卫星光学反射膜光谱反射率空间综合环境退化研究

对玻璃基底和金属基底的铝反射膜在紫外、低能电子、低能质子的综合环境作用下的光谱反射率退化进行了实验研究。试验结果表明两种铝反射膜的光谱反射率均发生了退化,且光谱反射率的退化主要集中在可见光波段,在近红外波段退化很小;玻璃基底铝反射膜退化在420 nm左右出现峰值点,2种金属基底铝反射膜的退化的峰值点在450 nm左右。由于电荷沉积在玻璃中后会抑制带电粒子入射,因此玻璃基底铝反射膜的退化要小于金属基底铝反射膜。     

戴钛多孔玻璃光催化苯酚废水

本文介绍了载钛多孔玻璃在紫外光作用下对苯酚废水进行光催化降解的试验。结果表明，载钛多孔玻璃对苯酚废水有较好的光催化降解能力。同时探讨了载钛多孔玻璃光催化含酚废水的可能性及适用条件。     

TiO2/Al2O3复合分离膜的制备及其对染料的去除性能

以孔径为200 nm的Al2O3膜片作为载体,应用溶胶-凝胶方法制备了孔径为50～100 nm的TiO2/Al2O3复合分离膜.用XRD、SEM对TiO2膜的物相、TiO2/Al2O3复合分离膜的形貌等进行了分析和表征.根据XRD分析,用Scherrer公式计算复合分离膜中TiO2粒子的平均粒径为22 nm,其中锐钛矿相占86%,金红石相占14%.同时,应用TEM、EDX、UV-Vis扩散反射光谱对TiO2/Al2O3复合分离膜的微观结构、组成、性质等进行了进一步调查和研究通过应用可溶性染料酸性橙Ⅱ作为目标污染物,对TiO2/Al2O3复合分离膜的分离和光催化性能进行了调查和评价.实验结果表明,应用这种具有光催化能力的复合分离膜,持续处理1000 mL酸性橙Ⅱ溶液(100 mg·L-1)400 min,去除率可达80%以上,相对于单独的光催化技术(65%)或单独的膜分离技术(59%),染料的去除效率明显提高.     

功能化多孔材料对CO_2的吸附分离研究进展

功能化多孔材料拥有优越的CO_2吸附和存储性能,在燃煤电厂、玻璃炉窑、水泥厂、钢铁厂等高耗能工矿企业采用CO_2吸附技术,对CO_2减排、减缓温室效应具有重要意义。随着研究的不断深入,新型CO_2吸附材料呈现出廉价、易获取、高吸附率等趋势,当前研究重点集中在介孔硅、金属有机框架、沸石、活性炭、聚合物等的表面功能化。总结了上述典型吸附剂功能化的最新成果,重点介绍多孔吸附材料的功能化方法、吸附机理与吸附动力学的研究进展,并提出多孔材料对CO_2的吸附分离的研究空间和发展趋势。     

载钛多孔玻璃光催化苯酚废水

本文介绍了载钛多孔玻璃在紫外光作用下对苯酚废水进行光催化降解的试验，结果表明，载钛多地苯酚废水有较好的光催化降解能力，同时探讨了载钛多孔玻璃光催化含酚废水的可能性及适用条件。     

膜参数对膜吸收法天然气脱硫传质性能的影响研究

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为吸收液,采用膜吸收法进行了模拟天然气脱硫试验,考察了不同膜参数对MDEA溶液脱硫过程中传质性能的影响。结果表明:在较为理想的稳态膜吸收过程中,多孔膜孔径大小、膜厚度以及膜孔形态等因素对稳态膜吸收过程中的传质效果影响不大;在其他条件不变的情况下,多孔膜的传质性能随着孔隙率的增大而提高;同时传质效果还受到膜润湿现象的影响。这说明在较为理想的稳态膜吸收过程中孔隙率是对传质效果产生影响的主要因素,为膜吸收过程传质的影响因素探究及多孔膜选择提供了依据。     

