当前位置:主页 > 科技论文 > 化学论文 >

利用D-D核反应研究氘在钯中的沉积行为

发布时间:2018-05-30 03:27

  本文选题: + D-D核反应 ; 参考:《兰州大学》2017年硕士论文


【摘要】:钯(Pd)是一种非常重要的储氢材料,具有较强的吸氢能力。钯在氢同位素的分离过程中也起着非常重要的作用,它能够制成透过膜用于氢与杂质的分离以获得高纯度的氢。钯还可以在储氢材料的制备中作为氢化催化剂来提升其储氢性能。因此,需要对氢同位素与钯的相互作用,如氢、氘在钯中的沉积行为(扩散、吸附/解析附,表面复合等)进行研究。本工作将氘离子束注入钯中,并利用氘离子诱发D-D核反应的方法研究了氘在钯中的动态和静态浓度。实验首先将能量为14-20 ke V/D的D+3强束注入钯箔,同时监测出射质子产额,当产额不随注量发生变化时即认为靶内氘浓度达到饱和,通过质子产额即可获得靶内动态氘浓度;在每一次注入之后停束一段时间,利用能量为75 ke V/D的D+弱束诱发的D-D核反应监测停束后钯靶中的静态氘浓度。进一步,根据氘在钯靶中的扩散、吸附/解吸附、表面复合等行为建立了理论模型,其中动态氘浓度由注入达到饱和后的自由扩散态氘浓度CD、非稳定束缚态氘浓度CA以及稳定束缚态氘浓度CT组成,且静态氘浓度为稳定束缚态氘浓度CT。通过该模型计算了在各注入能量下钯靶中三种类型的氘浓度的深度分布及其时间演化。结果表明:(1)钯靶中稳定束缚态氘浓度(CT)存在饱和值(2.9±0.2)×1020/cm3,其原子密度之比nD/nPd为(0.42±0.03)at.%。(2)注量~1017/cm2后,钯靶中自由扩散态氘浓度(CD)及非稳定束缚态氘浓度(CA)达到动态平衡,CD/CA约为1/600。当停束后,该部分氘迅速减少直至消失。(3)本实验中,根据模拟计算得到吸附系数(kA)和解吸附系数(kD)分别为39 s-1和6×10-2 s-1。本工作利用D-D核反应分析法对自吸收钯靶中的氘浓度进行了实时分析,所建模型能较好地符合实验结果,该方法可用于其它材料中氘沉积的实时分析。
[Abstract]:Palladium palladium (PD) is a very important hydrogen storage material with strong hydrogen absorption ability. Palladium also plays an important role in the separation of hydrogen isotopes. Palladium can be used to separate hydrogen from impurities through membranes to obtain high purity hydrogen. Palladium can also be used as hydrogenation catalyst in the preparation of hydrogen storage materials. Therefore, the interaction of hydrogen isotopes with palladium, such as the deposition behavior of hydrogen and deuterium in palladium (diffusion, adsorption / desorption, surface recombination, etc.) needs to be studied. In this work, deuterium ion beam was implanted into palladium, and the dynamic and static concentrations of deuterium in palladium were studied by D-D nuclear reaction induced by deuterium ion. Firstly, the D 3 strong beam with energy of 14-20 Kev / D was injected into the palladium foil, and the proton yield was monitored. When the yield did not change with the flux, the deuterium concentration in the target reached saturation and the dynamic deuterium concentration in the target could be obtained by the proton yield. The D-D nuclear reaction induced by D weak beam with 75 ke V / D energy was used to monitor the static deuterium concentration in the PD target after each injection for a period of time. Furthermore, a theoretical model of deuterium diffusion, adsorption / desorption, and surface recombination in palladium target was established. The dynamic deuterium concentration is composed of the free diffusion deuterium concentration (CD), the unsteady bound state deuterium concentration (CA) and the stable bound state deuterium concentration (CT), and the static deuterium concentration is the stable bound state deuterium concentration (CTT). The depth distribution and time evolution of three types of deuterium concentrations in the palladium target at various implanted energies were calculated by the model. The results show that the stable bound deuterium concentration in the palladium target has a saturation value of 2. 9 卤0. 2) 脳 10 ~ 20 / cm ~ (3), and the atomic density ratio (nD/nPd) is 0. 42 卤0. 03 at. 2) after the flux of 1017 / cm ~ 2, the free diffusion state deuterium concentration in the palladium target and the unsteady bound state deuterium concentration can reach a dynamic equilibrium of about 1 / 600. When the beam was stopped, the deuterium decreased rapidly until it disappeared.) in this experiment, the adsorption coefficient K A) and the desorption coefficient K D were 39 s -1 and 6 脳 10 -2 s -1, respectively. In this work, the deuterium concentration in self-absorbed palladium target is analyzed in real time by D-D nuclear reaction analysis. The model can be used for the real-time analysis of deuterium deposition in other materials.
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG146.36;O613.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 苏连永,林仲华,罗瑾,田昭武;微电极在歧化催化反应研究中的应用[J];云南大学学报(自然科学版);1994年S2期

