Continuous ion-selective separations by shock electrodialysis

Water purification remains a challenge across sectors worldwide, especially the efficient removal of specific (toxic or valuable) dissolved ions at low salinity. In this article, shock electrodialysis (SED) is shown for the first time to have this capability, by demonstrating continuous separation of magnesium ions from aqueous mixtures of NaCl and MgCl₂. By systematically measuring the composition of all input and output streams, the mechanisms that drive selectivity, current efficiency, and desalination are revealed, as well as strategies to improve performance. For solutions initially rich in sodium, highly selective (> 98%) continuous removal of magnesium can be achieved with only moderate (50–70%) total salt removal. This remarkable selectivity is associated with super-diffusive ion transport, mediated by charged double layers in a porous glass frit, behind a steady deionization shockwave in cross flow.     

使用不同催化剂转产过程中淤浆法HDPE脱气仓结块原因分析

在英力士淤浆环管工艺高密度聚乙烯(HDPE)装置上,由采用钛系催化剂生产PE100级管材专用HDPE转换成用铬系催化剂生产的过程中,使用钛系催化剂的停车期间以及使用铬系催化剂的开车期间,粉料输送至低压闪蒸脱气仓都会产生块状的聚乙烯,严重影响装置的正常运行;通过对块状聚乙烯进行密度与凝胶渗透色谱分析,发现结块的聚乙烯主要为低相对分子质量、低密度的聚乙烯粉料黏结物。停车期间,将第一反应器氢气进料量降低50%,提前终止1-己烯进料,从而完全消除结块的形成。     

异烟肼在有机溶剂中溶解度测定及晶习研究

在283.15~323.25 K范围内，利用在线浊度法测定了异烟肼在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙腈、乙酸甲酯与乙酸丁酯中的溶解度。数据表明，异烟肼在不同溶剂中的溶解度均随着温度升高而增加。在同一温度下，异烟肼的溶解度与溶剂关系符合如下顺序：甲醇 > 丙酮 > 乙醇 > 正丙醇 > 异丙醇 > 乙酸甲酯 > 异丁醇 > 正丁醇 > 乙腈 > 乙酸丁酯。采用改进的Apelblat、Wilson与NRTL方程对溶解度数据进行了拟合，结果与实验数据有较高的吻合。基于溶解度数据，对异烟肼溶解焓、溶解熵与溶解吉布斯能进行了计算，发现异烟肼溶解过程是吸热熵增过程。分析了甲醇、乙醇、正丙醇与丙酮对异烟肼冷却结晶过程所获产品晶习的影响，确定乙醇为合适的结晶溶剂。     

复合添加剂对钒电池正极电解液性能的影响

为了提高钒电池电解液的性能，选取了3种复合添加剂，研究了复合添加剂对钒电池正极电解液稳定性和电化学性能的影响。利用电化学方法制备了2 mol/L的全钒液流电池正极5价钒离子电解液，采用临界胶束浓度法得到复合添加剂的配比为：1% KHSO₄+3 mmol/L SDBS（十二烷基苯磺酸钠）、1% KHSO₄+2 mmol/L D-山梨醇、1% KHSO₄+2 mmol/L CTAB（十六烷基三甲基溴化铵），并考察添加剂加入电解液后的稳定性与电化学性能。通过XRD分析手段，对电解液沉淀物的成分进行了表征。研究表明：添加剂的加入，并不会引起钒离子价态的变化，1% KHSO₄+2 mmol/L CTAB加入后，电解液峰电位差减小12 mV，峰电流增加9.8 mA，说明CTAB与KHSO₄在合适配比下，能够有效提高正极电解液的稳定性及可逆性，添加剂的引入并未引起电解液沉淀物的物相组成变化，电解液性能显著提高。     

基于萤石溶解/表面转化的含钙矿物表面定向调控浮选技术及机理研究

研究了萤石在白钨矿和方解石表面溶解和转化的可能性, 发现萤石可以在特定的捕收剂体系下作为抑制剂实现含钙矿物的浮选分离。浮选实验结果表明, 萤石作为抑制剂, 在白钨矿和方解石的浮选中, 用量小、作用效果明显; 动电位检测结果证实了萤石能明显降低方解石的动电位, 但对白钨矿基本没有影响; XPS检测结果证明了萤石对方解石的作用主要在于对Ca-O键能的减弱和Ca-F基团的生成, 即在方解石表面生成CaF2膜; AFM检测则可直观观察到方解石表面经过萤石处理之后出现明显的起伏, 印证了离子的侵蚀与CaF₂膜的生成。     

