碱性阴离子交换膜的碱稳定性

碱性阴离子交换膜(AEMs)是碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,目前已成为制约碱性阴离子交换膜燃料电池发展的关键因素.离子传导基团在碱性条件下,容易受到氢氧根离子的攻击发生降解.本文主要从以下3个方面介绍了近期AEMs在耐碱稳定性方面的研究成果:(1)开发稳定的离子传导基团,并通过提高离子传导基团的电子密度和增大缺电子位置的空间位阻提高离子基团的稳定性;(2)在离子传导基团与聚合物主链之间引入长烷基侧链;(3)合成不含醚氧键的聚合物主链,改善AEMs的耐碱稳定性.     

硅橡胶膜渗透萃取脱除模拟废水中苯酚的研究

采用自制的硅橡胶（PDMS）平板膜制备成管式膜渗透萃取接触器处理含酚模拟废水，考察了苯酚的去除效果，并与硅橡胶管制成的卷绕式渗透萃取接触器和管式渗透萃取接触器进行了比较。实验结果表明：与硅橡胶管相比，PDMS平板膜的传质阻力减小，总传质系数提高，苯酚去除率、总传质系数和渗透通量分别为979，5、1．77×10^-1m·s^-1、5．73×10^-7g·m^-2·s^-1；硅橡胶管管式膜渗透萃取接触器较卷绕式膜渗透萃取接触器浓差极化小，且膜面积利用率高，硅橡胶管管式和卷绕式膜渗透萃取接触器总传质系数分别为1．25×10^-7m·s^-1和5．11×10^-8sm·s^-1。     

用改进的遗传算法进行多流股换热器网络综合

建立了有分流情况下换热器网络综合的教学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设,有分流情况下的换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划(MINLP)问题。这类问题的非凸非线性特性使得目标函数存在多个局部最优解,传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用,因此对遗传算法进行多流股换热器网络综合的方法进行了研究,最后通过例题证明了方法的有效性。     

中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧的研究

采用自制的聚丙烯中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧,分别考察了水在中空纤维膜接触器的管程和壳程流动时,真空度、温度、进水流速以及中空纤维膜的有效长度对溶解氧脱除率的影响。实验结果表明：溶解氧脱除率随着系统真空度的增大而显著提高,在真空度为0．09MPa时,溶解氧脱除率可以达到80%以上;溶解氧脱除率随着流速的增加而增大,当流速达到一定数值之后,溶解氧脱除率保持不变;此外,溶解氧脱除率与中空纤维膜的有效长度密切相关．膜的有效长度越长．溶解氧脱除率越高,但其受进水温度并不明显。     

膜分离耦合电化学氢泵提氦工艺设计与优化

深冷精馏的氦气富集工艺存在能耗高、投资大，催化氧化法脱氢会引入新杂质(O₂、H₂O等)的问题，因此提出基于膜分离耦合电化学氢泵的脱氮单元尾气提氦工艺。二级膜分离富集氦气，电化学氢泵分离氢气/氦气，一步实现高效脱氢提氦和氢气资源化利用。基于课题组自主开发的膜分离和电化学氢泵单元模块，利用Aspen HYSYS对耦合工艺进行了建模及数据分析，并结合灵敏度分析法和响应面法对工艺关键参数进行了优化。最优工艺条件是第1、2级膜面积分别为4 759.5和435.3 m²,第1、2级膜进料绝对压强分别为6 010.3和4 352.5 kPa,第1、2级电化学氢泵的膜电极面积分别为39和17 m²,施加电势均为1 V。该条件下，产品氦气摩尔含量为99.99%,总回收率为95.67%,同时副产燃料电池车用标准的氢气。经济评价结果表明，在考虑氢气副产品附加值的条件下，耦合工艺高纯氦气生产成本为标准状态下125.47元/m³,动态投资回收期为2.09 a,内部收益率为79%,具有显著的经济优势。     

腹水超滤中膜的污染及清洗

以人血清白蛋白溶液模拟腹水,采用聚砜中空纤维膜进行滤浓缩,实验考虑了不同截留相对分子质量膜的污染情况及膜清洗方法,并将优选出的实验条件用于腹水浓缩实验。结果表明,由于腹水中多种蛋白质的存在,造成膜的吸附污染较严重;用一般的化学清洗法清洗后通量可以恢复80％。     

制备微细颗粒的乳状液稳定性研究

乳状液用于微细颗粒的合成已引起人们的关注，但乳状液是一种热力学不稳定体系，对其应用产生很大的限制。以煤油为油相，P204（二-（2-乙基己基）磷酸酯）为载体，选取Span80和丁二酰亚胺类表面活性剂T155为膜相稳定剂，以溶胀率和泄漏率为衡量标准，考察了表面活性剂类型及用量、内水相浓度、载体用量等因素对用于制备微细颗粒的乳状液的稳定性的影响。丁二酰亚胺类表面活性剂与常用的Span 80相比，具有更好的耐酸碱性能。在实验范围内，表面活性剂用量的增加有利于乳状液的稳定；乳状液的溶胀率和泄漏率均随着载体浓度的增加而增大。实验确定了几种稳定性较好的可用于微细颗粒制备的乳状液。     

餐厨垃圾酸碱度对黑水虻灭活致病菌效率影响

黑水虻处理是近年发展起来的一种有机垃圾资源化方法，然而不同底物和处理方式下，致病菌的灭活规律存在较大差异，亟待研究和阐释.以沙门氏菌和大肠杆菌O157为模式致病菌，以不同初始pH条件下餐厨垃圾中致病菌的灭活规律为研究对象，分析致病菌灭活的主要因素和强化方法.结果发现，沙门氏菌在1～4 d被灭活，大肠杆菌O157在2～6 d被灭活，环境微生物以及物料酸性条件是致病菌灭活的主要因素.黑水虻是垃圾减量化的主要动力，但并不是致病菌灭活的主要因素.pH 6.0、8.0的条件比pH 5.3、10.0、12.0更具有优势，表现为较快的致病菌灭活速度、较高的黑水虻抗菌肽抑菌活性以及较快的幼虫生长速率.综上，黑水虻能够在减量化餐厨垃圾的同时灭活致病菌，初始pH 6.0～8.0的条件值得应用和推广.