥油分回收效率的机理。主要内容包括:(1)选取来自中海油和胜利五岗的两个油泥样品ZHY和SLWG作为研究对象,对油泥特性进行了分析研究。研究结果表明:(I)油泥中含10~56 wt.%有可回收利用价值的油分,且不同来源油泥中的水、油和固体三组分存在明显差异;(II)油泥呈现复杂的相互交联的微观结构;(III)ZHY以中、轻质油为主,而SLWG则以重质油为主。考察超临界CO2和液态CO2萃取分离油泥时,萃取效率均表现较差,油分回收率最高仅为6.32%。(2)研究了CWCE技术主要操作参数(操作压力、温度、搅拌时间、油泥-水质量比)对ZHY中油分回收率的影响。结果表明:在操作温度60℃、平衡压力3 MPa和搅拌时间为90 min时的油分回收率最高达84%,远远高出传统方法(超声波处理、溶剂萃取、高温超临界萃取)和低温超临界萃取方法处理油泥的油回收率。(3)对CWCE技术提高油泥中油分回收率的热力学和动力学机理进行了研究。实验测定了CO2在油泥(ZHY)/水悬液体系液相中的溶解度和CO2-油体系的膨胀因子,并进行了热力学模型计算。在此基础上的理论分析表明,CWCE技术提高油泥中油分回收率的热力学和动力学机理是:CO2对油分的溶解膨胀作用降低了油分的密度和粘度,增加了油-固界面张力,有利于油-固分离和油滴在水相中的上浮;减压过程中产生的大量气泡粘附于油滴表面,产生气浮效应,进一步强化油滴和固相残渣的分离和油滴的上浮。(4)对CWCE技术处理油泥过程中产生的废水和残渣特性及其后期处理进行了分析和研究。结果表明:相较采用单纯的水洗法,采用CWCE技术产生的污水的水质明显改善,有利于重复使用;在超声波作用下向油泥残渣/水悬液体系中加入一定量的复配清洗剂可实现残渣的深度脱油。在超声频率为40 k Hz,超声功率为50 W,药剂(Na2Si O3·9H2O:BR-F201质量比为2:1)添加量为5.0 g·L-1时,对油泥样品ZHY而言,油泥残渣含油率可降至1.76 wt.%,继续进行二次超声处理后,残渣含油率可进一步降至1.06 wt.%。因此,残渣超声处理技术配合CWCE技术有效地提高了油回收率并降低了底渣中含油率。(5)对CWCE+超声清洗处理油泥技术进行了技术经济性分析,并在此基础上进行了油泥处理规模为500 kg/h的工艺技术方案设计。CWCE技术作为一种不同于传统油泥处理的新技术,它不仅实现了原油的高效回收,还可显着降低工艺水的污染程度,符合油泥资源化利用的绿色发展理念。
董超[7](2019)在《超临界乳液萃取法制备载药微囊工艺基础研究》文中指出药物混悬剂在传统及新型给药系统中都具有广泛应用,但传统药物混悬剂制备方法有着难以克服的缺点,一般存在液相中残存的有机溶剂无法彻底去除等问题。超临界乳液萃取法(SFEE)将超临界微粒制备技术与乳液法微粒制备技术相结合,是可应用于超细微粒制备的新型绿色技术。SFEE过程微粒直接在水体系中生成,且具有粒径分布均匀、球形度高、分散性好等优点,尤其适用于药物混悬剂的制备,弥补了其他超临界微粒化技术的不足。但因SFEE技术发展时间较短,其相关研究多以针对性较强的实验研究为主,对萃取过程的工艺研究尚不充分,对萃取过程机理研究不够深入。此外,SFEE法萃取对象多选择O/W型模板乳液,而对W1/O/W2型模板乳液萃取的研究仍处于起步阶段。本论文首先对构成SFEE法的溶剂/scCO2混合过程和scCO2溶除溶剂过程进行机理研究,为合理选取SFEE萃取工艺条件提供理论依据。采用SFEE工艺分别对O/W和W1/O/W2型模板乳液进行处理,在水体系中制备药物纳米混悬剂,并制备结构不同、功能不同的药物/聚合物复合微粒制剂,研究在复杂体系中制备不同微粒的一般规律。本文的主要研究工作及主要结论如下:对SFEE萃取过程涉及高压条件下溶剂/CO2气液相平衡及混合密度进行分析研究,进而预测SFEE法反应釜中溶剂/CO2二元体系在水相中混合过程的相行为。采用可视化实验研究手段,对反应釜内溶剂/CO2混合过程进行直接监测,对SFEE法复杂体系相行为的预测结果进行检验的同时,也对不同操作条件下SFEE法的溶剂去除效率进行考察,进而判断混合过程中溶剂和CO2的主要传质路径,深化对SFEE法中混合传质过程的认识。研究结果表明:临界混合压力以上只有在溶剂/CO2界面处湍动程度较强时二者才可实现混溶,否则相界面严重抑制混合效果。萃取过程中,溶剂/CO2在水相中接触并在气液界面发生对流扩散,是二者进行混合的主要传质途径,而不是单纯的水相中的分子扩散问题。此外,溶剂/CO2混合密度的变化可导致乳液失稳分层,对溶剂/CO2在水体系中的混合过程造成复杂影响。对SFEE法溶剂溶除过程中釜内流场及溶剂浓度分布情况进行分析研究。在高压条件下采用PIV流场测试仪对反应釜内溶剂/scCO2混合流场进行测试,测得超临界流体的速度矢量分布图,验证分析模型的可靠性。PIV检测结果表明:SFEE过程中,反应釜内溶剂/scCO2混合物呈现环向流动,且流动方向与进气温度有关。对釜内溶剂浓度分布随萃取时间变化情况进行分析,结果表明:被scCO2萃取至气相的溶剂无法有效从反应釜中溶除,是限制SFEE工艺溶剂去除效率的关键限制因素。通过引入SFEE分步萃取法和强磁力搅拌,极大提高了 SFEE法的溶剂去除效率,而不同溶剂对应的残留量与溶剂在水中的溶解度呈正相关关系。影响因素综合分析表明:分步萃取法各萃取条件中,一次萃取压力P1对溶剂残留量影响最显着,因而一次萃取中溶剂与scCO2的混合与分离效果是决定分步萃取工艺效率的关键因素。采用SFEE法对O/W型模板乳液进行萃取,首先制备以吐温80为稳定剂的槲皮素纳米混悬剂。在此基础上,进一步以聚己内酯(PCL)为聚合物载体,采用SFEE法制备槲皮素/PCL复合混悬剂,研究过程操作参数对不同混悬剂中微粒形貌和粒径的影响。采用FT-IR和XRD研究SFEE处理前后槲皮素及PCL化学结构及结晶行为的变化,验证复合微囊的药物包埋效果同时考察过程操作参数对复合微囊药物包埋率的影响。研究结果表明:调节槲皮素浓度cquer和聚合物浓度CPCL分别是改变槲皮素纳米混悬剂和槲皮素/PCL复合混悬剂中微粒粒径的有效手段。对于复合微囊而言,表面活性剂浓度CTween对包埋率的影响最为显着,但出于对乳液稳定性考虑,增大聚合物浓度CPCL是提高药物包埋率的最有效手段。本文研究复合微囊在模拟肠液环境下的释放规律,采用释放动力学方程拟合数据,确定微囊缓释特性。将SFEE法与多重乳状液技术相结合,制备具有多重载药功能、内部具有闭孔结构的复合空心微囊。W1/O/W2型模板多重乳状液内外水相间存在化学势差和水传递现象,水的跨膜扩散模型分析表明,水在有机相中的溶解度C(∞)和扩散系数D是决定液膜透过性的关键因素。通过调节影响液膜透过性的乳液配制参数,如溶剂类型、疏水性表面活性剂浓度Cspan和液膜中聚合物浓度CPCL,可实现控制闭孔微囊内部结构的目的。此外,高压下PCL/溶剂/CO2三元体系发生相分离可引起有机相液膜中聚合物贫相的产生导致微囊结构破坏。因此,采用SFFE萃取前需先将模板乳液预固化处理。本文还分别研究多重模板乳液配制参数和SFEE萃取温度和压力参数对微囊形貌及内部结构的影响,考察双重载药微囊对亲水性药物和疏水性药物包埋率以及释放特性。综上所述,本文采用SFEE技术,以O/W和W1/O/W2模型多重乳液作为处理对象,制备纳米药物混悬剂、药物/聚合物复合混悬剂和多重载药闭孔微囊结构,同时具备乳液法制备微粒分散性好和粒径、结构方便控制的特点,以及超临界流体微粒制备技术绿色环保、有机溶剂去除彻底的优势,为新型给药体系的设计和制备奠定研究基础。
