负载型中孔SiO2-Fe2O3膜的制备与表征

将模板技术和溶胶凝胶法相结合,制备SiO2/K-M复合陶瓷膜管负载型SiO2-Fe2O3膜.采用XRD、SEM、IR、氮吸附和气体渗透性能测试等手段对该膜材料的表面形貌、结构、孔径分布和气体渗透性能进行表征,并探讨了制膜条件对成膜情况的影响.结果表明:SiO2-Fe2O3膜成膜情况良好,过渡层SiO2与SiO2-Fe2O3膜结合紧密;在SiO2-Fe2O3膜中,Fe2O3和SiO2都是以晶体形式存在,Fe2O3已进入SiO2骨架内部,与SiO2发生键合,形成Si-O-Fe结构;Fe2O3-SiO2膜孔径分布集中于4 nm,气体的渗透属于Knudsen扩散控制区;Fe2O3-SiO2膜对HCl/N2和HCl/C2H4的分离因子分别达到2.55和1.81.     

PVA修饰的溶胶-凝胶法制备γ-Al2O3超滤膜的研究

以氯化铝与氨水为原料,采用溶胶-凝胶法制备陶瓷膜溶胶,在微滤α-Al2O3支撑体上制备了γ-Al2O3超滤膜.考察了聚乙烯醇(PVA)对膜性能的影响.通过扫描电镜、气体和液体渗透和截留分子量等实验方法,对所制备的不对称超滤膜进行了表征.实验结果表明:用该法制备的氧化铝超滤膜,表面无裂纹和针孔等缺陷产生,孔径分布窄,平均孔径为8 nm左右,气体和液体渗透性稳定,对分子量约为6 000的PEG截留率为90%.     

PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜的研究

以聚乙烯醇(PVA)、磷钨酸(PWA)和氧化铝(Al2O3)溶胶为原料,制备得到PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜,测定了膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数等性质.测试结果表明,该复合膜具有较高的导电率和较好的阻醇效果,室温下测得电导率最高达到1.162 S/cm,甲醇透过系数在10-7 cm2/s左右.复合膜中PWA含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数都有所上升;膜中A12O3含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度提高,但甲醇渗透系数稍有下降.     

二次生长法FAU型沸石膜的合成与表征

采用二次生长成膜的方法,在合成液的配比为46Na2O∶12.8SiO2∶1Al2O3∶4 500 H2O的稀溶液中,在大孔α-Al2O3陶瓷管载体外表面,合成出致密的FAU型沸石膜,并用扫描电镜、X射线衍射以及气体渗透性能等手段对沸石膜进行了表征.用热浸渍法将与载体孔径尺寸相近的晶种引入载体表面,晶种嵌入了载体表面的孔口和次孔口,且均匀地分布在膜管表面,明显改善了载体的表面性质,促进了膜的生长.所制备的膜表面晶粒相互交织生长完好,致密,连续,规整,无裂缺,沸石膜厚约6～7 μm.H2的渗透率为1.46×10-6 mol/(m2·s·Pa),H2/SF6的理想分离因子为9.67,高于其努森扩散值8.54.对稀溶液中沸石膜的形成机制也进行了探讨.     

α-Al2O3对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

研究了α-Al2O3纳米颗粒质量分数在0%～5%之间时,对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的纯水通量、截留率、力学等性能带来的影响,及孔隙率和润湿角的变化,得出了α-Al2O3的最佳加入量,并利用FT-IR,SEM对α-Al2O3/PVDF杂化膜的结构进行了研究.     

填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的膜材料,被广泛用于溶液的净化、分离、浓缩过程.但由于它的疏水性,膜在分离过程中极容易受到蛋白质等有机物的污染,会导致膜通量下降,使用寿命缩短.为提高膜的性能,将经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO2粒子填充到聚偏氟乙烯铸膜液中,通过溶胶-凝胶法制得复合膜,并对该膜的形貌、韧性、亲水性和中水处理的性能进行了表征.结果表明,改性的纳米SiO2能够在膜内均匀分散,使复合膜的韧性显著提高,在处理中水过程中纳米SiO2粒子与PVDF结合良好;膜的接触角由83°下降到41°,通量相对稳定,在0.1 MPa操作压力下通量维持在280 L/(m2·h),表明复合膜的耐污染能力大大增强.     

动态LBL组装聚离子膜对乙醇/水体系的渗透汽化性能

采用动态层-层吸附成膜法(动态LBL),以聚醚砜超滤膜为基膜,以聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯亚胺(PEI)为聚离子制备了聚离子复合膜.考察了动态成膜与静态吸附成膜的膜性能比较,研究了动态过滤时间、聚离子浓度、进料浓度、温度等因素对该复合膜渗透汽化性能的影响;并对复合膜表面和截面做了扫描电镜分析.在40℃时,该复合膜对乙醇/水体系的分离因子可达1 300,渗透通量约150 g/(m2·h),体现了较好的渗透汽化分离性能.     

