塑料换热器在海水淡化中的应用

阐述了塑料换热器在海水淡化中应用的研究状况，分析了塑料换热器所具有的优势如成本更低、更好的防腐防垢性能，质量更轻和能耗更低等，重点讨论了塑料换热器在露点蒸发淡化技术中的应用和有利条件，并对塑料换热器在海水淡化中的应用前景作了进一步的展望。     

部分氟化嵌段型阴离子交换膜的制备

以接枝α,α′-二溴对二甲苯的氟化芳香族链段作为大分子引发剂,在链的末端引发烯烃聚合,合成了三嵌段聚合物.然后在脂肪族链段接枝季铵型侧链进行功能化,制备出部分氟化的嵌段型阴离子交换膜.表征结果显示,由于嵌段间的亲疏水性差异,膜内形成明显的微相分离.其中,膜FPAE-PVBC-QA-20 (IEC=1.51 mmol/g)在80℃下离子电导率达到87.8 mS/cm;浸泡于80℃、2 mol/L NaOH溶液中500 h后仍保留74.5%的离子电导率,具有良好的耐碱性;单电池功率密度达到131.7 mW/cm~2.     

哌啶阳离子功能化侧链型阴离子交换膜的制备

燃料电池因其能量转化率高、污染小等特点,成为当前的研究热点.然而,作为关键部件的阴离子交换膜仍然存在离子电导率低、耐碱性能差等缺点,这限制了燃料电池的发展.利用威廉姆森成醚反应在聚醚酮主链接枝哌啶鎓盐,成功制备了侧链型阴离子交换膜.设计的哌啶鎓盐通过长柔性亚甲基与主链相连,使膜内形成有利于高效离子传输的微相分离结构,PEKCQA-1.0膜在80℃的电导率高达72.7mS/cm.此外,哌啶阳离子基团离主链较远,减弱了对主链的吸电子作用;同时,环型结构的哌啶阳离子具有一定的空间位阻,减少了OH~-对阳离子基团的攻击,使膜表现出优异的耐碱性能.PEK-CQA-0.8膜在60℃下1mol/L KOH水溶液中浸泡360h后,离子电导率仅下降了8.8%,有望应用于碱性燃料电池.     

聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）/Fe3O4复合微球的制备及表征

采用Fe3O4、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)制备了具有磁敏、温敏和pH敏感的多重敏性复合微球。先使用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米颗粒,并用油酸对其改性。继而采用种子聚合法制备P(NIPAM-co-AA)磁性微球。研究表明,在pH值为10的合成条件下,复合微球的分散性较好。采用疏水性引发剂可相对增加有机、无机相之间的亲和性。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)和超导量子干涉磁强计(SQUID)等对微球进行了结构与形态表征,结果证明,复合微球形貌统一,各组分之间聚合良好。复合微球的粒径约为249 nm,对温度、pH可作出预期的响应,饱和磁化强度为40 emu/g。     

聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混膜的制备和性能

制备了聚乙烯醇(PVA)、PVA/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与戊二醛交联的PVA/PVP膜用于渗透蒸发对乙酸乙酯/乙醇/水三元共沸体系脱水。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),X射线散射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对膜的物理化学结构及形貌进行了表征。考察了PVP含量、交联度对共混膜结构和亲水性的影响。考察了PVP含量、交联度和温度对PVA均质膜的分离性能和溶胀行为的影响。结果表明,交联的PVA/PVP共混膜对乙酸乙酯/乙醇/水有着优异的分离性能。     

交联型聚芳醚基阴离子交换膜的制备及性能研究

燃料电池由于能量转化率高、环境友好等优点,是最具应用前景的能量转化装置之一。阴离子交换膜作为燃料电池的核心部件,仍存在低电导、高溶胀等问题.这里,通过设计聚芳醚结构使其侧链末端含有碳碳双键,在Grubbs二代催化剂作用下进行烯烃复分解反应接枝离子基团,利用剩余不饱和双键在高温下的交联反应,制备出交联型聚芳醚基阴离子交换膜.由于亲水性侧链与疏水性主链的不兼容性,使膜内形成了有利于离子传输的微相分离结构,交联膜的最高电导率达到81.1mS/cm(80℃).此外,交联结构能有效地抑制膜的溶胀,交联膜C-FPAE-PH-1.5在30℃下的溶胀率仅为7.51%,表现出优异尺寸稳定性.C-FPAE-PH-1.5膜在60℃下1mol/L KOH水溶液中浸泡360h后,保留了93.1%的电导率,表现出优异的耐碱性能.     