张磊[8](2019)在《聚合物/二氧化碳体系的动态相演变与结晶行为研究》文中研究指明资源的加速消耗和环境的严重破坏已成让整个社会开始前所未有的关注节能减排问题。对于以消耗石油和白色污染为代价的聚合物材加工行业,实现节能减排已经迫在眉睫。然而,由于长链分子的高构象熵、强的分子间相互作用效应和分子间的拓扑缠结,聚合物材料的成形成性过程存在工艺窗口窄、流动行为复杂和产品缺陷多等问题。上述问题的解决可使聚合物材料的加工技术进一步降能降耗、节省原料和提高产品质量。二氧化碳是一种无毒、廉价、生物兼容和可调性强的流体,将二氧化碳引入到聚合物加工工艺中,可以实现对聚合物微观凝聚态演变的干预和介观结构形成的调控,从而提升聚合物产品力学性能和服役性能。这种优势引起传统聚合物加工行业的高度重视,开发了包括聚合物发泡注塑工艺在内的多种二氧化碳辅助的聚合物成形工艺。此外,这种优势还吸引了众多科研工作者开展聚合物/二氧化碳体系的相关研究,探讨其在组织工程、药物输运、电磁屏蔽、超级隔热、吸声、吸油等领域中的应用潜力。目前,人们围绕聚合物/二氧化碳的二元体系,在聚合物流场中气体相的形态演变和聚合物在高压二氧化碳环境中的凝聚态演变等方面开展了许多研究工作。然而,仍存在诸多关键问题亟待研究和解决。气泡在聚合物注塑流场中形态演变的全过程尚未探明,聚合物发泡件表面缺陷的形成机理及其消除方法尚不明确,工艺参数对聚合物/二氧化碳体系的影响规律缺乏理论解释;加压二氧化碳对聚合物结晶的影响尚未探明,如何通过改变二氧化碳压力实现对聚合物晶体形貌的控制缺乏理论指导。围绕上述问题,本文开展了关于聚合物/二氧化碳体系的动态相演变与结晶行为的研究,其主要研究工作和取得的研究成果如下:(1)建立了一种不可压缩、非等温、非稳态三维多相流数学模型,提出了一种模具型腔排气边界条件设置方法,将聚合物熔体的人为损耗降低到1 ‰以内。采用能量方程/PIMPLE耦合算法,解决了大黏度比两相界面温度求解发散问题;采用基于场量的自适应网格划分技术,提高了宏观尺度流场中微小气泡界面追踪的精度。基于该模型,本文研究了在注塑流场厚度截面上温度场和速度场对气泡形态演变过程的影响规律,预测了在剪切和泉涌流场中不同初始大小和位置的球形气泡的变形、破裂和溃灭过程;结合聚合物发泡注塑(Polymer Foaming Injection Molding,PFIM)短射实验,揭示了发泡注塑制件表面泡坑、银纹、塌陷形貌的形成机理。(2)建立了一种基于有限体积法的非等温非稳态的多相-VOF模型,提出一种采用隐式区域耦合算法同步求解模具和型腔区域温度场的方法,并进行快速热循环(Rapid Heat Cycle Molding,RHCM)辅助的PFIM工艺实验研究。基于模拟和实验结果,本文分析了超临界二氧化碳、聚合物熔体、空气在模具型腔内的瞬态流动行为,研究了模具温度对气泡在泉涌流场中的变形、破裂和塌陷的影响,揭示了 RHCM/PFIM工艺所成形的塑件表面缺陷的形成机理。(3)基于两相流模型开发了一种非等温流固耦合模型。该模型采用隐式耦合传热算法考虑注塑模具与聚合物熔体之间的耦合传热。模型精确预测了RHCM/PFIM工艺过程中的温度场,分析了 RHCM/PFIM工艺过程中热响应特征,结合数值模拟结果和实验获得的泡孔结构,揭示了 RHCM/PFIM工艺过程中的塑件内部多孔结构的形成机理。(4)开发了一种原位高压显微系统,该系统包含一个温度和压力可以闭环控制的样品池。在不同样品厚度、分子量、温度、二氧化碳压力条件下,本文采用该系统研究了 PLLA样品在加压二氧化碳中的晶体生长过程。通过合理选择实验参数,本文研究了雪花晶体形成过程的初始阶段。结合原子力显微镜,阐明了雪花状PLLA晶体的生长模式。(5)建立了一种原位高压多光学观测系统,该系统由光学、偏振光学和小焦激光散射三部分组成,可以研究0.1 μm-1 cm尺度范围内的聚合物凝聚态演变过程。本研究利用该系统获得了左旋聚乳酸(Poly(L-lactic acid),PLLA)在二氧化碳中的晶体尺寸和晶体数量密度的统计数据。结合原子力显微镜,分析了树枝状晶体在高压二氧化碳中的生长行为,发现了一种通过节奏式生长形成的竹节状树枝晶。(6)将超临界二氧化碳引入到PLLA样品的熔融等温结晶中,制备了一种可以排除链分子和晶间缠结的螺旋梯田状晶体。根据原子力显微镜、透射电子显微镜、核磁共振、X射线衍射的表征结果,确定了晶间相分子的链构象,研究了无定形链的构象状态对多层片晶形貌的影响,最终给出了关于晶片外翻起源的理论解释。(7)利用自建的原位高压显微系统,实现了一种可以在线升压的结晶实验。通过这种单变量的实验方法研究了二氧化碳压力对PLLA晶体长大的影响规律,基于两步形核模式提出一种用于计算在二氧化碳中聚合物晶体二次形核速率的新模型。结合实验结果,通过对聚合物/二氧化碳体系中结晶自由能、扩散活化能、混合能、吸附能、平动能的定量计算,本文给出了高压二氧化碳对聚合物晶体二次形核的影响机理。
黄浩[9](2019)在《基于水化惰性胶凝材料的CO2矿化养护建材机制研究》文中进行了进一步梳理二氧化碳捕集、封存与利用(CCUS)技术被认为是目前最有效的控制人为碳排放和减缓气候变化的方法,而工业碳捕集技术获得的CO2亟需规模大、经济效益好的后续利用技术。CO2矿化养护建材技术可利用早期成型后的混凝土材料和CO2之间的直接气固反应实现固碳,有望同时获得温室气体的大规模减排和低碳、高附加值的建材产品。尤其是利用CO2矿化养护混凝土建材并替代现有的高能耗蒸汽养护或自然养护工艺,可缩短养护时间,降低生产能耗,优化建材性能。矿化养护技术目前仍处于机理研究和材料开发阶段,缺少矿化原料的优化设计,动力学和微观反应机制方面也缺乏全面深入的研究。本文针对矿化养护技术存在的问题,从矿化过程的传质特性和转化机制角度出发,深入探究矿物碳酸化对微观结构的塑造作用,最终阐明矿化反应过程和微观结构变化以及宏观使用性能、环境效益优化的关联机制。本文首先针对硅酸钙胶凝体系(波特兰水泥)的矿化养护过程,系统分析了压力、温度和水灰比的影响和矿相变化机制。矿化养护实现了1318 wt.%的固碳率和水泥净浆微观孔结构的致密化,结构的致密化进一步提高了样品的宏观性能,2小时矿化养护的水泥净浆抗压强度可达51.5 MPa,对比7天自然养护的水泥净浆提高了10%。同时,创新性地利用气体渗透率定量分析方法确定了胶凝体系内矿化动力学和孔隙水迁移的关联机制。基于水泥净浆矿化的速率变化特性和气固反应扩散控制方程,构建了表观传质动力学模型,提出了渐进式产物层扩散控制机制,获得了不同工况下的表观速率常数。在扩散控制机制的基础上,进一步设计惰性矿物(白云石、石灰石和二氧化硅)掺杂实现了气体扩散强化,获得的二元胶凝材料在提高固碳率的同时可减少水泥使用(525%),并通过矿化养护优化力学性能。在水化惰性胶凝材料的开发方面,分别采用无定型硅酸一钙和天然硅灰石(硅酸一钙晶体)部分替代水泥构成低钙硅比复合胶凝材料,系统研究了硅酸一钙的晶相、掺比和反应工况对于矿化反应前后材料微观形貌、矿相变化、微观孔结构和气体渗透特性的影响机制。结果表明无定型硅酸一钙主要通过分散水泥颗粒,促进孔隙内气体渗透来强化反应。天然硅灰石复合材料在矿化养护过程中的微观结构变化则可确定为反应前期阶段微观结构变化主要受孔隙水扩散的造孔效应影响,反应中后期阶段微观结构主要由不同硅酸盐矿物的碳酸化反应带来的填充效应主导,而硅灰石掺杂对前后阶段的矿化均有所强化。水化惰性胶凝材料的优势不仅在于原料端可实现减排效益(不通过传统水泥的高排放过程生产),在矿化养护过程中还可通过矿物原料设计实现矿化养护的分阶段控制(例如,在前期促进气体扩散和固碳,后期致密化结构提高性能)。天然硅灰石复合材料在矿化养护相同工况下对比波特兰水泥的性能提升显着,最大抗压可达80MPa。本文深入研究了水化惰性和水化活性矿物颗粒的共性微观动力学机制。首次在微观颗粒尺度上提出了矿化的表面水覆盖控制机制(微观矿化限速步骤是矿物颗粒表面液相水的迁移和受热析出,以及对应表面水覆盖率的降低速率),推导构建了通用模型并进行了实验验证。基于这一机制可实现硅酸一钙在较高反应温度下(60-80℃)的深度矿化(反应停止后二次激活),并定向获得方解石或文石晶型的碳酸钙,同时调节材料微观形貌。考虑孔结构对于胶凝体系内部不同位置扩散-反应的影响,利用CT扫描技术和断面分析,获得了胶凝材料体系在非颗粒尺度下的气相扩散-反应特性以及内部孔隙水迁移的影响。基于以上对新型矿化胶凝材料的开发,本文构建了矿化养护建材全生命周期清单和模型,并对七种新型矿化养护建材配方和对应工艺进行环境效益评价,评估了不同原料和生产步骤的具体影响。结果表明本文提出的硅灰石复合胶凝材料配方在单位产品碳排放、能耗和其他环境影响指标中均最优。采用矿化养护替代蒸汽养护可实现30%以上的建材全生命周期CO2减排,进一步优化有望实现60%以上的减排。基于环境效益评价提出了矿化养护技术的后续配方和工艺的优化方向。
