成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂的制备及应用研究

层状无机物在聚合物基体中易团聚,限制了其在聚合物材料中的规模化应用。本工作通过将有机改性蒙脱土(OMMT)与一种具有超支化结构的磷氮大分子化合物HTPPP(以三嗪结构为基础,通过焦磷酸结构连接)在醇水体系中混合溶胀,再经过高温脱水,制备成HTPPP插层、剥离的OMMT成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂(HTPPP-OMMT)。XRD测试表明层状结构的OMMT能够在HTPPP中被完全剥离。OMMT的复合降低了HTPPP的水溶性,并提高了其热稳定性。将有机/无机复合成炭剂HTPPP-OMMT作为单组分无卤膨胀阻燃剂应用于聚丙烯(PP),阻燃测试表明HTPPP-OMMT复合成炭剂的阻燃效率高于HTPPP。这是由于其在材料燃烧过程中能够催化形成更加致密的膨胀多孔炭层,而炭层在高温下的热氧稳定性更好。此外,有机/无机复合改善了HTPPP-OMMT在PP的相容性,能提高材料的力学和耐析出性能。     

稻壳生物炭吸附无机汞和甲基汞的特征研究

为了探究稻壳生物炭吸附溶液无机汞(Hg²⁺)和甲基汞(MeHg⁺)的特征,研究了不同稻壳生物炭用量和溶液pH对汞吸附的影响,及其吸附动力学和热力学特征。结果表明：当溶液中无机汞浓度为50 mg/L且pH为7.0时,施用50 mg生物炭后,生物炭对无机汞的吸附在18 h后达到平衡且最大吸附量为23.52 mg/g;当溶液中甲基汞浓度为30 ng/L且pH为4.0时,施用20 mg生物炭后,生物炭对甲基汞的吸附量在3 h后达到吸附平衡且最大吸附量为58.54 ng/g。生物炭对无机汞和甲基汞的吸附研究过程均符合准一级、准二级模型,其中准二级模型的拟合效果更好,说明该吸附作用过程更倾向于化学吸附。Freundlich和Langmuir等温吸附模型都能很好的拟合稻壳生物炭对无机汞的等温吸附,而稻壳生物炭对甲基汞的吸附符合Langmuir等温吸附模型。稻壳生物炭对总汞和甲基汞的吸附机制主要为离子交换、静电吸附、沉淀以及络合作用。研究结果可为稻壳生物炭修复汞污染环境提供理论依据。     

转炉二次除尘系统问题诊断及运行优化

针对某企业150 t转炉二次除尘系统烟气捕集效果不佳、布袋除尘器压差大、运行能耗高等问题进行了系统诊断,利用排查系统管网、实测压力和流量、分析风机特性等手段,找出了问题原因并提出改进措施。通过实施改进措施,优化了150 t转炉二次除尘系统的运行方式,确保二次除尘效果并实现节能、经济运行。     

初始氧化温度对浸水长焰煤二次氧化特性的影响机制

为揭示不同初始氧化温度下浸水长焰煤的氧化自燃特性,利用红外光谱和热分析实验手段以及MS数值模拟方法研究其氧化自燃规律,并采用线性拟合的方法阐述自由基变化特性。结合分子键能的变化,分析浸水条件下二次氧化的煤氧链式反应过程。研究结果表明:经过120 ℃预氧化后,浸水风干长焰煤的还原性官能团甲基、亚甲基、羟基均高于原煤,而羰基、羧基低于原煤;与原煤相比,浸水风干后的煤预氧化温度在120 ℃时最大升温速率最高（0.036 9 ℃/s）,表现出更强的自燃倾向性;MS模拟优化得出煤中各官能团在预氧化120 ℃时键能变化较大,结合热分析实验,确立预氧化后浸水风干煤体氧化自燃特性机制。     

高水无机材料防灭火性能影响因素研究与实践*

为进一步揭示高水无机材料抑制煤自燃机理,将其更好地应用于煤矿防灭火领域,开展高水无机材料流动渗透性能实验与高水无机材料抑制煤堆自燃实验,研究不同水灰比和不同空隙率条件下高水无机材料浆液流动渗透规律和高水无机材料浆液煤堆自燃降温规律。结果表明:高水无机材料浆液的水灰比和煤块间的间隙宽度对其流动渗透性能有显著影响,煤堆不同径向距离处的温度均呈现出开始迅速降低、之后缓慢降低的2个降温阶段。三河尖矿防灭火工程实践应用表明水灰比28∶1的高水无机材料浆液有较好的防灭火效果。     

