大型客机座舱内空气环境控制的关键科学问题研究中期报告

大型客机座舱空气环境是国际热点研究问题,我国的大型客机项目对安全、健康、舒适座舱环境研究的需求紧迫。该研究针对国际航空界的最新关注点和研发大型客机的重大需求,重点解决大型客机座舱空气环境控制的两个关键科学问题:(1)座舱环境空气非定常分布与污染物非线性传递机理;(2)座舱环境多场耦合的物理特征与多参数目标控制的原理。并围绕上述关键科学问题,开展了6个方面的研究:(1)座舱空气非定常流动特征及数值模拟策略;(2)低压座舱内多种污染物产生和扩散的非线性规律;(3)座舱空气质量与热舒适系统实验评估准则;(4)座舱环境设计参数体系与适航标准的符合性验证方法;(5)座舱环境多场耦合反向设计基本原理;(6)座舱环境控制系统全飞行状态的动态调节机理。     

纳米TiO2光催化活性及其应用

纳米TiO2作为光催化环境材料能有效降解多种对环境有害的污染，使有害物质矿化为CO2，H2O及其他无机小分子物质，因此可用于废水处理、空气净化以及杀菌除臭，本文综述了纳米级TiO2的制备及其光催化的机理，扼要介绍了纳米TiO2光催化反应在农药、医药、催化剂（化工）、环境工程等各方面的研究进展及应用前景。     

旅客机环境控制系统优化研究

为了选择经济高效的旅客机环境控制系统，对现役各种旅客机采用的环境控制系统方案进行了优化设计和比较，分别建立了二轮简单式低压除水系统、三轮升压式高压除水系统和四轮升压式高压除水系统（又称冷凝循环制冷系统）的优化设计数学模型，以起飞燃油质量代偿损失为目标函数，采用广义乘子法结合单纯形加速法求解，优化结果可作为设计研究旅客机环境控制系统的理论依据。     

新型环境净化材料-纳米TiO2的性能及应用

介绍了光催化材料纳米TiO2的光化学特性、光催化活性以及超亲水性、综述纳米TiO2薄膜及纳米TiO2粉末的制备方法、光催化降解性能及其影响因素。提高纳米TiO2光催化降解能力的途径。对纳米TiO2进行改性处理。利用纳米TiO2光催化降解有机污染物及超亲水性制成纳米TiO2薄膜玻璃。同时介绍了纳米TiO2在环境净化方面的应用，如作为一种环保催化剂净化空气，净化被污染水体，光催化杀菌，以及制成纳米TiO2改性涂料应用于建筑行业。     

基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

将复合光催化材料TiO_2-CeO_2应用于隧道钢渣沥青混合料中,研究复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道内汽车尾气的降解效能.首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置,然后研究了复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道钢渣沥青混合料路用性能的影响,最后通过降解效能与降解速率的评价得出了复合光催化材料TiO_2-CeO_2在隧道钢渣沥青混合料中的最佳用量.结果表明:将复合纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料中,在纳米TiO_2的掺量为50%、纳米CeO_2掺量为0.7%时会达到光催化效率、光催化效能的峰值,该掺量下对NO和HC的降解效率峰值高达89%和95%,30 min内降解速率分别高达626.3 mg/(m~3·min)和74.75 mg/(m~3·min),且隧道钢渣沥青混合料的路用性能符合要求.     

掺杂铜和钒的纳米二氧化钛的光催化性能

采用溶胶-凝胶-水热后处理法制备掺杂铜和钒的纳米二氧化钛，并对所得的纳米二氧化钛光催化剂的成分、结构与光催化性能的关系进行研究。用X射线衍射、荧光光谱、紫外-可见漫反射光谱对其进行分析。研究结果表明：其晶粒直径约为6nm；电子-空穴分离效率提高；对可见光响应显著增强。通过光催化降解模拟实验，发现该二氧化钛粉末对甲基橙有机废水的降解率达到97．9％，所得到的掺杂纳米二氧化钛光催化剂扩大了对可见光响应范围，提高了光催化降解效率。     

