矿物材料在废水处理中的应用

阐述了矿物材料的基本净化功能及其在重金属废水、有机废水和含油废水处理中的应用，着重从重金属废水的治理方面说明了碳酸盐矿物、铁的硫化物矿物和氧化物矿物、黏土矿物对水中污染物的净化机理，探讨了矿物材料在废水处理中的应用前景。     

金属有机骨架材料MOF-5利用C3H6选择性催化还原NO的研究

采用溶剂热法在不同温度（120、150、180℃）、不同时间（12、24、48 h）条件下制备MOF-5催化剂,利用热重分析仪（TG）、X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）对其进行表征,研究不同条件下MOF-5样品的水热稳定性及特征官能团、化学键等指标.结果表明,利用溶剂热法制备的MOF-5样品稳定性良好,390℃结构开始坍塌.对比FT-IR、XRD等表征结果,选择图线形状最好、出峰位置最多的120℃、24 h条件下的MOF-5样品作为载体,对其进行了Cu的负载,负载量依次为1%、3%、5%.根据TG曲线,选择在MOF-5维持稳定结构、同时与尾气排放环境中的温度较为接近的350℃作为反应温度,利用傅立叶原位红外技术考察不同负载量的Cu-MOF-5在不同温度条件下对NO吸附能力大小、吸附过程中间物的变化情况,初步研究以C₃H₆作为还原剂时的富氧HC-SCR反应的机理.根据原位红外反应结果看出,NO₃^-、—CNO、—CN是重要的中间产物,且以3% Cu负载量的催化剂中间产物变化最为丰富,催化效果最优.     

平行磁场下电极材料对DBD降解亚甲基蓝的影响

采用介质阻挡放电等离子体技术,以镍,铁,钼,不锈钢4种材料作为电极,分别在有平行磁场和无平行磁场的条件下,考察了不同电极材料对亚甲基蓝降解率和能量利用率的影响.实验中发现电极材料的不同会影响亚甲基蓝的降解效果,其中镍电极在处理8min后亚甲基蓝降解率可达99%,降解效果最好,电极材料还会影响平行磁场对亚甲基蓝降解的促进效果,铁和镍电极的能量利用率相比无磁场时提高了约20%,而钼和不锈钢只有5%~10%.通过研究介质阻挡放电等离子体的产生机理和二次电子发射原理,发现这些差异是由电极材料的二次电子发射系数和磁导率的不同导致的,4种材料中铁的二次电子发射系数最大,电子雪崩过程中产生的高能电子更多,因此降解效果最好,铁和镍的磁导率最大,放电空间内的磁感应强度更高,因此平行磁场对亚甲基蓝降解率和能量利用率的提升更大.     

超材料复合吸波体的设计与研制

目的研制一种比传统吸波材料雷达波衰减更强、合格频带更宽的新型吸波材料。方法设计超材料谐振单元图案及其组合排列方式,采用丝网印刷工艺在介质基板上制作超材料吸波体,与传统吸波材料复合形成超材料复合吸波体。通过对比分析不同介质基板、谐振单元图案及组合方式、导电炭黑含量对复合吸波体的性能影响规律。结果超材料复合吸波体能实现比传统吸波材料,在12～17 GHz峰值反射率最大降低-20 dB;在2～18 GHz反射率低于-20 dB的带宽拓展17.7%。结论新研制的超材料复合吸波体实现了峰值衰减更强与合格带宽拓宽的研究目的,对未来吸波材料的发展极具研究价值与方向指引。     

双功能介孔吸附材料的制备及其同时吸附废水中Cd2+和Cr2O72-的研究

采用直接法和后嫁接法成功制备出骨架掺杂Al原子,孔道表面接枝大位阻含胺基基团的双功能介孔硅基吸附材料.采用SAXRD、TEM、FTIR、NH3-TPD等手段对合成材料进行表征,结果表明合成的双功能AN-SBA-15具有有序的二维六方介孔结构,孔道表面的Al-OH与胺基不会发生自发复合反应.对模拟废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)的同时吸附去除实验研究表明AN-SBA-15具备同时吸附废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的能力,吸附最佳pH值为5.0,吸附在40 min就达到平衡.AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的吸附符合Langmuir模型,属于单层吸附.由Langmuir模型拟合出的AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的最大吸附容量分别为125.9 mg·g~(-1)和156.5 mg·g~(-1).此外AN-SBA-15具备良好的脱附再生能力.     

形状任意的超材料电磁隐身波长变换器的设计

目的研究形状任意的超材料电磁隐身波长变换器的设计方法。方法基于坐标变换理论,通过对空间中的不同区域先后进行压缩和扩张变换,设计出该装置不同区域的电磁参数张量。结果一方面,入射波经过该装置时,在其界面不产生散射,并且入射波穿过装置进入外部自由空间时又能恢复其初始传播状态;另一方面,该装置在特定区域改变了电磁波的波长。结论有限元软件的仿真结果显示波长变换器实现了预期的电磁功能,从而验证了该装置电磁参数张量表达式的正确性。     

太阳能电池翅片散热器的冷却性能研究

本篇论文通过实验和计算的方式观察翅片散热器不同加热边界条件下的工作性能,以及在翅片散热器上加装相变材料,来研究这种组合的工作性能的。采用三组实验进行对比,分别是定温加热翅片散热器,定热流加热翅片散热器以及定热流加热装有相变材料的翅片散热器。通过实验数据的分析计算,来判断散热器在这三种条件下的工作性能以及温度分布情况等。     

多孔黏土异构材料对气态萘的吸附

以膨润土为基质,添加表面活性剂和助表面活性剂,制备了多孔黏土异构材料(PCHs),采用SEM和BET技术进行了表征,并将其用于气态萘的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并探讨了吸附机理。表征结果显示,PCHs具有较大的比表面积,孔径分布均匀,兼具微孔和中孔结构。实验结果表明:当吸附温度为30℃、初始萘质量浓度为560 mg/m3、相对湿度为0时,PCHs对萘的平衡吸附量达370 mg/g,远高于膨润土和有机膨润土;吸附为放热过程,温度越高平衡吸附量越低;平衡吸附量随初始萘质量浓度的增加呈非线性增长;水蒸气的存在导致萘的平衡吸附量减小;萘在PCHs上的吸附机理主要为表面物理吸附和有机质的分配作用。     

容器长径比对铝合金网状材料抑爆性评价的影响

为研究容器长径比对铝合金网状材料抑爆性的影响,选取其长径比例分别为15,25和35的3种铝合金网状材料测试容器,容器内填充典型铝合金网状材料,通过可燃气体/空气预混在容器中的爆炸过程试验,分析铝合金网状材料对爆炸压力的抑制作用及规律。结果表明:测试容器长径比越大,爆炸平均增压值越小,表明铝合金网状材料的抑爆性能评价效果越好;测试容器长径比不小于30是较为合理的选择。