单频和双频复合超声对水溶液中腐殖酸的降解

针对模拟水样中的腐殖酸,采用静态实验研究了在低声能密度0.028 W·ml^-1条件下,单频超声（68、80、100、125和160 kHz）和双频复合超声（X-Y轴轴向正交超声：80/125 kHz和80/160 kHz;X-X轴轴向平行超声：68/100 kHz和125/160 kHz）在不同时间下对溶解性有机碳（DOC）和三卤甲烷前体物（THMFP）的去除效果。结果表明：在同一声能密度下,低频（68和80 kHz）对DOC和THMFP的去除效果比高频（100、125和160 kHz）下的去除效果好,双频复合超声的去除效果均优于单频超声,且X-Y轴轴向正交超声降解效能均优于X-X轴轴向平行超声。双频复合超声的X-Y轴轴向正交组合80/160 kHz超声25 min去除效果最好,其中DOC和THMFP去除率分别可达到32.6%和66.6%。     

双频超声对红薯淀粉结构和性质的影响

研究了单频40 kHz、80 kHz以及双频40 kHz+80 kHz超声处理对红薯淀粉结构和性质的影响。扫描电镜分析表明,超声处理能够使淀粉颗粒表面出现损伤甚至有孔洞出现。红外光谱分析表明,超声作用没有改变淀粉的分子基团,但破坏其结晶结构,使红外结晶指数下降。淀粉-碘复合物吸收光谱分析表明,超声破坏淀粉支链结构和淀粉长链,直链淀粉含量增加。Brabender曲线表明,淀粉经超声处理后黏度降低,双频超声处理后的淀粉峰值黏度比原淀粉降低15.66%。此外,超声处理后淀粉的透明度提高,双频超声处理30 min时,透射比最大,比原淀粉增加5.3%,但是随着超声时间继续增加,透明度呈现减小的趋势。单频40 kHz、80 kHz和双频40 kHz+80 kHz比较,双频超声处理对淀粉的结构和性质影响效果最明显,80 kHz次之,40 kHz影响程度最小。     

红茶氨基酸、茶多酚、咖啡因的低强度多频超声浸取特性

用DPS系统建立了包括温度、茶水质量比、时间、超声强度和超声频率(28 kHz和40 kHz)等因素的均匀设计实验方案,探索水为溶剂,低强度(低于0.6 W.cm-2)单频、双频复合和双频交变超声浸取红茶氨基酸、茶多酚、咖啡因的浸取特性;以质量浓度、浸取率为指标,用偏最小二乘法处理实验数据,以标准化回归系数评价各因素的影响程度。结果表明,与单频超声场相比,双频超声场降低了超声作用强度54%~67%,提高了温度、茶水质量比等其他单因素作用强度34%~143%;双频交变超声场的这种作用最强。双频交变超声场降低了除温度-茶水质量比之外所有双因素的作用强度12%~75%;而双频复合超声场提高了与超声强度有关的双因素作用强度19%~1 350%,降低了与超声场无关的双因素作用强度47%~75%。90℃0.3 W.cm-23种超声场浸取5 m in,红茶3种成分浸取特性有明显差异,双频复合超声浸取氨基酸的质量浓度和浸取率最高(分别为369.4mg.L-1和55.0%);双频交变浸取茶多酚、咖啡因最好,质量浓度分别为11.4、2 749.52 mg.L-1,浸取率为39.8%、49.8%,单频超声浸取效果最差。     

珠江底泥中天然有机物降解研究

考察了基于UVC-Fenton联合生物膜法的流程以去除珠江污泥中天然有机物(NOM)的有效性。结果表明,当溶液可溶性有机碳(DOC)的质量浓度为10 mg/L,初始p H为3、初始H_2O_2、Fe~(2+)的浓度分别为0.3、0.01 mmol/L时,UVC-Fenton对有机物溶液UV_(254)和VIS_(400)的去除率最大;在此条件下,处理14 h后,溶液DOC的质量浓度也仅下降到3.4 mg/L。而可生化性处理4 h后有机物ρ(DOC)/ρ(BDOC)可由0.13提高到0.65,即有机物中有65%可被生物膜法去除。处理4 h后样品溶液的三卤甲烷的质量浓度可降低到7.7μg/L(美国饮用水水质标准的限定值为80μg/L)。以DOC和THMFP的去除效果作为标准,UVC-Fenton联合生物膜法是一种处理被天然有机物污染水体有效的方法。     