高zeta电势下多孔聚合物膜内非牛顿流体电渗流动

为了提高电渗泵中流体控制输送技术,研究了高zeta电势下非牛顿流体在多孔聚合物膜中的电渗流动,提出了改善电渗泵性能的理论手段。假设多孔聚合物膜为直圆柱形孔阵列,利用幂律流体本构模型和柯西动量方程推出圆柱型单孔内的电渗流模型;假设多孔聚合物膜上的孔径分布服从高斯分布,将多孔聚合物膜上的电渗流量视为流变指数、多孔膜几何参数、电解质浓度、外加电压和zeta电势等参数的函数,计算了不同参数下的流量,预测了以非牛顿流体为工作介质的电渗泵的性能。     

海绵城市用多孔泡沫玻璃的制备与性能研究

以多孔材料作为基材的分散式小规模海绵设施应用广泛。为了在保证不产生二次污染的前提下不断提高材料自身的孔隙率、强度和吸水释水能力,以适应更多的应用场景,对多孔泡沫玻璃进行了改性研究。以废玻璃粉为主要原材料,加入一定量的发泡剂、改性剂等,在500～950℃的烧制温度下,制备了可用于海绵城市蓄排水的开孔泡沫玻璃,并对其微观结构和物理性能进行表征。结果表明：开孔泡沫玻璃呈现大量致密的不规则开孔结构,孔道彼此连通,孔径在0.1～5 mm,孔隙率达93%;抗压强度可达2.3 MPa,可应用于对抗压强度要求较高的场景;通过控制原材料可保证重金属污染物含量极低,对水体不造成污染;具有很强的吸水能力和良好的缓释效果,饱和吸水率可达95%,释水8 h后,质量吸水率减小至30%;用于地下封闭环境时,需要考虑排气设计和抗浮设计。该研究为海绵城市雨水蓄排提供了一种新型环保基材,有利于泡沫玻璃在海绵设施中推广应用。     

非晶态TiO2-W薄膜的光催化性能研究

采用磁控溅射技术在玻璃基片上制备了W掺杂的非晶态TiO2薄膜,用XRD、XPS和椭圆偏光测厚仪等对薄膜进行了微观分析.结果表明,TiO2-W薄膜为非晶态结构.Ti以 4价存在;W以0价和 6价形式存在,并且6价和0价W的原子浓度比为6.4:1;薄膜中Ti和W的原子浓度比为2.6:1.对5 mg·L-1的亚甲基蓝溶液光催化脱色试验表明,随着膜厚的增加,光催化降解率递增,当膜厚达到141 nm时,所制备的TiO2-W薄膜对亚甲基蓝的脱色率在2 h达到90%;当膜厚大于141 nm时,光催化降解率不再增加.     

制备高通量、抗污染PDA/PEI纳米颗粒膜用于农村含油生活污水处理

水处理分离膜具有纳米尺度筛分孔道,虽适合分散式处理农村生活污水中油水乳化液,但膜污染严重,导致膜通量较低.因此,设计抗污染、高通量水处理分离膜可实现农村含油生活污水高效处理.本文采用真空辅助自组装技术,在高分子膜表面及内部负载聚多巴胺（PDA）/聚乙烯亚胺（PEI）纳米颗粒,制备了PDA-NP膜.由于纳米颗粒含有丰富的亲水基团,改性后膜纯水通量及农村含油生活污水通量恢复率分别高达（741.23±17） L/（m²·h）及99.4%,实现了高通量、抗污染目标;另外,对农村含油生活污水TOC的去除率达45.12%,具有较强的实际意义.     

TiO2光催化膜反应器的实验研究

采用溶胶-凝胶法,分别在炻器管、不锈钢管和玻璃管内壁负载TiO₂催化剂膜,在连续式光催化膜反应器中研究TiO₂膜光催化降解水中有机物的实际应用性能.结果表明:负载于玻璃表面的TiO₂膜上出现了Na元素的渗透,而在不锈钢表面所形成的TiO₂膜层均匀度较差;利用炻器管负载TiO₂催化降解亚甲基蓝(MB)的速率常数是不锈钢管和玻璃管的2倍;反应过程中鼓气与否所得到的苯酚光催化速率常数分别为0.143和0.103min-1;溶液在管内的流速为1和9 L/min时流体的Re分别为4 000和10 000.      

