陶瓷微滤膜过滤超细粉体系的分析

通过计算可沉积在膜表面的临界（最大）粒径，确定了膜表面滤饼层结构与颗粒粒径的关系，并采用不同操作条件下渗透通量的数据进行验证，确定不同粒径的超细粉体系所适合的操作压力和错流速率。     

陶瓷膜分离钛硅分子筛的实验与模型计算

在面向过程的陶瓷膜材料设计理论模型的基础上,以TS-1钛硅分子筛悬浮液固液分离为应用体系,计算了陶瓷膜分离过程的操作条件与渗透性能的关系,与实验结果有良好的一致性.计算表明,对于平均粒径为290 nm的钛硅分子筛体系,陶瓷膜存在最优孔径区间(200~300 nm),使膜保持高渗透通量.孔径小于200 nm时膜通量随孔径增大而增大,孔径大于300 nm时膜通量随孔径增大而减小;采用孔径为200 nm的陶瓷膜过滤钛硅分子筛,渗透通量随时间的变化关系与模型预测结果一致,稳定通量达到800 L/(m2.h).     

错流微滤制备动态膜过程中细微颗粒沉积机理

以煤基炭膜为基膜,以ZrO₂为涂膜颗粒,在实验研究的基础上对错流微滤过程中沉积颗粒进行受力分析,分别建立径向颗粒的可能沉积临界粒径模型、轴向上颗粒的可能移动临界粒径模型和圆周方向的颗粒可能滚动临界粒径模型。并以温度、错流速率、渗透通量为主要影响参数,分别对3种临界粒径模型进行模拟研究,探讨颗粒沉积机理。结果表明,压力增大(渗透通量提高)、温度降低以及错流速度降低,都可增大动态膜层厚度;由于净重力的影响,在水平膜管内圆周方向动态膜膜层厚度分布不均匀通过增加错流速率可明显减小此种差异;模拟结果与实验结果的一致性证实了所建模型的可靠性。     

膜生物反应器中膜污染滤饼层渗透模型的研究

在膜生物反应器中,活性污泥在膜表面沉积形成滤饼层是造成膜污染的主要因素.采用扫描电镜和自动图像分析技术研究了膜过滤滤饼层的微观结构,并以分形理论和Darcy定律为基础,推导出用于预测膜污染滤饼层渗透性能的数学模型,验证了该渗透模型的可靠性,并利用该渗透模型进行了膜生物反应器中污泥浓度对滤饼层渗透性能影响的研究.结果表明,活性污泥颗粒沉积形成的柔性滤饼层具有明显的多孔结构,并且具有很好的分形特征;膜污染滤饼层的分形维数能够真实反映滤饼层的孔隙率大小;用该渗透模型得到的渗透系数K'可以作为有效预测滤饼层渗透性能的参数;滤饼层渗透系数K'随污泥浓度的增大而递减,污泥浓度低于10000 mg·L-1时,K'的变化趋势较小,污泥浓度达到10000 mg·L-1以上时,K'急剧下降.     

陶瓷膜微滤骨架镍催化剂的膜污染机理分析

用孔径为0.2μm的陶瓷膜过滤骨架镍催化剂悬浮液,研究膜污染机理。结果表明,膜污染主要是骨架镍催化剂在膜表面上形成的滤饼层,当操作压力循环变化时滤饼层表现出不可逆性。工业上用过的污染膜和滤饼层的组分分析表明,污染物主要是骨架镍催化剂。应用结果也表明了膜污染原因是骨架镍催化剂在膜表面形成了不可逆性滤饼层。     

正渗透膜生物反应器膜过滤特性研究

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,系统地考察了各因素对正渗透膜过滤性能的影响。结果表明,随着驱动液浓度增加,水通量和反向盐通量也随之增加;正渗透膜活性层朝向驱动液时(AL-DS)的水通量和反向盐通量较活性层朝向原料液(AL-FS)时大;水通量和反向盐通量与错流速率正相关,在错流速率较低时增加不明显;随着活性污泥浓度增加,水通量呈下降趋势,而反向盐通量呈上升趋势。     

