利用固体氧化物电解池进行NO脱除研究,考察了电解池材料与结构及操作条件对NO脱除效果的影响。实验结果表明,相比氧化钇稳定氧化锆(YSZ),以钆掺杂氧化铈(GDC)为电解质材料制备的电解池反应温度区间降低并且NO去除率提高;阴极材料掺杂Co元素后,电解池NO去除率在350℃和550℃下分别提高约8%、3%;7层电池结构电解池相比3层和5层电池结构电解池,在450℃下NO去除率分别提高15%和9%;经KNO3溶液浸渍后的电解池,其NO去除率在450℃下提高了23%;通过改变反应条件可知,在一定范围内NO去除率随电流密度的增大而提高;NO与O2呈竞争吸附关系,O2浓度的增加不利于NO的去除。
储层改造规模的加大对水资源的需求逐渐增加,压裂返排液的重复利用越来越受到关注。根据硼酸根离子的水解、络合反应机理,加入配位体PWT-2调节瓜尓胶压裂液返排液处理水(简称处理水)中硼酸根离子的有效含量,保持处理水中瓜尓胶压裂液的基液黏度及交联延迟时间与清水配置的一致,基液黏度约28~32 mPa·s,交联延迟时间为75~150 s。通过加入缓冲剂HC-J调节瓜尓胶压裂液pH约为10.0,控制体系硼离子的有效浓度,降低多价阳离子的含量;将处理水与现场清水按照体积比2:1的比例配置瓜尓胶压裂液,提高体系的耐温性能;稀释后配置的瓜尓胶压裂液在110℃剪切120 min,黏度保持250 mPa·s以上,若加入胶囊破胶剂剪切50 min后黏度可降低至40 mPa·s以下。
通过水热合成法和离子交换法制备了负载Ni的介孔Ni-HZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、SEM、EDX、FT-IR、N2物理吸附-脱附等手段对催化剂组成、结构和形貌进行了研究,并以固定床微石英管反应器考察了不同反应温度、空速条件下介孔Ni-HZSM-5分子筛催化剂的乙烯齐聚反应性能。结果表明,Ni-HZSM-5样品具有介孔ZSM-5分子筛典型的特征结构,Ni进入分子筛骨架致使比表面降低,但孔径变大,更有利于齐聚反应的进行;在气体空速为1.2 L/(g·h)、反应温度为275℃时,乙烯的转化率为87.82%,C4的选择性可达57.25%,C6的选择性可达30.74%,说明Ni-HZSM-5催化剂对乙烯齐聚具有较好的催化性能。
利用原位聚合法制备了以纳米SiO2改性脲醛树脂为壁材、十二醇为芯材的相变微胶囊。考察了芯壁质量比、固化终点pH和纳米SiO2质量分数对微胶囊包封率和芯材质量分数、渗透率的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)等分别对微胶囊相变材料的表面形貌、粒径和热性能进行了表征。研究结果表明,纳米SiO2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的最佳制备条件为:芯壁质量比为1:2、固化终点pH=1.5~2、纳米SiO2质量分数为3%。制备的微胶囊为表面光滑的球形,粒径大小为1.85~5 μm,包封率和芯材质量分数分别为62.5%和79.3%,相变潜热为148.4 J/g。
利用多元醇氟化法制备了氟化铝、氟化镁及镁铝复合型氟化物等催化剂,并对所制催化剂在1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)气相脱氟化氢制备1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)反应中的催化性能进行了研究。结果表明,单一氟化镁催化剂活性较低,HFC-245fa转化率仅为7.8%;以摩尔分数为9% Al/MgF2作为催化HFC-245fa脱氟化氢反应催化剂,在反应温度为280℃,接触时间为25 s,催化剂用量为5 mL时,HFC-245fa的转化率、HFO-1234ze的选择性分别达到53%和100%,与单一组分氟化铝催化性能相当,且运行200 h后保持96%的初始活性。
