吸热碳氢燃料基多功能化纳米流体的制备、性能及热化学

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21273201
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0303.化学热力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

For the active thermal protection of hypersonic aircrafts, this project will prospectively study one kind of high development potential coolant, multi-functional nanofluids with endothermic hydrocarbon fuels (EHF) as base liquids, and mainly investigate the preparation, performance and thermochemistry of such nanofluids to make show some key scientific issues. The multi-functional nanoparticles will be synthesized to be composed of a metal or metallic oxide core and its surface-modified layer or ligands. With careful design and synthesis, the surface-modified nanoparticles are required to have satisfactory lipophilicity and stability in the EHFs and possess the potential capacity of multiple functions. With a suitable combination of the multi-functional nanoparticles and the base liquid of high quality EHF, the nanofluids coupling with the functions of antioxidation, heat transfer enhancement, nano-catalysis and effective heat sink increase will be prepared. With the systematic measurements on the thermal stability, viscosity, thermal conductivity and interfacial tension, the influences on the fluidic properties of the types of nanoparticles, ligand, scale and addition amount will be grasped. From the thermochemistry experiments of thermal oxidation, pyrolysis and heat transfer and the calorimetry determinations under high heat flux, with combination of the analyses of gaseous and liquid products, the intrinsic laws for the effective heat sink and heat transfer security, the thermodynamics and kinetics on the nanofluids will be obtained. The research results of this project will provide an important theoretical basis on the exploration of new advanced liquid propellants.
本项目以高超声速飞行器的主动热防护为背景,前瞻性地研究具有发展潜力的吸热碳氢燃料基多功能纳米流体推进剂的制备、性能及相关热化学过程中的关键科学问题。通过精心设计和合成纳米核(纳米金属或金属氧化物颗粒)及其表面修饰物质(配体),构筑多功能化的纳米粒子,既解决纳米粒子亲油性和稳定性问题,又赋予所需要的"多功能"潜质。将多功能化纳米粒子与高质量的吸热碳氢燃料基液合理配伍,形成能够将抗氧化、强化传热、纳米催化和提高有效热沉等功能高度耦合于一体的纳米流体。通过热稳定性、黏度、导热系数、界面张力等的系统测定,把握纳米粒子种类、配体、尺度和加入量对流体性能的影响规律;通过热氧化、裂解、传热等热化学实验和高热流密度下的量热学测定,结合气、液产物分析,获得有效热沉和换热安全性,以及相关热力学和动力学规律。研究成果可为先进的液体推进剂研制新途径的探索提供重要理论基础。

