界面传递过程的非平衡热力学

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21136004
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0801.化工热力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2011
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2012-01-01 至2016-12-31

项目摘要

多相化工过程中界面处的传递往往是复杂、共性的科学问题,研究界面现象及其与体相性质的关系,找到其控制手段,可以实现化工过程传质和反应的强化,对解决环保、资源、生物、材料等领域中应用问题具有重要意义。申请者拟在前期研究建立的钾离子界面传递模型的基础之上,对界面传递通量J,界面化学势梯度μ,界面传质系数K进行相应的测量和计算,建立通用型的传递模型。具体方法是建立经过热力学修正的界面传递通量在线测定方法,与应用非平衡态热力学原理线性近似的统计速率理论相关联,精确描述固液,汽液,气固等微米尺度下的界面传递现象。特点在于通过分子模拟结合DFT的技术手段加深多相界面的认识,再结合非平衡热力学与SAFT理论,开发获取多相传递过程动力学数据的技术手段,从而实现多相界面传递的预测与控制。创新性在于利用TG,AFM实验精确测定以及NEMD分子模拟传递通量;利用SAFT结合DFT理论的方法求得界面化学势梯度。

结项摘要

多相化工过程中界面处的传递往往是复杂、共性的科学问题,研究界面现象及其与体相性质的关系,找到其控制手段,可以实现化工过程传质和反应的强化,对解决环保、资源、生物、材料等领域中应用问题具有重要意义。本项目建立经过热力学修正的界面传递通量在线测定方法,与应用非平衡态热力学原理线性近似的统计速率理论相关联,精确描述固液,汽液,气固等微米尺度下的界面传递现象。对界面传递通量 J,界面化学势梯度μ,界面传质系数 K 进行相应的测量和计算,建立通用型的传递模型。通过TG技术精确测定了NaCl-TiO2-Na2O反应体系的传递速率,建立熔盐挥发过程气液相界面传递模型。该模型指导下的钛酸盐晶须生产工艺专利已转让给镇江迪博新材料公司,并建立1500吨/年生产线。提出加氢脱硫反应中应强化产物H2S脱附来提高反应转化率的思想。并通过非均一碳表面改性调控TiO2的表面性质,使得改性催化剂表现出优异的脱硫性能,转化率从原先的65%提升至98%以上。相关成果已获国际PCT专利授权。建立了一个新的电解质型变阱宽方阱链流体状态方程(e-SWCF-VR),可用于描述强电解质、弱电解质以及流体的界面热力学性质,并采用基团贡献法实现了方程的预测功能。该项目分析方法已被拓展用于能源、环境和资源问题,获得科技部973项目,国家自然科学基金重大研究计划和重大项目等资助,并已在解决CO2减排分离、分离膜中流体混合物的限域传质机制以及介孔氧化钛表面反应与传递调控机制等方面取得进展。项目执行期间,获得教育部自然科学一等奖1项;发表学术论文86篇,其中SCI收录61篇,撰写《材料化学工程中的热力学与分子模拟研究》专著1部(中文);撰写Elsevier专著章节3次;申请中国发明专利18项(其中授权专利13项,PCT专利申请4项,授权4项);国内外学术会议邀请报告6次;举办国际会议1次;培养博士生13名、硕士生27名。

项目成果

期刊论文数量(86)
专著数量(4)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(8)
专利数量(0)
Protein adsorptive behavior on mesoporous titanium dioxide determined by geometrical topography
几何形貌测定介孔二氧化钛的蛋白质吸附行为
  • DOI:
    10.1016/j.ces.2014.06.004
  • 发表时间:
    2014-09-27
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    An, Rong;Zhuang, Wei;Wu, Nanhua
  • 通讯作者:
    Wu, Nanhua
大中型沼气工程高压水洗提纯工艺的模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    可再生能源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘畅;马春燕;陆小华
  • 通讯作者:
    陆小华
Adsorption of N-Butane/I-Butane in Zeolites: Simulation and Theory Study
正丁烷/异丁烷在沸石中的吸附:模拟与理论研究
  • DOI:
    10.1080/01496395.2013.878848
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Separation Science and Technology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Wu, Ximing;Wang, Shanshan;Cao, Wei;Lu, Xiaohua
  • 通讯作者:
    Lu, Xiaohua
Liquid-Solid Nanofriction and Interfacial Wetting
液固纳米摩擦和界面润湿
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.5b04115
  • 发表时间:
    2016-01-26
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    An, Rong;Huang, Liangliang;Gubbins, Keith E.
  • 通讯作者:
    Gubbins, Keith E.
MBr(M=Na,K)在离子液体[Bmim]Br水溶液中的溶解度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任颖倩;陆轶群;彭昌军;刘洪来
  • 通讯作者:
    刘洪来

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其他文献

水中痕量有机物光催化降解初始速率排序和预测
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    吕玲红
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    冯 新

其他文献

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陆小华的其他基金

专题研讨类:化工基础数据获取新范式
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    22342017
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
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纳微界面传递的分子热力学机制——面向CO2分离的负载离子液体的研究
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    40 万元
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面向双氧水现制即用绿色过程的介尺度结构、机制及调控
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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    重大研究计划
基于分子模拟的高温及超临界下离子水溶液的相平衡研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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    1993
  • 资助金额:
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    28900003
  • 批准年份:
    1989
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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