CuS/rGO/PVA多孔水凝胶的制备及其光热转换性能研究

随着工业化和人口的增加,淡水资源短缺已成为人类亟待解决的问题。太阳能驱动的水蒸发节能环保,是未来海水淡化技术发展的方向之一。水蒸发材料主要由光热转换材料以及亲水性骨架材料两部分组成。本文利用rGO作为掺杂剂制备CuS/rGO,并将其作为光热转换材料与PVA共混交联,制备了具有多孔结构的CuS/rGO/PVA光热转换水凝胶(S_(Cr)),探究了不同光热转换材料和固含量对蒸发速率的影响。结果显示,在1个太阳光下,多孔水凝胶的固含量为10%的试样性能最优,模拟海水蒸发速率为1.59 kg·m~(-2)·h~(-1)。     

发泡多孔凝胶的制备及光热海水淡化性能研究

聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)通过发泡法结合碳黑(CB)光热材料，制备出一种新型多孔气凝胶蒸发器(PCA-C)，用于太阳能海水淡化。通过SEM、FT-IR、MIP和DSC等测试方法进行了表征，并探究了其光热表现和海水淡化性能。发泡凝胶的孔道结构调控，使PCA-C的蒸发焓降低到1 769 J/g，蒸发率达到2.93 kg/(m²·h)，并且具有良好的抗盐效果。     

玉米秸秆活性炭的制备及其对养殖废水中土霉素的去除

采用热解法,以磷酸为活化剂,以玉米秸秆为碳源,制备了玉米秸秆活性炭,利用扫描电镜表征了其表面形貌,采用平衡吸附法研究了玉米秸秆活性炭对溶液中土霉素的吸附性能和对养殖废水中土霉素的去除效果。结果表明:在室温下,玉米秸秆活性炭对土霉素的最大吸附量为192.5 mg/g;吸附平衡时间为30 min;当pH值在4.3～8.2范围内,pH值对玉米秸秆活性炭去除土霉素没有显著性影响;利用玉米秸秆活性炭去除养殖废水土霉素的去除率达到93.1%。     

直热式太阳能海水淡化系统试验研究

针对间接式太阳能海水淡化方法,综合多级闪蒸和低温多效两种系统的优点,设计制造了具有一效蒸发器的直热式太阳能海水淡化试验装置,并对该系统进行了试验,给出了系统在不同闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度下的产水量和性能系数.试验结果表明,系统运行稳定,具有较高产水量和性生能系数.在闪蒸压力0.009MPa,蒸发压力0.004MPa条件下,最高海水温度70℃,产水量达到56.38kg·d,-1性能系数为5.68.文中还对闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度对系统产水量和性能系数的影响进行研究分析.     

面向水处理与有机溶剂回收的太阳能界面蒸发系统与材料

海水淡化是缓解全球淡水资源短缺的重要途径,但传统海水淡化技术受限于过大的能源消耗,而太阳能界面蒸发技术因高蒸发效率、可持续性和低成本等优点引起了人们极大的关注。太阳能界面蒸发技术利用光热转换材料将光捕获并高效地转化为热能,随之将热量传递给水分子将其蒸发收集而实现净化。本文综述了近年太阳能界面蒸发系统结构设计的演变,总结了新兴的光热材料如金属基等离子体材料、碳基材料、半导体材料、生物质材料等在海水淡化、污水处理等方面的研究,并基于系统设计理念提出了太阳能蒸发技术应用于有机溶剂纯化领域的可能性。在此基础上,对太阳能界面蒸发技术的前景和面临的挑战进行了总结,提出了太阳能界面蒸发技术与蒸汽发电、光催化、光解水产氢等多种技术的耦合。     

大连理工大学极端条件热物理与能源系统团队在太阳能界面蒸发研究方面取得新进展

正大连理工大学极端条件热物理与能源系统团队利用玉米秸秆开发了一种高效、低成本的蒸发体用于太阳能海水淡化。玉米秸秆不仅是一种低成本的农业废弃物,还具有孔隙发达、密度低等特点。其内部具有复杂的多孔结构,可以在高效输水的同时保持良好的隔热。这些特点使该蒸发体在一个太阳强度下的蒸汽转化率达到了86%。该研究成果以Highly Thermally Insulated and Superhydrophilic Corn Straw for Efficient     

玉米秸秆活性炭的制备及其吸附含氮废水性能探析

采用玉米秸秆作为制备原料,KHCO₃为活化剂、HCl作为改性试剂制备改性玉米秸秆活性炭,吸附含氮废水,进行物理表征以及吸附动力学性能分析。本实验采取Freundlich与Langmuir模型对等温吸附曲线进行线性拟合,实验数据结果表明,玉米秸秆活性炭对氮素的吸附更加符合Freunglich方程,拟合相关性较好,R²=0.998。随后采用Lagergren准一级及准二级动力学速率模型对活性炭吸附氮素溶液动力学拟合,实验结果表明,Lagergren准二级速率模型可以最准确地描述吸附过程,其中R²=0.95。玉米秸秆活性炭对氨氮的最大吸附量常数达到407.51 mg·g^-1,表明吸附能力较强。     

