通过两步丝网印刷法制备柔性温度传感器,选择聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性基底,分别以石墨(FG)、炭黑(CB)以及碳纳米管(CNT)为导电填充材料,研究不同导电填充材料与分散剂质量分数对复合材料温敏性的影响。结果表明,FG/PDMS和CB/PDMS复合材料呈现正电阻温度系数(TCR)。FG/PDMS复合材料低导电填充时用作温度阈值报警器,高导电填充时用作柔性温敏材料。当炭黑/环己烷质量比从1/2降为1/3时CB/PDMS复合材料的温敏区间增加,更重要的是TCR的线性度提高。相反,CNT/PDMS复合材料呈现负TCR。10%填充质量分数时,TCR达到0.002 1 K-1,线性度高达99.36%,可用作精密柔性温敏材料。
采用并流共沉淀法制备了CuO-ZnO-ZrO2、CuO-ZnO-Al2O3和CuO-ZnO-MgO 3种三元铜基催化剂,在固定床连续流动微型反应器上进行催化试验,对比了不同催化剂的活性评价结果,并利用XRD、H2-TPR、CO2-TPD、N2O滴定等手段对其进行表征。结果表明,ZrO2代替三元铜基催化剂中的Al2O3和MgO可大大提高催化剂的活性。在250℃、3 MPa的条件下,CuO-ZnO-ZrO2具有较高的催化活性,甲醇的选择性和产率在CuO-ZnO-MgO的基础上分别提高56%、58%,在CuO-ZnO-Al2O3的基础上分别提高31%、12%。
传统大豆油多元醇的合成具有反应温度高、时间久、需要添加溶剂等缺点。为了使其合成方法简单易行、节能环保,对传统多元醇合成方法进行了优化改进。以废弃大豆油(SBO)自制的环氧大豆油(ESO)为主体,以异丙醇、正丁醇、正戊醇3种一元醇为原料,四氟硼酸(HBF4)为催化剂,在室温下,不添加水和其他溶剂,通过开环反应快速生成3种羟值不同的环氧大豆油多元醇低聚物。利用傅里叶红外光谱、差示扫描量热法、热重分析法、核磁共振氢谱等对聚合产物进行表征,并对产物结构和性质进行分析。结果表明,无需添加溶剂,室温下环氧大豆油开环聚合,反应时间不超过1 min,产物羟值达406 mg/(KOH)g,环氧大豆油转化率达95.5%。
以固相法制备钙钛矿型LaTi0.2Fe0.8O3及其复合氧化物LaTi0.2Fe0.8O3·Fe2O3。通过XRD和SEM对其晶型和形貌进行分析;利用TG对甘蔗渣木质素热解过程进行分析;在固定床微反应器中对甘蔗渣木质素进行催化热解性能评价;利用GC-MS对热解得到的液相产物进行分析。结果表明,LaTi0.2Fe0.8O3·Fe2O3催化性能优于LaTi0.2Fe0.8O3,液相收率可达24.5%。液相产物中的主要成分包括苯类、愈创木酚类、酚类、紫丁香酚类、醚类、苯二酚类。失活的LaTi0.2Fe0.8O3·Fe2O3经过氧化再生后仍具有较高结构稳定性和较好的催化活性。经过3次反应-再生循环后,液体产品收率仍可达到17.5%。
采用KOH溶液浸渍法对夹杂碳纤维的煤基电极材料(CBCF)进行活化处理,主要研究了KOH浓度对CBCF结构与性能的影响规律,确定了最佳工艺条件与技术参数。并利用SEM-EDS、FT-IR、N2吸附仪等对煤基极板的形貌特征、表面官能团及孔径结构进行分析表征。研究结果表明,随着KOH浓度的增加,CBCF表面性能、孔结构以及电化学性能均得到了极大的改善。随着KOH浓度的升高,CBCF的循环伏安曲线的面积逐渐增大,而体系的传质阻抗则逐渐减小。以CBCF为主电极,活性炭为粒子电极,采用三维电极体系处理氰化废水,当电压为4 V、时间为5 h、极距为10 mm时,废水中总氰、游离氰去除率达到94%以上。
