基于本质安全的微反应器中苯乙烯聚合的数值模拟

重大化工事故往往是由多米诺效应引发的一连串故障而导致的。为实现苯乙烯聚合反应的本质安全,采用本质安全设计原则,设计了T型微反应器以替换传统釜式反应器。先通过计算流体力学(CFD)方法建立了三维稳态模型,再通过UDF(User Defined Functions)添加组分输运方程源项和能量方程源项,对苯乙烯自由基聚合反应进行了数值模拟,研究在微尺度条件下,反应温度、混合反应管道长度及形状对反应结果的影响。结果表明:由于微反应器可提高传热传质效率,在一定范围内反应温度可以控制在3 K以内;反应管道由0.15 m增长至1.5 m后,转化率可提高2倍左右;0.15 m直管形状改进为螺旋状后,转化率可至少提升4%。     

聚合多巴胺功能化非织造布增强Fe2+活化过硫酸盐降解酸性红B

为了提高Fe²⁺活化过硫酸盐(PS)过程中Fe²⁺的利用效率,降低其对自由基的淬灭作用.制备了聚多巴胺复合聚丙烯非织造布(PDA-PP),考察了PDA-PP材料应用于Fe²⁺/PS体系中,对酸性红B(ARB)的氧化降解性能和机理.结果表明：PDA-PP/Fe²⁺/PS体系能够更持续地活化PS氧化降解ARB.一方面聚多巴胺中酚羟基使Fe³⁺还原为Fe²⁺,保持对PS分解的持续性,另一方面聚多巴胺中的邻苯二酚和氨基对Fe²⁺的络合作用控制了Fe²⁺的释放速率,降低了Fe²⁺对自由基的淬灭.自由基淬灭实验与ESR分析结果表明,羟基自由基(·OH)是PDA-PP/Fe²⁺/PS体系的主要活性物种.(SO₄^·-)的产生量少于·OH.研究显示,PDA-PP的加入能有效提高Fe²⁺/PS体系中Fe²⁺     

Gas-initiation under UV and liquid-grafting polymerization on the surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membrane by dynamic method

Using the inner-surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membranes as grafted layer, the method of gas-initiation and liquid-polymerization has been studied, which aimed to adjust the diameter of the pores in the membranes. The degree of polymerization varied with the changes of the parameters, such as irradiation time, monomer concentration, temperature and time of polymerization and so on. The results indicated that using benzophenone(BP) which is in a gaseous condition as photo-initiator, acrylamide as graft monomer, the polyacrylamide chain was grafted on the surface of membranes. After the surface membrane being modified, the water flux and retention altered, and thus it can be seen that the diameter of the pores in the membrane was altered. These experiments contribute to finding a new way to produce the hollow fiber membrane with the small pore size and are extraordinarily worth developing and studying.     

硅酸聚合过程中粘度变化的研究

在制备聚硅酸盐类混凝剂的过程中,聚硅酸的粘度是影响聚硅酸盐类混凝剂混凝效能的重要因素。以水玻璃为原料,硫酸、盐酸为酸化剂,采用酸性条件下制备聚硅酸的方法,研究pH值、二氧化硅浓度、温度、不同酸化剂等因素对硅酸聚合过程中粘度变化的影响,结果表明：粘度达到0.006 Pa.S前变化缓慢,粘度达到0.009 Pa.S后变化迅速,0.020 Pa.S以后在极短的时间内粘度急剧增大而胶凝;通过混凝搅拌实验确定制备聚硅酸铝混凝剂时聚硅酸粘度的最佳值,以此最佳值作为控制聚硅酸最佳聚合程度的指标。     

纳米TiO2-PAC复合絮凝剂的制备及絮凝效果研究

将溶胶-凝胶法制备的TiO2粉体与缓慢加碱法制得的PAC通过超声反应聚合制得纳米TiO2-PAC复合絮凝剂。通过絮凝实验表明：TiO2-PAC无论是在去除悬浮物,还是在降低CODG和色度方面,均优于普通PAC和AlCl30絮凝过程是纳米TiO2的强吸附作用和PAC的吸附电中和、吸附架桥和沉淀网捕作用共同作用的结果。     