磷酸法玉米秸秆基活性炭的制备及其表征

以成型、烘焙处理后的玉米秸秆为原料,磷酸作为活化剂制备了玉米秸秆基活性炭,并对活性炭样品进行表征。同时以碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率为指标测定其吸附性能,并对制备条件进行优化。实验结果表明：玉米秸秆制备活性炭的最佳工艺条件为浸渍比即m(55%H₃PO₄)∶m(玉米秸秆)为4∶1、活化温度400 ℃、活化时间100 min,此条件下活性炭的得率为47.78%,制得的活性炭具有良好的吸附性能,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及焦糖脱色率分别达到864 mg/g、210 mg/g和100%。活性炭比表面积可达1 105 m²/g,总孔容积为0.745 cm³/g,微孔孔容为0.287 cm³/g,中孔孔容为0.354 cm³/g,孔径分布集中于5 nm以内,约占73.56%,平均孔径为2.697 nm。FT-IR分析显示：在活化过程中磷酸与玉米秸秆发生交联作用,生成的活性炭损失了玉米秸秆的部分官能团。     

玉米秸秆活性炭的制备及其对四环素的吸附

采用热解法,以磷酸为活化剂、玉米秸秆为碳源,制备了玉米秸秆活性炭。利用扫描电镜表征了其表面形貌,采用平衡吸附法研究了玉米秸秆活性炭对溶液中四环素的吸附性能和对养殖废水中四环素的去除能力。结果表明,在20℃,pH 7,吸附平衡时间为45 min时,玉米秸秆活性炭对四环素的最大吸附量为212.6 mg/g;利用玉米秸秆活性炭去除含有四环素的养殖废水时,四环素的去除率为94.8%。     

自漂浮静电纺纳米纤维膜的制备与海水淡化性能研究

利用低密度的聚苯乙烯(PS)和高稳定性的聚丙烯腈(PAN)负载单壁碳纳米管采用静电纺丝的方法,制备了具有自漂浮性能的纳米纤维膜,并用于海水性能评价。经过傅里叶红外变换光谱、扫描电镜、热稳定性能以及模拟海水蒸发性能测试,结果表明,随着碳纳米管含量的增加,纳米纤维膜的海水淡化效率先增大后降低。其中光热蒸发实验表明,在经过约150 h的蒸发后,含质量分数为0.75%的模拟海水淡化膜蒸发量为537.9 g,平均蒸发效率可达1003.1 g·m-2·h-1,远高于纯聚苯乙烯膜。     

新型太阳能海水淡化材料制备及其性能表征

设计一个操作简单的光热材料制备及在新型太阳能海水淡化中应用的创新性化学综合实验。通过一步浸泡涂覆的方法，制备出具有优异光热性能的材料，将其应用到新型技术——太阳能界面海水淡化中，可实现淡化水的收集和海水的浓缩。并通过实验表征材料微观形貌结构，探究太阳能利用效率，分析不同水样品的电导率。结合基础理论知识，引入前沿科学研究课题，实验方案设计既简单又具探究性，有利于培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。     

秸秆基碳材料在Li_2SO_4电解液中的电化学性能

以生物质秸秆为碳源,利用水热结合KOH活化法制备了多孔碳材料,对其结构与形貌进行了表征。采用三电极体系,在不同浓度的Li_2SO_4电解液中,对多孔碳电极进行循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试。结果表明,在0.5 mol·L~(-1)的Li_2SO_4电解液中,秸秆基生物质碳材料呈现出较好的电化学性能。当电流密度为0.5 A·g~(-1)时,比电容可达224 F·g~(-1);经1500次充放电测试后,比电容保持率高达94.1%,循环性能良好。     

玉米秸秆基活性炭的制备及吸附甲基橙性能研究

本研究以玉米秸秆为原料,采用化学—微波活化法制备活性炭,通过甲基橙吸附实验考察所制备活性炭的吸附性能。运用正交法探讨了活化剂种类、活化剂质量浓度、微波功率、微波辐射时间等因素对玉米秸秆基活性炭样品吸附性能的影响。正交试验优化后的最优水平组合为:氯化锌为活化剂,质量浓度为40%,微波功率为640 W,活化4 min,在该制备条件下制得的活性炭样品对100 m L浓度为10 mg/L的甲基橙溶液的吸附率可达到98.64%。     

