改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水中的表面ζ电位和电荷密度

对油田含油污水中不同孔径的改性聚四氟乙烯膜的流动电位进行了实验研究.根据Helmholtz-Smoluchowski方程算出改性聚四氟乙烯膜的微孔表面ζ电位,再根据Gouy-Chapmann方程,估算出膜表面的电荷密度.并对油田含油污水中悬浮颗粒的ζ电位进行了测定.结果表明:改性聚四氟乙烯膜表面带有负电荷,表面Zeta电位稳定在-20mV左右,而污水中悬浮颗粒ζ电位也为负值.由于膜表面电荷的作用,使膜具有更强的截留悬浮物颗粒及抗污染能力.     

硅藻土陶粒性能及其在污水处理中的应用

目的研究改性后的硅藻土陶粒对水处理的影响效果,挑选出最优方案,从而改善生活污水的处理问题.方法将硅藻土中掺入水玻璃,采用高温煅烧的方式制成硅藻土陶粒,通过研究陶粒的煅烧温度、水玻璃掺入量、吸水率、强度、紫外分光光度值、化学需氧量(COD)分析硅藻土陶粒对污水的处理效果及循环使用次数.结果硅藻土与水质量比为1∶1.2时黏结性最好;随着煅烧温度的增加,陶粒的性能有所增加,并在800℃达到峰值;硅藻土陶粒的水玻璃掺量越多,性能越好,峰值掺量为10%;将净化污水后的陶粒煅烧进行重复利用,净化水性能逐渐减弱.结论煅烧温度为800℃、水玻璃掺量为10%的硅藻土陶粒相比于其他配比的陶粒对生活污水的处理效果最好,且可循环使用3～5次.     

多孔吸声陶粒的制备及孔结构可控研究

多孔陶粒具有较好的吸声降噪效应,陶粒的孔径、显孔率及孔的形貌特征等微观结构决定着其吸声性能的优劣。为实现对陶粒孔结构的调控,该研究以碳酸氢铵为发泡剂,通过探索热处理机制、发泡剂用量、养护时间等因素对孔结构的影响,制备出具备特殊孔结构的免烧结多孔陶粒,并对陶粒的显孔率、孔微观结构、吸声性能进行表征。结果表明:当发泡剂用量为2. 0%、升温速率为20℃/min、养护时间为0 h时,可制出显孔率高达32. 67%、平均孔径为0. 36μm、孔结构有序均匀排列的多孔陶粒,该陶粒宽频吸声效果良好,在200～2000 Hz范围吸声系数0. 33,平均吸声系数为0. 54,并能有效改善低频吸声性能。     

TiO2/竹炭复合体光催化材料的孔隙结构及分布

采用比表面积及孔径分析技术,测定了浸渍法制备的TiO2/竹炭复合体光催化材料的氮吸附等温线,进而运用BET理论计算了其比表面积、总孔容积和平均孔径分别为359.81 m2/g、0317 2 cm3/g和3.526 nm。同时,依据BJH模型分析了其中孔的孔隙结构参数和孔径分布。结果表明：经过纳米TiO2改性的竹炭不仅保留了竹炭固有的孔隙结构,而且其比表面积、孔容积、孔径都有所增加。经纳米TiO2改性制备的光催化材料的中孔孔容积比竹炭提高了65.86 %。     

改善海上油田含聚污水注入性室内实验研究

通过Zeta电位测试法和滤膜通过性测试法作为评价手段,考察了各类含聚污水稳定药剂对含聚污水的Zeta电位值和滤膜通过性能的影响;进而评价含聚污水的注入性,并筛选出具有良好稳定性能的含聚污水稳定药剂。研究结果表明,脂肪醇聚氧乙烯基醚AEO-5能有效提高含聚污水的滤膜通过性,并降低Zeta电位;能有效消除乳化油对含聚采出液体系稳定性的不利影响。EDTA具有较强的络合能力,对于含有Fe~(2+)和Fe~(3+)的含聚污水具有更好的稳定作用。硫脲和亚硫酸氢钠能有效去除含聚采出液中的溶解氧,提高含聚污水的稳定性,尤其是硫脲的除氧效果更好。针对含聚采出液中悬浮物对体系稳定性的影响,由于CMC所带阴离子电荷数量高于PVA,在提高滤膜通过性和降低Zeta电位方面性能较好。综合考虑,CMC应用效果更好。     

煤矸石陶粒混凝土微观孔结构特征及抗压强度

为了研究煤矸石陶粒对混凝土微观孔结构特征和抗压强度的影响,基于低场核磁共振(NMR)技术,对煤矸石陶粒体积取代率(0%,20%,40%,60%)的混凝土进行试验,测定煤矸石陶粒混凝土T2弛豫时间谱,进而转化为孔径分布曲线,并计算煤矸石陶粒混凝土孔隙率、最可几孔径和孔级占比等微观孔结构特征,同时通过力学性能试验测试不同取代率煤矸石陶粒混凝土的抗压强度。研究结果表明:煤矸石陶粒掺入混凝土后具有细化孔隙的作用,随着煤矸石陶粒取代率的增加,孔隙率先增大后有所减小,且无害孔占比和少害孔占比增多,有害孔占比和多害孔占比减少,最可几孔径减小,能够有效改善混凝土的微观孔结构特征。此外,随着煤矸石陶粒取代率增大,试件的抗压强度先变小,再由小变大,最后再变小,其中取代率40%时,其抗压强度最优。通过对煤矸石陶粒混凝土孔结构特征的测试,为分析煤矸石陶粒混凝土的耐久性能提供了一定的微观基础。     