制备了Ce-Cr-Ni/TiO2蜂窝状脱硝催化剂,并用于选择性催化还原NOx,以CO为还原剂,考察了其催化活性以及稀土元素Ce的掺加对催化活性的影响。经过脱硝效率检测发现,催化剂具有较好的催化活性,掺加稀土元素Ce后催化剂的催化活性得到进一步提高,其中1.1Ce-Cr-Ni/TiO2脱硝效率最高,在550℃时NOx转化率达到97.8%。通过比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)以及H2-程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂进行了表征,结果表明,稀土元素Ce的掺加在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积;与2.3Cr-Ni/TiO2相比,催化剂1.1Ce-2.3Cr-Ni/TiO2中的活性组分分布均匀,且具有较高的Ni3+/Ni2+比值和表面吸附氧(Oα)含量以及较强的氧化还原能力,这为催化剂脱硝性能的提高提供了有利条件。
从石化废水处理厂活性污泥中分离得到1株低C/N摩尔比的好氧反硝化菌株AD-7,通过形态学观察、生理生化试验及16S rDNA测序,确定其为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。通过单因素实验确定菌株适宜的好氧反硝化培养条件为:丁二酸钠为碳源、培养温度为30~35℃、初始pH 6.0~7.0、摇床转速为150~200 r/min。在适宜的好氧反硝化培养条件下,研究了菌株生长情况与反硝化脱氮特性。结果表明,菌株生长与反硝化脱氮基本同步,并且在菌株培养12 h时,硝酸盐氮和总氮的去除率分别高达90.47%和86.06%,未出现亚硝酸盐氮的明显积累。因此,菌株AD-7能够通过完全反硝化实现总氮的有效脱除,在低C/N摩尔比废水脱氮方面具有潜在应用价值。
通过Hummers制备出氧化石墨烯(GO),以TiO2纳米颗粒(TiO2 NPs)和GO为原料,在NaOH碱性条件下进行水热反应,一步合成TiO2纳米线-还原氧化石墨烯(TiO2 NWs-RGO)复合材料。研究了TiO2 NPs和GO的质量比对TiO2 NWs-RGO复合材料电容性能的影响。形貌和结构表征(SEM和XRD)结果表明,通过水热反应,TiO2 NPs转化为TiO2 NWs,GO被还原为RGO。电化学电容性能测试(CV、GCD、交流阻抗测试和循环稳定性测试)结果表明,在电流密度为1 A/g时,TiO2 NWs-RGO复合材料的比电容达到210 F/g,经过1 000次循环后,比容量仍保留最初的84.93%,表现出优异的循环稳定性,是一种性能优异的超级电容器电极材料。
针对油气开采中压裂返排液组成、特性、处理及资源化利用现状,采用预处理复合电催化氧化工艺处理压裂返排液,并利用处理水再配制聚合物压裂液。通过实验研究得到处理返排液优化参数为:阳极为Ti/IrO2-RuO2、阴极为石墨、电解体系反应pH为11.0、电解电压为8.0 V、电解时间为80 min。利用处理水按照要求配制压裂液,并对配得的压裂液按照标准SYT 5107—2005对再配制的压裂液进行性能评价,结果表明,在50℃、170 s-1、120 min情况下,配制的压裂液流变性能良好,粘度保持在113 mPa·s以上,其他性能指标也达到SYT 6376—2008行业标准要求。