基于污染物临界粘附力的超滤动态过程的CFD模拟

针对膜污染的动态变化问题,通过计算流体力学(CFD)手段建立了中空纤维膜的二维轴对称模型,综合考虑了污染物间粘附力及水流剪切力的影响,提出有效剪切应力的概念,在模型中耦合了变形几何、自由多孔介质流动及稀物质传递3种物理场,将污染物法向积累、切向有效剪切与污染物界面处的网格速度相关联,建立了膜面污染物截留的动态模型.依据死端过滤与错流过滤的实验数据,确定出模型的匹配参数.在此基础上,研究了不同进给方式(连续流与脉冲流)对膜面污染物的影响.模拟结果表明,当水流剪切力足以克服污染物的临界粘附力时,可对膜面污染物起冲刷作用;与连续流相比,脉冲流具有更高的有效剪切速率,在对膜面污染物的冲刷作用方面更具优势.     

SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性的影响

SPG膜微气泡曝气系统可应用于废水好氧处理,SPG膜污染以及其对化学清洗的耐受性是影响其应用的重要因素.本研究在采用在线化学清洗的微气泡曝气生物膜反应器中,考察了SPG膜表面性质对膜污染及化学耐受性的影响.结果表明,在长期运行过程中,SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性具有明显影响.膜表面污染层主要是有机污染,而疏水性膜抗有机污染能力较强.使用在线化学清洗时,碱性次氯酸钠溶液对亲水性膜腐蚀严重,膜孔径和孔隙率显著增大.疏水性膜抗碱性次氯酸钠溶液化学腐蚀能力较强,膜孔结构仅有轻微改变,但是疏水性膜表面疏水官能团易被氧化,使得膜表面润湿性下降.同时,疏水性膜在氧传质、污染物去除和降低能耗等方面具有优势.因此,疏水性SPG膜适用于微气泡曝气废水好氧生物处理.     

Preparation and characterization of PVDF-glass fiber composite membrane reinforced by interfacial UV-grafting copolymerization

A novel inorganic–organic composite membrane,namely poly(vinylidene fluoride) PVDF-glass fiber(PGF) composite membrane,was prepared and reinforced by interfacial ultraviolet(UV)-grafting copolymerization to improve the interfacial bonding strength between the membrane layer and the glass fiber.The interfacial polymerization between inorganic–organic interfaces is a chemical cross-linking reaction that depends on the functionalized glass fiber with silane coupling(KH570) as the initiator and the polymer solution with acrylamide monomer(AM) as the grafting block.The Fourier transform infrared spectrometer-attenuated total reflectance(FTIR-ATR) spectra and the energy dispersive X-ray(EDX) pictures of the interface between the glass fiber and polymer matrix confirmed that the AM was grafted to the surface of the glass fiber fabric and that the grafting polymer was successfully embedded in the membrane matrix.The formation mechanisms,permeation,and anti-fouling performance of the PGF composite membrane were measured with different amounts of AM in the doping solutions.The results showed that the grafting composite membrane improved the interfacial bonding strength and permeability,and the peeling strength was improved by 32.6% for PGF composite membranes with an AM concentration at 2 wt.%.     

基于微气泡曝气的生物膜反应器处理废水研究

微气泡曝气有助于强化氧传质过程,在废水好氧生物处理中具有潜在的应用优势;生物膜反应器是应用微气泡曝气的可行工艺形式.本研究在生物膜反应器中采用SPG膜微气泡曝气处理模拟生活废水,探讨反应器连续运行过程中,SPG膜空气通透性、溶解氧变化、污染物去除效果及氧利用情况.结果表明,基于SPG膜微气泡曝气的生物膜反应器能够实现长期连续稳定运行,是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.SPG膜表面性质及膜孔径影响其空气通透性,疏水性膜的空气通透性优于亲水性膜;膜孔径越大,空气通透性越好.一定的SPG膜空气通量下,反应器内的溶解氧浓度主要受有机负荷影响.SPG膜微气泡曝气生物膜反应器较优的COD处理负荷(以SPG膜面积计算)为6.88 kg·(m2.d)-1.氨氮的去除主要受溶解氧浓度及生物膜内氧扩散传质的影响,在高有机负荷下生物膜内出现同步硝化反硝化.微气泡曝气的氧利用率显著高于传统曝气方式,在优化的运行条件下,氧利用率可以接近100%.     