水处理各工艺单元对有机物及消毒副产物前体物的去除效果

通过搭建具有新型工艺"臭氧预处理+常规工艺+臭氧生物活性炭处理(臭氧-BAC)"的中试装置,考察了其对北太湖原水中有机物和消毒副产物前体物的去除效果。结果表明:整套工艺能够有效降低各类有机物浓度,对COD_(Mn)、DOC、UV_(254)和三卤甲烷生成潜能(THMFP)的去除率分别达到63.8%、42.1%、72.3%以及33.4%,其中COD_(Mn)的出水浓度为1.39 mg/L,出水中THMFP的浓度为316.1μg/L;对有机物和三卤甲烷(THMs)前体物去除效果最显著的是混凝沉淀阶段,其中对UV_(254)的去除效果最明显,去除率达到59.1%,UV_(254)能够间接表征水体中的THMFP含量;水中的余氯能够持续与有机物反应生成消毒副产物,因此三卤甲烷初始值(THM_0)与水中余氯含量的变化具有较大的相关性;臭氧-BAC阶段THMFP浓度升高了13.0%。     

超声波辅助提取荷叶总黄酮工艺的研究

以荷叶粉末为原料,用单因素和正交实验考察了超声提取的乙醇浓度、超声时间、超声功率、液固比对荷叶黄酮提取率的影响。结果表明,采用40倍50%的乙醇溶液,在700 W的功率(20 kHz)下超声提取40 m in的提取效果最好,黄酮得率可达14.49 mg/g,电镜显示,超声对荷叶组织产生了明显的破碎作用。     

复频超声降解土霉素废水

以抗生素土霉素为研究对象,采用自制复频超声波污水处理装置,通过正交实验探究超声频率、功率、超声作用时间和土霉素效价4个正交因子对去除率的影响,以及通过4组不同复频组合的超声实验,研究复频超声对土霉素去除率及COD去除率的影响.结果表明,各因素的影响权重:超声频率> 作用时间> 效价> 超声功率,超声频率对土霉素的降解起重要作用;高频复频组合条件下土霉素去除率和COD去除率比低频复频组合高,但高低频组合的复频20kHz+100kHz+200kHz条件下,土霉素去处效果最好;最佳复频组合条件下处理体积为40L的土霉素经30min复频超声作用,去除率接近100%,60 min COD去除率达90%以上.     

三频复合超声强化酯交换合成蔗糖单月桂酸酯工艺

以蔗糖、月桂酸甲酯为反应原料,二甲基亚砜为溶剂,无水碳酸钾催化,研究三频复合超声场中酯交换反应合成蔗糖单月桂酸酯。结果表明,三频复合超声相比于单频超声和双频超声,明显提高了单酯产率,53+20+40 kHz三频复合超声作用下单酯产率最高,最佳工艺为糖酯摩尔比6.4∶1,催化剂用量12.4%和反应温度77℃。此条件下,蔗糖单月桂酸酯产率为90.05%。     

低强度多频超声浸取碱蓬籽油

为考察碱蓬籽油不同超声浸取方法的优劣,该文利用DPS系统建立了包括温度、固液比、强度(不超过0·4W/cm2)、频率(28和40kHz)、时间和粒度等因素的均匀设计实验方案,以碱蓬籽油的质量分数和浸取率为指标,利用偏最小二乘法处理实验数据,确定最佳浸取条件。结果表明低强度单频、双频复合、双频交变超声浸取碱蓬籽油,达到最佳碱蓬籽油质量分数时所需浸取时间分别为1、1和8min;碱蓬籽油质量分数分别为18·7%,17·0%和25·1%,浸取率分别为25·4%,28·5%和30·6%。综合考虑,双频交变超声浸取有明显的优势,可进行工业化开发;而单频超声浸取适合作为分析碱蓬籽油时的提取方法。在单频超声浸取时,若从碱蓬籽油的质量分数考虑,低频高强度有利;而从浸取率考虑,则是高频低强度有利;双频超声浸取时各因素影响强度的差距明显高于单频超声,粒度的影响没有明显的规律。     

