关键词： 物理化学   课程思政   BOPPPS   表面张力  

摘要： 高等教育不仅要传授专业知识,也要注重学生的思想政治教育。本文以“表面张力”一节为例,依托BOPPPS教学模式,从教学目标、教学设计和教学评价等方面进行课程思政教学改革。将课程中的思政要点融入到BOPPPS教学模式的各个环节,丰富科学内涵,进而实现知识传授和价值引领的同向而行,为物理化学课程教学改革的实施提供建议和思路。

关键词： 非离子Gemini表面活性剂   聚氧乙烯链   表面张力   临界胶束浓度   润湿性  

摘要： 以2,5,8,11-四甲基-6-十二炔-5,8-二醇和环氧乙烷为原料,三乙胺为催化剂,合成了聚氧乙烯重复单元数分别为2,4,5和7的4种非离子Gemini表面活性剂(P1,P2,P3和P4).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和1H核磁共振波谱(1H NMR)对P1~P4的结构进行了表征,利用表面张力仪和接触角测量仪等研究了不同聚氧乙烯链长度对表面张力、临界胶束浓度(cmc)、润湿性能、泡沫性能和乳化性能的影响.研究结果表明,随着聚氧乙烯链长度的增加,表面活性剂的cmc逐渐增加,cmc处的表面张力(γ_(cmc),mN/m)先减小后增大,P2的γ_(cmc)最小(27.19 mN/m).此类非离子Gemini表面活性剂均展现出优异的润湿性能,随着聚氧乙烯链长度增加,其发泡量和乳化能力逐渐增加.此类具有低表面张力和出色润湿性能的非离子Gemini表面活性剂在半导体显影和工业清洗等领域具有巨大的应用潜力.

关键词： 亚微米颗粒   单层膜   阻力系数   扩散   界面热力学扰动   表面张力  

摘要： 微纳米颗粒是生物膜流变的测量探针及药物输运的载体,研究微纳米颗粒在膜上的流体力学阻力及扩散行为具有重要科学意义。已有研究针对嵌入膜内且与膜厚度相同的圆柱体(比拟单个磷脂/蛋白质分子)阻力系数开展研究,是一个二维流体力学问题。球形颗粒穿透膜伸入水相中,受力更加复杂。近几年,有研究发现当微米颗粒在纯水–空气界面上做布朗扩散时,阻力系数有分子热运动引起的界面扰动的贡献,这部分阻力与表面张力成正比。本论文在亚微米颗粒–单层生物膜界面实验中发现了类似现象。考虑到生物膜与纯水界面的不同力学特性及亚微米颗粒尺度,本文对表面张力进行了修正:一是加入膜的Maxwell黏弹性项,二是加入热力学毛细波波数项,进而区分微观分子纳米尺度与宏观尺度下表面张力的不同。实验结果表明:由阻力系数拟合得到的热力学毛细波波长恰好等于膜内磷脂分子间的平均间距,符合界面热力学扰动理论的描述;此外,当颗粒与膜内微米磷脂凝聚区域粘连时,粘连体整体所受的阻力几乎全部源自于凝聚区域,水相及膜内对颗粒施加的阻力贡献极小。

关键词： 表面活性剂   脉动热管   浓度   传热性能   表面张力   黏度  

摘要： 添加表面活性剂会影响脉动热管(pulsating heat pipe,PHP)的传热性能,其机理较为复杂。本文以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液为工质,实验研究浓度及加热功率对PHP传热性能的影响。固定充液率约50%,调节质量分数及加热功率范围分别为0~0.288%(0~8.0CMC)、10~105W。结果表明:加热功率20~90W、浓度0.5~8.0CMC范围内,添加CTAB可改善PHP的传热性能,体现为蒸发及冷凝温度波动幅度减小、频率增加,PHP热阻降低;其中,4.0CMC的强化作用率较高,为11.0%~37.3%。在较高加热功率时,CTAB对传热的强化作用减弱甚至恶化,如105W、8.0CMC时PHP内会出现“烧干”趋势。对于CTAB溶液,其最优浓度约为4.0CMC,远大于临界胶束浓度。对此结果,不能仅用静态表面张力及黏度的影响去分析,还需引入动态表面张力的影响。

