聚苯乙烯亚微米球的制备与表征

以苯乙烯为反应物、过硫酸钾为引发剂、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用无皂乳液聚合法,制备了单分散的聚苯乙烯(PS)亚微米球.利用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、激光散射粒度分析仪、热重-差热分析仪和比表面积测定仪等分别对所制得的PS亚微米球的红外性能、形貌特征、粒径分布、热稳定性和N2吸附-脱附等温线与比表面积等性质进行了表征.研究结果表明:随着SDBS用量的增加,单分散PS亚微米球的粒径逐渐减小,比表面积逐渐增大,且当表面活性剂浓度为0.025 mol·L-1时,制备的PS亚微米球粒径小、分散效果好,并表现出良好的热稳定性.     

城市交叉路口车辆排放颗粒物浓度的时间相关性分析

【目的】研究大都市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气质量的影响.【方法】在香港街谷一个典型的道路交叉口处,测量不同日期交通高峰时段内车辆排放的6种不同粒径(0.03~0.49μm,0.5~0.99μm,1~1.99μm,2~4.99μm,5~9.99μm,≥10μm)的颗粒物浓度,并通过自相关特性和功率谱分析对这些颗粒物浓度的时间相关性进行分析.【结果】粒径0.03~0.49μm颗粒物的相关性变化呈现多周期性.与此相反,粒径0.5~0.99μm,1~1.99μm和2~4.99μm颗粒物的相关性明显呈现出与交通红绿灯匹配的周期性,粒径5.0~9.99μm和≥10μm较大颗粒物的相关性较小.粒径较小颗粒物的长时间相关函数不趋于0表明存在长时持续作用.功率谱的分析进一步证实了这6种不同粒径的颗粒物浓度的周期性和长时持续性,特别是粒径0.03~0.49μm细微颗粒物,其功率谱呈现S(fk)~1fηk的标度关系,表明存在长时相关特性.【结论】城市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气有较大的影响,6种不同粒径的颗粒物浓度显示出周期性和长时相关持续性。     

用于气溶胶吸湿性测量的HTDMA系统设计及外场观测研究

设计建立了一套适用于外场观测研究的吸湿性串联差分电迁移率分析仪(HTDMA),并利用该套仪器于2016年7月在安徽省寿县对50~250nm大气气溶胶粒子在高相对湿度下的吸湿特性进行了观测.结果表明,不同粒径单分散气溶胶和多分散气溶胶的吸湿增长因子多呈现双峰分布,弱吸湿增长因子约1.07,强吸湿增长因子随粒径50~250nm变化从1.37增大到1.56.当地多分散气溶胶吸湿增长之后的平均谱分布较未吸湿的平均谱分布出现峰值向右偏移稍微增大和双峰分布的现象,说明当地大气中不同粒径颗粒物的吸湿能力以及强弱吸湿组分比例不一样;不同时间段(白天和夜晚)多分散气溶胶加湿与否的平均谱分布差异反映了细粒子颗粒物主要来源于本地排放,强吸湿性大粒径颗粒物主要来自于远距离传输影响.     

燃煤电厂可吸入颗粒物中痕量元素的排放规律研究

在2个燃煤电厂除尘器入口和出口处利用荷电低压捕集器（ELPI）和稀释采样系统,对烟气中的可吸入颗粒物（PM10）进行现场采样,对其中的痕量元素的粒径分布、富集机理和排放因子进行了研究。电厂除尘器前后PM10中痕量元素的质量粒径分布,与PM10质量浓度粒径分布相似,大多呈现双模态。初步推测所测痕量元素在亚微米颗粒上的富集过程由异相化学反应控制,而在粗颗粒上的富集则可能由异相凝结或化学反应两种机制控制。相对富集因子的计算结果显示,除了Mn在PM10中呈亏损趋势外,其他元素在亚微米颗粒物中均有富集趋势。由于电除尘器对0.1~1μm粒径范围内的颗粒物去除效率较低,其对PM1、PM2.5和PM10中多数元素的去除效率均低于相应的除尘效率。除尘器后PM10中各元素的排放因子差别较大,其排放总量及导致的环境效应值得关注。     

亚微米直径光纤的受激拉曼谱特性研究

从理论和实验两方面分析了亚微米直径光纤的受激拉曼谱特性,发现亚微米直径光纤与普通光纤相比,拉曼阈值较小,拉曼增益谱线较多,这对新型微光通信和光纤传感器件的设计具有重要的意义;通过实验,我们发现理论结果与实验吻合得很好.     

核-壳结构SiO2@α-Fe2O3亚微米球的制备及性能研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了单分散、球形、亚微米级、壳层厚度可调的核-壳结构SiO2@α-Fe2O3亚微米球.借助X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见光谱仪(UVS)对结果样品的纯度、结构、形貌、尺寸和光催化性能进行了表征,探讨了样品的形成机理和光催化机理.实验结果表明,制备的样品由亚微米级(平均粒径400nm)SiO2核和粒径约为30nm的壳通过羟基键合作用连接而成,并显示出很强的光催化性能.     