范文华[10](2019)在《超临界乳液萃取法制备载药微囊及磁性复合微囊工艺研究》文中研究表明部分药物因水溶性差、易被氧化、生物利用度低等问题在日常应用中受限。聚合物载药微囊能有效解决上述问题,本文利用超临界乳液萃取法(Supercritical Fluid Extraction of Emulsion,SFEE)成功制备出聚合物载药微囊及磁性复合微囊。SFEE法作为利用超临界流体制备微囊的新方法,可以看作是超临界流体抗溶剂法(Supercritical anti-solvent technology,SAS)的一种优化,能有效改善传统制备微囊方法中有机溶剂难以去除的问题以及相对其他超临界流体制备微囊方法更易于调控微囊粒径。具体研究内容如下:在有机溶剂去除效率方面,有机溶剂与超临界二氧化碳(SC-CO2)的混溶效果是决定SFEE法中萃取效率的关键因素。本文利用Matlab计算出EA/CO2二元体系的临界混合点,结合不同萃取温度、压力、CO2流速的实验结果,得出313 K、9 MPa、0.4 L/min的条件下萃取40 min,溶剂残留量较低为59 mg/L。在粒径控制方面,制备乳液参数是调控微囊粒径的最有效方法,聚己内酯(PCL)质量浓度为1%、2.5%、5%、7.5%、10%下微囊的平均粒径分别为0.9、1.8、2.3、3.2、3.7μm。扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FITR)、等表征手段表明制备的微囊球形度高、无聚集且槲皮素被PCL包覆。利用单因素法确定影响微囊包埋率的主要因素及水平,采用响应面法优化实验条件并对各主要因素之间的相互关系进行分析,建立了以包埋率为响应值的二次多元回归数学模型且成功预测出不同条件下的微囊包埋率。对微囊的释放数据进行拟合,发现不同PCL质量浓度的微囊缓释规律都符合威布尔(Weibull)方程。为实现载药微囊的靶向功能,在制备过程中加入利用共沉淀法制备出的纳米级亲油性铁粉。粒度分析等手段表明制备的亲油性纳米铁粉粒径分布均匀,在油相中的分散性良好。SEM、振动磁强计(VSM)等表征手段表明制得的磁性复合微囊粒径均一、表面光滑且具有较好的磁响应能力,符合靶向药物载体的要求。
二、Theoretical Studies on Critical Properties of Binary System with Supercritical Carbon Dioxide(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Theoretical Studies on Critical Properties of Binary System with Supercritical Carbon Dioxide(论文提纲范文)
(1)动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 超临界CO_2在聚合物成型中的应用 |
1.4 超临界CO_2的溶解对聚合物成型的影响 |
1.5 国内外研究现状 |
1.5.1 超临界CO_2在聚合物中溶解实验研究 |
1.5.2 超临界CO_2在聚合物中溶解计算模型研究 |
1.5.3 超临界CO_2在聚合物中溶解模拟研究 |
1.6 研究现状分析 |
1.7 研究内容与技术路线图 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 研究技术路线图 |
1.8 论文组织结构 |
1.9 本章小结 |
第2章 超临界CO2 在聚合物中溶解的理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 流体力学基本控制方程 |
2.2.1 质量守恒方程 |
2.2.2 动量守恒方程 |
2.2.3 能量守恒方程 |
2.3 吸附动力学方程 |
2.3.1 吸附的原因 |
2.3.2 吸附的分类 |
2.3.3 吸附等温方程 |
2.3.4 常见的吸附曲线 |
2.4 溶解计算模型 |
2.5 扩散速率 |
2.6 聚合物的溶胀 |
2.7 粘度模型 |
2.7.1 Power Law模型 |
2.7.2 Carreau模型 |
2.7.3 Cross-WLF模型 |
2.7.4 Bingham模型 |
2.7.5 Herschel-Bulkley模型 |
2.8 状态方程 |
2.8.1 单域Spencer-Gilmore状态方程 |
2.8.2 双域Tait状态方程 |
2.9 本章小结 |
第3章 静态条件下超临界CO_2在PS中的溶解机理及实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 吸附—扩散溶解理论分析 |
3.2.1 界面吸附机理 |
3.2.2 界面传质(扩散)机理 |
3.3 实验原理 |
3.4 实验装置 |
3.4.1 实验装置主体 |
3.4.2 加热系统 |
3.4.3 增压系统 |
3.4.4 混合搅拌系统 |
3.4.5 测量系统 |
3.4.6 数据采集系统 |
3.5 实验材料及实验流程 |
3.5.1 实验材料 |
3.5.2 实验流程 |
3.6 结果分析 |
3.6.1 溶解量 |
3.6.2 溶解度 |
3.6.3 溶解速率 |
3.7 本章小结 |
第4章 超临界CO_2在PS中扩散系数的实验与溶解模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验装置和方法 |
4.2.3 扩散系数的测定 |
4.3 扩散系数的影响因素 |
4.3.1 分子量对扩散系数的影响 |
4.3.2 温度和压力对扩散系数的影响 |
4.3.3 溶解量对扩散系数的影响 |
4.4 模拟算例 |
4.4.1 模型建立 |
4.4.2 扩散模型 |
4.4.3 设置材料属性 |
4.4.4 初始条件与边界条件 |
4.4.5 创建网格 |
4.4.6 后处理 |
4.5 验证与讨论 |
4.5.1 溶解量 |
4.5.2 溶解速率 |
4.6 本章小结 |
第5章 剪切对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 有限元模拟 |
5.2.1 基本假设 |
5.2.2 几何模型 |
5.2.3 控制方程 |
5.2.4 初始条件与边界条件 |
5.2.5 材料模型与参数 |
5.2.6 创建网格 |
5.2.7 后处理 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 溶解量 |
5.3.2 溶解速率 |
5.4 本章小结 |
第6章 搅拌对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
6.1 引言 |
6.2 直线式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
6.2.1 几何模型 |
6.2.2 创建网格 |
6.2.3 结果与讨论 |
6.3 弯曲式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
6.3.1 几何模型 |
6.3.2 创建网格 |
6.3.3 结果与讨论 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 引言 |
7.2 主要结论 |
7.3 主要创新点 |
7.4 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)定量拉曼光谱技术研究SO2-CO2混合注入孔隙介质的非平衡溶解和水岩反应(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 二氧化碳的储存方式 |