溶液环境对陶瓷膜微滤微米级颗粒悬浮液的影响

本文研究了溶液环境对陶瓷微滤膜处理微米,亚微米级颗粒悬浮液过程的影响,通过测定电解质溶液种类,浓度对微滤过程渗透通量的影响,及溶液环境对微滤过程影响随颗粒粒径,膜孔径的变化,确定了溶液环境对微滤过程的影响主要是由于其引起了颗粒表面Ｚｅｔａ电位的变化,改变了颗粒在溶液中的分散情况,并引起了决定膜通量的颗粒粒径／膜孔径比值的变化,从而改变了微滤过程。     

气升式陶瓷膜装置过滤钛硅分子筛悬浮液

为克服膜污染,提高膜通量,文章将曝气引入到陶瓷膜过滤过程中,计算了曝气量对液相循环流速、气含率以及膜面剪切力的影响。采用气升式陶瓷膜过滤装置,以平均孔径为200 nm的ZrO2陶瓷膜为分离介质,考察了固含量(质量浓度)、曝气量、跨膜压差对钛硅分子筛悬浮液固液分离性能的影响。结果表明:曝气量增大,液相循环流速和气含率随之增大;曝气量在416—2 333 mL/min内,气液二相流流型为弹状流,气弹区膜面剪切力是液弹区的3—10倍。陶瓷膜对钛硅分子筛的截留率为100%;当固含量为1%时,曝气量由100 mL/min增大至850 mL/min,膜稳定通量增大了33%,进一步增大曝气量,通量开始下降。膜的稳定通量随着固含量的增大而降低。当曝气量为850 mL/min,固含量为1%时,跨膜压差由0.1 MPa增大至0.2 MPa,稳定通量降低了41%,但进一步增大跨膜压差到0.3 MPa时,稳定通量又表现出增大趋势。对膜过滤阻力的计算分析结果表明:曝气作用能减轻浓差极化,但不能消除滤饼与膜孔堵塞污染。     

面向过程的陶瓷膜材料设计理论与方法(Ⅰ)膜性能与微观结构关系模型的建立

提出了面向过程的陶瓷膜设计基本研究框架,分析了膜的孔径分布与悬浮液颗粒体系粒径分布对过滤过程的影响,提出采用堵塞因子来表征膜的初始堵塞污染情况,建立了颗粒体系微滤过程中的膜微观结构与性能关系新模型,不仅可以计算膜通量随时间的变化,且能预测陶瓷膜结构参数对膜通量的影响.模拟结果与实验值有较好的一致性.     

面向过程的陶瓷膜材料设计理论与方法(Ⅰ)膜性能与微观结构关系模型的建立

提出了面向过程的陶瓷膜设计基本研究框架 ,分析了膜的孔径分布与悬浮液颗粒体系粒径分布对过滤过程的影响 ,提出采用堵塞因子来表征膜的初始堵塞污染情况 ,建立了颗粒体系微滤过程中的膜微观结构与性能关系新模型 ,不仅可以计算膜通量随时间的变化 ,且能预测陶瓷膜结构参数对膜通量的影响 .模拟结果与实验值有较好的一致性     

纳米/微米粒子复合技术在火炸药中的应用(Ⅰ)

报道了利用纳米／微米粒子复合技术制备纳米／微米复合燃烧催化剂、氧化剂与可燃物复合粒子，催化剂与氧化剂复合粒子以及炸药复合粒子等过程中的子粒子与母粒子的粒子复合设计原理及实际应用中的理论与实际问题，为纳米及微米粒子在火炸药中的应用设计提供理论指导。     

带纵向涡发生器喷动床内颗粒流动特性PIV实验

针对喷动床内环隙区颗粒缺少横/径向运动的特点,通过实验将纵向涡流发生器及纵向涡流效应引入喷动床。采用粒子图像测速技术研究了在内径为152 mm的喷动床内纵向涡流及颗粒设计参数对喷动床内喷射区及环隙区颗粒相径向速度的影响,研究结果表明,纵向涡发生器在扰流元件上方横截面内颗粒相运动出现大量二次涡流,相比较于无纵向涡流扰流件情况,喷动床内的颗粒径向速度得到了显著增加,表明纵向涡发生器能够增强颗粒相在喷射区及环隙区的径向运动能力。在喷动床稳定喷动范围内,颗粒直径及颗粒密度越小,纵向涡流对颗粒相径向运动的强化效果越佳。     

现代颗粒粒度测量技术

颗粒粒度的测定已成为现代测量学的一个重要分支。介绍了筛分法、显微镜法、沉降分析法、电感应法等传统颗粒粒度测量技术的方法和原理 ,并着重介绍了光散射法、质谱法、基于布朗运动的粒度测量法等近年来发展起来的颗粒粒度测量新方法     

