微孔金属有机框架材料氢同位素热力学量子筛效应研究
发布时间：2021-04-21 05:02
面对人类社会可持续发展所遇到的能源短缺和环境恶化问题,核聚变能,被视为理想的解决方案而备受全球瞩目。氢同位素分离,作为实现核聚变能开发和利用的一项关键科学技术难题,却尚未得到有效地解决:氕（1H）、氘（2D）、氚（3T）作为氢的同位素,它们的分子形状、尺寸相同,热力学性质相似,因此,实现氢同位素的分离纯化是一项十分困难的事情,一直困扰着相关领域的研究学者。传统的氢同位素分离方法如低温精馏法、电解法、质子交换法/化学交换法、离心分离法、热扩散法、色谱法、金属氢化物吸附分离法、激光分离法等普遍都存在成本高、效率低的缺陷,从而很难满足氢同位素工业分离的实际需要,因此,探索并开发一种新型可替代的、行之有效的氢同位素分离新方法,对氢同位素分离的实际工业应用意义非凡。最近发展起来的量子筛分（Quantum sieving,QS）技术在新型氢同位素分离方法中呈现出广阔的发展前景。所谓量子筛效应,是指当气体分子尺寸与微孔材料孔径的差异与气体分子的德布罗意波长接近时,气体分子与微孔材料在低温条件下相互作用时产生的一种不确定性量子效应。量子筛效应用于氢同位素分离存在两种效应:热力学量子筛效应,又称平衡量子...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传统氢同位素分离方法概述
1.3 量子筛效应及其用于氢同位素分离
1.3.1 量子筛效应
1.3.2 量子筛效应用于氢同位素分离
1.4 论文选题及意义
1.5 论文主要内容与结构
第二章 四级杆质谱定量检测氢同位素
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 热脱附谱法原理与校准标准物筛选
2.2.2 实验装置与样品制备
2.2.3 实验内容
2.3 结果与讨论
2MS校准实验结果"> 2.3.1 H2MS校准实验结果
+）占比误差分析"> 2.3.2 单原子离子（H+）占比误差分析
2MS校准实验结果与误差分析"> 2.3.3 D2MS校准实验结果与误差分析
2.3.4 MS校准实验结果验证:MS定量检测氢同位素
2.4 小结
第三章 低温氢同位素热力学量子筛效应实验研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料制备与表征
3.2.2 实验装置（ACTDS）
3.2.3 实验流程（TDS）
3.3 结果与讨论
3.3.1 实验结果
3.3.2 实验结果讨论与分析
3.4 小结
第四章 热力学量子筛效应材料孔径与温度的对应关系规律探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料制备与表征
4.2.2 实验装置（ACTDS）
4.2.3 实验流程（TDS）
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验结果
2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度的解释:热力学量子筛效应材料孔径与温度之间最佳对应关系规律"> 4.3.2 CPL-1H2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度的解释:热力学量子筛效应材料孔径与温度之间最佳对应关系规律
2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度处异常现象的解释"> 4.3.3 CPL-1 H2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度处异常现象的解释
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 本论文的创新之处
5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录-1 发表论文
附录-2 学术活动、会议情况
附录-3 获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆-氢体系的同位素效应研究进展[J]. 陈淼,彭述明,周晓松,龙兴贵,傅依备. 稀有金属. 2016(07)
[2]TiD1.92热解析的动力学行为研究[J]. 王海峰,彭述明,龙兴贵,周晓松,梁建华. 原子能科学技术. 2015(03)
[3]低温循环色谱法分离H2/HD[J]. 谢波,翁葵平,侯建平,李毅,任兴碧,古梅. 核化学与放射化学. 2015(01)
[4]铒二氢化物的氘、氚热力学同位素效应[J]. 王维笃,彭述明,梁建华,龙兴贵,周晓松. 原子能科学技术. 2013(08)
[5]氢同位素气相色谱分析研究现状与展望[J]. 王晓英,陆光达,秦城,吕俊波. 化工进展. 2011(06)
[6]贮氢金属多层膜制备技术及吸氢性能研究[J]. 刘锦华,丁伟,梁建华. 原子能科学技术. 2010(S1)
[7]氢同位素气体质谱分析进展[J]. 纪存兴,王钢,纪存喜,侯艳丽,石磊. 科技创新导报. 2010(21)
[8]国际热核实验反应堆（ITER）计划与未来核聚变能源[J]. 潘传红. 物理. 2010(06)