1.1.2 地下含水层封存机制 |
1.1.3 二氧化碳的捕集方式 |
1.1.4 论文的研究目的和意义 |
1.2 非纯净CO_2地质封存的研究现状 |
1.2.1 杂质气体对CO_2地质封存的影响 |
1.2.2 地质封存中水-气-岩反应的研究现状 |
1.2.3 SO_2对CO_2地质封存的影响 |
1.3 SO_2-CO_2-H_2O体系的研究现状 |
1.3.1 SO_2-CO_2-H_2O体系的溶解度研究现状 |
1.3.2 多相流中气体分子的非平衡溶解迁移 |
1.3.3 国内外研究存在的问题 |
1.4 论文研究内容 |
1.5 论文创新点 |
1.6 研究技术路线 |
第二章 定量拉曼观测的实验装置与原理 |
2.1 实验装置 |
2.2 实验所需试剂和材料 |
2.3 定量拉曼观测 |
2.3.1 拉曼定量研究原理 |
2.3.2 拉曼定量实验 |
2.4 本章小结 |
第三章 SO_2-CO_2-H_2O体系相平衡研究 |
3.1 SO_2-CO_2体系拉曼定量关系的建立 |
3.2 SO_2在H_2O中溶解度的研究 |
3.2.1 拉曼定量关系的建立 |
3.2.2 水溶液中SO_2的溶解度确定 |
3.2.3 数据可靠性分析 |
3.2.4 溶解度模型的改进 |
3.3 相平衡条件下SO_2和CO_2的溶解度 |
3.3.1 SO_2、CO_2在水中溶解度的差异分析 |
3.3.2 基于分子动力学理论分析SO_2在水中溶解度的变化原因 |
3.3.3 相平衡条件下水相和非水相的气体组成数据 |
3.4 本章小结 |
第四章 SO_2-CO_2的非平衡溶解分布 |
4.1 SO_2-CO_2混合气在一维毛细管中的时空分布特征 |
4.1.1 装样方法和观测流程 |
4.1.2 扩散中SO_2和CO_2气体浓度在时空上的变化 |
4.1.3 扩散系数的计算方法 |
4.2 SO_2-CO_2混合气在二维微孔隙模型中的分布特征 |
4.2.1 装样方法和观测流程 |
4.2.2 死端孔隙中气体的动态分布 |
4.2.3 孔喉和孔腹中气体的分布差异 |
4.3 溶液的pH分布 |
4.3.1 溶液中pH的计算方法 |
4.3.2 孔隙结构中溶液的pH分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 SO_2-CO_2-水-岩反应研究 |
5.1 混合气体水岩反应的实验过程 |
5.2 硅灰石反应前后的矿物形态和拉曼谱图特征 |
5.3 SO_2-CO_2-H_2O-硅灰石反应 |
5.3.1 高浓度SO_2情形下SO_2-CO_2混合气体与硅灰石反应实验 |
5.3.2 低浓度SO_2情形下SO_2-CO_2混合气体与硅灰石反应实验 |
5.3.3 纯CO_2和混有SO_2的CO_2与矿物反应对比实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论和建议 |
6.1 结论 |
6.2 不足与建议 |
致谢 |
参考文献 |
(3)CO2储存过程多因素影响的数值模拟研究 ——以鄂尔多斯盆地石千峰组为例(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及目的意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 目的意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 CO_2地质储存概要 |
1.2.2 鄂尔多斯CO_2地质储存研究 |
1.2.3 多因素对CO_2储存的影响 |
1.2.4 TOUGH2-ECO2N模拟器 |
1.2.5 TOUGH模拟器后处理 |
1.2.6 存在的问题 |
1.3 研究目标,内容与方法 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究方法与技术路线 |
1.4 创新点 |
第二章 研究区概况 |
2.1 区域自然地理 |
2.1.1 位置与交通 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象水文 |
2.2 区域地质及水文地质概况 |
2.2.1 区域地质概况 |
2.2.2 区域水文地质概况 |
2.3 灌注场地的基础条件 |
2.3.1 灌注场地位置 |
2.3.2 地层岩性 |
2.3.3 断层分布特征 |
2.3.4 盖层特征 |
2.3.5 储层特征 |
2.3.6 地下水化学成分 |
2.4 目标层基本情况 |
2.4.1 地层结构及特征 |
2.4.2 咸水层水化学成分 |
2.4.3 地层温压与孔渗参数 |
2.5 小结 |
第三章 CO_2地质储存运聚模拟基本理论及模拟器改进 |
3.1 CO_2及H_2O-CO_2-NaCl三元体系的物理性质 |
3.1.1 CO_2 基本性质 |
3.1.2 H_2O-CO_2-NaCl三元体系的物理化学性质 |
3.2 CO_2地质储存运聚数学模型及模拟器 |
3.2.1 CO_2地质储存运聚数学模型 |
3.2.2 TOUGH2-ECO2N模拟器 |
3.3 热模拟器改进及测试 |
3.3.1 热模拟器改进 |
3.3.2 改进效果测试 |
3.4 TOUGH模拟器后处理接口开发及测试 |
3.4.1 TOUGH模拟器 |
3.4.2 Tecplot软件 |
3.4.3 TOUGH模拟结果提取 |
3.4.4 Tecplot软件耦合TOUGH模拟结果 |
3.4.5 算法编制与测试 |
3.5 小结 |
第四章 倾斜地层中盐度对CO_2储存安全的影响 |
4.1 概念模型及数学模型 |
4.1.1 概念模型 |
4.1.2 数学模型 |
4.2 数值模型 |
4.2.1 网格剖分 |
4.2.2 模型参数 |
4.2.3 模拟方案 |
4.3 模拟结果分析 |
4.3.1 地层倾斜程度对CO_2储存的影响 |
4.3.2 咸水盐度对CO_2储存的影响 |
4.3.3 地层倾斜程度和咸水盐度共同作用对CO_2储存的影响 |
4.4 小结 |
第五章 倾斜地层中断层对CO_2运移安全的影响 |
5.1 概念模型及数学模型 |
5.1.1 概念模型 |
5.1.2 数学模型 |
5.2 数值模型 |
5.2.1 网格剖分 |
5.2.2 模型参数 |
5.2.3 模拟方案 |
5.3 模型结果分析 |
5.3.1 地层压力分布差异 |
5.3.2 CO_2运移分布差异 |
5.3.3 CO_2封存量差异 |
5.3.4 单元上压力及CO_2属性 |
5.4 小结 |
第六章 倾斜地层中注入温度对CO_2储存能力的影响 |
6.1 模型概化及数学模型 |
6.1.1 模型概化 |
6.1.2 数学模型 |
6.2 数值模型 |
6.2.1 网格剖分 |
6.2.2 模型参数 |
6.2.3 模型方案 |
6.3 模拟结果分析与讨论 |
6.3.1 地层温压分布差异 |
6.3.2 CO_2运移分布差异 |
6.3.3 CO_2封存量差异 |
6.3.4 单元上压力与CO_2属性 |
6.4 小结 |
第七章 结论及建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 模拟器改进程序部分 |
附录2 后处理接口开发程序部分 |
(4)多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 聚合物基多孔材料 |
1.3 聚合物超临界CO_2发泡 |
1.3.1 超临界流体 |
1.3.2 超临界CO_2发泡 |
1.3.3 CO_2在聚合物样品中的溶解 |
1.3.4 聚合物中CO_2溶解度测量 |
1.3.5 CO_2中聚合物性质 |
1.3.6 CO_2发泡的泡孔成核机理 |
1.3.7 CO_2发泡过程中泡孔生长 |
1.3.8 成核机理对泡孔形貌的影响 |
1.4 多相结构聚合物发泡体系 |
1.4.1 共混型多相聚合物 |
