制备均匀粒度分布的棕榈醇-棕榈酸-月桂酸@(Ce-La-TiO2)光-热-湿复合材料

以Ce-La-TiO₂空心微球作为载体材料,棕榈醇（H）-棕榈酸（PA）-月桂酸（LA）作为相变材料,采用溶胶-凝胶法和真空吸附法制备H-PA-LA@（Ce-La-TiO₂）光-热-湿复合材料。通过均匀设计与径向基函数（RBF）神经网络结合,考察制备因素（如磁力搅拌转速、恒温回流温度、煅烧升温速度和真空恒温干燥箱真空度）对H-PA-LA@（Ce-La-TiO₂）光-热-湿复合材料粒度分布的影响,并且对粒度分布最均匀的H-PA-LA@（Ce-La-TiO₂）光-热-湿复合材料进行表征与测试。结果表明,当扩展系数为0.45~0.55时,RBF神经网络具有最佳的逼近效果。粒度分布最均匀H-PA-LA@（Ce-La-TiO₂）光-热-湿复合材料的制备工艺参数为：磁力搅拌转速为1 762 r/min、恒温回流温度为66.9℃、煅烧升温速度为2.43℃/min和真空恒温干燥箱真空度为0.58 MPa。基于上述制备参数,中位径d₅₀为190.02 nm,粒径分布区间的实测值为180.50 nm,实测值与预测值吻合较好,相对误差为3.58%。在相对湿度35%~85%的平衡含湿量为0.0369~0.1702 g/g,相变温度为24.21~29.48℃,相变焓为31.24~33.07 J/g,经过5 h对甲醛的降解效率为56.92%。     

优化制备粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO2空心微球及其光-显性能

以Ce(NO3)3?6H2O和Cu(NO3)2?3H2O为改性剂制备Ce–Cu/TiO2空心微球，通过均匀设计与BP神经网络模型优化Ce–Cu/TiO2空心微球的制备工艺参数。用激光粒度分析仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的粒度分布进行测试，用SEM和TEM对Ce–Cu/TiO2空心微球的微观形貌进行表征，用比表面积及孔径测定仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的孔结构进行测试，采用等温吸放湿法对粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球的湿性能进行测试，用紫外–可见分光光度计测试其光性能。结果表明，粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球制备工艺参数为：磁力搅拌速度VMS=910 r/min、溶液B加入溶液A的速度VAB=1.32 mL/min、溶液D加入溶液C的速度VCD=0.86 mL/min、煅烧升温速度VTC=2.47℃/min和煅烧温度TC=485℃，所制空心微球d10=103.74 nm，d50=141.46 nm和d90=188.84 nm，粒径分布区间d90–d10为85.10 nm，空心微球具有良好的光–湿性能，1~6 h对甲醛气体的降解率为21.6%~53.9%，相对湿度32.28%~84.34%的平衡含湿量为0.0364~0.2746 g/g。     

表面活性雾滴联合金属网栅增效除尘

为进一步探索新型高效的复合式湿式除尘方法,基于表面活性剂增效润湿、喷雾降尘、水膜捕尘理论,构建了喷雾协同金属网栅除尘试验装置,通过对表面活性溶液性质的测试,优选出AES、LAB-35、X-100共三种活性剂进行试验,探究风速、喷雾压力、网孔目数、网栅层数和粉尘浓度对除尘性能的影响规律。研究结果表明：除尘效率随着风速增大呈现先逐渐升高、后缓慢下降的趋势,当风速为0.8m/s时达到峰值;随着目数、层数、喷雾压力增加,除尘效率有所升高,同时导致系统阻力或耗水量的增加,需要综合平衡;入口粉尘浓度的增大致使除尘效率先增大然后降低,当浓度为400mg/m³时,效率最高达96.74%;三种表面活性雾滴中,0.4%LAB-35雾滴除尘效率最高,其次为0.4%AES雾滴,最低为0.4%X-100雾滴。综上,与纯水喷雾联合金属网栅除尘相比,表面活性喷雾具有较好的增效作用,能够为新型湿式除尘设备的研发提供参考。     

改性多孔钢渣基橡胶复合材料制备机理

以磷酸与硅烷偶联剂KH550处理钢渣获得改性多孔钢渣,用其取代部分炭黑与橡胶复合制备改性多孔钢渣基橡胶复合材料,用傅立叶变换红外光谱仪表征多孔钢渣和改性多孔钢渣制备阶段生成物的组成结构,用X射线衍射仪表征不同制备阶段生成物的矿物组成。用比表面积与孔隙度吸附仪表征多孔钢渣的孔结构,从微观层面揭示复合材料的制备机理。依据相关国家标准对复合材料的拉伸强度、撕裂强度和邵尔A硬度进行测试。结果表明,适量磷酸在不破坏钢渣结构的前提下可有效去除钢渣中的大部分f-CaO,形成具有良好比表面积与孔体积的多孔钢渣。硅烷偶联剂KH550在多孔钢渣表面被吸附并与羟基发生化学作用,使多孔钢渣表面组成结构发生变化,改善其表面的无机特性。复合材料中橡胶与改性多孔钢渣以物理方式复合,橡胶对改性多孔钢渣包裹良好。硫化过程中橡胶内部线型大分子转变为三维网状结构,改性多孔钢渣中的Ca2SiO4发生水化反应形成Ca(OH)2。     