质子交换膜燃料电池用催化剂碳载体对比

选择3种碳载体采用乙二醇回流法制备Pt/C催化剂,通过BET对碳载体进行孔径分析,通过TEM对催化剂的形貌和粒径进行表征,采用电化学方法比较了不同碳载体制备催化剂的催化活性。结果表明:3种碳载体中S770孔径集中在2～3 nm,Pt/S770催化剂的电化学活性面积最高,达到75.6 m2/g,较适宜作为PEMFC催化剂的载体碳材料。     

膨体聚四氟乙烯微孔-聚氨酯复合膜的制备

由于膨体PTFE微孔膜在使用中会受到污染而影响其耐水压,通过PTFE/PU复合膜可有效解决此问题.在PTFE膜表面涂覆PU溶液可制备PTFE/PU复合膜,研究发现,PU溶液组成和固化条件对PTFE/PU复合膜剥离强度有很大影响,丁酮+DMF、乙酸乙酯+DMF、甲苯+DMF均可作为PU在PTFE膜上的涂层溶剂;先低温后高温的固化方法有利于提高复合膜剥离强度.     

城市高密集人群区域机动车污染物时空分布及健康影响

为了研究城市高密集人群所处环境中SO2,NO2及CO的污染水平及暴露风险,以高校校区为例,采用微型监测仪Cairpol对高校4个监测点(门口、公交站、交叉口及附近餐馆)在早高峰、非高峰、晚高峰3个时期的SO2,NO2及CO气体浓度进行了2周取样.利用统计学方法结合SPSS软件对4个监测点在同一时期的质量浓度变化、同一地点在3个时期的浓度变化及工作日与周末的浓度变化进行污染物时空分析.利用健康风险模型分析SO2,NO2及CO气体质量浓度可能对附近人群产生的健康风险.结果表明,所研究高校校区周边污染状况如下:CO质量浓度最低为0.27 mg/m3,最高为3.54 mg/m3.NO2质量浓度最低为3.44 μg/m3,最高为210 μg/m3.SO2质量浓度最低为19.63 μg/m3,最高为290 μg/m3.公交站、交叉口、餐馆处3处NO2的最高浓度在非工作日晚高峰期超过国家浓度限值,有可能对周边人群产生健康影响.      

新型多孔碳化硅陶瓷膜管的制备与性能表征

以SiC为骨料,选用低共熔混合物作为烧结助剂,用液相烧结技术制备出单通道多孔陶瓷支撑体,采用悬浮粒子浸涂法对支撑体涂覆氧化铝膜.考察了氧化铝膜、烧成温度对支撑体孔径分布和空气渗透通量等性能的影响.结果表明:涂膜后膜管的孔径分布变窄,空气渗透通量略有下降;随着烧结温度的提高,结合剂的高温特性使得支撑体的开孔率和空气渗透通量分别下降了1.9%和17.9 m3/(m2·h),孔径分布变宽,平均孔径增大.     

溶质截留法和液-液排除法表征陶瓷超滤膜的比较

用溶质截留法和液-液排除法对两根TiO2和ZrO2无机陶瓷超滤膜进行表征.溶质截留法所测得TiO2和ZrO2膜的平均孔径(μp)和几何标准偏差(σp)分别为30.8 nm,25.4 nm和1.82,1.58.液-液排除法测得TiO2和ZrO2膜的平均孔径分别为71.2 nm,54 nm,大约是溶质截留法的2.2倍.两种测定方法的结果均显示,TiO2膜的平均孔径大于ZrO2膜,而且TiO2膜的孔径分布较宽,但从最可几孔径来看,两种膜比较接近.对同一根膜而言两种表征方法测得的孔径分布的基本形状相似.实验结果表明两种方法都能较好的反映膜的孔径分布,将二者结合起来对超滤膜的表征有很好的借鉴意义.     

纳米 Al2O3 改性沥青的制备及其性能研究

为了研究纳米Al2O3改性剂对A-70#基质沥青物理性能、流变特性的影响及其微观改性机理。基于室内试验制备了不同掺量（1%、2%、3%、4%、5%）的纳米Al2O3改性沥青,对其进行三大指标、黏度、流变、抗老化性能及其傅里叶红外光谱试验测试。结果表明：加入纳米Al2O3之后,基质沥青的软化点和黏度提高,针入度及延度下降,纳米Al2O3最佳掺量为4%。由流变试验结果可知,纳米Al2O3可以提升基质沥青的车辙因子,显著增强其高温稳定性,抗老化性能得以提升,但对低温抗裂性能不利。根据微观分析结果,纳米Al2O3与基质沥青之间既产生了物理变化,又有微弱的化学反应存在。     

