空心玻璃微球高压贮氢技术

利用炉内成球技术制备的亚毫米量级空心玻璃微球进行实验,系统研究了玻璃微球高压贮氢技术.玻璃微球直径150～250 μm,壁厚0.9～4.0 μm.采用气体渗透法充氢,在高温时,气体扩散进入微球内,温度降低后气体不容易扩散出来,即可实现贮氢.通过控制外界温度和气氛可实现氢气的贮存和释放.对于直径200 μm,壁厚1 μm的空心玻璃微球,在350℃充气的平衡时间约6～10 h,充气平衡后,微球内外压基本相等.在室温条件下,微球的保气半寿命约40～50 d.对于直径200 μm,壁厚2 μm的空心玻璃微球,球内氢气最高压力可达20～25 MPa,单位质量贮氢效率为13%～16％.     

羟基磷灰石空心微球的制备及其释药性能

以直径200～500 μm的帕拉胶微球(Paraffin micro-spheres)为模板,采用浸渍法制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)空心微球,观察了HA空心微球的形貌特征,并研究了其药物释放性能.结果表明:HA呈良好的空心球结构,外径300～600 μm,壁厚32～81 μm,有较大的内腔,且表面有大量1～8 μm的微孔;样品对药物阿莫西林的装载量为104 mg/g时,在模拟体液中的释药时间持续可达400 h,说明HA空心微球具有药物缓释作用.     

单分散SiO2无孔微球比表面积标准物质的研制

提出一种新型比表面积标准物质的研究思路,即用无孔的单分散SiO₂微球作为比表面积标准物质的材料,它的“真实”比表面积可以通过对其粒径的准确测量,用几何的方法计算出来。这种比表面积标准物质的研制首先要进行单分散SiO₂微球的批量合成;其次是对SiO₂微球进行表面修饰使其表面无孔;再次是对封孔后SiO₂微球的特征尺寸（如粒径、密度）进行测定;最后是进行比表面积的计算和BET测定。实验结果表明：经1000℃灼烧 3h可使SiO₂微球基本不含微孔。采用BET法测量的BET比表面积比它的理论计算比表面积值大,粒径为1150nm、453nm和269nm的SiO₂微球的BET比表面积比它们的理论计算比表面积分别大1.2m²·g^-1、 2.0 m²·g^-1和3.6 m²·g^-1。在这种情况下,计算比表面积值可以作为这类标准物质定值的参考数据。     

单分散SiO2无孔微球比表面积标准物质的研制

提出一种新型比表面积标准物质的研究思路,即用无孔的单分散SiO₂微球作为比表面积标准物质的材料,它的“真实”比表面积可以通过对其粒径的准确测量,用几何的方法计算出来。这种比表面积标准物质的研制首先要进行单分散SiO₂微球的批量合成;其次是对SiO₂微球进行表面修饰使其表面无孔;再次是对封孔后SiO₂微球的特征尺寸（如粒径、密度）进行测定;最后是进行比表面积的计算和BET测定。实验结果表明：经1000℃灼烧 3h可使SiO₂微球基本不含微孔。采用BET法测量的BET比表面积比它的理论计算比表面积值大,粒径为1150nm、453nm和269nm的SiO₂微球的BET比表面积比它们的理论计算比表面积分别大1.2m²·g^-1、 2.0 m²·g^-1和3.6 m²·g^-1。在这种情况下,计算比表面积值可以作为这类标准物质定值的参考数据。     

利用甲基纤维素辅助合成介孔二氧化硅微球

通过调节硅酸四乙酯（TEOS）和嵌段聚合物F127（EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆）体系的pH值调控TEOS水解的速度,并利用甲基纤维素（MC）在水热条件下形成网格状液晶微滴结构的特点,一步诱导硅胶初级粒子聚沉制备微米级介孔氧化硅微球。研究了溶胶 凝胶的温度、pH值对成球性和孔结构的影响,通过氮吸附（BET）,X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、马尔文激光粒度分析（Malven）等手段分析表征了介孔氧化硅微球的形貌和孔结构,实验结果表明通过向TEOS和F127体系中加入MC,在pH＝1、80℃条件下一步水热晶化可以合成直径在4～6 μm、比表面积为450 m²·g^-1、孔径为4.2 nm的介孔氧化硅微球。     

肼分解用块状Al2O3载体的研制

利用pH摆动沉淀法由铝盐与氨水反应, 加入高聚物作扩孔剂，球磨，烘干并加入助熔剂后，进行压制成型和焙烧，制备出大孔径、宽分布和侧压强度大的块状载体Al₂O₃，其比表面积约（50～70 ）m²·g^-1，平均孔径4.6 μm，孔隙率可达49.5％，孔容不小于1.8 mL·g^-1，轴向抗压碎强度(90～118) N·cm^-2，侧压强度(40～60) N·cm^-1。由块状载体制备出肼类分解催化剂。     

