太阳能膜蒸馏系统进展与展望

海水淡化技术可有效解决现有的淡水资源短缺等问题,但受限于高成本、高能耗、低热效率等因素,传统海水淡化工艺难以进一步推广。近年来,太阳能海水淡化作为一种高效低廉的海水淡化技术正逐渐进入人们的视野,其中,太阳能膜蒸馏技术更是凭借着适用范围广、蒸发效率高、能耗低、成本低廉等诸多优点为众多学者所青睐。各国学者从宏观的系统结构到微观的光热材料等方面展开了大量的工作。但由于膜蒸馏固有的温度极化以及膜污染等问题,太阳能膜蒸馏技术仍然处于发展瓶颈中。本文按照太阳能引入膜蒸馏装置位置的不同,对现有的诸多太阳能膜蒸馏系统进行分类,并针对各类太阳能膜蒸馏系统的发展现状和技术瓶颈进行详细阐述。探讨了当前太阳能膜蒸馏技术的局限性及未来的挑战,以期为太阳能膜蒸馏系统的进一步发展及应用提供参考。     

多层纳米结构蓝色TiO2的电化学氧化性能和稳定性

蓝色TiO₂具有出色的电催化活性,被认为是降解有机污染物的最有潜力的阳极材料之一。然而蓝色TiO₂的电催化活性受表面形貌和界面性质的影响较大。本文采用冰水浴阳极氧化和阴极还原制备了由纳米颗粒、多孔层、纳米管阵列依次堆叠的多层纳米结构蓝色TiO₂,并探究了其电化学氧化性能。与无冰水浴辅助制备的相比,该方法制备的蓝色TiO₂具有更多的Ti³⁺含量、更大的活性面积和良好的电子传输能力,可有效降解亚甲基蓝（97.7%,120min,20mA/cm²）和实际废水（COD在180min内被完全去除）。自由基淬灭实验结果表明,添加Na₂SO₄能促进蓝色TiO₂产生羟基自由基和硫酸根自由基,而污染物的降解主要依赖于羟基自由基的氧化作用,硫酸根自由基仅在高Na₂SO₄浓度、低电流密度和高初始pH条件下有较大贡献。通过冰水浴阳极氧化制备的蓝色TiO₂的使用寿命是无冰水浴制备的2.4倍,表明这种多层纳米结构有利于提高蓝色TiO₂的稳定性。     

镍基单晶高温合金的典型蠕变寿命模型

镍基单晶高温合金具有一定的高温强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀、抗冷、热疲劳性能,并有良好的塑性和焊接性。镍基单晶高温合金作为航空发动机涡轮叶片的重要材料,其力学性能对航空发动机有着重大影响,研究其疲劳寿命具有重要意义。镍基单晶高温合金蠕变疲劳损伤及寿命预测一直是国内外学者研究的重点。文章基于蠕变疲劳理论和国内外研究情况,阐述了稳态蠕变本构关系和θ映射蠕变模型,介绍了几种典型的镍基单晶高温合金的蠕变疲劳寿命模型。文章分析指出,当前在工程应用中主要采用单晶合金的蠕变疲劳宏观模型,而微观模型的研究还处于探索阶段,建议用微观模型建立蠕变寿命预测方法,分析微观理论机制,有望提高预测精度与蠕变寿命。     

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统的研究进展

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统（Anammox-BES）是一种极具发展潜力的污水脱氮技术，兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势，近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理；综述了影响Anammox-BES的主要因素，包括电极材料、电极电位、温度、pH、溶解氧、有机物和接种物等；总结了Anammox-BES的研究现状，并在脱氮性能以及能量消耗等方面与传统Anammox工艺进行了比较。大量研究结果显示，绝大部分Anammox-BES的脱氮过程为厌氧氨氧化、硝化、反硝化以及微生物产电等多种过程的耦合，系统整体脱氮效率高。然而，由于影响Anammox-BES系统性能的因素众多，并且能量回收率低，在实际废水处理方面尚未得到广泛应用。因此，在今后的研究中，需要继续开发增强厌氧氨氧化菌产电能力的技术手段，以实现废水脱氮的同时回收蕴藏于铵盐中的化学能；对于现有Anammox-BES，仍需开发具有高导电性、生物相容性以及比表面积的阳极材料，并进一步优化操作条件，以提高系统脱氮、产电性能以及稳定性。