1.4.2 共混型多相聚合物CO_2发泡行为 |
1.4.3 微相结构共聚物 |
1.4.4 微相结构共聚物CO_2发泡行为 |
1.5 论文选题背景和研究内容 |
第2章 微相结构接枝共聚物PS-cb-(PS/PE)变温超临界二氧化碳发泡行为研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料 |
2.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
2.2.3 样品表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 样品结晶行为与相结构 |
2.3.2 接枝共聚物超临界CO_2发泡行为 |
2.3.3 接枝共聚物超临界CO_2发泡机理探究 |
2.4 本章小结 |
第3章 微相结构接枝共聚物PS-cb-(PS-b-PE)变温超临界二氧化碳发泡行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料 |
3.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
3.2.3 样品表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)样品的结晶行为和相结构 |
3.3.2 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)超临界CO_2发泡样品泡孔形貌 |
3.3.3 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)超临界CO_2发泡样品泡孔参数 |
3.3.4 PS-cb-(PS-b-PE)结晶状态对共聚物超临界CO_2发泡行为的影响 |
3.3.5 PS-cb-(PS-b-PE)微相结构对共聚物超临界CO_2发泡行为的影响 |
3.3.6 机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 接枝共聚物PS-cb-PE与PE-g-PS共混物相行为、流变行为及超临界二氧化碳发泡行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料 |
4.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
4.2.3 样品表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的相结构 |
4.3.2 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的结晶行为 |
4.3.3 PS-cb-PE与PE-g-PS共混物的流变行为 |
4.3.4 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的超临界CO_2发泡行为 |
4.3.5 PS-cb-PE /PE-g-PS共混物的超临界CO_2发泡机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 不同拓扑结构共聚物对LLDPE/PS共混物的增容作用和超临界二氧化碳发泡行为的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 原料 |
5.2.2 共混样品制备 |
5.2.3 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
5.2.4 样品表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 共聚物增容剂对分散相共混物形态的影响 |
5.3.2 共聚物增容剂分散相共混物力学性能的影响 |
5.3.3 共聚物增容共混体系的超临界二氧化碳发泡行为 |
5.4 本章小结 |
第6章 纳米炭黑增容LLDPE/PS共混体系的超临界二氧化碳发泡行为 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 原料 |
6.2.2 共混样品制备 |
6.2.3 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
6.2.4 样品表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 CB增容双连续相结构共混物超临界CO_2发泡行为 |
6.3.2 CB对于具有海岛相结构LLDPE/PS共混物的增容作用及其超临界CO_2发泡行为 |
6.4 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(5)CO2(CH4)-H2O体系在近临界区的气液相平衡和PVTX性质的精确计算及应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 状态方程 |
1.2.2 重整化群理论和跨接状态方程 |
1.3 研究思路 |
1.4 主要工作量 |
第二章 模型的基本原理 |
2.1 临界点的奇异性 |
2.1.1 二级相变的重整化过程 |
2.1.2 指数律和标度律 |
2.2 SAFT-LJ型状态方程的基本原理 |
2.2.1 短程作用项 |
2.2.2 成链作用项 |
2.2.3 缔合作用项 |
2.2.4 多极作用项 |
2.2.5 理想气体项 |
2.3 重整化群理论和跨接状态方程 |
第三章 单组分体系 |
3.1 纯组分参数的优化 |
3.2 PVT性质 |
3.3 气液相平衡 |
第四章 CO_2(CH_4)-H_2O二元系 |
4.1 混合规则 |
4.1.1 SAFT-LJ状态方程的混合规则 |
4.1.2 重整化过程中的混合规则 |
4.2 二元系的临界条件 |
4.3 二元系的气液相平衡 |
4.4 H_2O-CO_2体系的PVTX性质 |
第五章 应用程序开发和计算示例 |
5.1 CO_2(CH_4)-H_2O包裹体计算软件的开发 |
5.2 CO_2(CH_4)-H_2O包裹体计算软件的使用 |
5.3 应用程序计算结果示例 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(6)CO2+水复合萃取分离回收油泥中油分的机理和工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点 |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 油泥组成、特性与危害 |
1.2.1 油泥组成和特性 |
1.2.2 油泥危害 |
1.3 资源化方法处理含油污泥研究现状 |
1.4 影响含油污泥处理油回收率主要因素 |
1.4.1 温度 |
1.4.2 压力 |
1.4.3 处理时间 |
1.4.4 固液比 |
1.5 油泥深度处理工艺研究现状 |
1.6 课题意义和研究内容 |
第2章 油泥特性与纯CO_2萃取分离油泥实验研究 |
2.1 前言 |
2.2 油泥样品 |
2.3 油泥基本物性分析 |
2.3.1 油泥含水率、含渣率和含油率测定 |
2.3.2 工业分析与元素分析 |
2.4 油泥图像分析 |
2.4.1 实验测定方法和主要装置 |
2.4.2 实验步骤 |
2.4.3 实验结果 |
2.5 油相分析 |
2.5.1 实验测定方法和主要装置 |
2.5.2 实验步骤 |
2.5.3 实验结果 |
2.6 超临界及液态CO_2萃取分离油泥实验研究 |
2.6.1 超临界流体 |
2.6.2 CO_2工业应用作用原理 |
2.6.3 超临界CO_2萃取分离油泥实验研究 |
2.6.4 液态CO_2萃取分离油泥实验研究 |
2.7 本章小结 |
第3章 CO_2+水复合萃取分离回收油泥中油分实验研究 |
3.1 前言 |
3.2 CO_2+水复合萃取分离油泥原理 |