粉煤灰基多孔陶粒制备及其生物载体除污效果

以电厂粉煤灰为原料,制备出表观密度为1.20 g/cm3、显气孔率为50.13％、比表面积为4.21 m2/g和平均孔径为2.31 /μm的多孔陶粒,并将其作为曝气生物滤池中污水处理的生物载体.通过SEM、XRD分析和重金属浸出分析,发现陶粒为表面粗糙的多孔材料,焙烧后新生矿物为硅酸盐类钙长石,多孔陶粒浸出液中重金属浓度达到国家地表水质量要求.处理生活污水显示,曝气生物滤池去除CODcr、NH+4-N和TN的容积负荷分别为5.11、0.97、0.33 kg/(m3·d),其去除率分别达到84.56％、96.01％和31.29％;滤料表面和内部生物量分别为290.29、16.47 nmol P/g滤料,其分别占总量的94.63％和5.37％.     

孔隙结构表征陶粒滤料净水效能的方法

在分析陶粒的吸附性能和孔隙结构的基础上,采用浊度和UV254等动态实验方法研究了陶粒滤料的净水效能,建立了陶粒滤料过滤性能的表征方法.结果表明,陶粒的比表面积和碘吸附值、孔体积和单宁酸吸附值、最可几孔径与全部吸附值的相关系数分别是0.99、0.92和1.00.其表征方法所得的陶粒滤料评价结果与陶粒滤料净水效能的实验结果相符,为评价陶粒滤料的净水效能和针对不同水质选择陶粒滤料提供了标准.     

砂岩表面Zeta电位测定探讨

用固体表面Zeta电位仪测量了目标岩石表面Zeta电位随pH值的变化情况,结果表明:目标岩石表面Zeta电位测定的pH值适宜范围为7~10,这是因为pH值小于7时溶液会与岩石表面发生化学反应,pH值大于10时,溶液也会与岩石表面含铝的成分发生化学反应.对Zeta电位测定前样品的处理方法进行了初步探讨.结果表明:用NaOH溶液处理过的样品Zeta电位测定值重复性较好.     

陶粒在早期混凝土中的吸水返水特性研究

采用U型管微压测定装置,研究了不同类型、不同预湿程度和不同掺量的陶粒在总水灰比相同,1 d龄期混凝土中的吸水返水变化规律.研究结果表明,陶粒吸水返水过程与陶粒类型、预湿程度密切相关,受陶粒掺量的影响很小;当陶粒类型相同时,预湿程度越高,陶粒在混凝土中的吸水能力越弱;当预湿程度相同时,对于无预湿陶粒,吸水率大的陶粒吸水能力较强;对于有预湿陶粒(1 h或24 h),吸水率大的陶粒吸水能力较弱.     

声波测井压电陶瓷换能器极化特性分析

从声波测井圆管状压电陶瓷换能器的极化方式出发，对径向和切向极化条件下，换能器的主要特性参数进行了计算、对比、分析，指出了极化方式决定换能器机械谐振频率、机电转换系数、静态电容、机械谐振时的接收灵敏度等参数。     

岩石动态与静态弹性参数差别的微观机理

根据对岩石动、静态弹性参数的观测结果及岩石力学与岩石物理学的相关理论 ,对动、静态弹性参数差别的微观机理进行了分析。结果表明 ,动、静态弹性参数存在差别是由于岩石内部存在微裂隙与孔隙流体。在不同应变幅值和频率的动、静态载荷作用下 ,微裂隙与孔隙流体的微观变形特征不同。在静态大应变下 ,沿颗粒边界或裂隙面的摩擦滑动使岩石表观模量减小 ,而声波引起的应变很小 ,不足以引起这种滑动。另外 ,动态载荷下岩石处于“不排水”状态 ,并因“粒间喷流”引起模量频散 ,使得岩石动态模量高于静态模量     

底灰、粉煤灰及酸洗污泥协同制备泡沫微晶玻璃的相变及性能研究

底灰、粉煤灰和酸洗污泥给城市带来了严重的环境污染,以其为原料制备泡沫微晶玻璃是实现固体废物资源化利用,降低环境影响的有效途径。本文以碳酸钙为发泡剂协同处置以上三种固体废弃物,成功制备了泡沫微晶玻璃。不同底灰添加量对样品的孔形态、孔径分布、孔内外成分变化、物理性能、玻璃结构单元、物相及析晶的影响得到了分析。结果表明,随底灰添加量增加,玻璃相,Si–O–Si及Q3Si单元逐渐减少,玻璃转变温度降低,从而造成气泡融合及孔分布不均的现象。当底灰、粉煤灰、酸洗污泥添加量分别35wt%,45wt%和20wt%时,制备了具有均匀球形孔隙和优异物理性能的泡沫微晶玻璃。样品的体积密度为1.76 g/cm3,孔隙率达56.01%,抗压强度为16.23 MPa。这种低成本制备泡沫微晶玻璃的方法为协同处置固体废弃物提供了新思路。     

