胆碱类低共融溶剂在CO_2捕集与分离中的应用

胆碱类低共融溶剂是一种新型的离子液体。它不仅具有传统离子液体的优点,还具有价格低廉、低毒、生物可降解等优势。对胆碱类低共融溶剂在CO2捕集与分离中所涉及的物理性质,如气体的溶解度、CO2的吸收-解吸、密度、稳定性、黏度和表面张力等进行考察,并分析了胆碱类低共融溶剂的结构对各物性的影响。通过与传统离子液体的对比,胆碱类低共融溶剂在CO2捕集与分离中的应用具有一定的优势,如CO2溶解度高,黏度低。然而,胆碱类低共融溶剂在气体的选择性分离、表面张力等的研究还不足,且热稳定性方面还存在瓶颈,因此,其在CO2捕集和分离中的应用还有待进一步探讨。     

Al_2O_3@TiO_2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝(Al2O3)支撑体外包覆介孔氧化钛(TiO2)层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8μm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N2吸脱附分析其比表面积均在(100±10)m2·g-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白(BSA)吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20μm粒径复合载体(SP20@K-TiO2)吸附量为22.18 mg·g-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al2O3@TiO2复合载体。SP20@K-TiO2中TiO2吸附量为150.88 mg·g-1,相比于TiO2粉体,复合载体中TiO2对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

沼液余热回收对高温发酵沼气工程净产气率的影响

以瑞典Alviksg?rden养猪场高温发酵沼气工程为分析对象,通过传热模型计算发酵罐加热负荷,通过与江苏金坛永康农牧养猪场同等规模的中温发酵沼气工程对比,讨论高温发酵的容积产气率和余热回收对沼气工程净产气率的影响。结果表明虽然瑞典Alviksg?rden养猪场高温发酵沼气工程的加热能耗是江苏金坛永康农牧养猪场中温发酵沼气工程的2.1倍,但由于产气速率达到2.3 m3·m-3·d-1,增产的沼气量远远大于增温的能耗;若进一步在瑞典Alviksg?rden养猪场沼气工程中增加余热回收,可将沼气净产气率从82%提高至90%。相对于提高容积产气率,采用余热回收技术对降低高温发酵沼气工程的增温能耗、提高净产气率效果更加显著。     

基于过程模拟和随机森林模型的生物质制氢过程因素分析与预测

生物质可以替代化石燃料,减少温室气体排放,是一种有前途的可再生能源。生物质通过化学链气化制备氢气,碳化活化制备活性炭,两条工艺路线耦合可以联产绿色能源氢气和具有高附加值的活性炭,但是原材料选择和工艺参数优化成为规模化生产的主要障碍。在生物质联产氢气和活性炭工艺模型的基础上,建立高性能的随机森林预测模型,并探究生物质组分、工艺参数和过程产物对联产工艺的相对重要性。结果表明：生物质组分中的灰分、碳元素、氢元素的含量以及气体重整温度和水蒸气用量是准确预测氢气浓度和产量的重要影响因素。其中,重整温度、合成气中氢气浓度、水蒸气用量三个影响因素对氢气浓度的影响高达61%,活化剂用量、水蒸气用量两个因素对氢气产量的影响高达63%。此外,基于随机森林模型对生物质制氢过程中的因素进行分析和优化,可以实现氢气浓度达到96.8%(体积)。     

生物质协同流程工业节能、降污、减碳路径思考

流程工业的低碳/零碳/负碳转型,需从节能、降污、减碳出发,根本上要在能源和原料供给侧摆脱传统化石能源的束缚。风电、光电、水电等为未来社会提供源源不断的可再生能源,但其不具备资源属性,而生物质兼具能源和资源属性,是未来替代化石燃料和原料的重要载体。本文指出,当前生物质转化主要集中在能源、材料、化学品等领域,以生物甲烷、乙醇、航煤等为代表的生物质能源取得了阶段性成果。将生物质转化技术与流程工业耦合,是当下流程工业低碳转型的重要手段,也是实现未来零碳/负碳目标的根本性措施。本文从生物质气化热电联用、生物质气化与燃煤耦合发电、水泥工业生物质替代燃料等案例出发,简要阐述了生物质转化与流程工业耦合面临的挑战,以及未来亟需发展的可再生能源为主的流程再造新理论和前沿颠覆性技术。     

