陶土-粉煤灰基吸附性陶瓷基体的制备及其吸附性能

以陶土和改性粉煤灰为原料,采用半干压成型工艺制备了吸附性陶瓷基体。研究了原料预处理、配比、烧成温度等对陶瓷基体性能的影响,确定了最佳制备条件：陶土和改性粉煤灰质量比8∶2,升温速率1 ℃/min,烧成温度900 ℃。在此条件下制得的陶瓷基体的孔隙率为36.75%,孔径分布区间在5～27 nm,纯水通量52.89 L/(m²·h),压缩强度17.923MPa。对罗丹明B、亚甲蓝、刚果红模拟印染废水、含PO^3- ₄废水和含Fe²⁺废水的处理结果表明,所制备的陶瓷基体具有良好的吸附和截留性能。     

有机添加剂对TiO2/Ti复合微滤膜制膜液性质和成膜的影响

采用改进浸浆法制备TiO2/Ti复合微滤膜,考察有机添加剂聚乙烯亚胺(PEI)和甲基纤维素(MC)对制膜液性质和成膜的影响,并通过控制合适的制膜液黏度,以期制备完整无缺陷的TiO2/Ti金属陶瓷复合微滤膜,将金属支撑体与陶瓷活性分离层有机集成。结果表明:PEI对溶胶分散制膜液中颗粒的荷电特性有显著影响,并表现出与水分散制膜液不同的特性。不同PEI的添加同时能显著影响制膜液的稳定性和粒径分布,其添加量为相对于TiO2粉体质量的3%,制膜液黏度可以在1 200 min内均保持稳定。制膜液中形成粒径约为1 370 nm的团聚体,可以显著地缓解制膜颗粒的内渗和提高湿膜层的稳定性。制膜液黏度随着MC加入量的增加而增大,且对成膜有显著的影响。黏度过大或过小,都会导致膜层不完整或裂纹的产生,合适的MC质量分数为10%。     

双液滴垂直碰撞等温壁面过程分析

采用VOF方法模拟了多孔介质中垂直放置的2个正庚烷液滴垂直撞击壁面的过程,研究了韦伯数、雷诺数、壁面尺寸及圆心距等因素对双液滴碰壁现象的影响,分析了双液滴碰壁过程液滴碰壁、液滴间相互碰撞、相溶、铺展形成附壁液膜、形成皇冠形空间液膜及液膜破碎等过程的动力学特性.分别对比了只改变其中1个参数的情况下,皇冠型空间液膜高度和附壁液膜高度的变化.结果表明:在其他参数不变的情况下,分别增大We,Re,d0/H以及减小d0/s,飞溅的二次液滴数量明显增多,皇冠型空间液膜高度都有不同程度的增大,对附壁液膜高度也有不同程度的影响.     

稻壳炭改良盐渍土性状研究

【目的】为改善苏北沿海土壤性质,提高造林成活率,促进沿海防护林体系建设,将稻壳炭应用于盐碱土改良试验。【方法】将稻壳炭与土壤体积比例按照对照(0%)、2.5%、5%、10%、20%和30%分为6组,每组分别种植‘南林895’杨、女贞、弗吉尼亚栎、榉树和台湾杨。【结果】稻壳炭能有效降低土壤含盐量和密度,提高有机质含量,可使土壤含盐量、密度分别降低54.7%、26.1%,有机质提高162.0%,在稻壳炭与土壤体积比为10%时就可取得良好效果; 稻壳炭对土壤水溶性氮、速效磷和速效钾等营养元素具有吸附作用,在0～10 cm和10～40 cm土层土壤水溶性氮、速效磷和速效钾营养元素都是对照组最高或次高,加入稻壳炭后反而降低; 随着土壤中稻壳炭比例增加,造林成活率逐渐提高,当稻壳炭与土壤体积比为10%时造林成活率最高,达91.10%; 5个树种在盐渍土上的成活率和生长势大小为:‘南林895’杨>女贞>弗吉尼亚栎>榉树>台湾杨。【结论】稻壳炭在降盐改土方面具有良好作用,但对速效营养元素具有吸附作用; 稻壳炭能显著提高造林成活率,促进幼林生长,在稻壳炭与土壤体积比为10%时效果最佳。     

载锆玉米秸秆生物炭的结构表征及磷吸附效果

以玉米秸秆为原料,利用氧氯化锆浸渍-限氧热解法制备一种新型的载锆生物炭阴离子吸附剂.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积测定(BET-N₂)等手段,对空白生物炭(BC)及载锆生物炭(Zr-BC)的形貌、组成及结构进行表征.结果表明:热解后的生物炭表面形貌粗糙,均发育有裂纹和蜂窝状大孔结构;与BC相比,Zr-BC比表面积和平均孔径都有降低,且表面元素含C量大幅降低,含O量显著增加,Zr质量分数达到15.7%;Zr-BC表面主要官能团有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、锆羟基氧化物等,构成吸附性能的结构基础;当pH值为2时,Zr-BC对磷酸盐吸附效果最显著,符合Freundlich等温吸附线模型.通过多种阴离子混合吸附测试发现,Zr-BC对水中磷酸盐有较高吸附量,且选择性较高.     