3.3 CO_2+水复合萃取分离油泥探索实验 |
3.3.1 实验仪器及方法 |
3.3.2 实验结果 |
3.4 CO_2+水复合萃取分离油泥在盲釜中实验研究 |
3.4.1 实验试剂与仪器 |
3.4.2 实验步骤 |
3.4.3 实验结果 |
3.4.4 盲釜实验小结 |
3.5 CO_2+水复合萃取分离油泥在全透明釜中实验研究 |
3.5.1 实验试剂和仪器 |
3.5.2 实验步骤 |
3.5.3 实验结果 |
3.5.4 分离后油品分析 |
3.5.5 全透明釜实验小结 |
3.6 油泥处理方法对比与分析 |
3.6.1 与现有其他方法对比 |
3.6.2 与低温超临界CO_2萃取方法对比 |
3.7 本章小结 |
第4章 CO_2+水复合萃取油泥油分的机理及相关相平衡计算 |
4.1 前言 |
4.2 CO_2+水复合萃取分离油泥实验效果 |
4.3 油泥悬液体系溶解度实验研究与模拟计算 |
4.3.1 实验装置及材料 |
4.3.2 实验步骤 |
4.3.3 实验结果 |
4.3.4 PR方程模拟计算气体溶解度与实验结果对比 |
4.4 饱和烃及油品通气膨胀实验研究与理论计算分析 |
4.4.1 实验装置及材料 |
4.4.2 实验步骤和方法 |
4.4.3 实验结果 |
4.4.4 不同条件下不同体系通气膨胀理论计算与分析 |
4.5 界面特征和碰撞粘附过程对油泥回收率影响因素分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 油泥分离水质与残渣实验研究 |
5.1 前言 |
5.2 油泥分离水质处理研究 |
5.2.1 简介 |
5.2.2 实验装置及分析方法 |
5.2.3 实验结果与理论分析 |
5.3 残渣实验研究 |
5.3.1 简介 |
5.3.2 超声辅助分离原理 |
5.3.3 实验装置及方法 |
5.3.4 实验步骤 |
5.3.5 实验结果 |
5.4 本章小结 |
第6章 不同处理技术经济对比分析与工业化设计 |
6.1 前言 |
6.2 对比分析依据 |
6.3 不同处理技术经济对比分析 |
6.3.1 技术路线的确定 |
6.3.2 处理规模比选 |
6.3.3 与热解处理技术经济对比分析 |
6.3.4 与其他物理法处理技术分析对比 |
6.4 CO_2+水复合萃取分离+超声清洗工艺 |
6.4.1 工艺介绍 |
6.4.2 工艺特点 |
6.4.3 物料衡算 |
6.5 主要设备选型设计 |
6.5.1 加压搅拌溶气罐 |
6.5.2 分离池 |
6.5.3 超声清洗装置 |
6.5.4 三相分离机和压砖机 |
6.6 节能减排 |
6.6.1 节能分析 |
6.6.2 碳减排量核算 |
6.7 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
附录 A 各油泥样品照片 |
附录 B 油品分析图表 |
附录 C 中海油油品模拟蒸馏分布分析表 |
附录 D 物料衡算及经济分析 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)超临界乳液萃取法制备载药微囊工艺基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 药物微粒 |
1.2 药物微粒混悬剂 |
1.3 给药系统中药物混悬剂的应用 |
1.3.1 口服给药系统 |
1.3.2 静脉注射给药系统 |
1.3.3 眼部给药系统 |
1.3.4 肺部给药系统 |
1.3.5 经皮给药系统 |
1.4 药物混悬剂复合设计 |
1.4.1 表面活性剂类药物载体 |
1.4.2 生物降解聚合物类药物载体 |
1.5 药物微粒制备的传统方法 |
1.6 超临界流体微粒制备技术 |
1.6.1 scCO_2作为溶剂的工艺 |
1.6.2 scCO_2作为反溶剂的工艺 |
1.6.3 scCO_2作为辅助介质(溶质、共溶质、共溶剂)的工艺 |
1.7 SFEE法制备药物混悬剂 |
1.8 研究目的及主要内容 |
1.9 技术路线 |
1.10 本章小结 |
2 SFEE法溶剂/反溶剂混合过程 |
2.1 引言 |
2.2 高压下溶剂/反溶剂气液相平衡 |
2.2.1 相平衡模型 |
2.2.2 状态方程模型求解 |
2.2.3 高压下溶剂/CO_2二元相平衡 |
2.2.4 高压下溶剂/CO_2二元体系混合密度 |
2.2.5 高压下溶剂/CO_2扩散系数 |
2.3 SFEE法溶剂/CO_2在水体系中混合过程可视化测量 |
2.3.1 SFEE乳液萃取原理 |
2.3.2 实验设备和流程 |
2.3.3 结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
3 SFEE法溶剂溶除过程的研究 |
3.1 引言 |
3.2 PIV测试系统 |
3.2.1 PIV测试基本原理 |
3.2.2 测试实验装置 |
3.2.3 示踪粒子加入方法 |
3.2.4 测试实验条件 |
3.2.5 测试操作步骤 |
3.2.6 测试结果与讨论 |
3.3 SFEE法反应釜内溶剂溶除过程的数值模拟 |
3.3.1 物理模型 |
3.3.2 数学模型 |
3.3.3 反应釜网格划分 |
3.3.4 边界条件和初始条件 |
3.3.5 求解方法和参数设置 |
3.3.6 模拟结果与分析 |
3.4 SFEE分步萃取法 |
3.4.1 实验材料 |
3.4.2 实验仪器 |
3.4.3 模板乳液制备 |
3.4.4 改进后的SFEE萃取过程 |
3.4.5 有机溶剂残留率测定 |
3.4.6 结果与讨论 |
3.5 本章小结 |
4 SFEE法萃取O/W型乳液制备槲皮素及复合微粒混悬剂研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 模板O/W乳液制备 |
4.2.4 SFEE过程条件参数选择 |
4.2.5 分析检测方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 SFEE法制备槲皮素纳米混悬剂 |
4.3.2 SFEE法制备槲皮素/PCL复合微粒混悬剂 |
4.4 本章小结 |
5 SFEE法萃取W_1/O/W_2型乳液制备双重载药空心微囊研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 W_1/O/W_2模板多重乳液配制及空心微囊制备流程 |
5.2.4 检测与分析方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 内外水相间水传递与水的跨膜扩散模型建立 |
5.3.2 聚合物对W_1/O乳珠结构的影响 |
5.3.3 疏水性表面活性剂对W_1/O乳珠结构的影响 |
5.3.4 不同实验条件参数对微囊形貌和内部结构影响 |
5.3.5 疏/亲水双重载药微囊的包埋效果与释放特性 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(8)聚合物/二氧化碳体系的动态相演变与结晶行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 二氧化碳气泡在聚合物流场中的动态演变 |
1.2.1 聚合物流场中气泡形态演变 |
1.2.2 注塑充填流场的数值模拟 |
1.2.3 聚合物/二氧化碳两相流数值模拟 |
1.2.4 二氧化碳气泡在聚合物流场中形态演变的数值模拟 |
1.3 聚合物在高压二氧化碳中的结晶行为 |
1.3.1 二氧化碳辅助聚合物成形技术的应用 |
1.3.2 二氧化碳对聚合物结晶的影响 |
1.3.3 原位高压显微光学研究方法 |
1.4 该课题方向所存在的主要问题 |
1.5 本文的主要研究内容 |
1.6 参考文献 |
第二章 聚合物注塑流场中超临界流体气泡的形态演变规律 |
2.1 引言 |
2.2 数学建模 |
2.2.1 控制方程 |
2.2.2 界面追踪 |