纳米TiO2光催化氧化甘氨酸及其氧化机理的研究

研究了纳米TiO2对甘氨酸的光催化氧化性能及其氧化机理．结果表明，在实验浓度范围内，甘氨酸的光催化氧化符合准一级动力学反应．纳米TiO2的用量和溶液pH值都影响光催化反应．外加无机氧化物，能有效地捕获光致电子，增加溶液中羟基自由基的浓度，提高甘氨酸的光催化氧化能力．     

纳米TiO2的性能及应用

介绍了纳米TiO2的制备、超亲水性、光催化机理以及光催化活性，同时介绍了纳米TiO2在环境净化方面的应用，并揭示了今后的研究方向。     

钕离子掺杂对TiO2相组成和光催化活性的影响

用溶胶-凝胶法制备掺杂钕离子的TiO2纳米粒子，并研究钕离子掺杂对TiO2相结构和光催化活性的影响，结果表明：掺杂钕离子能抑制锐钛矿相向金红石相转变，并能抑制TiO2晶粒长大；掺杂钕离子能提高TiO2的光催化活性，掺杂量为0．069％时，光催化活性最高。     

纳米TiO2光诱导产生羟基自由基的ESR研究

在纳米TiO2光催化氧化体系中，添加无机氧化物，能有效地捕获电子，增加溶液中羟基自由基浓度，提高纳米TiO2的光催化氧化能力.该文以DMPO为羟基自由基捕获剂，利用自旋捕捉－电子自旋共振（ESR）方法研究无机氧化物K2S2O8对纳米TiO2光催化氧化体系中产生羟基自由基的关系，在此基础上探讨了甘氨酸光催化氧化反应的机理.     

【主编特邀】——大型民用客机座舱气流组织的实验研究和数值模拟

正专家点评:民用客机已成为大众化出行方式的选择,但人们对机舱内的空气环境质量的要求也在不断提高.座舱环控系统不仅为乘员提供生命安全保障,同时保证乘员的热舒适和空气质量.环控系统是通过气流组织来实现对座舱环境的控制,但由于机舱内部空间狭窄,乘客密集,气流在复杂几何边界条件、多物理过程(浮力、传热、多相等)相互作用下呈不定常低雷诺数湍流.对这种流动的研究,无论是实验还是数值模拟都极为困难.本期天津大学学报刊登了3篇座舱气流实验测量和数值模拟的研究结果,有比较高的学术价值,值得一读.     

纳米TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

用溶胶一凝胶法在玻璃基片上制备了均匀透明的Ti02薄膜，并以苯酚的降解反应为模型，研究了纳米Ti02薄膜的光催化活性．结果表明薄膜晶粒大小为23．0nrn，呈锐钛矿型，沿(101)晶面具有择优取向性；10h内苯酚的降解率为66％，苯酚光催化降解反应符合一级动力学规律．     

纳米二氧化钛光催化技术在环境科学中的应用

目的:介绍纳米二氧化钛光催化技术在环境科学领域的应用发展慨况。方法:查阅大量关于纳米二氧化钛光催化技术在废水和空气治理方面的近几年文献。结果:纳米二氧化钛光催化技术能处理多种污染物,使用范围广,具有降解产物彻底、不产生二次污染的特点。结论:对于解决目前日益严重的环境污染问题,纳米二氧化钛光催化技术有广阔的应用前景。     

纳米TiO2对有机污染物的光催化降解机理及发展趋势

光催化降解有机污染物消除其对环境的污染是目前环境领域中的新兴研究课题.通常情况下,纳米二氧化钛只能在紫外光范围内降解某些有机物.作者提出了通过施主半导化掺杂的方式使纳米二氧化钛在可见光范围具有光催化降解有机污染物的能力,并介绍了纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及把它应用于消除有机农药残余污染的研究进展和发展趋势.     