麦秸纤维多孔陶粒混凝土基本物理性能的试验研究

根据填充理论,以目标孔隙率为主要设计指标,确定了麦秸纤维多孔陶粒混凝土的配合比.在水灰比为0.3,不同纤维掺量、目标孔隙率和骨料粒径情况下,测定了多孔陶粒混凝土的28 d抗压强度、干密度、实测孔隙率、绝干和饱水状态下的导热系数,得出在陶粒粒径为10～20 mm时,28 d抗压强度范围为0.595～3.579 MPa,干密度范围为613～886 kg·m~(-3),实测孔隙率范围为36.5%～52.4%;采用5～10 mm陶粒时28 d抗压强度增大显著,而干密度、实测孔隙率和导热系数有所减小.     

均匀分散的纳米银/介孔氮化碳复合微粒的协同光催化性能研究

为了有效还原污染水中的硝基化合物和光解水制氢,采用浸渍法制备纳米银/介孔石墨相氮化碳(Ag/mpg-C_3N_4)复合微粒,继而通过简单吸附法制备Ag/5-OH-ZnTPP/mpg-C_3N_4复合微粒,利用BET,SEM,XRD和XPS等表征方法对所制备复合微粒的形貌、微观结构和组成进行测试,结果显示,介孔石墨相氮化碳(mpg-C_3N_4)呈多孔片层状,纳米银粒子(AgNPs)均匀分散于mpg-C_3N_4表面及片层间。通过UV-vis DRS,PL和PT等表征方法对Ag/5-OH-ZnTPP/mpg-C_3N_4复合微粒的光电性能进行测试,结果表明,AgNPs的引入和锌卟啉的表面敏化作用提高了mpg-C_3N_4基体对可见光的利用率。选用对硝基苯酚还原和光解水制氢为模型反应,经贵金属沉积改性及锌卟啉表面敏化改性后显著提高了mpg-C_3N_4基体的光催化活性。因此,Ag/5-OH-ZnTPP/mpg-C_3N_4复合微粒对4-NP的还原反应及光解水制氢具有高效催化活性。     

热湿耦合迁移对长江流域建筑能耗模拟的影响

以温度和相对湿度为驱动势建立了热湿耦合迁移模型(CHMT),采用有限差分法以加权隐式格式离散控制方程,用C++编制计算程序;采用自编程序与有限元模拟软件COMSOL Multiphysics进行求解,将计算结果与实验数据和HAMSTAD验证实例进行对比,验证了模型的准确性;以上海、武汉和重庆的建筑南立面挤塑式聚苯乙烯(XPS)外保温砖墙为例,分别计算墙体在供冷季和供暖季的逐时得热量,并以累计得热量为指标,分析热湿耦合迁移对能耗模拟的影响.结果表明:当不考虑热湿耦合迁移时,上海、武汉和重庆的墙体在供冷季累计得热分别被低估10.04%,8.69%和9.11%;在供暖季累计失热分别被低估6.34%,6.62%和6.3%,因此在计算长江流域建筑能耗时应考虑热湿耦合迁移的影响.     

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO_4/FeCl_3和FeCl_3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L~(-1)、温度为30℃、振荡速率为150 r·min~(-1)、生物炭投加量为4 g·L~(-1)、吸附时间为48 h的条件下,FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

不锈钢丝网多孔材料的孔隙特征及渗透性能分析

采用304不锈钢丝网为原材料,经过卷绕、压制、轧制、真空烧结工艺,制备了不锈钢丝网多孔板,利用扫描电镜观察板材形貌,分析了金属间的连接及孔隙的形成,获得了不锈钢丝网多孔材料的孔隙大小、孔隙分布及孔隙率。以改进的达西定律为依据,设计了一套检测多孔板渗透性能的装置,利用粘性渗透系数和惯性渗透系数作为多孔板的空气渗透性能指标,评价了不锈钢丝网多孔材料的渗透性能,确定了孔隙率对不锈钢丝网多孔材料渗透性能的影响规律。研究表明,不锈钢丝网多孔板孔隙分布均匀,金属骨架连续,孔隙大约在0～60μm之间,孔隙率在20%～40%之间,其渗透性能和孔隙率、厚度有着密切的关系,孔隙率越大、厚度越小,其气体渗透性能越好。