利用反相悬浮技术制备出平均孔径和比表面积分别为13.0 nm和123.6 m2/g的磁性聚合物微球,其具有超顺磁性,饱和磁化强度为6.04 emu/g。磁性微球固定化青霉素G酰化酶在乙二醇-磷酸盐缓冲溶液共溶剂体系中催化7-氨基-3-氯-3-头孢烯-4-酸(7-ACCA)与D-苯甘氨酸甲酯(D-PGM)合成头孢克洛,20℃反应2 h时,头孢克洛产率为33.0%,合成与水解比(S/H)为0.13;而在相同反应条件下使用游离青霉素G酰化酶,产率和合成与水解比分别为17.0%和0.08。同时考察了酶用量、反应温度以及溶剂对磁性固定化酶催化合成头孢克洛性能的影响规律。
以硝酸银和氢氧化钠为原料,蔗糖酯(SE)为表面活性剂,利用化学法制备纳米氧化银材料。考察不同功率和作用时间的超声场对纳米氧化银材料形貌和粒径的影响。运用场发射扫描电镜/能谱仪(FESEM/EDS)及X-射线衍射仪(XRD)对样品进行表征。结果表明,在氢氧化钠浓度为0.008 mol/L、硝酸银浓度为0.008 mol/L、蔗糖酯质量浓度为1.6 g/L、反应温度为70.0℃、超声场功率为300 W、超声场作用时间为90 min时,制得最小粒径为48.41 nm且分散性良好的纳米氧化银材料。说明超声场能够有效减小纳米氧化银粒子粒径,提高纳米氧化银颗粒分散性并抑制团聚现象。
利用海藻酸钠包埋法固定化Acinetobacter johnsonii G2细胞,在非水相介质中生物催化葛根素合成葛根素糖苷,考察了细胞的固定化条件、转化条件以及固定化细胞的操作稳定性。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数为2%,氯化钙质量分数为2%,细胞包埋量的体积分数为50%;最佳转化条件为:温度为40℃,pH为6.47,二甲基亚砜体积分数为20%。在最佳条件下,葛根素在催化体系中质量浓度提高至31.92 g/L,产率达93%,且固定化细胞的重复使用稳定性好。与游离细胞相比,固定化细胞对pH、温度及有机溶剂表现出更强的稳定性,且在非水相介质中催化效率更高。
利用KH560交联剂来提高La-Gd/ZnO纳米棒阵列在棉织物上的牢度。以硝酸锌和六亚甲基四胺为原料,聚乙二醇2000为形貌控制剂,KH560为交联剂,采用低温水浴法制备在棉织物表面原位生长的La-Gd/ZnO纳米棒阵列。同时利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见光漫反射等方法对制备的样品进行表征和性能分析。结果表明:3% La-3% Gd/ZnO纳米棒具有良好的光催化性能,在紫外光下照射150 min,对亚甲基蓝溶液(MB)的降解率为92.15%;太阳光下照射8 h,对亚甲基蓝溶液(MB)的降解率为87.59%。且经过整理后的棉织物的抗紫外线指数UPF值由10.06提升至420.21。经水洗10次,其光催化性能仅下降1.3%,抗紫外线指数基本没有变化。