复杂流体-固体界面相互作用热力学机制

具有复杂结构的纳微界面往往是界面复杂作用和宏观实验现象的主导因素。要准确描述界面处复杂流体的行为，需要引入能描述复杂流体-固体界面相互作用的分子热力学模型。本综述围绕分子热力学模型化方法拓展至纳微界面传递问题，提出“分子热力学建模+分子模拟+纳微实验”三者有机配合新思路。并针对复杂流体-固体界面相互作用的定量研究，着重综述了作者在热力学建模，分子模拟以及采用原子力显微镜 (atomic force microscopy，AFM) 实验方面的研究进展，创新性地提出将AFM定量化分析作为桥梁，用于构建分子模拟模型，描述复杂界面作用，揭示分子热力学机制，为构建纳微界面传递模型以及分子热力学模型由体相拓展至界面提供了可能。     

木材热解过程的热化学平衡分析

基于Gibbs自由能最小化法,利用HSC Chemistry软件对木材热解过程进行了热化学平衡计算。讨论了温度对热化学平衡产物组成和比例的影响,并把热解过程划分为4个阶段。首次根据自发反应的判据即反应的Gibbs自由能变与温度关系讨论了产物相互之间反应,由此确定热解各个阶段可能发生的反应。最后总结了文献中实验研究温度对木材热解产物影响情况,并与计算结果比较,结果表明,所预测的不同温度下木材热解产物分布特性与前人的实验结果相似。     

纳米Cu粉填充碳纤维/PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察纳米Cu粉含量、粒径对碳纤维/PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析磨损面和对偶面转移膜形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:纳米Cu粉能提高碳纤维/PTFE复合材料的耐磨性,在高载荷下,纳米Cu粉的增强效果更加明显;纳米Cu粉的粒径越小,复合材料的耐磨性越好;添加质量分数0.3%纳米Cu粉的碳纤维/PTFE复合材料耐磨性最优,1.4 m/s,200 N下实验条件下,其磨损率比未添加时降低了45%;SEM分析显示纳米Cu粉能在对偶面上形成平整致密的转移膜,具有显微增强作用。     

汽车制动抖动机理及改善研究

为分析DTV和悬架衬套刚度对制动抖动的影响，通过整车道路试验研究了制动抖动时频特征，基于快速傅里叶变换对DTV数据进行了频次分析，利用多体动力学方法计算了悬架系统模态。研究表明：制动抖动整车道路试验的振动加速度频谱具有阶次特征；DTV数据频次分析的频域成分以一次和二次DTV为主，这与制动抖动能量集中在一阶和二阶频带的特征吻合，降低频次DTV幅值对控制制动抖动的振源激励有重要作用；前悬纵向模态是制动激励被放大的原因，前下控制臂后点衬套侧向刚度越高，模态特征值越高，制动抖动程度越轻，合理匹配悬架衬套刚度能有效改善制动抖动。     

二钛酸钾纳米薄膜的原位合成及其性能研究

以Ti(n-OC4H9)4和CH3COOK为前驱体,采用溶胶-凝胶法在较低温度下原位合成了高光催化活性的K2Ti2O5纳米薄膜;采用TG-DSC,XRD,Raman光谱和AFM研究了K2Ti2O5薄膜的晶体生长过程;采用电化学方法测量了薄膜的光电响应.结果表明:原料在约259℃发生反应,在低于414℃的固态反应阶段生成K2Ti2O5晶核,在414℃～600℃的结晶阶段制得K2Ti2O5纳米薄膜,薄膜的颗粒表面非常平整,薄膜的晶粒是沿着一个晶面取向生长;薄膜均匀、致密、透明;在空气中紫外光照时,K2Ti2O5薄膜能很有效的降解OTS(C18H37SiCl3)单分子膜(SAMs),光催化活性比溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜高,光激发和光电响应能力也比TiO2薄膜强.