空气质量对企业人才集聚的影响机制研究

区域环境是影响企业人才集聚的重要因素，空气质量作为人们生活的重要区域环境要素，其如何影响企业人才的集聚是一个需要检验的重要命题。本文基于2014—2018年中国长三角地区25个地级及以上城市的空气质量数据，从微观层面系统考察了空气质量对企业人才集聚的影响以及企业规模对此的调节作用。空气质量可以通过影响城市经济发展、人们的身心健康和企业成本的三重传导机制对企业人才集聚产生影响。研究发现：(1)空气质量与企业人才集聚呈正相关关系，即空气质量越好，企业越能吸引更多的人才；(2)企业规模起到了负向调节作用，即企业规模越大，空气质量对企业人才集聚的正向作用越弱；(3)进一步地，将城市分为一线城市和非一线城市两组后发现，在一线城市中，空气质量与企业人才集聚的回归系数为负，但是统计上不显著，而在非一线城市中，空气质量与企业人才集聚显著正相关；(4)将人才学历水平分为高学历和非高学历两组后发现，在高学历组中，空气质量与企业人才集聚显著正相关，在非高学历组中，空气质量与企业人才集聚的正相关关系不显著。上述研究结果不仅丰富了影响企业人才集聚因素的相关实证分析，也为政府与企业制定相关环境和人才政策提供了参考...     

互花米草绿色合成ZnO纳米颗粒及其光催化和抑菌性能

利用互花米草(SAF)叶提取物采用溶胶-凝胶法合成了ZnO纳米颗粒(Nano-ZnO)，采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其表面形貌、活性基团、晶型结构和光吸收特性进行了表征，分析了ZnO纳米颗粒对孔雀石绿(MG)的光催化降解活性以及对金黄色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明:采用互花米草叶提取物绿色合成的ZnO纳米颗粒具有丰富的含氧活性基团、较小的粒径和良好的分散性；经计算Nano-ZnO带隙能为3.09 eV，表明其光吸收利用效率较高；可见光下Nano-ZnO对孔雀石绿(MG)的降解效率达到98.2%；在光催化降解过程中，h+和·O2-是发挥作用的主要活性物种；Nano-ZnO对金黄色葡萄球菌的抑菌率是ZnO的2倍。该研究为互花米草的高值化利用提供了新途径，同时为纳米金属氧化物的制备提供了新方法。     

铁离子掺杂TiO2基自洁净玻璃的制备及性能

用溶胶—凝胶法制备了表面镀有Fe—TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃，并利用DTA—TG，XRD，SEM等手段研究了Fe—TiO2光催化薄膜的结构与特征。利用紫外—可见光分光光度计测量了不同镀膜层数的玻璃的透光率。通过光催化降解有机磷农药敌敌畏的水溶液，研究了不同铁含量以及不同镀膜层数对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由粒径为几十纳米的Fe3O4和TiO2颗粒构成；铁离子掺杂可以提高自洁净玻璃的光催化活性，在同样镀膜层数(2层)的情况下，[Fe]/[TiO2](摩尔比)＝0．005时的光催化性能最好；当用同样浓度的铁离子掺杂时，镀膜层数为9的光催化活性最高。     

超细纳米TiO2光催化灭菌的研究

在近紫外光的照射下,对比研究超细纳米TiO2与DegussaP25型TiO2光催化的灭菌效果.结果表明,粒径更小,比表面积更大的超细TiO2有助于提高光催化活性,能更有效地杀灭大肠杆菌.采用脉冲等强度均一电场凝胶电泳的研究表明,纳米TiO2光催化能诱导大肠杆菌染色体DNA双链发生严重断裂.     

负载型纳米TiO2光催化降解水中微量二氯乙烷

利用负载型纳米TiO2作为光催化剂对水中微量二氯乙烷进行紫外光催化降解处理。研究表明二氯乙烷光催化降解属表观一级反应动力学过程。不同的二氯乙烷初始浓度、光强和催化剂用量等因素对二氯乙烷的光催化降解具有不同的效果。初始浓度在4．821—22．838mg/L范围内，随着初始浓度的增大，二氯乙烷光催化降解的反应速率常数持续增大；光强的平方根与反应速率常数呈直线相关；随催化剂用量的增加，反应速率常数呈增大趋势。     

掺杂与涂膜纳米TiO2光催化性能的研究

分别对掺杂纳米TiO2和分子筛负载纳米TiO2的光催化性能进行了对比研究，并对负载纳米TiO2进行了SEM检测。通过正交实验设计对其降解甲基橙溶液作了进一步研究，找出其最佳处理条件为：催化剂用量7．5g／L；光照时间1．5h；pH＝3。