当前的研究检查了在MHD和多孔材料的作用下,在拉伸表面上的Williamson流体流动。此外,还检查了不同特征,例如热源,粘性耗散,焦耳加热效果和化学反应的影响。还研究了溶质分层因子和温度的影响。部分微分方程用于表示问题的管理非线性方程。应用所需的相似性转换后,这些方程将转换为非线性普通微分方程的集合。Keller Box方法用于以数值方式求解结果方程。绘制速度,温度和浓度图可以检查不同参数的影响。此外,计算本地参数并将其与早期研究的发现进行了比较。结果显示兼容性。在威廉姆森,磁性和可渗透参数升高的情况下,速度的特征表现出降低的行为。在威廉姆森,磁性,辐射,焦耳加热,热源和eckert数的影响的情况下,温度的曲线表现出越来越多的趋势,而在prandtl数字中,相反的趋势是相反的趋势,热分层参数提高。在威廉姆森,磁性,渗透率参数和相反的行为的情况下,在化学反应,溶质分层,施密特数参数的情况下,检查了浓度曲线的增强。
增材制造 (AM) 是指一系列制造方法,涉及逐步添加材料以直接构建最终或接近最终几何形状的零件,通常采用逐层工艺。金属增材制造尤其在工业上得到广泛采用和成熟。该技术提高了复杂几何形状工程材料的设计自由度,其中结构化蜂窝或晶格结构在广泛应用中尤其有前景。这些材料类似于过去几十年来已在工业上得到广泛应用的随机泡沫,但常规蜂窝结构对增材制造所制造的结构具有更高程度的控制。这些结构化多孔材料具有可针对特定应用进行微调的特性(针对机械性能、渗透性、热性能等)。与随机结构相比,对此类结构化结构的设计和制造的控制开辟了新的应用可能性,并实现了一系列新产品和新功能。随着金属增材制造技术的日趋成熟,并越来越多地被各行各业采用,以及增材制造设计能力的不断提高,这一潜力才刚刚开始被实现。这篇综述文章总结了增材制造晶格结构的独特属性以及迄今为止这些属性如何成功应用于特定应用,并强调了近期可能感兴趣的各种应用领域。因此,这篇综述文章的重点是金属增材制造晶格结构的独特可实现属性及其相关应用。
Johnny Lam是FDA生物制品评估与研究中心的治疗产品办公室的生物医学工程师,在那里他既有铅产品审查和研究活动。Johnny的主要研究兴趣涉及研究基于复杂的细胞疗法以及其产品质量如何与功能相关的生物活性相关。他的研究着重于广泛的微生理系统的开发和适应,作为评估各种细胞类型的各种功能结果的平台,以提高制成细胞产品的质量和效力。Johnny获得了博士学位。在2015年的赖斯大学(Rice University)的生物工程中,他在那里开发并评估了可注射的多层水凝胶复合材料,用于细胞和受控生长因子递送,用于体内骨科组织修复。Johnny获得了博士学位。在2015年的赖斯大学(Rice University)的生物工程中,他在那里开发并评估了可注射的多层水凝胶复合材料,用于细胞和受控生长因子递送,用于体内骨科组织修复。
解决社会面临的水资源和能源挑战需要可持续利用地球的关键区域和地下环境,以及适当设计和应用多孔材料以构建弹性基础设施和用于水处理/回收的膜。反应性传输模型 (RTM) 为环境工程和科学专业人员提供了一个强大的工具,用于研究控制这些系统动态行为的生物地球化学反应、流动、传输和热交换之间的复杂相互作用。因此,RTM 能够为可持续利用地球关键区域和地下环境的工程设计和政策制定提供信息。本期“利用反应性传输模型解决社会面临的水资源和能源挑战”特刊提供了几个例子,说明了 RTM 在资源回收、地下能源提取和碳减排等实践中的广泛应用。在本文中,我们简要概述了过去三十年来反应性传输模型研究领域的发展及其在环境工程和科学中日益广泛的应用。我们还提供了关于反应性传输模型研究前沿和新兴应用领域的观点,这些领域对于解决我们社会面临的水和能源挑战至关重要。示例应用领域包括地下水质量管理、矿山废物污染管理、安全核废料处置、可靠的地质碳储存、气候-水相互作用、弹性基础设施材料、关键材料的回收和增值、缓解干旱的地下水资源管理、负碳排放和地下可再生能源。