太阳能海水淡化装置用橡胶吸热板(衬里)的研制

一、前言用太阳能使海水淡化,是生产饮用淡水一种行之有效的经济方法。1—海水贮罐(水塔).2—控流阀,3—玻璃盖板;4—淡化水集水沟;5—吸热材料(衬里),6—海水淡化池;7—溢流管;8—淡化水贮桶. 图-1太阳能海水淡化示范装置构成图图-1是太阳能海水淡化示范装置示意图。海水由泵泵入高位贮槽内,海水靠高位能自流流入淡化池,并从一端流向另一端。池内水深由溢流管自然控制。玻璃板透过阳光,吸热材料(衬里)吸收太阳光热量使水蒸发,蒸汽在玻璃板上冷凝,汇集流向淡化池两侧的“集淡化水水沟”内,再通过连接管道流入池外的淡化水贮桶内,供给日常生活饮用。     

太阳能界面蒸发器的研究进展

太阳能驱动界面蒸发技术利用太阳光在空气-水界面蒸发获取洁净水，能有效缓解水资源短缺。本文介绍了太阳能界面蒸发器的结构和蒸发原理，概述了太阳能界面蒸发器蒸发性能调控措施，从光热材料的选择、有效的热管理、水路设计、表面润湿性、活化水以及3D结构设计等多方面对光-热-蒸汽性能进行调控，并探讨了太阳能界面蒸发器在海水淡化、废水处理和协同发电等领域的广阔应用前景。     

污泥基活性炭深度处理垃圾渗滤液的研究

以市政污泥为主要原料,掺加少量玉米秸秆,采用化学活化与高温热解的方式制取污泥基活性炭,通过对活性炭表征分析得出秸秆最佳质量掺合比为10%,对垃圾渗滤液尾液动态吸附结果表明污泥基活性炭深度处理效果良好。物料平衡与能量衡算结果显示:污泥热解制备活性炭过程中产生的能量大于外界加热所需能量,理论上可在不消耗外界能量下进行规模化生产。     

玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料的制备与性能研究

以玉米秸秆纤维为增强材料,氨基树脂为基体聚合物,制备了玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料。研究了玉米秸秆纤维浆料质量分数对模塑料的弯曲强度和冲击强度的影响。采用电子扫描显微镜(SEM)表征玉米秸秆纤维和氨基树脂的界面结合性能,并利用动态机械热分析(DMA)和热重分析(TG)分析模塑料的动态力学性能和热稳定性。研究表明,当玉米秸秆纤维浆料质量分数为31%时,氨基树脂模塑料的力学性能优异,弯曲强度为60.41 MPa,冲击强度为1.81 kJ/m²,模塑料的储能模量较高,性能较优;玉米秸秆纤维与氨基树脂的相容性稍差;模塑料在68.8~114.3℃时失重率仅为0.5%~2%,在246.0~345.2℃时失重率较高,达到26%,玉米秸秆纤维质量分数对模塑料的热稳定性影响不明显。     

法国梧桐枯叶基活性炭的制备及其在超级电容器中的应用

以生物质法国梧桐枯叶为原料,将炭化的枯叶通过KOH化学活化处理,制备法国梧桐枯叶基活性炭(PLAC)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮气吸脱附对法国梧桐基枯叶活性炭的形貌、成分、比表面积、孔径分布等进行表征;运用三电极电化学体系,通过循环伏安,恒流充放电,循环稳定性测试,电化学阻抗谱分析法国梧桐枯叶基活性炭的超级电容器电极性能。结果显示,在800℃下碳化,通过KOH活化处理的法国梧桐基活性炭制备的电极,在1 A·g~(-1)电流密度下,比电容达到266 F·g~(-1)。电极在5 A·g~(-1)的电流密度下循环2000次后,比容量仍保留97.0%,展示出良好的电极性能。     

活性炭负载TiO2的制备与表征

在固定床中以玉米秸秆为原料采用二氧化碳活化制备活性炭,并以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2／AC复合催化剂,通过光催化降解甲基橙对其光催化活性进行研究。正交实验表明：当二氧化碳流量500mL·min^-1、活化温度800℃、活化时间40min时,制备的活性炭负载TiO2光催化性能最好,甲基橙降解率高达98．4％;采用XRD和SEM表征最佳工艺制得的TiO2／AC,发现TiO2／AC为锐钛矿型,粒径约为12nm。     

太阳能海水晒盐强化技术的研究

基于太阳能高效界面蒸发技术,利用活性炭过滤棉、海绵、百洁布和烧结不锈钢形成不同的双层组合,进行优化,以促进太阳能海水晒盐过程.实验结果表明:在光强1 000 W·m-2下,活性炭过滤棉与海绵的双层组合能更有效促进水分的蒸发,光热转化层距水面高度在4 mm左右、仅铺设1层时(厚度为3 mm)会有更好的蒸发效果;在盐聚集的...