• <small id="6i3wy"></small>
  • <wbr id="6i3wy"><tr id="6i3wy"></tr></wbr>
    <form id="6i3wy"></form>
  • <small id="6i3wy"><dd id="6i3wy"></dd></small>
    <wbr id="6i3wy"></wbr>
  • <form id="6i3wy"><legend id="6i3wy"></legend></form>
    <wbr id="6i3wy"></wbr>
       首頁 >> 新聞 >> 科研進展

    科研進展

    精密測量院發現分子篩限域傳質擴散中的“熱阻效應”

    發表日期:2021-05-20來源:精密測量科學與技術創新研究院放大 縮小

    論文鏈接:https://www.pnas.org/content/118/21/e2102097118



     

    (a)     烷烴分子擴散系數隨溫度變化圖,(b)長鏈烷烴彎曲角度隨溫度變化圖,(c熱阻效應原理圖

     

      近日,精密測量院鄭安民研究團隊在沸石分子篩擴散領域取得新進展。該團隊結合多尺度理論模擬和實驗研究發現分子篩限域孔道中存在反常的“熱阻效應”。相關研究成果發表在國際期刊《美國科學院院刊》(PNAS)上。

      眾所周知,溫度越高熱運動越劇烈,擴散越快,通常滿足Arrhenius公式Ds = D0 * exp (-Ea/RT ):擴散系數和溫度成正相關。然而研究者通過系統研究驚奇地發現在沸石分子篩限域孔道內出現了違反該常識的現象:隨著溫度升高,長鏈分子(如正十二烷烴)在ZSM-5等分子篩限域孔道中擴散系數逐漸減慢(圖a)。分子動力學理論模擬發現,溫度升高促使長鏈分子彎曲,形變加劇,從而增加了分子篩孔壁與吸附分子之間的相互作用,擴散阻力隨之增加(圖b),因此呈現出擴散系數與溫度之間的負相關,即 “熱阻效應”。

      “熱阻”通常指的是物體對熱量傳導的阻礙效果。該工作將“熱阻”概念引入到傳質過程中,發現“熱阻效應”引起分子篩反常的擴散需要滿足以下兩個條件。首先吸附分子需要有一定的長度和柔性,其分子鏈長和彎曲程度隨溫度呈現明顯變化。 其次,該類反常擴散現象需要特定的限域環境。只有當孔徑與高溫下長鏈分子形變后的維度接近時,“熱阻效應”導致的反常擴散現象才會呈現。而在氣相或者在孔徑較大的多孔材料中通常呈現正常的擴散現象(溫度越高擴散越快),不易發生此類反?,F象(圖1c)。該工作豐富了反常擴散的種類,揭示了高溫下長鏈烷烴擴散受阻的微觀機理,對于分子篩催化反應條件選擇和優化也具有重要指導意義。

      精密測量院博士研究生袁家敏為論文的第一作者,特別研究助理/博士后劉志強和研究員鄭安民為論文通訊作者。該研究工作得到國家自然科學基金委、中國科學院以及湖北省科技廳的支持。

    附件:
    24小时在线播放免费直播高清,久久国产亚洲高清观着,韩国三级2021最新三级,初尝办公室人妻少妇