表面含羧基的磁性高分子微球的制备和表征

以共沉淀法制备的Fe3O4为磁性来源,选用丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双(丙烯酰胺)和丙烯酸分别作为聚合单体、交联剂和功能基单体,通过反相乳液聚合,包裹制备携带羧基的磁性高分子微球。考察了Fe3O4投入量、功能基单体量、交联剂量、聚合时间和介质的变化对磁性高分子微球的形态、磁性质及表面羧基含量的影响。采用SEMI、R、721E分光光度计和化学滴定法进行表征,制备出粒径在500 nm~10μm,表面羧基携带量为1.0 mmol/g的磁性高分子微球。     

刚柔组合桨强化粉煤灰酸浸搅拌槽内固液混沌混合

传统粉煤灰提铝工艺中酸浸搅拌槽均采用刚性搅拌桨。因刚性桨卷吸能力有限,导致固体颗粒易沉槽、流体混沌混合效率低。提出刚柔组合桨强化酸浸搅拌槽中固液混沌混合行为。实验基于固含率为30%的粉煤灰-自来水体系,研究了刚柔组合酸浸搅拌槽内混沌混合特性及能量耗散规律。采用扭矩传感器采集扭矩时间序列信号,借助Matlab软件编译计算混合过程中最大Lyapunov指数和多尺度熵等混沌特性参数,以单位体积功耗表征搅拌反应器的功率特性。实验考察了搅拌桨安装离底高度、柔性片长度、柔性片宽度等因素对酸浸槽内粉煤灰混沌混合的影响,对比了刚性桨与刚柔组合桨体系的能耗差异。研究结果表明:刚柔组合桨通过柔性片的作用,能增大搅拌桨的卷吸力,进而减少固体颗粒沉槽现象,促进全槽混沌混合;在最优化条件(120 r/min,搅拌桨安装离底高度为T/4,柔性片长度为1.2H1、柔性片宽度为D/8)下,体系最大Lyapunov指数达到最大值0.0645,各尺度下的MSE均比其他条件更大,表明刚柔组合桨能够通过柔性片的多体运动,强化体系混沌混合,均化体系能量分布;刚性桨与刚柔组合桨的单位体积功耗随着转速的增加呈现指数规律增长。     

钠化焙烧转炉钒渣粉体分形生长的演化行为

转炉钒渣焙烧提钒技术效率低,过程涉及化学反应、传递及相变过程,蕴含物相分形生长的动力学行为。对钒渣分形变化规律的研究有助于促进钒的定向转化,进而对工业提钒具有指导意义。根据金相电镜图,使用"周长-面积法"对不同焙烧条件下钒渣粉体分形维数进行计算,得到分形维数变化与物相转化的规律。结果表明,焙烧前硅相、钒相紧密包裹,分形维数数值为1.60～2.00;加入碳酸钠焙烧后尖晶石破坏,钒相逐渐分离,使分形维数小于1.20;随着钠盐加入量的增加,物相分形维数逐渐下降;二次焙烧后,稳定的钒酸钠生成,体系趋于稳定,使得分形维数进一步下降为1.10～1.20。     

钠化焙烧转炉钒渣粉体分形生长的演化行为

转炉钒渣焙烧提钒技术效率低,过程涉及化学反应、传递及相变过程,蕴含物相分形生长的动力学行为。对钒渣分形变化规律的研究有助于促进钒的定向转化,进而对工业提钒具有指导意义。根据金相电镜图,使用“周长-面积法”对不同焙烧条件下钒渣粉体分形维数进行计算,得到分形维数变化与物相转化的规律。结果表明,焙烧前硅相、钒相紧密包裹,分形维数数值为1.60~2.00;加入碳酸钠焙烧后尖晶石破坏,钒相逐渐分离,使分形维数小于1.20;随着钠盐加入量的增加,物相分形维数逐渐下降;二次焙烧后,稳定的钒酸钠生成,体系趋于稳定,使得分形维数进一步下降为1.10~1.20。     