2.2.3 界面张力 |
2.2.4 黏度模型 |
2.2.5 边界条件 |
2.2.6 计算方法 |
2.3 模型验证 |
2.4 聚合物发泡注塑实验 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 注塑流场中性面上的气泡的形态演变过程 |
2.5.2 注塑流场中性面上不同初始位置和尺寸的气泡的形态演变过程 |
2.5.3 偏离注塑流场中性面的气泡的形态演变过程 |
2.5.4 非注塑流场中性面上不同初始位置和尺寸气泡的形态演变过程 |
2.6 本章小结 |
2.7 参考文献 |
第三章 模具温度对聚合物发泡塑件表面质量的影响机理 |
3.1 引言 |
3.2 数学建模 |
3.2.1 控制方程 |
3.2.2 界面追踪 |
3.2.3 黏度模型 |
3.2.4 界面张力 |
3.2.5 边界条件 |
3.2.6 计算方法 |
3.3 模型验证 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 RHCM/PFIM工艺中的气泡演变 |
3.4.2 非对称模具温度所引起的气泡的偏心分布 |
3.4.3 模温对产品表面质量的影响机理 |
3.4.4 RHCM/PFIM中熔接痕附近的表面缺陷 |
3.5 本章小结 |
3.6 参考文献 |
第四章 模具温度对聚合物发泡塑件内部泡孔结构的影响机理 |
4.1 引言 |
4.2 数学建模 |
4.2.1 控制方程 |
4.2.2 界面追踪 |
4.2.3 黏度模型 |
4.2.4 边界条件 |
4.2.5 计算方法 |
4.3 模型验证 |
4.4 实验 |
4.5 结果与讨论 |
4.5.1 RHCM/PFIM热相应分析 |
4.5.2 实心层的厚度变化 |
4.5.3 芯层的泡孔结构 |
4.5.4 小气泡带的位置 |
4.5.5 小气泡带的形成机理 |
4.6 本章小结 |
4.7 参考文献 |
第五章 雪花状左旋聚乳酸晶体在二氧化碳中的生长过程 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 材料 |
5.2.2 样品制备 |
5.2.3 二氧化碳处理 |
5.2.4 测试方法 |
5.3. 结果与讨论 |
5.3.1 经加压二氧化碳处理的PLLA薄膜的形貌 |
5.3.2 雪花晶的结构分析 |
5.3.3 雪花晶的生长过程 |
5.4. 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 加压二氧化碳对左旋聚乳酸晶体形核长大的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验 |
6.2.1 材料 |
6.2.2 样品制备 |
6.2.3 测试 |
6.2.4 原位高压多光学观测系统 |
6.2.5 二氧化碳处理 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 PLLA在低温二氧化碳中的结晶 |
6.3.2 PLLA在高温二氧化碳中的结晶 |
6.3.3 PLLA在加压二氧化碳中的结晶动力学 |
6.3.4 PLLA晶体在形核限制效应中的节奏式生长 |
6.4 本章小结 |
6.5 参考文献 |
第七章 二氧化碳中聚乳酸晶体的分子构象和晶片结构 |
7.1 引言 |
7.2 实验 |
7.2.1 材料 |
7.2.2 薄膜制备 |
7.2.3 超临界二氧化碳处理 |
7.2.4 测试 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 PLLA提纯 |
7.3.2 二氧化碳中的薄膜结晶 |
7.3.3 螺旋梯田晶体 |
7.3.4 分子形态 |
7.3.5 松弛折叠的形成 |
7.3.6 多层片晶中的晶片外翻 |
7.4 本章小结 |
7.5 参考文献 |
第八章 聚乳酸在二氧化碳中晶体生长的分子机理 |
8.1 引言 |
8.2 实验 |
8.2.1 二氧化碳处理 |
8.2.2 实验结果 |
8.3 理论模型 |
8.3.1 聚合物/二氧化碳体系状态方程 |
8.3.2 分子形核模型 |
8.3.3 二氧化碳诱发的附加能变 |
8.3.4 模型参数 |
8.3.5 计算方法 |
8.4 计算结果 |
8.5 本章小结 |
8.6 附录 |
8.6.1 S-L模型的计算结果 |
8.6.2 分子形核模型的计算结果 |
8.6.3 扩散活化能和临界形核自由能 |
8.6.4 二氧化碳引起的形核过程中的额外自由能 |
8.7 参考文献 |
第九章 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 展望 |
致谢 |
攻读博士学位期间完成的论文 |
攻读博士学位期间申请的发明专利 |
攻读博士学位期间获得的奖励 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
附件 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(9)基于水化惰性胶凝材料的CO2矿化养护建材机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和研究意义 |
1.1.1 全球变暖和二氧化碳减排控制 |
1.1.2 二氧化碳的捕集技术 |
1.2 二氧化碳利用的主要途径 |
1.2.1 二氧化碳的热/电化学转化 |
1.2.2 二氧化碳的矿化固定 |
1.2.2.1 原位矿化 |
1.2.2.2 非原位矿化 |
1.2.2.3 CO_2矿化技术与工业固废资源化的耦合 |
1.2.2.4 CO_2矿化养护混凝土技术 |
1.2.2.5 中国的CO_2矿化潜力 |
1.2.2.6 矿化养护制低碳建材制品的市场潜力 |
第2章 二氧化碳矿化养护混凝土技术的研究进展 |
2.1 矿化胶凝材料的研究进展 |
2.1.1 波特兰水泥的矿化养护 |
2.1.2 工业固废的矿化养护 |
2.1.3 矿化材料优化方向设想 |
2.2 矿化养护过程的影响机制和动力学 |
2.2.1 CO_2压力和浓度的影响 |
2.2.2 温度和孔隙水的影响 |
2.2.3 超临界CO_2携带H_2O的影响 |
2.2.4 矿化过程速率限制问题 |
2.3 胶凝体系微观结构和矿化的构效关系研究进展 |
2.3.1 矿化塑造固相结构机制 |
2.3.2 微观孔结构对矿化过程的影响 |
2.4 二氧化碳矿化养护技术的主要难题和挑战 |
2.5 本文选题和研究思路 |
2.5.1 选题背景和逻辑导图 |
2.5.2 论文主要研究内容 |
第3章 硅酸钙胶凝体系二氧化碳矿化养护的矿相转化和影响机制 |
3.1 引言 |
3.2 CO_2矿化养护实验系统和材料 |
3.2.1 材料试剂 |
3.2.2 净浆制备和预处理 |
3.2.3 矿化实验系统 |
3.2.4 晶体矿相表征方法 |
3.3 矿化反应的影响因素和矿相演变 |
3.3.1 压力的影响 |
3.3.2 温度的影响 |
3.3.3 水灰比的影响 |
3.4 波特兰水泥净浆的矿相变化 |
3.5 CO_2矿化水泥净浆的表观反应速率拟合 |
3.5.1 表观速率拟合模型 |
3.5.2 渐进式扩散控制的表观动力学机制 |
3.6 基于扩散控制机制的惰性矿物掺杂优化 |
3.6.1 白云石掺杂对矿化过程的影响 |
3.6.2 白云石复合胶凝材料的矿相变化特性 |
3.6.3 二氧化硅和石灰石掺杂对矿化过程的影响 |
3.6.4 二氧化硅和石灰石复合胶凝材料的矿相变化特性 |
3.7 本章小结 |
第4章 硅酸钙胶凝体系微观-宏观结构演变和优化机制 |
4.1 引言 |
4.2 胶凝体系的微观结构和宏观性能评价方法 |
4.2.1 干燥孔隙结构表征 |
4.2.2 含孔隙水结构的气体渗透特性表征 |
4.2.3 抗压性能测试 |
4.3 矿化影响的孔隙结构演变机制 |
4.4 矿化影响的气相渗透率演变机制 |
