Tunable BaxSr1-xTiO3 nanoparticles induced high energy storage density in layer-structured asymmetric polymer-based nanocomposites

In order to solve the problem of low charging and discharging energy density of dielectric capacitors, the structure design of layered polymer matrix composites is carried out in this paper. Ba_0.7Sr_0.3TiO₃, Ba_0.8Sr_0.2TiO₃ and Ba_0.9Sr_0.1TiO₃ nanoparticles were successfully prepared by the oxalate coprecipitation method. The surface of Ba_xSr_1-xTiO₃ was successfully coated with dopamine, which promoted the dispersion of the polymer matrix of the ceramic powder. Monolayer Ba_xSr_1-xTiO₃/PVDF composites containing Ba_xSr_1-xTiO₃ with different Ba/Sr ratios were successfully prepared by the casting method. Three-layer asymmetric composites with different fillers were successfully prepared by layer-by-layer casting. The phase and microstructure of the as-prepared materials were analyzed by XRD and SEM. The dielectric, electrical conductivity, ferroelectric and energy storage properties of the composites were tested. The effects and laws of the design of the three-layer asymmetric structure on the dielectric properties and energy storage properties of the layered composites are mainly studied. When the structure of the three-layer asymmetric composite is 1-2-3, the breakdown field strength reaches 330 kV/mm, the discharge energy density reaches 8.51 J/cm³, and the charge-discharge efficiency is 67%. This work demonstrates that layered composites with asymmetric properties can facilitate the development of electrical energy storage.     

Magnesium fluoride (MgF2) – A novel sintering additive for the preparation of transparent YAG ceramics via SPS

The effect of MgF₂ as a sintering additive for the preparation of YAG ceramics via spark plasma sintering (SPS) is investigated with promising results, as nearly complete densification (0.58% porosity) is achieved at relatively low temperature and moderate pressure. Higher temperature and dwell time resulted in a translucent/transparent body. On the other side, significant grain growth was observed with MgF₂ addition.     

木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展

木质素是一种广泛存在于植物中的天然酚类高分子,具有来源广泛、含氧官能团丰富、含碳量高等优点。对木质素进行修饰改性、复合、热解炭化能够获得性能优异的木质素衍生吸附材料,在废水处理中具有广泛的应用前景。本文对木质素的分子结构特点进行了概述,总结了木质素基吸附剂的种类及其制备方法,详细介绍了木质素基吸附剂的修饰改性方法,如金属离子、含N、O、S官能团表面修饰以及复合改性等,并综述了木质素基吸附剂在染料、药物、重金属废水处理中的应用研究。最后,对木质素衍生吸附材料目前存在的问题以及未来的研究方向进行了总结和展望,如何实现木质素衍生吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。     

退役锂电池放电废水特征有机污染物解析

为研究退役锂电池盐水溶液放电产生的放电废水有机物的种类与来源,首先采用单因素优化方法对萃取剂类型、pH、萃取次数3个因素进行液-液萃取前处理优化实验,获得最佳萃取预处理条件。接着采用气相色谱与质谱联用(GC-MS)程序中分流比和升温模式对比实验,建立了放电废水有机成分定性分析方法,并对检出的有机污染物进行分类与来源判断。研究结果表明,选取乙酸乙酯为萃取剂,调节放电废水pH至9.38,以8000r/min离心5min (4℃),且采用间歇三次萃取时分离效果最优。对放电废水SIM定性扫描检测出10类有机污染物,其中酸酯类、酰胺类、烷烃类物质较多,且来源于反应衍生物与电解液添加剂的占比较大,分别为33.3%与20%,包括电解质增塑剂间苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,电解液溶剂效应产物1,4-环己烷二羧酸二甲酯、磷酸三(2-氯乙基)酯,电解液添加剂硬脂酰胺、十六碳酰胺、十四酰胺、1,4-环己烷二甲醇二乙烯醚,退役锂电池塑料外壳中抗氧剂原料3,5-二叔丁基苯酚等。这些物质对水环境均具有不同程度的毒性危害,需进一步检测各有机物浓度并揭示其迁移转化规律,建立退役锂电池放电废水重点关注有机污染物清单。     

PVDF/PMMA共混物非等温结晶动力学和晶体结构

通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）对纯聚偏氟乙烯（PVDF）和PVDF/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物在不同降温速率下的非等温结晶行为和晶体结构进行表征和分析,并采用Jeziorny法和莫志深法研究了各组样品的非等温结晶动力学。结果表明,PMMA含量过多（PVDF/PMMA质量比为6/4和5/5）会完全抑制PVDF结晶;对于纯PVDF和可结晶的共混物（PVDF/PMMA质量比为9/1、8/2、7/3）样品,随着PMMA含量的增加,共混物结晶温度先升高后降低,结晶速率先少许增大后减小,说明少量PMMA起异相成核作用,可促进共混物结晶,而大量PMMA可明显阻碍分子重排,抑制其结晶;PMMA的加入可促进共混物晶体结构向低维转变;共混物晶体结构主要是α晶型,PMMA含量的增加不改变共混物的晶型,且使共混物结晶度先增大后减小。     

高浓度机械加工清洗废水预处理工艺研究

针对COD高达300 000 mg/L的机械加工清洗废水,采用破乳—热解—铁炭微电解—Fenton氧化联合工艺进行处理。研究结果表明:加入10 g/L的Al2(SO4)3破乳后,热解20 min的处理效果最好;铁炭微电解最佳条件为:维持p H至3.5,铁屑20 g/L,铁炭质量比为1∶1,反应时间4 h;Fenton氧化最佳条件为:维持p H至3.5,30%H2O2投加量为20 m L/L,反应时间4 h,再调节p H至9后沉淀,处理后废水COD可降为20 000 mg/L。     

基于递归模糊神经网络的污水处理控制方法

针对污水处理过程具有非线性、大时变等问题,提出了一种基于递归模糊神经网络的多变量控制方法。该方法通过递归模糊神经网络控制器自适应地获得对操作变量的控制精度,控制器在常规BP学习算法的基础上采用学习率自适应学习算法且引入了动量项来训练网络参数,避免网络陷入局部最优,提高了网络对系统的控制精度。最后,基于仿真基准模型(BSM1)平台对第五分区中的溶解氧和第二分区中的硝态氮控制进行动态仿真实验,结果表明,与PID、前馈神经网络和常规递归神经网络相比,该方法能有效提高系统的自适应控制精度。     

某生产甲基磺草酮农药厂废水处理工程实例

针对生产甲基磺草酮过程中会产生多股高浓度难降解有机废水的情况,通过1套先深度预处理,提高可生化性,后续生化处理的工艺来解决该问题。工程设计规模200 m3/d,经该套工艺处理后,出水水质:p H为6~9、色度为30、COD≤100 mg/L、CN-小于0.5 mg/L。废水经处理后达《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)表4中一级标准。     

高含油高乳化洗罐废水处理工程实例

某石化公司洗罐废水具有油含量高、COD高、乳化严重的特点,采用溶气气浮+电极气浮+微电解氧化工艺处理后,油和COD去除率均达到90%以上。该工艺装置采用一体化撬装方式,施工方便。该组合工艺运行稳定,处理效果好,吨水运行处理成本仅3.83元,装置出水保证了下游生化处理单元不受冲击。