微波-离子液体催化菜籽油制备生物柴油的研究

生物柴油作为生物质能源,以其较好的燃烧性质及可再生等优点,己在西方国家得到了广泛的研究及应用。实验采用菜籽油作为原料油、甲醇作为酯交换的小分子醇,在微波辐射和离子液体的催化作用下,高效、快速制备了生物柴油。研究了微波功率、微波辐射时间、离子液体的用量、催化剂NaOH的用量、醇油摩尔比等对生物柴油制备的影响。研究结果表明,微波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用。离子液体具有催化与增溶的作用,能较好地消除醇-油间的界面接触,减小皂化现象,提高酯交换效率,而微波加热的热效应和非热效应能加快反应酯交换速率。菜籽油100 g,甲醇15.0 mL,微波频率2.45 GHz,微波功率800 W,温度65℃,微波辐射10 min,离子液体吡咪硼氟四1.5 g,NaOH 0.6 g,生物柴油的产率为84.6%。     

水热／溶剂热法制备Mn3O4纳米材料的研究进展

Mn3O4广泛应用于催化、电化学、软磁材料、空气净化等领域。近年来，采用多种新技术研制Mn3O4新材料，如电子级Mn3O4、Mn3O4超细粉体、Mn3O4纳米带、纳米棒、纳米纤维、纳米空心球等。重点评述了近几年水热／溶剂热法制备纳米级Mn3O4新材料的研究进展，并展望了Mn3O4新材料制备技术的发展方向。     

水滴模板法制备蜂窝状结构多孔膜的研究进展

水滴模板法制备蜂窝状结构多孔膜是图案化表面技术领域的一大进展，其在生物技术、组织工程等领域有可能获得重要应用。综述了水滴模板法制备蜂窝状结构多孔膜的国内外研究进展，着重阐述了蜂窝状多孔膜的制作方法、形成机理及影响因素，同时指出了目前研究中存在的主要问题，并进一步提出了未来的研究发展方向。     

微波促进铬(Ⅲ)催化降解甲基橙的研究

重金属与难降解有机污染物形成复合污染物,一些重金属离子也能催化H2O2产生·OH。利用微波加热的热效应和非热效应,以甲基橙溶液为模拟偶氮染料废水,研究了微波功率、微波辐射时间、pH值、Cr（Ⅲ）和H2O2浓度等因素对甲基橙脱色率的影响。研究表明,Cr（Ⅲ）能与H2O2形成类Fenton试剂,产生·OH,在微波的促进作用下,矿化有机物的原理。1 000 mg.L^-1的甲基橙溶液,在H2O2浓度为12.0 mmol.L^-1、5 mmol.L^-1Cr^3＋溶液、pH=3、微波功率700 W下加热5 min,甲基橙脱色率达93%。     

刚-柔组合搅拌桨强化流体混沌混合

合理设计搅拌反应器的桨叶,强化流体流动与混合行为,是实现流体高效、节能混合的重要手段。柔性体与刚性体组合,可设计出具有多体运动行为的刚-柔组合搅拌桨。结合PIV流场观测和CFD模拟,对比分析了刚性桨和刚-柔组合桨对流场结构及流体混沌混合行为的影响。结果表明,与刚性搅拌桨相比,刚-柔组合桨的柔性端强化能量传递,流体流速衰减速率降低25%,有利于搅拌桨输入能量在流场结构内的有效分配。传统刚性六凹叶和六直叶涡轮桨搅拌反应器内流体形成的流线结构具有明显的周期吸引子,其时均流场的分形维数分别为1.9046和1.9138。刚-柔组合六直叶涡轮桨搅拌反应器内流体流线呈明显的准周期性吸引子性质,其流场分形维数为1.9337,而刚-柔组合六凹叶涡轮桨搅拌反应器内流体流线具有典型的混沌吸引子性质,其流场分形维数为1.9545。刚-柔组合搅拌桨可改变流体流线的吸引子来调控流场的多尺度结构,强化流体混沌混合,实现高效节能操作。