摘要诱导的极化方法(IP)方法具有强大的潜力,可以更好地表征我们星球的临界区域,尤其是在以多相流动为特征的区域中。散装,表面和正交电导率与孔隙水饱和度之间的功率 - 功率 - 差异可能可用于绘制地下水分含量分布。然而,已经观察到这些功率流行关系中的饱和指数n和p随着地材料的质地和孔隙流体的湿气而变化。实验室中的传统实验设置不允许独立可视化孔隙流体分布。因此,两个饱和指数的物理解释尚不清楚。我们使用粘土涂层的玻璃珠开发了一种新型的毫米 - 流体微型模型,该玻璃珠具有出色的可见性和高IP响应。通过实验室实验,我们同时确定了微型模块的复合电导率,并通过此类多孔材料获得了由排水和吸收产生的相应的孔隙尺度流体分布。基于晶粒的复杂表面电导的升级,进行了复杂电导率的有限元模拟,以确定理想的孔隙流体分布下的饱和指数。结果表明,饱和指数n和p因绝缘流体的神经节大小而变化。饱和指数n和p与饱和孔连接性的变化速率表现出功率差异关系,这是通过计算Euler特征的导数来计算的。这些发现为饱和指数与微观流体分布之间的关系提供了新的物理解释。
由密切包装配体形成的非孔产物。用于比较,金属 - 具有协调键和共价键的有机框架(MOF)和共价有机框架(COF),可以基于网状化学的合理设计和合成。18,19因此,它需要一种新的合成方法来控制HOF的形成并丰富它们的结构多样性。模板合成一直是构建多孔材料(例如MOF和COF)的重要策略。例如,通过合成后的金属化/脱位,20,21金属交换,22 - 24或配体交换25 - 28已被广泛用于获得具有与MOF-emplate相同结构/拓扑的靶向功能MOF。这些模板合成利用了可逆的协调键,这些键可以在合成后的修改过程中破坏和改革。可逆协调键也已用于模板COFS 29和多孔聚合物的合成。30 - 32 Yaghi及其同事证明了一个代表性的例子,这些示例使用了Cu I-苯噻吩会协调部分的可逆形成/断裂来构建具有编织结构的COF。29铜中心在COF结构内的编织上是独立的,并用作将螺纹带入编织模式的模板,而不是更常见的平行排列。可以在不破坏COF结构的情况下去除弱的cu i。这些作品激发了我们使用协调债券指导HOF的组装。要实现协调键指导的HOF合成的设计,基于弱协调键的MOF将为
如果要实现氢经济,除了高效、脱碳的生产和充足的交通基础设施外,部署合适的氢储存设施也至关重要。这是因为,由于各种技术和经济原因,氢的供需失衡的可能性很大。氢储存还可以通过提供长期储存选项,在促进可再生能源和促进脱碳进程方面发挥关键作用,而其他形式的能源储存,如容量有限的电池或地理限制的抽水蓄能,都无法满足这一要求。然而,氢并不是最容易储存和处理的物质。在环境条件下,氢的体积能量密度极低,无法实现高效、经济的储存,这意味着需要将其压缩、液化或转化为其他更易于处理和储存的物质。目前,存在不同水平的氢储存解决方案,这些解决方案的技术、市场和商业准备程度各不相同,根据具体情况有不同的应用。本文评估了主要类型的储氢方案的相对优点和技术经济特征:(i) 纯氢存储,(ii) 合成碳氢化合物,(iii) 化学氢化物,(iv) 液态有机氢载体,(v) 金属氢化物,以及 (vi) 多孔材料。本文还讨论了投资储氢的主要障碍,并强调了可行商业模式的关键特征,特别是解决潜在储氢投资者面临的主要风险所需的政策和监管框架。