结项摘要

吸热碳氢燃料是为高超声速飞行器同时提供推动力和热沉的先进高能液体推进剂,本项目以高超声速飞行器的主动热防护为背景,前瞻性地研究了具有发展潜力的吸热碳氢燃料基多功能纳米流体推进剂的制备、性能及相关热化学过程中的关键科学问题,其研究具有理论价值和战略意义。项目通过精心设计和合成纳米核(纳米金属或金属氧化物颗粒)及其表面修饰物质(配体),构筑了多功能化的纳米粒子,既解决了纳米粒子亲油性和稳定性问题,又赋予了所需要的“多功能”潜质。通过哌嗪基离子液体萃取脱硫等绿色化学方法,获得了清洁程度、热稳定性明显提高的吸热碳氢燃料基液。将多功能化纳米粒子与高质量的碳氢燃料基液合理配伍,制备了能够将抗氧化、强化传热、纳米催化和提高有效热沉等功能高度耦合于一体的纳米流体,形成了较佳的配方和制备路线。通过热稳定性、黏度、导热系数、界面张力等的系统测定,获得了纳米粒子种类、配体、尺度和加入量等对纳米流体性能的影响规律;通过热氧化、裂解、传热等热化学实验和高热流密度下的量热学测定,结合气、液产物分析,获得了纳米流体型碳氢燃料的有效热沉和换热安全性,以及相关热力学和动力学规律,并形成了一定的理论模型。已经发表学术论文34篇,授权发明专利3项。部分研究成果已经被国家科技工程某重大专项采纳。本项目可为液体推进剂研制新途径的探索提供重要理论基础。对推进我国新型吸热碳氢燃料研究、应用和航空航天事业发展作出了一定贡献。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(17)
专利数量(0)
Investigations on the thermal decomposition of JP-10/iso-octane binary mixtures
JP-10/异辛烷二元混合物的热分解研究
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2015.09.052
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li Guangqian;Zhang Chuanfeng;Wei Hui;Xie Hujun;Guo Yongsheng;Fang Wenjun
  • 通讯作者:
    Fang Wenjun
Gold/Oil Nanofluids Stabilized by a Gemini Surfactant and Their Catalytic Property
Gemini 表面活性剂稳定的金/油纳米流体及其催化性能
  • DOI:
    10.1021/ie303270j
  • 发表时间:
    2013-06-19
  • 期刊:
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Li, Dan;Fang, Wenjun;Cai, Keke
  • 通讯作者:
    Cai, Keke
亲油性纳米ZSM-5分子筛的制备及其对碳氢燃料的催化性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    浙江大学学报(理学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许莉;方文军;郭永胜;尚忠进
  • 通讯作者:
    尚忠进
Theoretical studies on the reductive elimination reaction mechanism from neutral palladium(IV) sulfinate complexes
中性亚磺酸钯(IV)络合物还原消除反应机理的理论研究
  • DOI:
    10.1002/poc.3192
  • 发表时间:
    2013-11
  • 期刊:
    Journal of Physical Organic Chemistry
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Xie, Hujun;Lin, Furong;Lei, Qunfang;Fang, Wenjun
  • 通讯作者:
    Fang, Wenjun
Densities, Viscosities, Refractive Indices, and Surface Tensions of Binary Mixtures of 2,2,4-Trimethylpentane with Several Alkylated Cyclohexanes from (293.15 to 343.15) K
2,2,4-三甲基戊烷与几种烷基化环己烷(293.15 至 343.15)K 的二元混合物的密度、粘度、折射率和表面张力
  • DOI:
    10.1021/acs.jced.5b00105
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Journal of Chemical and Engineering Data
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li, Guangqian;Yue, Lei;Guo, Yongsheng;Fang, Wenjun
  • 通讯作者:
    Fang, Wenjun

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其他文献

直链烷烃与JP-10混配二元体系的体积性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨玉忠;张玲玲;方文军;林瑞森
  • 通讯作者:
    林瑞森
基于CaCO_3/SiO_2复合粒子的超疏水表面制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方京男;洪碧圆;童威;雷群芳;方文军
  • 通讯作者:
    方文军
超支化聚合物作为金属纳米粒子稳定剂的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    石油学报(石油加工)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈燕宇;何桂金;郭永胜;方文军
  • 通讯作者:
    方文军
正丁醇/正戊醇+JP-10二元体系的体积性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨玉忠;龚先杰;方文军;林瑞森
  • 通讯作者:
    林瑞森
高能量密度碳氢燃料JP-10的热裂解研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    石油学报(石油加工)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白帅帅;糜基;姚晨阳;蒋朋飞;郭永胜;方文军
  • 通讯作者:
    方文军

其他文献

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方文军的其他基金

碳氢燃料热化学过程分布式实时测控系统研制
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    国家重大科研仪器研制项目
超支化聚合物/吸热碳氢燃料推进剂体系的构筑、相平衡和热化学
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    21773209
  • 批准年份:
    2017
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超燃冲压发动机给料的化学调控及其与湍流燃烧耦合
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    2014
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    重大研究计划
高能量密度吸热碳氢燃料的制备及其功能实现
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吸热型碳氢燃料研制的两个关键化学基础问题:热稳定性和超临界特性
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    20573096
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  • 项目类别:
    面上项目

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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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