低活度外扩散渗铝对钛合金高温氧化行为的影响

用Y2O3粉粒代替传统的Al2O3作为分散剂，对Ti—6Al—4V合金进行低活度外扩散粉末渗铝处理，研究其在873K空气中的氧化行为。利用XRD和SEM对涂层表面形貌、相组成及断面组织结构进行分析。结果表明，渗铝后的钛合金表面由AlTi3和夹嵌其中的Y2O3颗粒组成，在循环氧化试验过程中，提高了氧化膜的粘附性，降低了合金的氧化速率并改变了合金的氧化机制，使由高温氧化时的双向扩散转变为氧向内扩散为主。     

H_2O_2催化氧化预处理受污染源水影响因素的试验研究

利用静态批量试验研究H2O2催化氧化预处理受污染源水时,催化剂的种类及投量和H2O2的投量对处理效果的影响。试验结果表明:对本试验水源而言,水合MnO2的催化效果最好,其最佳投量为0.6～0.8mg/L,H2O2的最佳投量为10～15mg/L。     

PVDF/CA共混微滤膜的研制

通过PVDF与CA共混来提高PVDF膜的亲水性,以纯水通量、膜的最大泡点压力、平均泡点压力等性能为指标,设计了九因素(共混比、固含量、溶剂种类、溶剂比、添加剂种类及含量、蒸发时间、凝胶浴温度、凝胶时间)四水平的正交试验表研究膜制备过程中各因素对PVDF/CA共混微滤膜性能的影响.实验结果表明:固含量是最主要的影响因素,其次是共混比、溶剂种类、添加剂含量、凝胶浴温度、凝胶时间、蒸发时间、添加剂种类和溶剂比.较佳的成膜条件为:PVDF/CA共混比4∶1,固含量12%～14%,添加剂N-甲基-2-吡咯烷酮质量分数2%～3%,二甲基甲酰胺/正丁醇混合溶剂比7∶1,蒸发时间30 s,在20～30℃的自来水中凝胶50～70 min.在此较优条件下可制备孔径为0.55～0.65 μm,0.06 MPa下的纯水通量27℃时为205.37～292.53 mL/(cm2·h)的PVDF/CA共混微滤膜.     

利用SPG膜制备O/W型乳液实验研究

利用孔径为0.6 μm的SPG(Shirasu Porous Glass)多孔微滤膜,以异辛烷为分散相、pH=7的磷酸盐缓冲水溶液为连续相、以SDS(十二烷基硫酸钠)和PVA(聚乙烯醇)分别为水相乳化剂和稳定剂,制备了O/W型乳液,研究了操作条件对乳液性能包括液滴大小及分布的影响关系.当跨膜压差在0.12～0.16 MPa时,连续相流速分布在0.20～0.40 m/s时,乳化剂浓度在其临界胶束浓度(CMC)之上时,乳液的单分散性较好.由于乳液具有良好的稳定性和单分散性,可用于多相界面酶催化反应.     

微乳液-中空纤维膜萃取钕的工艺研究

提出了一种新的膜分离过程即非离子W/O型微乳液-中空纤维膜萃取,所用非离子型微乳液体系为(OP-7+OP-4)/苯甲醇/D2EHPA/煤油/盐酸.在不同微乳液流速、料液流速、微乳液内相盐酸浓度、料液浓度、以及不同中空纤维膜数等条件下进行了微乳液-中空纤维膜逆流萃取Nd3+的研究.结果表明,微乳液和料液流速越小,萃取率越高,内相富集倍数越大.微乳液内相盐酸浓度越大,萃取率越高,但富集倍数反而减小.料液初始浓度越小,萃取率和富集倍数越大.当微乳液流速为6 mL/min、料液与微乳液流速比为3∶1、微乳液内相盐酸浓度为4 mol/L、料液浓度为200mg/L时,经过微乳液在三个中空纤维膜萃取器中的串联萃取,Nd3+的萃取率达96.3%,内相Nd3+浓度为4 238 mg/L,是萃余料液浓度的572.7倍,内相富集倍数为21.2.膜萃取过程与膜溶剂萃取相比对Nd3+有更高的萃取效率.     

低温等离子体转化NO/C3H6/O2/N2气氛中NO的实验研究及机理分析

利用介质阻挡放电获得低温等离子体,开展了含氧气氛中利用低温等离子体转化NO的实验研究,研究了放电环境和添加C3H6对NO/O2/N2气氛中O3生成浓度与NO转化的影响.结果表明,冷却环境有利于O3的生成和NO转化率的提高;激励电压峰峰值升高时,O3生成浓度和NO转化率随之升高;添加C3H6有利于NO转化率的升高,且NO...     

碳化硅多孔陶瓷支撑体表面涂层研究

采用悬浮粒子浸浆法对碳化硅多孔陶瓷支撑体表面进行氧化铝涂层研究,探讨了支撑体的孔径、表面粗糙度以及支撑体与膜的匹配性对涂层完整性的影响;考察了涂层前后对气体渗透通量的影响.用SEM分别观察了涂层的表面和断面形貌.结果表明,支撑体孔径分布窄、孔径与悬浮粒子大小相匹配,支撑体表面平整光洁,且与膜的性质匹配时,可获得完整无开裂的涂层.