超声促进Ni/Sn固-液溶解行为

钎焊接头的可靠性主要由界面金属间化合物的形貌及接头微观组织决定,超声辅助钎焊过程中母材溶解行为直接影响接头可靠性。为进一步探明超声对Ni-Sn溶解行为的影响,本文采用浸入实验法对比研究了加载超声和无超声辅助下Ni在Sn中的溶解动力学,通过模拟探明了熔池中声压分布规律,观察了Ni-Sn界面微观组织。上述研究表明,超声作用10 s Ni丝的溶解量与不加超声保温5 min的溶解量相当,表明超声能促进Ni在熔融Sn钎料中的溶解。无超声辅助时,随着保温时间的增加,Ni-Sn界面金属间化合物逐渐增厚,阻碍了Ni与Sn 之间的相互扩散；而在超声空化作用下,Ni-Sn界面处于动态非平衡状态,能促进Ni在液态Sn中不断溶解；同时,在声流作用下界面Ni原子快速迁移至Sn中,在随后的冷却过程中析出大量细长棒状的Ni₃Sn₄金属间化合物。     

管电极电解铣削深窄槽流场研究

针对封闭深窄盲槽结构的加工难点,提出了一种管电极电解铣削加工工艺。通过仿真软件对电解铣削过程中的流场进行建模仿真,利用高速摄影仪观测流场分析该方法的可行性。采用外径0.8 mm的管电极在不锈钢上进行电解铣削加工深窄槽试验,研究电解液压强对深窄槽轮廓精度的影响规律,成功加工出槽宽(1±0.05)mm、槽深(2.5±0.05)mm的高精度、侧壁陡直的封闭深窄盲槽。     

Effect of water aging on the mechanical properties of flax fiber/bio-based resin composites

Present work investigates the effect of hydrothermal aging of flax fiber-reinforced bio-based epoxy resin laminates on the mechanical and thermomechanical properties of the composites. Three different types of bio-based resins were used. Plates reinforced with eight layers plain weave flax fibers of 150 g/m², manufactured using Resin Transfer Molding (RTM), compression molding or autoclave technique depends on type of the resin. One dimensional Fickian behavior shows a good fitting to the experimental data derived from weight measurements. The water uptake at the equilibrium state in the case of 60 °C temperature was slightly greater than that at 40 °C. The mechanical properties after hydrothermal aging show a significant reduction and do not return to their initial values even after the drying process. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48787.     

石墨烯复合功能材料及其在重金属离子检测的电化学研究与应用

石墨烯(GR)是典型的单原子碳纳米材料,具有独特的二维共辄平面结构,其高活性的比表面积和突出的导电性能,在电催化和敏感材料制备领域已得到广泛的应用。氧化石墨烯(GO)作为GR的前驱体,存在大量的含氧官能团,具有良好的水溶分散性。大量GO含氧官能团的介入会破坏其K-7T共辘结构,导致其电学性能变差。GO通过化学、水热合成或直接电化学还原方法可有效修复其共辄平面结构,得到导电性良好的还原氧化石墨烯(rGO),即GR.单组分的GR材料在实际应用中仍存在某些局限性,如电学活性相对较弱,与其它材料加工复合性能较差等。将GR、G O材料与其它功能材料进行复合,可进一步改善复合物的物理或化学性能,如分散性、加工修饰和电催化活性等。综述了石墨烯材料与金属及其氧化物纳米粒子、聚合物、掺杂原子、导电离子液体、碳纳米材料等功能材料复合后,能形成可调控的微结构,具有改性的化学性质和协同发挥的电学效应,表现出显著的电子传递能力及其功能性作用。论述了GR功能化修饰的复合材料作为敏感界面,构筑基于重金属离子检测的电化学生物传感器,可以实现对Pb2+,Hg2+,C『+等多种重金属离子的同时或分别检出,提出了GR复合制备材料的纳米结构特征、功能修饰作用对于提高传感器的电催化活性和选择性性能等方面的应用,并对该研究领域进行了总结与展望。     

超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的研究超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响,探讨N80碳钢在超临界CO2环境中的腐蚀机制。方法利用高压釜进行失重和电化学测试,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分分析。结果当温度为40℃时,腐蚀速率最小,电化学阻抗随时间延长持续减小,此条件下并没形成FeCO3保护膜。升高温度导致腐蚀初期的腐蚀速率明显增大,然而腐蚀某个时刻后,电化学阻抗突然增大,意味着FeCO3保护膜的形成。温度越高,腐蚀24 h后的阻抗越大,产物膜越致密,保护性越好。另外,腐蚀失重速率随流速的增加而增大,电化学测试也表明流速越大,阻抗越小,腐蚀电流密度越大。SEM形貌分析表明,流体流动破坏了FeCO3膜的致密度,降低了其对N80碳钢基体的保护作用。结论尽管升高温度加速了N80碳钢的腐蚀,但却有利于保护性FeCO3膜的形成。温度越高,FeCO3膜越致密。流体流动破坏了保护性FeCO3膜的致密性,加速了N80碳钢腐蚀。