燃烧过程中有害物质的富集与超细颗粒物的形成

燃煤排放的超细颗粒物及其上富集的有害物质已对环境和人类健康造成了巨大危害.通过对烟煤在沉降炉内燃烧试验研究,综合分析了煤粉粒径、燃烧温度、氧气含量对一次颗粒物形成的影响,并探讨了烟煤的膨胀特性及其对颗粒物形成的影响;采用最新的采样方法和系统从空气动力学直径角度对多台燃煤锅炉除尘器入口、出口的飞灰颗粒进行13级分级取样,得到了除尘器前后飞灰颗粒、元素的质量粒径分布规律、元素分布富集规律及不同除尘器对不同粒径颗粒的除尘效率;揭示了有害元素在超细颗粒物上的分布规律;针对燃后区化学团聚促进作用进行了实验研究,发现团聚剂能较好促进超细颗粒物团聚,使烟尘排放减低50%.     

种子颗粒联合声波凝并微细颗粒的研究

为了研究种子颗粒联合声波凝并微细颗粒的效率,将颗粒群平衡模型与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数引入声波凝并核函数,采用数值仿真,在颗粒粒径及流速一定的情况下,分别研究了声频、声压级、停留时间和初始粉尘浓度对种子颗粒联合声波凝并效率的影响.仿真结果表明:微细颗粒总凝并效率受声频的影响较大,存在一个最佳凝并声频,且高频声波有利于小颗粒的凝并,低频声波则有利于大颗粒的凝并;声压级越大,微细颗粒振动幅度越大,凝并效率越高;延长停留时间有利于提高微细颗粒间的碰撞机率,促进凝并的发生;初始粉尘浓度的增加能有效地提高微细颗粒的总凝并效率,且最高凝并效率处在初始峰值粒径附近.上述仿真结果与试验结果一致.     

双模态颗粒声凝并微观行为的数值模拟

考虑颗粒间多种相互作用机理及颗粒碰撞后的凝并与反弹机制，建立声凝并微观动力学模型，对大粒径外加颗粒及两个邻近的亚微米细颗粒之间的声凝并微观行为进行数值模拟研究。结果表明，双模态颗粒声凝并行为主要表现为外加颗粒仅与一个细颗粒发生凝并，以及外加颗粒先后与两个细颗粒发生凝并，声尾流效应、重力沉降作用是双模态颗粒声凝并的重要机理。随着外加颗粒初始位置与波节间距的增大，外加颗粒与较近细颗粒的平均凝并时间变化很小，两者形成的团聚体与较远细颗粒的平均凝并时间显著缩短；外加颗粒距离波节很近时，其仍能与较近的细颗粒发生凝并。对于外加颗粒与较近细颗粒以及两者形成的团聚体与较远细颗粒的凝并，随着外加颗粒直径的增加，平均凝并时间显著缩短，凝并概率先增加而后趋于恒定。     

沉淀过程中超细颗粒的凝并与生长模型

建立了适合于高源速率沉淀过程的凝并生长动力学模型,系统地考察了操作参数对超细颗粒粒径及其分布的影响规律。研究表明,随着反应物浓度的增加,凝并生长速率加快,粒径及分布均呈单调增大趋势;生长速率对温度变化不敏感,在较高过饱和度之下,温度对合成粒子粒径影响很小;随着反应时间的延长,粒径变大,分布变宽,并趋于“自保”形式。提出了液相化学合成法制备超细颗粒过程中颗粒性能的控制策略。     

Experimental and modeling studies on number and size spectrum evolutions of aerosol particles within a chamber

A size-specific aerosol dynamic model is set up to predict the evolution of particle number concentration within a chamber. Particle aggregation is based on the theory of Brownian coagulation, and the model not only comprises particle loss due to coagulation, but also considers the formation of large particles by collision. To validate the model, three different groups of chamber experiments with SMPS （Scanning Mobility Particle Sizer） are conducted. The results indicate that the advantage of the model over the past simple size bin model is its provision of detailed information of size spectrum evolution, and the results can be used to analyze the variations of number concentration and CMD （Count Median Diameter）. Furthermore, some aerosol dynamic mechanisms that cannot be measured by instrument can be analyzed by the model simulation, which is significant for better understanding the removal and control mechanisms of ultrafine particles.     

水处理絮凝过程动力学的分形成长模型

为探究絮凝体微观形态结构、混凝机理及动力学过程,分析了传统絮凝模型的假设与试验结果相矛盾的问题,阐述了絮凝体分形生长模型、絮凝动力学模型和分形絮凝体破碎模型等典型絮凝分形模型的特点与应用条件.絮凝体分形生长模型是研究形成结构致密絮凝体途径的基础;絮凝动力学模型的研究使颗粒碰撞频率函数更适于数值模拟;絮凝体破碎模型对混凝工艺运行条件控制,以及絮凝剂优选和絮凝设备优化等有实际指导意义.絮凝模型拓展研究应以定量描述絮凝体的形态和结构为重点.     

