多孔SiO2分子巢制备多功能涤纶纤维试验研究

针对传统PET材料不具备抗菌、不耐洗等问题,以煎煮法为基础,以草珊瑚、艾叶和薄荷为原料,制备含植物活性成分的溶液,其具有抗菌、杀菌的作用;以溶胶-凝胶法为多孔材料制备方法,用十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂为模板剂,正硅酸乙酯为有机硅源,氨水为催化剂,乙醇和乙醚为助溶剂,在水-乙醇-乙醚体系中合成多孔二氧化硅微球;然后,多孔二氧化硅微球与提取液混合制备含植物活性成分的多孔二氧化硅分子巢;最后以制备的多孔二氧化硅分子巢与普通的聚酯切片用熔融纺丝工艺进行造粒、纺丝,得到具有抗菌、杀菌和耐洗的多功能涤纶纤维.通过SEM微观观察和力学性能测试、抗菌试验、耐洗性测试,对上述制备的多功能涤纶纤维性能进行验证.结果表明:在模板剂总浓度为0.029 mol·L-1、V醇:V醚=20:20、两种表面活性剂比为4:1时,得到的多孔SiO2微球排列规整;当多孔二氧化硅分子巢掺量(质量分数)在0.5％～1％时,通过熔融共混纺丝得到的新型多功能涤纶纤维力学性能表现最优;当多孔二氧化硅分子巢掺量(质量分数)在1％时,得到的新型多功能涤纶纤维的抗菌性能达到87.9％.而二氧化硅分子巢掺量越高,纤维材料越耐洗.以上结果说明本试验制备涤纶纤维的方案可行.     

羟基磷灰石作为催化材料的研究进展

羟基磷灰石(HAP)由于具有无毒性、生物相容性、热稳定性、吸附性、离子交换性、结构稳定性等,因而被广泛应用到催化剂的制备中。作为一种新型催化材料,HAP的特殊晶体结构对一些反应表现出催化活性,并且经过改性、负载等方法处理过后的HAP催化剂显示出独特的催化优势。基于近年来HAP在催化邻域的发展,综述了HAP作为催化材料在降解污染物、制氢、药物合成、还原氮氧化物等反应中的不同应用,并对未来的研究方向进行了展望。     

块矿带式机干燥过程数学模拟研究

本文以块矿带式机鼓风干燥为研究对象，借助Fluent软件建立多孔介质床层内质量、动量、能量双方程和以及水分迁移方程的耦合数学模型，研究不同工艺条件下台车去湿量的变化规律。研究结果表明：随着鼓风温度的增加，料层去湿量增大，料层前缘在干燥时间为150 s左右发生水汽冷凝；在鼓风速度为1.43 m/s,鼓风温度为300℃的条件下，料层的去湿量与初始含水量的关系不大；随着鼓风速度的增大，料层去湿量增大，在干燥时间为360 s,鼓风速度分别为1.08、1.43、1.79 m/s时，料层最大去湿量分别为31%、36%、40%,且速度增大，冷凝区减少，但是冷凝值增大。     

新型AMBBR-MBBR-MBR工艺处理紫外线吸附剂厂废水

根据传统工艺处理紫外线吸附剂厂UV-P废水中高级氧化作为预处理成本高,单一A₂O生化工艺出水不稳定,并且出水污染物浓度高等缺点,首先采用零价铁强化水解和预曝气作为预处理,以新型AMBBR-MBBR-MBR工艺进行处理。工程MBBR采用三维多孔泡沫陶瓷填料为生物载体,MBR采用Si O₂平板陶瓷膜。长期调试运行效果表明,出水水质优于≤城镇污水处理厂污染物排放标准≥GB 18918-2002表1中一级A标准,即COD<50 mg/L,氨氮<5 mg/L,总氮<15 mg/L,硝基苯<2.0 mg/L,挥发酚<0.5 mg/L,苯胺类<0.5 mg/L等。水处理运行费用为4.9元/m³。     

