基于重构模型微孔介孔介质孔隙结构和扩散性能的研究论文

《基于重构模型微孔介孔介质孔隙结构和扩散性能的研究论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学位论文数据集I

2、UlIlUIIIIIIIIIIIIIIIIY2139488中图分类号TQ021．4学科分类号070300论文编号1001020120035密级学位授予单位代码100lO学位授予单位名称北京化工大学作者姓名岑为学号2007080035获学位专业名称化学获学位专业代码070300微孔介孔材料孔隙结构扩课题来源中石化项目研究方向散性质论文题目基于重构模型微孔介孔介质孔隙结构与扩散性能研究微孔介孔介质，三维重构模型，随机逾渗体系，关联逾渗体系，扩散，相关键词关函数，孔隙率论文答辩日期2012年5月30日+论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称

3、工作单位学科专长指导教师毛炳权教授北京化工研究院化学评阅人1教授评阅人2教授评阅人3教授评阅人4乔金棵教授北京化工研究院高分子材料评阅人5武荣瑞教授北京服装学院高分子材料徽员糊杨万泰教授北京化工大学高分子化学与物理答辩委员1武荣瑞教授北京服装学院高分子材料答辩委员2吴一弦教授北京化工大学高分子化学与物理答辩委员3魏根栓教授北京大学化学答辩委员4李效玉教授北京化工大学高分子化学与物理答辩委员5乔金棵教授北京化工研究院高分子材料注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准

4、(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。北京化工大学博士论文基于重构模型微孔介孔介质孔隙结构与扩散性能研究摘要微孔介孔材料作为载体、催化剂或者吸附剂，在石油、化工、能源、环保等行业获得广泛的应用。在这些应用中，气体在孔隙内的扩散传递性质是必不可少的重要数据。不过由于孔隙结构异常复杂，目前对于这种结构的特征和扩散传递性质的了解还不完全充分。过去研究人员提出了采用曲折因子来描述孔隙结构特征并量化有效扩散系数与孔隙结构特征之间的关系，不过曲折因子只能大致地对孔隙结构做一个宏观的描述，无法精确到微观的特征。另外，被

5、广泛研究的多孔介质分形性质也只能说明有限标度区间内的结构特征和性质，从分形模型中得到传质规律与实验现象还有一定的差距。再者，微孔介孔材料的孔隙结构作为一种无序介质，可以通过逾渗理论来了解在逾渗状态时的结构特征和扩散性质。然而逾渗理论是基于随机无序分布的粒子模型建立起来的，自然界中和人造的多孔介质结构的粒子之间一般都具有一定的关联性，不同于随机模型。那么对于具有关联性的多孔介质在逾渗状态时具有怎样的规律性质尚不清楚。因此，微孔介孔介质结构与扩散性能还需要更多的研究。本文将在重构模型的基础上来研究微孔介孔介质的孔隙结构特征和扩散性质，该研究为多孔材料的设计、研究制备和性

6、能预测提供了新的理论依据，具有一定的理论意义和应用价值。本文以聚乙烯BCE催化剂和Debye模型(Debye模型可用来描述一类由不定形状、不同大小且各向同性分布的孔隙组成的多孔介质，其相关函数是指数衰减函数)为研究对象。研究内容可分为三个部分：一，BCE催化剂的表征、三维模型重构、有效扩散系数模拟和宏观物性与活性关联研究。二，孔隙率在阈值点及其附近时多孔介质结构与扩散性质研究，即多孔介质逾渗现象研究。三，在孔隙率远大于阈值时对孔隙结构特征和有效扩散系数关联研究。主要研究结果结论如下：(一)BCE催化剂小角X射线散射(SAXS)表征、三维模型重构和扩散模●拟研究北京化

7、工大学博士论文本文采用SAXS方法对．10个BCE催化剂的孔隙结构进行了表征。研究表明散射强度可以分解为两个部分：一是由颗粒间的空隙与催化剂固相电子密度起伏引起的；另一部分是由颗粒内的孔隙与催化剂固相电子密度起伏引起的。前者产生的散射曲线遵守Porod负四次方规则，后者产生的散射曲线在小角区遵守Guinier定理，而在大角区则表现出质量或表面分形特征。将散射曲线进行分割，获得单独由催化剂内孔孔隙产生的散射曲线，分别用Guinier定理、Porod定理、Debye定理和分形模型进行分析。Guinier定理分析表明，催化剂孔隙体系大部分具有单分散性质。通过Porod定理

8、和Debye定理分析都可得到催化剂的比表面，不过只有通过Porod定理计算得出的比表面比较靠近BET测试结果。Debye模型分析表明，孔隙无定形、无规分布的结构只在散射矢量小角区域和中间区域近似存在。而在大角区域的散射曲线需要通过分形模型来表征。分形分析结果表明，BCE催化剂的孔隙空间分布呈质量分形或表面分形的特征，且Porod指数能和催化剂颗粒形态形成一定关联，Porod指数越大的催化剂颗粒形态越好。本文在通过小角X射线散射方法获得两点自相关函数，以及通过吸附法获取孔隙率的基础上，采用随机法重构出BCE催化剂的三维模型。所重构模型的孔隙率和自相关函数与催化剂实