以硝酸铈、硝酸镧为前驱体,采用水热法合成不同La-Ce质量比改性的ZSM-5分子筛,运用分步浸渍法负载铂和钠制备不同载体的铂基催化剂,通过XRD、BET、NH3-TPD、TG对催化剂进行表征。并以丙烷为原料在固定床反应器中脱氢,对不同催化剂进行评价,考察不同反应条件对催化剂性能的影响。结果表明:相对于单一的ZSM-5分子筛,在水热合成分子筛中引入适当质量比的La、Ce会使催化剂的比表面积、孔体积和孔径减小,分子筛的结晶度降低,但不改变分子筛原有的晶体结构,同时La、Ce的相互协同作用能降低催化剂的酸性,提高催化剂的抗积碳性能。在催化剂用量为2.0 g、反应压力为0.1 MPa、反应温度为590℃、氢烃摩尔比为0.25、质量空速为3 h-1时,La、Ce质量比为0.75的PtNa/La-Ce-ZSM-5催化剂显示了最佳的催化活性,丙烷转化率为36.8%,丙烯的选择性为95.9%,并且反应40 h后仍具有良好的催化稳定性。
以新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、间苯二甲酸(IPA)、己二酸(AA)、偏苯三酸酐(TMA)等为主要原料,通过熔融法制备端羟基水性聚酯树脂(HWPR),再以有机硅单体甲基三乙氧基硅烷(MTES)为改性剂,合成有机硅改性水性聚酯树脂(Si-HWPR),并与高甲醚化氨基树脂(HMMM)固化剂配制成有机硅改性水性聚酯烘漆。利用FT-IR、1H-NMR与XRD、TGA分别对聚合物结构与性能进行表征,研究了不同MTES质量分数对水性聚酯和Si-HWPR涂膜性能的影响。结果表明,随着MTES质量分数的增加,Si-HWPR的黏度逐渐降低,粒径逐渐增大,涂膜的吸水率和拉伸强度逐渐降低,水接触角和断裂伸长率不断增大。当体系中MTES质量分数为10%时,涂膜的综合性能最佳,耐热耐水性能显著提高。
采用单床方法模拟了10床5组分变压吸附提H2,考察了吸附剂配比和均压次数的影响。结果显示,在计算条件下,H2摩尔分数99.955%,CO含量0.26 mmol/kmol,氢气回收率90%,与工业数据吻合;从吸附结束到顺放结束,负载曲线峰面动态移动,N2和CO负载曲线有"驼峰"形成;逆放和冲洗2个步骤解吸的杂质量最多,再生结束后CH4残余3.29%,残余比例最小;随着分子筛比例的增加,H2纯度增加,CO含量降低,进入分子筛层CO2量增加,分子筛比例70%较为合适;均压次数从2次增加至5次,H2回收率从83.6%增加至90%,原料气处理能力从1.4 mol/s减小至0.999 mol/s。
利用MEMS加工技术设计并制作了微型气相色谱柱。针对被分离恶臭物质的特性,选取CB-40(40%苯基+60%二甲基聚硅氧烷)固定相对色谱柱进行涂覆,制作了毛细管式微型色谱柱,并作为第一维分离柱;选用与Silica Bond Plot相同的固定相作为填充物固定相,制作了微型填充式色谱柱,作为第二维分离柱。选取典型的硫化氢、甲硫醇、二硫化碳、甲硫醚、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、苯乙烯等8种恶臭物质进行分离检测。设计了一整套的进样采集模块与控制加热模块,并选用自制的管式富集器与灵敏度高、体积小的光离子化检测器,大大提高了检测精度。苯的检测限可以达到0.174 μg/mL,硫化氢的检测限可以到达0.133 μg/mL。
在酸性Tris-盐酸缓冲溶液中,铬天青S与Ca(Ⅱ)和溴化十六烷基三甲基铵反应生成离子缔合物,使瑞利光散射(RLS)信号明显增强并产生瑞利散射新光谱,最大瑞利散射峰位于370 nm,Ca(Ⅱ)的质量浓度在0.003~0.10 mg/L范围内与三元体系的瑞利散射增强程度(ΔIRLS)呈线性关系,检出限为2.8 ng/mL,定量限为0.42 g/100 g。据此建立了快速、灵敏、准确测定Ca(Ⅱ)的RLS新方法,同时还研究了三元体系的适宜反应条件、反应机理、共存物质的影响及RLS光谱特征。样品的加标回收率为98.14%~102.0%,相对标准偏差RSD(n=6)为1.8%~2.3%,该方法适于市售奶制品中Ca(Ⅱ)的测定。