表面活性剂协同作用下湿式过滤除尘实验研究

选取无烟煤粉为对象,对表面活性剂的相关性能以及无烟煤粉的润湿性进行研究,在此基础上设计并搭建了湿式纤维栅除尘系统,研究不同风速、喷雾压力、纤维栅目数以及复配表面活性剂的种类对除尘效率的影响。实验结果表明,表面活性剂可以有效降低水的表面张力,使得煤粉更容易被湿润;在除尘系统还未添加表面活性剂时,干式纤维栅对粉尘的单一过滤效率较低;添加喷雾装置后,除尘效率随喷雾压力的增大先提高,后趋于稳定,且总体效率均明显高于单一纤维栅除尘条件下的效率;纤维栅目数和除尘效率呈正相关,而当风速大于0.7 m/s后,由于纤维网上形成的水膜较多,会对风速产生一定的阻力,此时,风速对除尘效率的变化影响不明显;添加表面活性剂之后,发现LAB-35和X-100混合表面活性剂溶液的除尘效率最高,达到97.03%。     

基于径向基函数神经网络优化制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料及其补强-阻燃性能

以钠基蒙脱土作为研究对象,以十六烷基三甲基溴化铵与去离子水的混合液、硅烷偶联剂KH550与无水乙醇的混合液作为改性剂,制备复合改性钠基蒙脱土,并将复合改性钠基蒙脱土代替部分炭黑,与促进剂、硫磺、ZnO、硬脂酸、橡胶进行复合,制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料。利用径向基函数（RBF）神经网络模型优化复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料的制备工艺参数,并且对复合改性钠基蒙脱土和复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料进行表征与测试。结果表明,当扩展系数为0.50~0.65时,所建立复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的RBF神经网络模型具有最佳的逼近效果。当去离子水用量为1 074 g、十六烷基三甲基溴化铵用量为13.7 g、无水乙醇用量为14.8 g、硅烷偶联剂KH550用量为0.32 g、搅拌速度为2 890 r/min时,复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料具有良好的力学性能和补强性能,即拉伸强度19.1 MPa、撕裂强度43.5 kN/m和极限氧指数32.83%。      

基于正交设计与多元非线性回归分析Cu-Ce/TiO_2的光-湿性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O和Ce(NO3)3·6H_2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO2。通过正交设计与多元非线性回归结合分析Cu-Ce负配载量、Cu与Ce摩尔比、烧结温度对Cu-Ce/TiO2湿性能和光催化性能的显著性。获得优化Cu-Ce/TiO2制备参数,运用SEM、LPSA、XRD和UV-Vis对优化Cu-Ce/TiO2进行性能研究和表征分析。结果表明,各因素对Cu-Ce/TiO2湿性能和光催化性能的影响重要程度顺序:Cu-Ce负配载量Cu与Ce摩尔比烧结温度空白因素。优化Cu-Ce/TiO2制备参数:Cu-Ce负配载量为3.26%、Cu与Ce摩尔比为0.87∶1、烧结温度为505℃。优化Cu-Ce/TiO2的湿性能为0.0869g·g-1,光催化性能为50.7%。Cu-Ce/TiO2形貌较好,粒径分布为1 183.68~3 916.05nm,促使吸收边带发生红移。     

钢渣改性活性炭的制备及其降解甲醛性能

以钢渣和助磨剂(乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇按体积比1:1:1混合)制备钢渣超细粉,用其对活性炭进行改性处理,获得钢渣改性活性炭,研究了钢渣种类、助磨剂用量和钢渣超细粉用量对钢渣改性活性炭降解甲醛性能的影响,分析了钢渣的化学成分、钢渣超细粉的粒度分布及结构、钢渣改性活性炭的微观结构。结果表明,450 g热闷渣与6 g助磨剂制备的钢渣超细粉用量10 g、活性炭30 g、无水乙醇50 g制备的钢渣改性活性炭具有良好的降解甲醛性能,12 h后甲醛降解率为60.9%。热闷渣中Fe2O3和MnO含量高,有利于甲醛在具有孔结构的活性炭中富集与催化降解;适量的助磨剂可显著减小钢渣超细粉的粒径,改善其粒度分布均匀程度,有利于增加钢渣超细粉与活性炭、甲醛的接触面积;可抵消由于活性炭孔隙率与比表面积降低导致的吸附性能下降,提高钢渣改性活性炭降解甲醛的性能。