聚硅氯化铝PASC的制备及混凝效果研究

采用共聚法制备出不同c(OH)/c(Al)和c(Si)/c(Al)的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,并对其进行了铝形态表征.讨论了c(OH)/c(Al)与c(Si)/c(Al)对铝形态分布的影响.比较了不同聚合时间、聚合酸碱条件下PASC的稳定性.通过混凝实验确定了最佳c(Si)/c(Al)为1:7,最佳投加量质量浓度为80 mg/L,并就混凝效果与PAC进行了对比.结果表明PASC要优于PAC.     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面微观形貌及其孔表面分形特征

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面分形特征.SEM图像表明,PFC-HA絮体具有不规则的块、片状形貌,而且在原水pH=9.0或pH=7.0时形成絮体也存在簇状结构.3种样品对N2的吸附-脱附等温线上均存在滞后圈,但样品3的形状不同.它们的吸附量、BJH累积吸附孔体积与脱附平均孔径的大小顺序均为:样品3＞样品2＞样品1,即随原水pH的降低而升高,而且孔尺度分布曲线显示样品3的表面存在大孔.BET比表面积的变化趋势与它们不一致,且样品2的比样品3稍大,样品1的最小.基于分形FHH方程,采用吸附等温线和脱附等温线数据计算出样品1和样品2的孔表面分形维Ds数均在2.94左右,而样品3的均小于2.38.这些Ds值似乎不能完全表示出因孔表面粗糙性而导致的空间填充能力的大小,主要表达了3种样品的中孔甚至大孔的尺度分布引起的不规则性.本试验中采用热力学模型计算出的3个样品Ds值大都超过3,它们已经失去了维数的实际意义;但样品3因其吸附-脱附等温线上的滞后圈接近圆桶式的A类,如果缩小分形标度区间,可以得到与分形FHH方程计算出的Ds接近的值.     

改性凹凸棒土及粉末活性炭助凝聚硅硫酸铝消除微污染水中有机氯

以硅酸钠和硫酸铝为原料制备了聚硅硫酸铝絮凝剂(PASS),采用强化混凝的处理方法,对微污染水中有机氯(OCPs)的消除进行了研究.同时,考察了混凝剂投加量、pH值、原水浊度、粉末活性炭和改性凹凸棒土助凝剂等因素对OCPs消除效果的影响.结果表明:PASS投加量为5 mg·L-1时,OCPs的去除率可以达到57%~87%,浊度去除率可以达到99.1%,其效果好于聚合氯化铝(PAC);PASS混凝处理OCPs的最佳pH值范围是6~7;OCPs的去除与浊度的去除具有显著相关性,原水浊度的大小会影响OCPs的去除,低浊条件下OCPs和浊度的去除率明显低于中浊和高浊条件;粉末活性炭和改性凹凸棒土作为助凝剂与PASS复配均可显著提高OCPs的去除率,分别达到78%~100%和72%~95%.相较而言,凹凸棒土储量丰富,廉价易得,因此,以改性凹凸棒土替代粉末活性炭更有优势.     

碱式氯化铝生产工艺改革实践

针对传统碱式氯化铝生产的固液分离难，盐基度低，设备防腐难等问题，改用碳酸铝替代结晶氢氧化铝，并引进铝，钙复合料调适盐基度，实现了易溶，节能，产品盐基度高的目的，使该生产厂ＰＡＣ生产开创新局面。     

氢氧化镧大孔水凝胶对磷的吸附特征研究

该文以绿色环保的低共熔单体为溶剂,采用前端聚合法制备了一种氢氧化镧大孔水凝胶(PAM-LH水凝胶),并探讨了PAM-LH水凝胶对磷的吸附效果及机理.结果 表明,当PAM-LH水凝胶中氢氧化镧含量为5％(w)时,磷的吸附效果最佳,吸附容量达19.45 mg/g.Langmuir等温吸附方程拟合结果较好(p＜0.01),表明PAM-LH水凝胶对磷的吸附主要以单分子层吸附为主;吸附动力学方程拟合结果表明,内扩散过程为PAM-LH水凝胶对磷吸附速率的主要限制因子.SEM扫描电镜、红外光谱、能谱分析表明,PAM-LH水凝胶的吸附机理是以化学吸附为主.