微波热解污泥及产物组成的分析

目的研究了微波辐照热解污泥的产物组成与结构,探索进行污泥有效处理和利用的技术方法.方法利用微波加热均匀、高效快速的特点,以微波为热源,对污水处理厂的污泥进行微波热解处理,并采用气相色谱和气/质谱联用分析等方法对热解生成的气、液产物的组成和化学结构进行分析.结果微波直接辐照污泥仅达到对其干燥的效果.在污泥中加入吸波介质,可实现污泥高温热解的目的.在污泥热解生成的气体产物中CO和H2总的质量分数最高可达72%,可以作为洁净的燃料气体使用和合成气的原料.热解生成的液体产物可分为水相和油相,油相的主要成分是脂肪族类化合物占42%左右,单苯环类物质占22%,可以直接作燃料油使用,也可以经分离得到化工产品.结论采用微波辐照热解的方法不仅可以对污泥进行有效处理,而且还可以实现其资源化有效利用.     

炭膜基亲水性无机微滤动态膜的制备研究

以水包油型油水乳化液分离为背景,以多孔管状炭膜为载体,以高岭土、ZrO2和Al2O3三种微米级无机颗粒为涂膜材料,对亲水性无机动态膜的制备进行初步的实验研究。实验采用错流操作方式在膜管内表面涂覆动态膜,考察涂膜过程中渗透通量随时间的变化,研究涂膜颗粒种类、载体平均孔径、制备操作压力、错流速度、涂膜液温度及涂膜液中阳离子浓度对动态膜结构及制备过程渗透通量的影响。实验结果表明,高岭土和ZrO2微米级颗粒是较适宜的炭膜基动态膜涂膜材料,且两种动态膜的渗透通量均随载体平均孔径的增大而增大、随操作压力和涂膜液温度的提高而提高;对高岭土动态膜的研究发现,其渗透通量随错流速度的增大而提高;对ZrO2动态膜的研究发现,其渗透通量随涂膜液中阳离子浓度的增大先减小后增大。     

羧基化改性对PAN热交联膜孔结构及性能的影响

作为热塑性材料,聚丙烯腈不对称膜在热交联的过程中会发生热熔融,导致孔融并。以非溶剂相转化(NIPS)法制备了聚丙烯腈基不对称(PAN)膜,采用NaOH碱性水解工艺,经过羧基化改性和热交联制得具有丰富海绵状孔及指状孔结构的羧基化PAN基热交联(H-TPAN)膜,研究了NaOH浓度对PAN及后处理膜结构与性能的影响。结果表明,羧基化对PAN膜进行改性处理,能够在热交联阶段促进氰基团环化和氧化反应,提高H-TPAN膜的交联程度,避免膜孔在高温下的热融并,保持PAN热交联膜通量。PAN膜在热交联过程中性能最优的羧基化条件为：NaOH浓度0.4 mol·L^-1、羧基化时间1 h、羧基化温度60℃。同时,羧基化改性膜表现出优异的热稳定性和良好的耐溶解性。     

聚醚砜酮薄膜热稳定性及热解动力学规律的研究

采用热重分析法对聚醚砜酮(PPESK)薄膜在氮气氛下的热分解反应进行了研究，结果表明，热分解反应最剧烈的温度区间在400℃～600℃之间，这也是热解炭化阶段的关键温度区间；温度高于600℃分解反应趋于缓和。动力学研究得出，PPESK分解过程为一级反应；以Kissinger最大失重速率法求得表观活化能为211．35kJ／mol；以Ozawa等失重百分率法求得10％～30％的失重率下反应表观活化能在152．31kJ／mol～274．43kJ／mol之间，频率因子1nA值在21．98min^-1-38．75min^-1之间，充分表明PPESK热稳定性很高，这也为炭化过程提供了重要动力学参数。     

炭基Sn-ZSM-5沸石膜的制备及其渗透蒸发水中乙酸的应

通过研究Sn-ZSM-5沸石分子筛的合成与表征, 确定了在多孔炭管上合成Sn-ZSM-5沸石膜的条件. 首先利用水热合成法, 在Si(OCH₂CH₃)₄/SnCl₄/NaOH/TPABr/H₂O澄清体系中合成出Sn-ZSM-5沸石分子筛, 用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV-Vis)证实锡元素进入到分子筛晶体骨架; 利用预涂晶种法在炭载体表面上合成出完整的不同锡含量的Sn-ZSM-5沸石膜. 在90℃下对于5wt%的乙酸溶液, Si/Sn=25的沸石膜的分离系数为4.1, 总通量达到1.18kg·m^-2·h^-1.     

新型炭基-沸石复合膜材料的合成研究进展

综述了国内外对多孔炭材料和沸石分子筛相结合形成的炭基-沸石复合材料的研究进展.重点分析了以多孔炭材料为载体,制备新型炭基-沸石复合膜的合成、性能及应用.采用水热合成法,直接在炭材料载体上利用沸石生长制备炭基-沸石复合膜,沸石不易在惰性的炭材料表面成核生长、形成连续膜层,而引入沸石晶种再成膜是一种良好的炭基-沸石复合膜制备方法.分析了引入晶种不同方法成膜的特点,对炭基-沸石复合膜材料的应用和发展进行了展望.     

有序多孔炭材料的研究进展

有序多孔炭因其结构规则、易于功能化和模型化,在化学工业、信息通讯、生物技术、环境能源等领域具有重要应用意义。分别从有序微孔、有序介孔和有序大孔3个方面,阐述了制备方法、特点及应用等研究的进展情况,展望了其发展趋势。     

面向节能减排的新型炭基膜材料的创新设计与产业化开发

在介绍国内外炭膜制备技术研究现状及进展的基础上,主要介绍了大连理工大学在新型炭基膜材料的创新设计与产业化开发方面所取得的一些研究成果,并探讨了炭膜在节能减排方面的研究前景.     

管状复合炭膜的制备及气体分离性能

以商用PMDA-0DA型聚酰胺酸为涂膜液,采用浸渍涂膜法制备管状复合炭膜,考察支撑体的孔径尺寸、涂膜液浓度以及加入添加剂对所制备复合炭膜的气体分离性能的影响;并利用热重分析及扫描电镜考察所制备炭膜的热分解行为和复合效果.结果表明,与混煤支撑体相比,烟煤支撑体所制备的管状复合炭膜表现出更好的气体分离性能;随着涂膜液浓度的增加,气体的渗透速率呈先下降后上升的趋势,选择性则先增大后减小;添加表面活性剂不仅改善了涂膜液与支撑体表面的复合效果,减少了涂膜次数,同时提高了炭膜的气体渗透能力;在最佳制膜工艺条件下,H2、O2、CO2、N2的渗透速率分别为176.3×10-10、16.97×10-10、15.57×10-10、1.79×10-10mol/(m2·s·Pa),H2/N2、O2/N2、CO2/N2的选择性为100.7,10,9.34.     

预氧化条件对聚丙烯腈炭膜性能的影响

采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜,考察了预氧化条件对聚丙烯腈(PAN)基炭膜性能的影响.结果表明,随着预氧化温度的升高,炭膜的孔径分布越逐渐变宽,平均孔半径和通量逐渐增大;延长预氧化时间,炭膜的平均孔半径和气体通量均有所增加.通过优化这些实验参数可以制备出复合效果好、表面光滑无缺陷的PAN炭膜.