基于CT扫描技术的多孔沥青混凝土抗冻融破坏性能研究

冻融破坏是沥青路面常见的病害形式,目前主要通过马歇尔试件的劈裂强度在冻融环境下的变化情况来间接反映沥青混凝土的抗冻融破坏能力,未揭示出冻融破坏下沥青路面内部结构上的变化,如裂纹、空隙率的变化规律。因此,本研究中采用一种直观的方法来研究沥青混凝土的抗冻融破坏能力,主要是采用工业CT跟踪多孔沥青混凝土内部空隙率在冻融环境下的变化。结果显示沥青混凝土的抗冻融破坏性能与空隙率的分布有很大关系,总体上,在冻融破坏过程中,沥青混凝土试件内部空隙率明显增大的局部区域会造成混凝土局部或整体空隙率的显著变化,严重影响多孔沥青混凝土的抗冻融破坏性能。     

共价有机框架材料及其在关键核素分离中的应用进展

共价有机框架材料（COFs）是一类由共价键连接的多孔晶态材料。因具有单体链接方式灵活、结构可调、活性位点丰富、比表面积大、理化性质相对稳定等特点，它们在气体储存与分离、能量储存、催化和光电学领域受到了广泛的关注。本文主要从结构设计、合成方法及功能化、材料的分析表征和晶形控制等方面概括地介绍了COFs材料。在此基础上，综述了COFs材料在关键核素分离方面的研究进展，并展望了其在核素分离领域的应用前景和今后的研究方向。     

利用地下水填充钻孔的埋管换热器性能分析

地下水填充的井下换热器（GFBHE）是一种不需要灌浆,利用地下水填充钻孔进行换热的地热换热器。针对GFBHE建立了瞬态三维数值模型进行模拟,并与利用普通灌浆材料进行回填的埋管换热器进行对比。数值模型通过将孔隙型岩层等效为饱和多孔介质的方法将钻孔外部的自然对流现象考虑在内。研究了包括渗透系数、地温、钻孔孔径在内的关键因素对GFBHE性能的影响。结果表明,当含水层渗透系数大于1×10^-4 m/s时,GFBHE性能明显优于利用灌浆填充钻孔的地热换热器,在富水区域利用GFBHE取代后者是可行的。GFBHE的换热性能随着钻孔孔径、含水层渗透性的增大以及地温的升高而提升。     

梧桐絮制备多孔纤维碳材料及其在超级电容器中的应用

以法国梧桐絮为原料、KOH为活化剂,通过碳化制备多孔纤维碳材料,并在此基础上组装了超级电容器器件。通过SEM、EDS、XRD、Raman、FTIR、BET等对制备的多孔纤维碳材料进行表征,并研究了多孔纤维碳材料电极的电化学性能。结果表明:在扫描速率为50 mV·s~(-1)时,800℃下碳化制备的梧桐絮多孔纤维碳材料电极的比电容可以达到236 F·g~(-1);所组装电极在循环10 000次后,比电容仍维持原来的99.8%,表明梧桐絮多孔纤维碳材料在超级电容器领域有巨大的应用潜力。     

采用泡沫铜电极的热再生氨电池性能数值模拟

以采用泡沫铜电极的热再生氨电池（thermally regenerative ammonia-based battery，TRAB）为研究对象，建立了多孔介质内物质传输与电化学反应耦合的稳态模型，计算获得了电池性能及多孔电极内物质传输特性，并研究了电解质浓度和电极孔隙率对电池性能的影响。研究结果表明，从主流区界面到多孔电极内部，阳极氨和阴极铜离子浓度逐渐降低，存在一定的浓度梯度，而且随着反应电流的增大，浓度梯度明显增大。在一定的范围内分别增大阳极氨浓度和阴极铜离子浓度，从主流区向多孔电极内物质传输增强，电池性能均能不断提升；随着硫酸铵浓度的增大，电解质电导率增大，电池性能逐渐提升，但增幅逐渐减小。此外，多孔电极孔隙率也会影响电池性能，本研究中TRAB在电极孔隙率为0.6时获得最高的最大功率(15.3 mW)。