三轴应力下饱和水砂岩动静态弹性参数的试验研究

建立了一套试验装置，以解决含水岩样变形的电阻应变片测量问题，并实现有孔隙压力的三轴应力下饱和水岩样纵、横波速度和变形的同步测试，通过时８块砂岩岩样的测试，初步得出了饱和水砂岩波速和动静态弹性参数随应力状态变化的基本规律，给出了岩石静态弹性模量和静态泊松比随岩石密度、孔隙度和围压等参数变化的多元线性回归关系式，并对动、静态弹性参数间的关系进行了初步分析。     

冻融与静荷载双重作用下土体内部孔隙水压力、水分场变化规律研究

在季节冻土区,土体内部孔隙水压力和水分含量受冻融循环和外部荷载的影响.通过模型试验,利用孔隙水压力传感器和水分传感器对冻融与静荷载双重作用下黄土内部的孔隙水压力和水分含量进行监测,得到不同深度处孔隙水压力和水分含量的变化过程.结合静荷载的应力场,进一步分析孔隙水压力和水分含量的空间变化规律.试验结果表明:在冻融与静荷载双重作用的初期,土体内部孔隙水压力快速增大;之后,孔隙水压力开始随温度呈周期性变化.在一个冻融周期内,土体内部孔隙水压力和水分含量都随温度的升高而增大,随温度的降低而减小,而且孔隙水压力和水分都随温度的变化而表现出滞后性.随着冻融循环次数的增加,孔隙水压力在荷载下方和两侧形成三个集中区;水分则在荷载下方形成高含水量区,在荷载两侧形成低含水量区.通过对静荷载产生的应力场进行分析发现,土体内部孔隙水压力和水分场的空间分布与静荷载产生的应力场有密切关系.     

短纤维玻璃陶瓷基复合材料的静疲劳行为

研究了不同介质中单向短纤维增强玻璃陶瓷是复合静疲劳行为,结果表明,复合材料的疲劳指数和疲劳极限均高于陶瓷基体,Nicalon纤维增强复合材料在水介质中的静疲劳性能要优于碳纤维增强复合材料,认为应力腐蚀导致的纤维／基体间的界面弱化是影响得合材料静疲劳劳行为的重的要因素,界面弱化有利于提高强界面结合复合材料的静疲劳强度。     

铜合金熔体泡沫陶瓷离心过滤技术研究

提出通过用离心加压使铜合金通过高密度、大厚度泡沫陶瓷从而强化过滤效果的新方法,研究了过滤工艺参数对铜合金过滤效果的影响。试验结果表明,泡沫陶瓷孔径与厚度、熔体温度、旋转速度等对铜合金的洁净度及力学性能有重要影响。采用该方法过滤铜合金熔体,抗拉强度比未过滤的提高10.8%,延伸率提高27.2%。金相观察表明,这种强化过滤对合金中15μm以上夹杂物有显著滤除效果。     

图象处理方法在微观驱替中的应用

微观模拟技术作为一种新的开发试验手段，在渗流机理研究方面发挥了重要作用．但由于在计量方面的客观原因，即模型流量微小且出口油水分离困难，使得它在定量化研究方面一直发展缓慢，基本处于定性研究阶段．笔者以图象分析技术为手段，编制了一套微观模拟实验图象处理软件，该软件能够对整个实验过程中的静态参数（孔隙度、孔喉尺寸的最大值及最小值和平均值）和动态参数（任意时刻的油水饱和度、面积流量／流速）做较为精确的计算，使微观模拟实验从定性研究向量化研究迈进了一步．     

沉积法改性陶粒的制备及其氨氮和COD吸附性能

以Fe(OH)3和Al(OH)3为改性剂,控制表面化学沉积的时间、反应温度、pH值等条件,制备涂铁陶粒滤料和涂铝陶粒滤料,分析了改性滤料对氨氮的静态去除能力.研究表明,改性陶粒对氨氮和COD的吸附能力得到显著提高.涂铝陶粒的氨氮去除能力可达到原陶粒的3倍,涂铁陶粒的氨氮去除能力可达到原陶粒的5.5倍;涂铁、涂铝陶粒对COD的去除能力分别是原陶粒的2倍和2.8倍.改性陶粒的pH值也比原陶粒有所提高.经过SEM分析得到,沉积法有效地增大了改性陶粒的比表面积和表面粗糙度,并且产生了丰富的羟基官能团,强化了化学吸附和物理吸附能力.