高CO2含量气藏物质平衡方程及其动储量评价

针对高CO₂含量天然气在气藏衰竭式开发过程中存在的溶解气释放效应导致动储量无法得到有效评价的问题,建立了考虑水侵、应力敏感效应、水蒸气含量以及溶解气释放效应的物质平衡方程。采用PVT实验研究了CO₂含量分别为3.18%~53.90%的天然气混合物在压力由53.01 MPa降低至3.01 MPa的溶解度变化情况,回归得到了溶解度的预测模型。为了研究高CO₂含量对气藏的动储量评价方面的影响,分别利用压降法、考虑应力敏感储量计算模型、考虑应力敏感、水蒸气含量及水蒸气膨胀量的储量计算模型,以及针对高CO₂含量提出的计算模型对A气藏动储量进行计算。研究结果表明,不考虑高CO₂含量天然气的释放效应计算得到的动储量结果普遍偏高,误差范围在（0.69~2.55）×10⁸ m³,因此,高CO₂含量天然气的释放效应在气藏的动储量评价过程中不能被忽略。     

Feed-Forward-Like Decoupling Control in Coagulation Bath of Carbon Fiber Precursor

The coagulation bath system of carbon fiber precursor is a complicated and multivariable coupling system. Based on the model of industrial production, the full dynamic decoupling control of the coagulation bath system of carbon fiber precursor is achieved in combination with multivariable feed-forward-like decoupling and proportional-integral-differential （PID） control. Compared with the conventional PID decoupling control, the experiment results show that the proposed method has a better control effect. The use of the controller can achieve complete decoupling of three parameters from coagulation bath system. The method should have great applications.     

TFPI-1抑制作用的模型化研究

TFPI-1在凝血动力系统中起着重要的调节作用,主要对FV∏α-TF的抑制过程作用显著.根据生物学实验建立一个关于TFPI-1,FV∏α-TF和FXα等因子的凝血动力数学模型.通过对模型的分析和数值模拟得到了一些与临床医学及实验相吻合的结论,展现出模型化方法的重要作用及预测能力.     

Inactivation of Chironomid Larvae with Chlorine Dioxide and Chlorine

Chironomid larvae propagate prolifically in eutrophic water body and they cannot be exterminated by conventional disinfection process. The inactivation effects of chlorine and chlorine dioxide on Chironomid larvae were investigated and some bourdary values in practice were determined under .conditions of various oxidaat dosage, organic precursor concentmtion and pH value. In addition, removal effect of different pre-oxidation cambined with coagulation process on Chironomid larvae in raw water was evaluated. It was found that chlorine dioxide possessed better inactivation effect than chlorine. Complete inactivation of Chironomid larvae in raw water was resulted by 1.5 mg/L of chlorine dioxide with 30 min of contact ＇time. Additionally, the organic precursor concentration, pH value had little influence on the inactivation effect. The coagulation jar test showed that Chironomid larvae in the raw water could be completely removed by chlorine dioxide pre-oxidation in combination with the coagulation process at chlorine dioxide dosage of 0.8 mg/L.     

Mathematical Model of Extrinsic Blood Coagulation Cascade Dynamic System

The blood coagulation system is very important to life. This paper presents a mathematical blood coagulation model for the extrinsic pathway. This model simulates clotting factor VIII, which plays an important role in the coagulation mechanism. The mathematical model is used to study the equilibrium stability, orbit structure, attractors and global stability behavior, with conclusions in accordance with the physiological phenomena. Moreover, the results provide information about blood related illnesses, which can be used for further study of the coagulation mechanism.     

某肉联厂污水处理过程的模糊控制尝试

针对肉联厂中污水处理过程的独特性,提出了实现污水处理达标率、污水处理和处理时效及成本等综合生产指标优化的一种模糊控制方法,通过动态控制药剂混凝量实现污水分离,该方案确保了出水COD的浓度达标,有效地节约了项目成本．     

氧化铝种分过程浓度及质量比模型的研究

从种分过程的动力学机理出发,结合实验室实验和生产现场的工业试验,以铝酸钠溶液分解过程的动力学方程为数学模型,利用Simulink软件包建立种分过程的浓度变化的动态模型对种分过程进行模拟,预测不同工艺条件下连续分解槽的氧化铝浓度变化。基于分解槽浓度变化直接影响铝酸钠溶液的分解率,利用模型来研究不同工艺制度下种分过程分解率的变化,同时建立连续分解槽的质量比(Rp)模型,通过Rp模型预测不同工艺条件下种分过程的分解率。研究结果表明：降低初温和降低末温有利于提高分解率;实际生产过程的温度是波动变化的,温度异相位波动比同相位波动对分解率影响更大,故可根据天气状况及时调整种分工艺条件,为分解工艺参数的调整和优化提供一定的参考依据。