摘要:我们目前正在见证氢 (H 2 ) 经济的曙光,H 2 很快将成为供暖、运输以及长距离和长期储能的主要燃料。在众多可能性中,H 2 可以作为加压气体、低温液体或通过吸附到多孔材料上的固体燃料储存。金属有机骨架 (MOF) 已成为在体积和重量基础上具有最高理论 H 2 储存密度的吸附材料。然而,将 H 2 用作运输燃料的一个关键瓶颈是缺乏能够将 MOF 塑造成实用配方同时保持其吸附性能的致密化方法。在本文中,我们报告了对 MOF 数据库进行高通量筛选和深入分析以找到最佳材料,然后合成、表征和评估用于 H 2 储存的最佳单片 MOF(mono MOF)。致密化后,当部署在温度-压力组合(25-50 bar/77 K → 5 bar/160 K)波动气体输送系统中时,这种单分子 MOF 在 50 bar 和 77 K 下储存 46 g L − 1 H 2 ,在 25 和 50 bar 的工作压力下分别输送 41 和 42 g L − 1 H 2 。与基准材料相比,这种性能意味着输送 H 2 气体的工作压力要求降低了 80%,与压缩 H 2 气体相比降低了 83%。我们的研究结果代表着高密度材料在体积 H 2 存储应用中迈出了实质性的一步。■ 简介
光催化混凝土技术在可持续建筑和基础设施中引起了人们的关注,因为其在催化有害空气污染物的分解和改善空气质量方面的关键作用。它结合了拟催化剂,例如二氧化钛(TIO 2)和氧化锌(ZnO),以净化空气并提供自我清洁的限制。本综述研究了光催化混凝土的污染物去除能力,分析了影响其功效的因素,探索了不同的制备方法和机械性能,并包括生命周期评估(LCA)以评估其环境影响。基于水的材料,作为光催化剂的载体,基于光催化剂的类型,尤其是不同类型的TIO 2和ZnO晶体,表现出不同的作用。对制备方法的分析,包括混合,喷涂和浸渍,强调了旨在提高涂层的活性寿命和粘结强度与混凝土底物的粘合强度的必要性。讨论涵盖了通过表面修饰增强光催化剂性能的策略,以应对相关的技术和未来挑战。创新方法,例如使用再生玻璃来增加氮氧化物去除率,并纳入了多孔材料(例如沸石)来提高二氧化硫(SO 2)和二氧化碳(CO 2)的光催化效率。TIO 2纳米颗粒的馏分显着影响水泥基材料的水合和整体性能,最佳范围为4-10 wt%的水泥质量。LCA分析表明,有必要探索更环保的设计选项,以增强光催化技术在混凝土基础设施中的应用,例如建筑外墙,道路,隧道和其他基础设施。
金属有机框架(MOF)是结晶材料,具有与金属中心结合的有机连接。他们提供了一种新的,有希望的吸附剂,其特征是它们的大量表面积,多样化的高质量结构和化学稳定性。自1995年发现以来(Yaghi等,1995),已经报道了超过20,000种MOF化合物的合成(Deng等,2012; Maurin等,2017),导致它们在吸附和催化行业中广泛利用。在其中,氨基功能化的MOF,具有锆为中央体的UIO-66型,由于其酸和基础耐药性和特殊的结构稳定性,已成为重金属离子吸附的潜在候选。随着MOF的应用越来越普遍,已经探索了各种制备方法。在整个制造过程中,诸如协调环境,协调连接,金属中心离子和化学配体等因素显着影响MOF的结构(Wang等,2013)。几个反应变量,包括温度,金属离子与有机配体的摩尔比,溶剂,反应系统的pH,成分浓度和反应时间,已被确定为最终的MOF结构和特性的关键决定因素(Deng等,2015)。MOF的设计和控制比传统的多孔材料更简单,因为它们可以在受控和轻度条件下合成,从而导致具有增强表面积,渗透率,耐热性和电气特性的材料(He等,2017; Huo等,2017)。重型MOF材料在合成方法中提供多功能性,并具有重金属离子的出色吸附性能,使其在实际应用中很有价值。