城镇污水二级处理和再生水三级处理过程的雌激素活性变化

环境雌激素污染与野生动物性别比例和繁殖密切相关,是人体生殖功能紊乱、发育异常、心血管疾病和癌症发生等的重要因素之一。针对污水处理厂排水造成的环境雌激素污染,采用重组酵母菌方法研究大连、沈阳、哈尔滨和天津的5个典型城市污水厂和再生水厂水处理过程中雌激素活性的变化规律,分析二级处理和再生水厂三级处理对环境雌激素的削减效率。4个采用活性污泥法和紫外消毒工艺的污水厂出水的雌激素当量(EEQ)为0.5～1.5 ng·L~(-1)。再生水厂三级处理工艺的出水雌激素活性低于检测限(0.02 ng·L~(-1))。分级组分测试结果显示,污水雌激素活性主要由强极性组分和弱极性组分引起,紫外消毒后强极性组分雌激素活性升高。4个城市污水处理厂一级处理和活性污泥处理对环境雌激素的削减率为46%～81%,紫外消毒的削减率为5.2%～22%。某再生水厂混凝、微滤和反渗透对环境雌激素的削减率分别为63%、16%和98%。研究表明,活性污泥法二级处理排水回用仍造成一定程度环境雌激素污染,三级处理工艺可有效提高环境雌激素污染物削减率。     

单纤维过滤介质表面尘粒捕集的随机模拟

基于控制面概念和粒子运动轨迹计算,建立单纤维过滤介质表面尘粒捕集的三维随机计算模型,采用Ku-wabara流场表征单纤维表面的气流绕流特征。计算分析了St数、无量纲粒径及单纤维过滤模型填充密度对沉积物形态结构和积尘状态下单纤维捕集效率的影响。结果指出,St数对沉积物形态结构具有显著作用,随St数减小,沉积物由紧密的堆积结构演变为分叉显著的树枝状结构。模拟结果还发现,无论过滤条件如何变化,无量纲单纤维捕集效率随捕集粒子数呈近似线性增加关系。     

大气气溶胶酸度的研究进展

大气气溶胶的环境效应、气候效应和健康效应均与气溶胶的物理化学性质直接相关,其中大气气溶胶酸度是其重要的性质之一。大气气溶胶酸度对酸沉降、灰霾的形成具有重要作用,并影响大气非均相化学反应,相关研究已成为国际研究的热点。对国内外学者近年来在大气气溶胶酸度对大气环境与人体健康的影响、大气气溶胶酸度的影响因素与变化规律、大气气溶胶酸度/酸化缓冲能力的测定与计算方法、大气气溶胶酸性成分采集系统等方面的研究进展作了较系统的综述,并对大气气溶胶酸度研究未来的发展进行了展望。     

西安采暖期PM2.5及其水溶性无机离子的时段分布特征

为了探讨西安市采暖期大气颗粒物PM2.5及其水溶性无机成分的污染水平,于2010年1月4日—2月1日按一天8个时段(每个时段3 h)连续采集PM2.5样品四周,每周更换一次滤膜。结果显示,西安市采暖期PM2.5的质量浓度时段差异较大,呈现明显的双峰分布特征:21:00—24:00时段(147.516μg/m3)和09:00—12:00时段(141.678μg/m3)。4种被测水溶性无机组分总浓度为39.801μg/m3,占PM2.5总浓度的30.5%。SO24-和NO3-是最主要组分,占到4种无机组分的86.2%。各离子间相关分析显示,Cl-只与NO3-有较强的相关性,表明机动车尾气对Cl-有较大的贡献。SO24-和NO3-时段分布规律较为相似,与PM2.5浓度的时段分布特征相反:在PM2.5污染最轻的15:00—18:00时段,SO24-和NO3-的相对含量达到一天中的最高浓度时段,而在PM2.5双峰时段,它们的含量有所降低。     

基本单分散气溶胶透过率测试中真实值的计算

通过对高效、超高效滤料透过率测试台工作原理的分析得到:利用基本单分散粒子作为气溶胶测得的透过率关系与滤料真正的透过率-粒径曲线有区别,实际上是所使用实验气溶胶的综合透过率。详细研究了真正透过率与实验透过率的关系、误差和偏离产生原因,最终提出了一种独特的计算方法,实现了根据实验得到的表观透过率-粒径关系,就可以计算出真实透过率-粒径曲线,并得到了采用较为理想的实验气溶胶测试出的真实透过率的实际验证,这将大大提高高效、超高效滤料性能测试台的精度,拓展了其应用范围,为高效滤料的过滤理论和应用研究提供了比较理想的测试手段。