氧化锆催化剂粉末粒度及粒度分布测定的研究

以水作分散介质,用激光粒度测定仪测定了氧化锆催化剂粉末粒度及粒度分布,测试方法快速、准确,测试结果令人满意。     

Molecular dynamics (MD) simulation on the collision of a nano-sized particle onto another nano-sized particle adhered on a flat substrate

Adhesion of a nano particle on a flat substrate both with and without deformation and also the behaviors of bullet and target particles after collision are simulated using the MD technique. The bullet particle, a low-temperature solid Argon, is modeled by a Lennard–Jones (LJ) potential, and the target particle is modeled by a strong LJ potential. Parameters varied are the size of bullet and contaminant particles, adhesion force between the target particle and the substrate, and the velocity and collision angle of the bullet particle. Removal characteristics are different between weakly adhered and strongly adhered particles. For soft target particles high velocity at small angle favors removal. For hard particles the particle–substrate adhesion is the determining factor, and the ineffective angle is observed.     

大粒径硅溶胶粒径增长及其控制工艺的研究

大粒径硅溶胶在涂料、化学机械抛光、催化剂载体等工业领域中都有着极其广泛的应用。在添加适量催化剂的条件下,采用单质硅粉氧化法制备了大粒径溶胶。重点介绍了大粒径硅溶胶的分类、性质及应用,通过研究不同条件下大粒径硅溶胶的粒径增长过程分析了大粒径硅溶胶制备过程中的粒径增长机理。在添加阴离子表面活性剂的条件下,采用浓缩蒸馏实验研究了大粒径硅溶胶粒径增长与其浓度的关系,结果表明：随着大粒径硅溶胶浓度的增大,大粒径硅溶胶的粒径呈先减小后增大的趋势。最后提出了制备大粒径硅溶胶的粒径控制工艺。     

分散粒子对聚合物多元醇黏度的影响

分析了聚合物多元醇中分散粒子的粒径分布和粒子形状对体系黏度的影响,通过计算提出了获得低黏度产品的工艺配方及控制条件。     

Contact electrification polarity of polyethylene particles: A morphology-derived anomalous size dependence

The size dependence of contact electrification (CE) for the same material particles is a common but poorly understood phenomenon. Generally, smaller particles acquire negative charges and larger particles positive charges. However, we discover that polyethylene particles can exhibit the opposite polarity under certain conditions. We demonstrate that the particle morphology, such as sphericity and surface roughness, plays a crucial role in determining the polarity, with more spherical and smoother particles being positively charged. This morphology effect can even alter the relative positions of materials in the triboelectric series. We propose a model that incorporates both the morphology and size effects to explain CE of the same material particles. The model successfully reproduces all our experimental results and predicts a nontrivial cyclic triboelectric sequence that we further confirm experimentally. This article reveals new insights into the nonequilibrium charge transfer mechanisms in CE.     

沉降终速与颗粒粒度测定

讨论了颗粒体在静止流体中的运动规律；分析了沉降终速在测定颗粒粒径大小及其粒度分布中的应用；介绍了粉末粒度分布测试仪的操作。     

静电纺特殊形貌纳米纤维的应用研究进展

特殊形貌的纳米纤维可以通过控制静电纺丝过程工艺及参数条件来制备。特殊形貌的纳米纤维具有比普通纳米纤维更大的比表面积和更高的孔隙率,以及掺杂各类有机/无机材料后赋予纤维的多功能性,使其应用研究已经深入能源环境、催化过滤、生物工程、食品安全等诸多领域,成为纳米材料研究的热点领域之一。但特殊形貌纳米纤维存在研究体系不完善、量产化难度高、重现性差等问题。本文通过对多种特殊形貌纳米纤维的成形机理进行阐述,介绍了特殊形貌纳米纤维独特的形貌结构与性能优势,对其在粒子透过、粒子拦截与传输等领域的应用研究进行了概述。此外,本文对特殊形貌的纳米纤维从研究制备到应用过程中面临的局限性进行了讨论,提出建立完善的特殊形貌纳米纤维研究体系,针对应用领域开发功能性特殊形貌纳米纤维膜,从环保性、稳定性角度出发,推进特殊形貌纳米纤维的产业化发展进程。