超声对合成乙酸正丁酯的影响因素研究

酯化反应是一种常见的有机化学反应,合成的有机酯类被广泛地用作香料,染料和溶剂等。本文在室温下,以浓硫酸为催化剂,考察了有无超声、超声频率、超声声强和氮气通气量等参数对催化合成乙酸正丁酯的影响。实验结果表明,超声在室温下辅助合成乙酸正丁酯也有很好的效果,一系列最优化参数如下:单频条件下,声频率10kHz,输出电压200V,空气通气量0.4L/min;混频条件下,声频率10kHz和30kHz正交辐照,输出电压200V,氮气通气量0.4L/min。     

双频超声强化酯交换合成蔗糖月桂酸单酯工艺

以蔗糖、月桂酸甲酯为主要原料,无水K_2CO_3为催化剂,研究双频超声协同强化合成蔗糖月桂酸单酯工艺。单因素和正交实验表明,超声场中强化合成蔗糖月桂单酯的最优工艺条件为:糖酯摩尔比6∶1,温度80℃,声强1.050 W/cm²,超声作用时间3 h,催化剂占月桂酸甲酯质量的12%。在此条件下,单酯产率达87.99%。     

双频超声强化酯交换合成蔗糖月桂酸单酯工艺

以蔗糖、月桂酸甲酯为主要原料,无水K_2CO_3为催化剂,研究双频超声协同强化合成蔗糖月桂酸单酯工艺。单因素和正交实验表明,超声场中强化合成蔗糖月桂单酯的最优工艺条件为:糖酯摩尔比6∶1,温度80℃,声强1.050 W/cm~2,超声作用时间3 h,催化剂占月桂酸甲酯质量的12%。在此条件下,单酯产率达87.99%。     

超声强化臭氧降解三元驱采油污水聚丙烯酰胺机制

三元复合驱采油开发中注入的聚丙烯酰胺等化学物质随采出液一并采出, 导致采出液黏度增加, 受此影响, 污水处理系统沉降过滤装置处理效率下降, 出水水质难以稳定达标回注。降低黏度关键在于降解污水中聚丙烯酰胺, 本研究采用O₃氧化降解聚丙烯酰胺, 降解过程中引入超声, 利用超声强化作用提高O₃降解效率。结果表明, 在三频正交场(20 kHz +28 kHz +40 kHz)作用下, 控制声强1.6 W·cm^-2, 作用时间15 min, 进水聚丙烯酰胺平均含量300 mg·L^-1, 黏度4.5 mPa·s, 降解聚丙烯酰胺后水体黏度降低到0.7 mPa·s, 黏度变化率达到86.1%。通过检测反应前后水中和大气中O₃浓度, 表明超声强化作用将O₃利用率提高55%。O₃降解过程引入超声产生协同效应, 增加了O₃传质效率, 促进 O₃转化为H₂O₂, 进而生成高活性·OH, 促使聚丙烯酰胺降解效率提高3倍, 反应时间约缩短3/4。     

炭砂深床滤池对有机物去除特性研究

以黄河下游地区引黄水库为水源,进行了炭砂深床滤池对有机物去除特性研究。结果表明,深床滤池对浊度去除率在90%以上,对CODMn、UV254和NH3-N的去除率分别为37.6%、33.7%和27.9%,炭砂深床滤池对相对分子质量小于103的有机物去除量最多,约占总量的54%,其主要是活性炭表面微生物起作用,生物总量(以P计)最高为22.3 nmol/g。对三卤甲烷前驱物(THMFP)有较好的去除效果,可以将THMFP的质量浓度由85μg/L降到45μg/L以下,去除率达47%。     