建立了一套VOCs气体吸附浓缩-蓄热催化燃烧中试设备并对其工艺条件进行了优化研究。该设备可实现VOCs的连续脱附且保持较高的脱附浓度水平,此浓缩气体经过预热后可直接进入蓄热催化燃烧系统进行矿化处理。实验采用二甲苯和活性炭分别作为VOCs气体和吸附剂,评价了吸附浓缩设备和蓄热催化燃烧设备的主要工艺条件参数。结果表明,当控制吸附浓缩设备的切换时间为60 min、吸附气浓度为1 500~4 000 mg/m3、脱附气流量为8 L/min、脱附温度为170℃、冷却气流量为40 L/min时,吸附尾气中VOCs含量基本为零,同时脱附浓度可满足起活温度为180℃、换向半周期为30 min的蓄热催化燃烧设备自热稳定运行,且VOCs去除率在95%以上。
针对钢铁冶炼行业中烧结烟气的特点及目前工业生产中所面临的困难,采用多层填料错流旋转床为吸收设备,NaOH为吸收剂,开展了超重力因子β、液气比L/G和不同进口SO2浓度对脱硫率η的影响实验研究。结果表明,在β=55、L/G=2.0 L/m3、CSO2,in=1 680 mg/m3时,双层进液的脱硫率是单层进液的1.7倍,出口浓度低于35 mg/m3,可实现深度净化。浓度增加到CSO2,in=4 396 mg/m3时,脱硫率仅下降0.75%,说明多层错流床适用的SO2范围较宽。同时,可脱除细颗粒物,低浓度粉尘的出口浓度低于10 mg/m3,实现同时深度脱硫除尘,达到超低排放标准。
采用分子模拟软件Materials Studio2017R2分别构建非离子型疏水改性聚丙烯酰胺(HM-PAM)、部分水解水溶性疏水缔合聚丙烯酰胺(HAWSP)、部分水解阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)溶液模型,通过分子动力学模拟的方法来计算HPAM、HAWSP与HM-PAM类聚合物在不同NaCl浓度下的回旋半径(Rg)、均方位移(MSD)。从模拟结果来看,HAWSP与HM-PAM、HPAM相比具有更大的回旋半径、更大的特性黏数、更大的流体力学尺寸,会产生更好的减阻效果。在室内采用流体流动阻力测试仪测定HPAM、HAWSP与HM-PAM减阻聚合物在不同NaCl浓度、不同剪切条件下的减阻性能。实验结果表明,HAWSP型聚合物减阻效果良好,与HM-PAM、HPAM相比具有更好的耐盐性、抗剪切性,与模拟结果一致。
建立了作业场所空气中丁烯4种同分异构体(反-2-丁烯、1-丁烯、异丁烯、顺-2-丁烯)的测定方法。用采气袋采集样品,经硫酸钠脱活的氧化铝色谱柱分离,以FID检测器检测、保留时间定性、峰面积定量。通过优化色谱条件,对精密度实验、干扰实验以及稳定性实验进行了考察,得到丁烯4种同分异构体的检出线性范围分别为(50.2~1 004)、(50.8~1 018)、(50.4~1 006)、(50.4~1 006) mg/m3,检出限(3S/N)分别为0.17、0.18、0.19、0.17 mg/m3,相关系数均大于0.999 9,相对标准偏差为1.69%~6.05%(n=6)。实验结果表明,该方法适用于工作场所空气中丁烯4种同分异构体的测定。
在弱碱性乙醇溶液中,溴甲酚绿与盐酸米多君以静电引力结合生成具有1个较强正吸收峰和1个较强负吸收峰的二元离子缔合物,最大正吸收峰位于553 nm,最大负吸收峰位于444 nm,表观摩尔吸光系数(κ)分别为2.06×104 L/(mol·cm)(553 nm)和2.07×104 L/(mol·cm)(444 nm)。当用双波长法测定时,表观摩尔吸光系数(κ)可达4.13×104 L/(mol·cm),线性范围均为0.2~8.7 mg/L,检出限分别为0.15 mg/L(单波长法,553 nm)、0.14 mg/L(单波长法,444 nm)和0.072 mg/L(双波长法)。据此建立了测定盐酸米多君的双波长可见吸收光谱法,该方法用于盐酸米多君片剂中盐酸米多君的测定,回收率和相对标准偏差RSD(n=5)分别为98.4%~102%和1.8%~2.3%。