描述CO2的柔性模型

A fully flexible potential model for carbon dioxide has been developed to predict the vapor-liquid coexistence properties using the NVT-Gibbs ensemble Monte Carlo technique (GEMC). The average absolute deviation between our simulation and the literature experimental data for saturated liquid and vapor densities is 0.3% and 2.0%, respectively. Compared with the experimental data, our calculated results of critical properties (7.39 MPa, 304.04 K, and 0.4679 gcm－3) are acceptable and are better than those from the rescaling the potential parameters of elementary physical model (EPM2). The agreement of our simulated densities of supercritical carbon dioxide with the experimental data is acceptable in a wide range of pressure and temperature. The radial distribution function es-timated at the supercritical conditions suggests that the carbon dioxide is a nonlinear molecule with the C O bond length of 0.117 nm and the O C O bond angle of 176.4°, which are consistent with Car-Parrinello molecular- dynamics (CPMD), whereas the EPM2 model shows large deviation at supercritical state. The predicted self-diffusion coefficients are in agreement with the experiments.     

露点蒸发海水淡化过程传热研究

露点蒸发淡化技术是一种新的海水和苦咸水淡化方法,它是基于载气增湿和去湿的原理,同时回收冷凝去湿的热量,传热效率受混合气侧的传热控制。蒸汽冷凝传热中,不凝气的存在严重恶化其传热过程。过去的研究大多只涉及极少量或微量不凝气问题,而实际应用中含有大量的不凝气。本工作是在不凝气含量很高的条件下进行的冷凝传热研究。实验工作系通过空气和蒸汽直接混合形成饱和混合气进行冷凝,考察了混合气温度、流速、冷却水温度和流速对冷凝传热过程的影响。实验混合气温度达92～68℃,流速达1.41～9.79m/s,冷却水温度50～70℃,冷却水流速0.55～1.66m/s。实验表明,适当提高混合气温度和流速,冷凝传热的混合气侧的平均传热系数可保持在较高的实用水平,即1000W/m.2℃甚至更高。同时对含不凝气的冷凝传热过程进行了分析,得出了混合气侧局部传热系数的关联式,并对其设备提出了合理设计的原则意见。     

高耐碱性交联型聚苯醚阴离子交换膜的制备

以溴化聚苯醚(BPPO)为主链,N,N-二甲基己胺(DMHA),N,N-二异丙基乙胺(DIEA)和三乙胺(TEA)为季铵化试剂,N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺为交联剂制备了一系列交联型阴离子交换膜(AEMs),并对交联膜物理和电化学性能进行了表征与测试.结果表明,膜具有明显的微相分离结构、高的离子电导率、优异的尺寸稳定性和化学稳定性.其中接枝N,N-二异丙基乙胺的膜(c-PPO-DIEA)离子电导率在80℃下可达到72.3 mS/cm;在1 mol/L NaOH中经480 h的耐碱性测试发现,膜c-PPO-DIEA的离子电导率能够保留80%以上,表现出良好的耐碱性;将该膜组装成单电池测试,开路电压为0.983 V,在80℃下电流密度200 mA/cm~2时其功率密度达到89 mW/cm~2.     

磺化含酚酞侧基聚芳醚酮/氧化石墨烯复合质子交换膜的性能

采用共混制备了一系列磺化含酚酞侧基聚芳醚酮(SPEK-C)/氧化石墨烯(GO)复合质子交换膜,系统地研究了GO含量对复合膜性能的影响。结果表明,GO含量对膜的离子交换容量、稳定性、质子电导率和甲醇渗透率等有重要影响。复合膜质子电导率随GO含量增加而提高,GO含量为2%和5%的复合膜在80℃下质子电导率均在10^-1 S·cm^-1以上。80℃下,GO含量为5%的复合膜甲醇渗透率为6.69×10^-7 cm²·s^-1,低于同温度下复合前SPEK-C膜1个数量级。复合后膜的化学稳定性增强,离子交换容量和含水率均有提高,相对选择性明显增大,最高达SPEK-C的18.2倍。