[9]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[10]氢-氘体系的氘丰度质谱分析技术[J]. 石磊,李金英,慕俊娟,纪存喜,胡石林,纪存兴,李中平. 核化学与放射化学. 2009(03)
博士论文
[1]聚变堆燃料循环与氚资源可持续性研究[D]. 倪木一.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]金属—有机骨架材料中量子化效应的分子模拟研究[D]. 王文洁.北京化工大学 2011
本文编号：3151112
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传统氢同位素分离方法概述
1.3 量子筛效应及其用于氢同位素分离
1.3.1 量子筛效应
1.3.2 量子筛效应用于氢同位素分离
1.4 论文选题及意义
1.5 论文主要内容与结构
第二章 四级杆质谱定量检测氢同位素
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 热脱附谱法原理与校准标准物筛选
2.2.2 实验装置与样品制备
2.2.3 实验内容
2.3 结果与讨论
2MS校准实验结果"> 2.3.1 H2MS校准实验结果
+）占比误差分析"> 2.3.2 单原子离子（H+）占比误差分析
2MS校准实验结果与误差分析"> 2.3.3 D2MS校准实验结果与误差分析
2.3.4 MS校准实验结果验证:MS定量检测氢同位素
2.4 小结
第三章 低温氢同位素热力学量子筛效应实验研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料制备与表征
3.2.2 实验装置（ACTDS）
3.2.3 实验流程（TDS）
3.3 结果与讨论
3.3.1 实验结果
3.3.2 实验结果讨论与分析
3.4 小结
第四章 热力学量子筛效应材料孔径与温度的对应关系规律探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料制备与表征
4.2.2 实验装置（ACTDS）
4.2.3 实验流程（TDS）
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验结果
2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度的解释:热力学量子筛效应材料孔径与温度之间最佳对应关系规律"> 4.3.2 CPL-1H2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度的解释:热力学量子筛效应材料孔径与温度之间最佳对应关系规律
2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度处异常现象的解释"> 4.3.3 CPL-1 H2/D2热力学量子筛效应最佳操作温度处异常现象的解释
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 本论文的创新之处
5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录-1 发表论文
附录-2 学术活动、会议情况
附录-3 获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆-氢体系的同位素效应研究进展[J]. 陈淼,彭述明,周晓松,龙兴贵,傅依备. 稀有金属. 2016(07)
[2]TiD1.92热解析的动力学行为研究[J]. 王海峰,彭述明,龙兴贵,周晓松,梁建华. 原子能科学技术. 2015(03)
[3]低温循环色谱法分离H2/HD[J]. 谢波,翁葵平,侯建平,李毅,任兴碧,古梅. 核化学与放射化学. 2015(01)
[4]铒二氢化物的氘、氚热力学同位素效应[J]. 王维笃,彭述明,梁建华,龙兴贵,周晓松. 原子能科学技术. 2013(08)
[5]氢同位素气相色谱分析研究现状与展望[J]. 王晓英,陆光达,秦城,吕俊波. 化工进展. 2011(06)
[6]贮氢金属多层膜制备技术及吸氢性能研究[J]. 刘锦华,丁伟,梁建华. 原子能科学技术. 2010(S1)
[7]氢同位素气体质谱分析进展[J]. 纪存兴,王钢,纪存喜,侯艳丽,石磊. 科技创新导报. 2010(21)
[8]国际热核实验反应堆（ITER）计划与未来核聚变能源[J]. 潘传红. 物理. 2010(06)
[9]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[10]氢-氘体系的氘丰度质谱分析技术[J]. 石磊,李金英,慕俊娟,纪存喜,胡石林,纪存兴,李中平. 核化学与放射化学. 2009(03)
博士论文
[1]聚变堆燃料循环与氚资源可持续性研究[D]. 倪木一.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]金属—有机骨架材料中量子化效应的分子模拟研究[D]. 王文洁.北京化工大学 2011
本文编号：3151112
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3151112.html