2 周光明,张筑元,刘绍璞;傅里叶变换红外光谱及其联用技术在反应研究中的新进展[J];分析测试学报;1998年06期

3 梁代骅;沈关涛;李德义;吴俊恒;;核反应分析法测定乌龙茶的含氟量[J];茶叶科学简报;1987年02期

4 吴士明,李民乾,盛康龙,刘昶时,张家骅;用PIXE-PIGE方法作多元素同时分析[J];核技术;1990年10期

5 白新德,尤引娟,马春来,陈文莉;利用O~(18)示踪和核反应分析研究不锈钢的着色机制[J];材料保护;1996年01期

6 黄代敏,向启明;氮杂二烯的Diels-Alder反应研究进展[J];有机化学;1995年06期

7 吴小梅;辛嘉英;张颖鑫;翟宗德;夏春谷;;无溶剂体系中的脂肪酶催化反应研究进展[J];分子催化;2006年06期

8 陈益钊,李聚才,,李文藻,郁陵庄;氧方酸与一些酰胺的反应研究[J];四川大学学报(自然科学版);1996年02期

9 梅来宝,邓敏,唐明述;碱-碳酸盐反应研究进展[J];南京工业大学学报(自然科学版);2002年02期

10 路宝田,彭高聪,肖蓉,孟益民,刘国杰,李大鸣,张筱兰;醇酸树脂催化聚酯化反应研究[J];兰州大学学报;1984年S2期

相关会议论文 前10条

1 孙平;高子伟;高玲香;胥芳;;碱存在下乙醇催化合成二茂钛配合物的反应研究[A];中国化学会第十三届金属有机化学学术讨论会论文摘要集[C];2004年

2 焦宁;;基于简单分子的简洁、高效的氮化反应研究[A];第十七届全国金属有机化学学术讨论会会议论文集[C];2012年

3 刘金明;郭艳春;曹书霞;廖新成;卢建莎;赵玉芬;;三氯化磷辅助下亮氨酸的反应研究[A];第七届全国磷化学化工暨第四届海峡化学生物学、生物技术与医药发展讨论会论文集[C];2006年

4 王铁山;D.Grambole;F.Herrmann;;利用~1H(~(15)N,αγ)~(12)C共振核反应进行氢在固体中纳米水平深度分布分析[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年

5 陈晓谋;蒋国强;齐宝汉;陈世勋;卢勇杰;;铀与一氧化碳、二氧化碳反应研究[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年

6 黄喜根;乐治平;冯玉杰;;植物油在Ce-Co-Ni/Al_2O_3催化脱氧反应研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年

7 柳风英;温书贤;李长春;韩本华;翕培q;杨春祥;;~(197)Au(a、2n)~(199)T1在束r谱研究[A];第五次核物理会议资料汇编(中册)[C];1982年

8 方红云;席振峰;;1,3-丁二烯-1-溴化镁与醛、酮的反应研究:合成2,4-戊二烯-1-醇[A];第三届全国有机化学学术会议论文集(上册)[C];2004年

9 孙长辉;李超忠;;亚铜催化的分子内氮烯基化反应研究[A];中国化学会第26届学术年会有机化学分会场论文集[C];2008年

10 马妮;陈林;;β-氯代乙基苯甲醛亚胺与吲哚的反应研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前2条

1 刘霞;美科学家发现新的三体原子束缚态[N];科技日报;2012年

2 记者 陈超;日发现稀土类金属存在超导和磁性现象[N];科技日报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 周列锦;杂环碳醌的新合成方法及其Diels-Alder反应研究[D];华东师范大学;2016年

2 沈行;氧化条件下的氰化反应研究[D];重庆大学;2016年

3 刘海滨;开放量子系统动力学及束缚态研究[D];兰州大学;2015年

4 周祥楠;Elko场在膜上的局域化以及黑洞外准束缚态的研究[D];兰州大学;2015年

5 唐翰昭;Majorana束缚态体系的输运性质[D];河北师范大学;2016年

6 沈颖林;Ⅰ.环糊精与棉酚包合物的研究 Ⅱ.一氧化氮与丙炔醇和二氢嘧啶酮的反应研究[D];兰州大学;2006年

7 王兆龙;膜状引力解,闭弦快子凝聚和D膜束缚态相互作用[D];中国科学技术大学;2010年

8 林祁斛;量子三体方法研究晕核等系统[D];南京大学;2013年

9 刘杰;偕二卤代烯烃参与的有机串联反应研究[D];苏州大学;2013年

10 杨振;金属材料中低能D-D核反应的实验研究[D];兰州大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 何厚军;利用D-D核反应研究氘在钯中的沉积行为[D];兰州大学;2017年

2 姜浩杰;水相铜催化合成3-取代吲哚的反应研究[D];石河子大学;2016年

3 印靖;炔醚的官能团化反应研究[D];浙江师范大学;2015年

4 马俊燕;水相中锡粉参与下酰腙的“一锅法”烯丙基化反应研究[D];西北师范大学;2016年

5 李仔豪;Cu-MOF催化的C-N和C-CN键的构建反应研究[D];石河子大学;2017年

6 保云芬;吲唑、吡唑的aza-Michael反应研究[D];西北师范大学;2016年

7 刘浪;氢化锂中氢迁移行为初步研究[D];中国工程物理研究院;2015年

8 孙鹏;高效烯(炔)基化反应研究[D];苏州大学;2013年

9 陈佳佳;新型α-卤代羰基化合物砜化反应研究[D];温州大学;2016年

10 陈春风;铜催化Imino-Diels-Alder反应研究[D];大连理工大学;2013年



本文编号:1953723

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/1953723.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户484a7***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com