Positively charged microporous ceramic membrane for the removal of Titan Yellow through electrostatic adsorption

To develop a depth filter based on the electrostatic adsorption principle, positively charged microporous ceramic membrane was prepared from a diatomaceous earth ceramic membrane.The internal surface of the highly porous ceramic membrane was coated with uniformly distributed electropositive nano-Y_2O_3 coating. The dye removal performance was evaluated through pressurized filtration tests using Titan Yellow aqueous solution. It showed that positively charged microporous ceramic membrane exhibited a flow rate of 421 L/(m~2·hr) under the trans-membrane pressure of 0.03 bar. Moreover it could effectively remove Titan Yellow with feed concentration of 10 mg/L between pH 3 to 8. The removal rate increased with the enhancement of the surface charge properties with a maximum rejection of 99.6%. This study provides a new and feasible method of removing organic dyes in wastewater. It is convinced that there will be a broad market for the application of charged ceramic membrane in the field of dye removal or recovery from industry wastewater.     

玻璃纤维编织管覆膜改性及其动态膜生物反应器研究

对玻璃纤维编织管进行了覆膜改性,并依托于玻璃纤维编织管开发了一种新型的栅式膜组件及其动态膜生物反应器.研究表明,覆膜改性前,玻纤编织管动态膜组件的稳定通量仅为4 L/(m2.h),跨膜压差为0.02 MPa;覆膜改性后,玻纤编织管动态膜组件的膜通量可达到16 L/(m2.h),跨膜压差为0.01 MPa;经过水力清洗和碱洗后再次运行,膜通量可达到17.1 L/(m2.h),而跨膜压差最低仅为0.003 MPa.覆膜膜液浓度为1∶4时反应器在膜通量为14.29 L/(m2.h)时稳定运行长达51 d.按阻力增长速率计算,膜通量可保持稳定运行275 d左右.同时出水效果良好,COD和NH4+-N的处理效果平均值分别为81.96%和83.66%,其中动态膜的去除率分别为21.01%和3.61%.此外,覆膜改性的玻纤编织管估算价格约为40~60元/m2,低于传统有机膜.     

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器运行性能影响因素研究

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.本研究采用SPG膜微气泡曝气生物膜反应器处理模拟生活废水,探讨运行条件、SPG膜污染及膜孔结构变化等因素对系统运行性能的影响.结果表明,空气通量、进水有机负荷、填料类型及床层孔隙率对COD去除性能影响较小,各运行条件下COD平均去除率保持在80%～90%.随着空气通量降低或进水有机负荷提高,溶解氧(DO)浓度显著下降,造成氨氮去除性能恶化,其平均去除率可由80%～90%降至20%～30%;同步硝化反硝化过程受此影响,总氮(TN)平均去除率也由30%～40%降至20%左右.此外,采用环形填料并提高床层孔隙率,有助于改善污染物去除性能.低空气通量或高进水负荷条件下,微气泡曝气的氧利用率接近100%.长期运行中,SPG膜表面生物膜生长及有机物累积会造成SPG膜污染,而在线清洗中碱性NaClO溶液侵蚀SPG膜孔结构,使SPG膜的平均孔径及孔隙率显著增大,从而影响SPG膜空气通透性.     

TiO2膜固载型多孔催化剂的光催化分解试验

以多孔基质为载体,用溶胶-凝胶法制备出载ＴｉＯ２薄膜的多孔型光催化剂。用Ｘ射线衍射和扫描电镜对催化剂的物相和形貌进行了表征，此催化剂能在光照下分解水溶液中四环素抗菌素。经１ｈ光照，四环素的分解率可达８５％左右。