碳化土豆的太阳能界面水蒸发性能

以土豆为原料,通过表面打孔、碳化工艺得到光热转换材料。研究了该材料的组成、微观结构、光吸收、亲水性、光热转换以及太阳能界面水蒸发性能。结果表明：碳化土豆是多孔结构的无定形碳,在紫外(250～380 nm)和可见光范围内(380～780 nm)光吸收超过90%;具有极好的亲水性、光热转换以及太阳能界面水蒸发性能。在1个太阳辐照下(光功率密度为1 kW·m^-2)蒸发速率达到了1.44 kg·(m²·h)^-1,蒸发效率达到了90.71%。碳化土豆可用于含有机染料废水、重金属离子废水的处理。     

SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜的制备与表征

用1,4-环己二胺(CDA)修饰氧化石墨烯(GO),利用4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)对聚乙烯醇(PVA)进行交联,以亲水化的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,通过真空过滤与滴涂,制备SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜.采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试对复合膜表征,并测试复合膜的渗透汽化脱盐性能.结果表明,CDA修饰扩大了GO纳米片的层间距,增加了CDA-GO层的透水性;交联PVA层提高了复合膜的表面亲水性和稳定性,增强了复合膜吸水性和水传输性能.复合膜在70℃对质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)水溶液获得15.6 kg/(m²·h)的水通量和99.99%的脱盐率.     

PVDF纳米纤维膜的制备及其油水分离性能

针对静电纺丝纳米纤维膜孔径偏大的问题,以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/丙酮为混合溶剂制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维膜,并研究聚合物浓度对纳米纤维膜孔结构及油水分离性能的影响。结果表明：增大纺丝液浓度会明显提高PVDF纳米纤维直径,使得纳米纤维直径分布变窄;当PVDF质量分数为14%时,所得PVDF纳米纤维膜具有较好的表面形貌和拉伸强度;油水分离结果表明,重油体系(二氯甲烷+水)通量最大达2 900.86 L/(m²·h),分离效率高达99.5%,高粘附油体系(玉米油+水)通量最小为32.98 L/(m²·h),分离效率仅有91.7%。在进一步的油包水乳液分离过程中,PVDF纳米纤维膜(M-3)具有的油水分离通量为7.9 L/(m²·h),分离效率高达97.6%。     

PVA-TiN复合薄膜的制备及其光热转换性能研究

为了提高太阳能驱动水蒸发技术中光热转换薄膜的水蒸发速率,选择亲水性的滤纸作为基底,聚乙烯醇(PVA)作为水输送层,TiN纳米颗粒作为光热转换材料,表面沉积法制备PVA-TiN复合薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外/可见/近红外分光光度计和傅里叶变换红外光谱对复合薄膜的晶体结构、微观形貌及光学性质进...     

PVA/PVP/SiO2复合膜过滤器的制备及油水分离性能

以钢丝网为基底,采用浸涂法制备油水分离膜过滤器。首先,将聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米二氧化硅(SiO₂)制备聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅(PVA/PVP/SiO₂)复合材料;再将其浸涂在钢丝网上,置于戊二醛蒸汽中进一步交联,得到超亲水/水下超疏油的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器。利用热失重表征了PVA/PVP/SiO₂复合材料的热性能;探究了PVP和SiO₂含量对膜过滤器表面润湿性的影响;同时,测试了复合膜过滤器的油水分离效率和重复利用率。结果表明：PVP和纳米SiO₂的加入提高了复合膜的热稳定性和水下疏油性,当SiO₂、PVP与PVA的质量比为0.5∶0.4∶1,PVA溶液的质量分数为10%时,所制备的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器对油水混合物表现出优异的分离性能,初次油水分离效率最高可达到99.5%,分离通量可达到7 083.41 L/(h·m²)...     

聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能

采用聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)为原料,戊二醛(glutaraldehyde)为交联剂,制备了一种互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪对其结构进行表征,研究了PVA和PAM按不同配比及交联剂的不同用量制备的IPN水凝胶的吸水性和Cu²⁺的吸附性,主要探讨了吸附时间、pH、吸附温度等对吸附Cu²⁺的影响,分析了吸附行为及其动力学特性,并对其吸附机理做出了初步探讨。结果表明：在本实验研究范围内,30wt.% PAM含量的PVA-PAM IPN水凝胶在pH=5时对Cu²⁺的吸附效果最佳;在一定温度范围内,PVA-PAM IPN水凝胶对Cu²⁺的平衡吸附量随温度升高而增大;吸附行为符合准一级和准二级动力学方程,扩散机制为颗粒内扩散和膜扩散双重作用。     

PAM-PDA-PEG改性气凝胶的光热转换性能研究

气凝胶具有高孔隙率和低热导率,能够吸收太阳光并转换为热能加热液态水,因此被广泛应用于太阳能驱动水蒸发领域,可以实现高效的海水淡化和污水处理。为了提高气凝胶的水蒸发速率,选择吸水性好的聚丙烯酰胺(PAM)为基底,聚多巴胺(PDA)为亲水改性材料,聚乙二醇(PEG)为分散剂,通过冷冻干燥法制备PAM-PDA-PEG(PG-PAM)改性气凝胶。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外/可见/近红外分光光度计(UV-vis-NIR)、水接触角和拉曼光谱(Raman)对改性气凝胶的微观形貌、化学组成、光学性质、亲水性及水状态进行了表征。还利用模拟蒸发系统测试了PAM-PDA-PEG的光热转换性能。结果表明,纯PAM的光热转换性能较弱,但经过改性后的PAM-PDA-PEG气凝胶不仅具有良好的吸光性和亲水性,还蕴含大量的中间水,可以有效地降低蒸发所需要的能量。经过测试,PAM-PDA-PEG在1 k W·m^-2的光强下蒸发速率达到2.40 kg·m^-2·h^-1,是纯PAM的5倍。此外,脱盐和染料去除实验证明了PAM...     

聚吡咯/纤维素水凝胶的制备及其太阳能驱动水蒸发性能

使用化学氧化法合成光热转换材料聚吡咯(PPy),通过化学交联制备聚吡咯/纤维素复合水凝胶(PCG)作为太阳能蒸发器。PCG具有优异的光吸收性能,当纤维素质量分数为3%、m(PPy)/m(纤维素)为0.3∶1时,蒸发速率最高,在一个太阳光强下可达到1.86 kg/(m²·h),经过20次循环测试后蒸发速率保持稳定,表现出优异的循环稳定性。此外,PCG在海水脱盐与印染废水处理方面有巨大的应用价值。     

耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化装置设计

为综合高效实现船舶柴油机烟气废热回收海水淡化以提升尾气净化率,本文以KincaidB&W6L90GE型船舶柴油机为研究对象,提出一种耦合海水淡化的船舶柴油机废气高效净化技术,介绍了耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化技术原理,理论设计计算耦合海水淡化的船舶柴油机废气净化系统的蒸发段和冷凝段,得到烟气余热回收制淡系统蒸发段和冷凝段的换热系数分别为42.29W/(m²·℃)和1067.42W/(m²·℃)、换热面积分别为517.31m²和38.26m²,该系统整体尺寸为Φ6m,总高度为6.452m,并进一步得到船舶烟气净化系统整体尺寸为Φ4.0m,总高度为9.66m,完成了系统的整体尺寸设计计算和结构布置。     

氧化石墨烯复合膜的制备及其在水体中脱除染料的性能

为同时提高氧化石墨烯(GO)膜的稳定性及分离性能,以戊二醛为交联剂,引入聚乙烯醇(PVA)和二氧化钛(TiO2),采用真空辅助过滤法制备了TiO2/GO/PVA复合膜,通过SEM、TEM、FTIR、XRD对复合膜的形态结构进行表征,并通过接触角仪、错流装置和超声实验测试膜对染料的分离性能及稳定性.结果表明:随着TiO2...