4.5 惰性矿物掺杂调控微观结构 |
4.5.1 白云石惰性矿物掺杂 |
4.5.2 二氧化硅和石灰石惰性矿物掺杂 |
4.6 矿化反应对宏观力学性能的强化机制 |
4.7 本章小结 |
第5章 水化惰性胶凝材料的构效设计和矿化强化机制研究 |
5.1 新型低钙硅比水化惰性胶凝材料的概念设计 |
5.2 无定形硅酸一钙-水泥胶凝体系的矿化特性 |
5.2.1 材料试剂 |
5.2.2 无定型硅酸一钙复合胶凝材料的矿化 |
5.2.3 无定型硅酸一钙复合胶凝材料的微观结构和性能特性 |
5.2.4 无定型硅酸一钙复合胶凝材料矿化的表观速率曲线拟合 |
5.3 天然硅灰石-水泥胶凝体系的矿化特性 |
5.3.1 材料试剂 |
5.3.2 WPC复合材料的矿化特性 |
5.3.3 WPC矿化的表观速率曲线拟合 |
5.3.4 WPC复合材料矿化的失水特性 |
5.3.5 WPC的晶相成分和微观形貌变化 |
5.3.6 WPC的孔隙分布特性变化 |
5.3.7 WPC的渗透特性变化 |
5.3.8 WPC复合材料矿化特性总结 |
5.3.9 WPC矿化养护的力学性能强化 |
5.4 本章小结 |
第6章 胶凝体系二氧化碳矿化的多尺度反应动力学机理和实验研究 |
6.1 引言 |
6.2 单颗粒尺度硅酸一钙(水化惰性矿物)的矿化动力学 |
6.2.1 材料和实验方法 |
6.2.2 硅酸一钙矿物颗粒的矿化 |
6.2.3 颗粒尺度动力学模型推导 |
6.2.3.1 缩核反应模型 |
6.2.3.2 表面水覆盖模型 |
6.2.4 硅酸一钙颗粒矿化的模型拟合和分析 |
6.2.5 硅酸一钙颗粒矿化的微观表征 |
6.2.6 硅酸一钙颗粒矿化动力学机制的总结 |
6.3 单颗粒尺度波特兰水泥(水化活性矿物)的矿化动力学 |
6.3.1 OPC矿物颗粒的矿化 |
6.3.2 OPC颗粒矿化的模型拟合和分析 |
6.4 基于CT扫描图像的胶凝体系宏观尺度扩散-矿化特性研究 |
6.4.1 CT扫描仪和试样 |
6.4.2 OPC试样的CT图像分析 |
6.4.3 WPC试样的CT图像分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 基于CML评价体系的矿化养护建材全生命周期环境效益研究 |
7.1 引言 |
7.2 全生命周期评估方法介绍 |
7.3 矿化养护建材的数据选择和生命周期边界设定 |
7.3.1 LCA分析目标 |
7.3.2 功能单元和边界范围设定 |
7.3.3 生命周期清单和流程计算 |
7.3.4 分析情景设置 |
7.4 矿化养护建材的生命周期清单结果和环境影响评估 |
7.5 敏感性分析和配方-流程优化方案 |
7.5.1 二元胶凝材料掺比的影响 |
7.5.2 轻量化设计的影响 |
7.5.3 CO_2矿化吸收量和生产能耗的影响 |
7.5.4 原料运输距离的影响 |
7.6 本章分析总结 |
第8章 全文总结和展望 |
8.1 主要研究成果 |
8.2 本文创新点 |
8.3 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(10)超临界乳液萃取法制备载药微囊及磁性复合微囊工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 槲皮素的药用价值 |
1.2 微球在医学上的应用 |
1.3 可降解生物高分子材料在微胶囊中的应用 |
1.3.1 PCL的合成及理化性质 |
1.3.2 PCL在给药系统中的应用 |
1.4 超临界流体制备载药微囊 |
1.5 研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
2 SFEE法制备载药微囊的工艺优化研究 |
2.1 实验装置及流程 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验器材 |
2.1.3 实验装置 |
2.1.4 实验步骤 |
2.1.5单因素实验 |
2.1.6 高压气液相平衡 |
2.1.7 实验表征方法 |
2.2 结论与分析 |
2.2.1 高压气液相平衡计算 |
2.2.2 SFEE法中萃取参数对溶剂残留量的影响 |
2.2.3 SFEE法中操作参数对微囊粒径的影响 |
2.2.4 微囊的稳定性分析 |
2.2.5 微囊的红外分析 |
2.2.6 微囊中药物形态表征 |
2.3 本章小结 |
3 基于SFEE法制备载药微囊的包埋效果及释放特性研究 |
3.1 实验材料和方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验器材 |
3.1.3单因素实验 |
3.1.4 响应面法实验设计 |
3.1.5 标准曲线的测定 |
3.1.6 微胶囊包埋率及载药量的测定 |
3.1.7 微胶囊缓释实验设计步骤 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 槲皮素在EA中标准曲线的建立 |
3.2.2 槲皮素在PBS/乙醇缓冲溶液中标准曲线的建立 |
3.2.3 单因素试验结果 |
3.2.4 响应面法试验结果 |
3.2.5 微胶囊的缓释特性研究 |
3.3 本章小结 |
4 SFEE法制备磁性微囊及性能研究 |
4.1 实验材料和方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验器材 |
4.1.3 实验方法 |
4.1.4 实验表征方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 油酸修饰Fe_3O_4 的表征 |
4.2.2 Fe_3O_4 添加量对微囊粒径的影响 |
4.2.3 磁性微囊的XRD分析 |
4.2.4 磁性微囊的表面形貌分析 |
4.2.5 磁性微囊的磁化性能 |
4.2.6 磁性微囊释放 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
四、Theoretical Studies on Critical Properties of Binary System with Supercritical Carbon Dioxide(论文参考文献)
- [1]动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究[D]. 王都阳. 南昌大学, 2021(02)
- [2]定量拉曼光谱技术研究SO2-CO2混合注入孔隙介质的非平衡溶解和水岩反应[D]. 周倩. 中国地质大学, 2021(02)
- [3]CO2储存过程多因素影响的数值模拟研究 ——以鄂尔多斯盆地石千峰组为例[D]. 靖晶. 中国地质大学, 2021(02)
- [4]多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响[D]. 张少锋. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]CO2(CH4)-H2O体系在近临界区的气液相平衡和PVTX性质的精确计算及应用[D]. 李雅婧. 西北大学, 2020(02)
- [6]CO2+水复合萃取分离回收油泥中油分的机理和工艺研究[D]. 吴小飞. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [7]超临界乳液萃取法制备载药微囊工艺基础研究[D]. 董超. 大连理工大学, 2019(08)
- [8]聚合物/二氧化碳体系的动态相演变与结晶行为研究[D]. 张磊. 山东大学, 2019(02)
- [9]基于水化惰性胶凝材料的CO2矿化养护建材机制研究[D]. 黄浩. 浙江大学, 2019(04)
- [10]超临界乳液萃取法制备载药微囊及磁性复合微囊工艺研究[D]. 范文华. 大连理工大学, 2019(02)
标签:超临界流体论文; 超临界二氧化碳萃取论文; 发泡塑料论文; 发泡材料论文; 发泡水泥论文;