靶向载药PLA复合微泡超声造影剂的制备

目的制备一种基于生物材料氧化石墨烯(GO)靶向性和载药性的聚乳酸(PLA)复合微泡超声造影剂,并对其理化特性和体外超声显影效果进行研究。方法采用复乳化-溶剂挥发法制备靶向载阿霉素PLA复合微泡超声造影剂(FA-DOX/GO-DOX/PLA)。对复合微泡外观形态、粒径、电位和复合微泡中DOX和GO的负载率进行表征。使用多普勒彩色超声仪观察复合微泡的超声显影效果。结果所制备靶向载药PLA复合微泡呈规则圆整的球形,粒径分布集中,平均粒度为600 nm左右,Zeta电位为(-37.5±10.0)m V,复合微泡中DOX负载率为7.42%、GO负载率为19.56%,复合微泡超声造影功能显著。结论制备的靶向载药PLA复合微泡粒径均匀、载药率较高、稳定性较好,超声显影效果理想。     

超声辅助可见光光敏化处理水中4,4′-二溴联苯

研究了单独可见光光敏化和US/光敏化处理难降解有机污染物(4,4′-二溴联苯(4,4′-DBB))的效能,并通过紫外吸收光强弱变化判断降解程度。结果表明两种方法都可以达到一定的去除效果,超声的加入使去除率得到进一步提高。选取6种光敏剂单独进行可见光光照对比实验发现,以碱性品红作光敏剂,pH值为6时,对2 mg/L的4,4′-DBB溶液光照30 min后去除率最高达到22.9%。28 kHz低频超声的加入使得去除率进一步提高到25.6%。两种方法去除4,4′-DBB的反应过程符合动力学拟一级反应规律,计算增强因子f为1.12。     

超声强化鸟粪石结晶过程及磷的回收研究

使用超声辅助磷酸铵镁结晶过程以提升废水中磷的回收效率.本文在研究了搅拌转速对空化效果影响的基础上,又深入研究了声能密度和施加时间对磷去除的影响,确定了最佳的反应参数,当n(Mg)∶n(P)为1.4∶1,pH为9.5,搅拌转数为300r/min,声能密度为0.8 W/cm3且施加15 min超声时,磷的去除率可以达到94...     

超声辅助水蒸气蒸馏提取硬尖神香草精油的工艺优化

以精油得率为指标,采用单因素实验和正交实验对超声辅助水蒸气蒸馏提取硬尖神香草精油的工艺条件进行了优化,确定最优工艺条件为:超声频率60 kHz、超声时间30 min、料液比1:6(g:mL)、提取时间3 h,在此条件下,精油得率为1.37％.与常规水蒸气蒸馏法(1.12％)相比,超声辅助水蒸气蒸馏提取硬尖神香草精油的得...     

双频超声强化超临界流体萃取黄酮类化合物

通过单因素和正交实验研究,对双频超声交替强化超临界流体萃取黄酮类化合物的工艺进行了优化设计。实验结果表明,影响萃取得率的各因素强烈程度顺序是:夹带剂用量>超声频率>萃取温度>萃取压力>超声功率;本实验条件下的最佳萃取实验工艺条件为萃取温度50℃,萃取压力20 MPa,夹带剂用量2 mL/g,超声频率20 KHz,超声功率150 W。     

CeO_2掺杂TiO_2催化超声降解酸性大红的研究

选取酸性大红染料为降解目标物,研究了用实验室合成的氧化铈掺杂二氧化钛为催化剂存在下的超声反应。研究结果表明,CeO2掺杂TiO2催化超声降解酸性大红的效果优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况。在溶液pH1.0～3.0、酸性大红质量浓度为20mg/L、溶液用量50mL、催化剂用量0.5～1.0g/L的条件下,用输出功率5.0W/cm2和频率25kHz的超声波照射80min,酸性大红降解率可达97.3%。