关键词： 雾滴-尘粒碰撞   喷雾降尘   液体附着量   表面张力   接触角  

摘要： 粉尘易引发爆炸事故和人员尘肺病，水雾是应用最广泛的降尘介质，但由于对尘-雾接触后的附着状态缺乏科学认识，喷雾降尘率增长面临瓶颈。本文通过数值模拟和实验方法，研究了微米尺度下的雾滴-尘粒碰撞行为，得出了尘粒表面液体附着量与四类碰撞行为之间的关系。研究结果显示，降低雾滴表面张力和接触角在低速碰撞有利于避免“反弹”行为发生，也有利于在“膜状飞溅”行为发生时增大尘粒表面的液体附着量。但是，降低雾滴表面张力和接触角也会降低雾滴发生破裂的临界碰撞速度，导致发生“完整并聚”行为的速度范围缩小，对降尘效果有不利影响。本研究还发现，降低雾滴粒径和增大雾滴粘度均有利于增大尘-雾碰撞过程中粘性摩擦损失，从而抑制“反弹”行为和雾滴破裂现象发生，有利于增大尘-雾作用后尘粒表面的液体附着量，含0.329 wt% 高分子成分R1001的液滴连续碰撞固体颗粒时，颗粒表面液体残留量比纯水液滴碰撞的情况可提高至少10倍，所以在水中添加增稠成分可显著提升粉尘增重、沉降效果。上述发现可为新型降尘剂开发提供新思路，也可为喷雾降尘工况参数优化提供理论支撑。

关键词： 纳米生物质体系   表面张力   界面张力   驱油效率  

摘要： 本文以玉米秸秆与纳米硅为原料,制备了改性纳米生物质,并评价了其在不同条件下的表面活性及界面张力。通过调整纳米生物质浓度(0.1%~1.0%)、注入速度(0.1~1.0mL·min^(-1))及注入体积(100~1000mL),优化体系的驱油参数。结果显示,纳米生物质浓度为0.8%、注入速度为0.6mL·min^(-1)、注入体积为600mL时,体系表现出最佳的驱油效率。此外,实验室结果在典型油田的现场应用中得到验证,应用优化后的体系参数,油田的日产油率从100桶提升至140桶,增幅达40%。由此可见,纳米生物质体系能够提高油田驱油效率,研究成果有助于指导油田开发中生物质材料的应用。

关键词： 共聚法   表面张力   界面张力   临界胶束浓度  

摘要： 采用共聚法制备C16格尔伯特醇聚氧烷烯醚(C16GA-PE),再经氨基磺酸硫酸化得到C16GA-PES。该方法可有效降低产品黏度,提高硫酸化效率。制得的C16GA-PES能显著降低水溶液表面张力和油/水界面张力,在临界胶束浓度(约0.1%)时,分别降至32.2 mN/m和2.3 mN/m,表现出优异的界面活性。

关键词： 实时数据传输   数据发布   实时查询   信息化系统   RTC   实时决策   流体参数   流体密度  

摘要： 实时数据传输系统(RTC)是集卫星通信、实时数据传输、井场数据集成、实时监测、数据应用、数据发布于一体的综合性信息化系统。RTC可将井场作业获得的测井曲线实时传输到远程平台,陆地相关人员通过登录平台,可实时查询测井数据和测井曲线,了解现场作业动态。电缆地层测试能够直接获取储层流体样品,是证实地层储集能力及产能评价的直接手段之一。将RTC应用于测压取样作业,可以实时监测泵抽数据,解读实时流体参数信息,分析流体密度和电导率,定性判断流体性质,为实时决策提供技术支持。

关键词： 丙烯酸树脂   表面张力   接触角   附着性   热稳定性  

摘要： 为推动绿色发展,本试验以丙烯酸树脂为主要材料制备环保画笔颜料,并通过表面张力测试、接触角测试、热重分析和附着性测试对画笔颜料配方进行优化。试验结果表明,最佳助溶剂为乙醇,此时,画笔颜料的表面张力和接触角均最小,分别是32.8 mN·m^(-1)、42.5°,润湿性最好;最佳表面活性剂为OP-10,此时,画笔颜料的润湿性最佳;在丙烯酸树脂中掺入附着力促进剂,可以提高树脂热稳定性,增强画笔颜料附着性。最佳附着力促进剂为乙烯基三甲氧基硅烷。在优选助溶剂、表面活性剂以及附着力促进剂下,试验制备的环保画笔颜料综合性能良好,可以用于美术绘画。

关键词： 保护渣   接触角   表面张力   渣钢界面张力   热丝法   拉曼光谱  

摘要： 高钛钢连铸生产过程中结晶器内的钢渣界面反应较为严重,易造成连浇困难、铸坯品质下降等问题。利用热丝法对3%、8%、10%三种不同MgO质量分数的保护渣接触角进行了测定,并基于此计算出表面张力和渣钢界面张力,此外结合拉曼光谱和Scigress软件模拟,从微观结构的角度分析了MgO含量与渣钢界面张力的变化规律。研究结果表明,1723 K温度下,保护渣中MgO质量分数为3%、8%、10%时,接触角为35°、36.7°、39.8°;保护渣的表面张力为516.3、523.1、525.6 mN/m;渣钢界面张力为1421、1425、1440 mN/m。MgO质量分数在8%~10%时,渣钢界面张力上升速率明显加快,导致钢渣间的界面反应减弱,使得钢渣更容易分离。