利用荧光素异硫氰酸酯检测季铵盐阳离子表面活性剂的方法

使用荧光素异硫氰酸酯（FITC）实现了对季铵盐阳离子表面活性剂（QAS）在水溶液中临界胶束浓度（CMC）的准确测量及其在CMC以下的浓度定量。用该法测得十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在水中的CMC分别为12～13 mmol·L^-1和0.70～096 mmol·L^-1,与电导率法、表面张力法和芘荧光法的检测值相近。对DTAB和CTAB的检测下限分别是011 mmol·L^-1和1.7 μmol·L^-1,定量范围分别为0.11～9.73 mmol·L^-1（0.034～3.0 g·L^-1）和1.7 μmol·L^-1～0.27 mmol·L^-1（6.2×10^-4～0.1 g·L^-1）。结果表明,使用FITC荧光探针检测QAS具有安全、简便、灵敏度和准确度高的优点。     

汽油电化学催化氧化脱硫

采用一种新型的电化学催化氧化方法,研究了在碱性电解体系中汽油脱硫的规律.结果表明：在碱性电解体系中汽油电解催化氧化脱硫的理论分解电压范围为0.5～1.5 V;适宜的电解条件为：分解电压1.90 V,碱液浓度1.0 mol·L^-1,油/电解液进料体积比1/3,搅拌速度300 r·min^-1,适宜温度50℃,电流密度155 mA·cm^-2,进料流速200 ml·min^-1.在此条件下油品硫含量从310 μg·g^-1下降到120 μg·g^-1左右,且对油品的主要性质没有影响.     

锂-铁层柱粘土催化剂制备条件的考察

采用高岭土、NaOH和AlCl₃溶液为原料,制得层柱粘土,将其作为载体,通过浸渍法制备锂-铁层柱粘土催化剂。以轻烯烃为原料,在高压反应釜用制备的催化剂进行了烯烃聚合反应,对得到的润滑油基础油进行了物性分析。结果表明,在n(NaOH)∶n(AlCl₃)=2.3、柱化剂制备温度75 ℃、高岭土加入量150 g·L^-1、柱化剂滴加温度85 ℃、负载锂和铁的质量分数为6%、催化剂焙烧温度480 ℃和焙烧时间4 h的条件下,润滑油基础油的最高收率为58.2%,40 ℃运动粘度10.28 mm²·s^-1,100 ℃运动粘度为2.63 mm2·s^-1,粘度指数为125,溴价为11.40 g·（100 g）^-1。     

中粘度聚α-烯烃合成基础油Mo-Ni-P/γ-Al2O3加氢催化剂的研究

采用Mo-Ni-P/γ-Al₂O₃加氢催化剂, 对中粘度的聚α-烯烃合成基础油进行加氢精制, 精制前对加氢催化剂进行合理的预硫化。研究了加氢精制的工艺条件, 考察了反应温度、氢压、体积空速和氢油比对聚α-烯烃合成基础油加氢效果的影响, 确定了最佳的加氢精制工艺。结果表明，对于该实验原料和催化剂，采用反应温度280 ℃、氢压6.0 MPa、空速0.5 h^－1和氢油体积比800∶1的工艺条件，加氢效果非常理想, 溴值由1.4 g-Br·(100 g油)^－1降至0.22 g-Br·(100 g油)^－1、残炭由0.105%降至0.012%、硫含量由0.9 μg·g^－1降至0.4 μg·g^－1、比色由2.5降至＜0.5, 聚α-烯烃合成基础油的性能有了较大提高。     

缺氧胁迫影响硝化污泥活性的机理

硝化过程是废水生物脱氮的关键环节。为了研究缺氧胁迫对硝化活性的影响及其机理，采用分批培养法分别测定了经0、12、24 h缺氧滞留处理的污泥硝化活性、过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性，以及这些硝化污泥抗氧毒（过氧化氢）性能。经过12、24 h缺氧处理后，污泥平均比氨氧化活性分别从0.894 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降为0.453、0.387 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了46.8％、49.8％，平均比亚硝酸氧化活性也从0.761 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降至0.485、0.459 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了36.3％、39.7％。试验结果证明，缺氧胁迫可降低污泥硝化活性，缺氧胁迫时间越长，硝化活性降幅越大，缺氧胁迫对氨氧化的影响大于亚硝酸氧化。缺氧胁迫可抑制硝化污泥的抗氧化酶活性，POD、CAT活性分别下降了10％、17％（12 h）和24％、21％（24 h），缺氧胁迫时间越长，抗氧化酶活性越低。缺氧胁迫可削弱硝化细菌的抗氧毒能力，引起硝化活性降低。     

基于膜分离技术的生物聚合铁的制备

开展基于膜分离技术优化反复序批式工艺制备生物聚合铁（BPFS）的技术研究。考察了应用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜（PVDF）对微生物的分离效果,Fe^2+的生物催化氧化速率,制备周期及膜的污染与处理的情况。研究表明,PVDF膜可有效分离微生物,显著提高原液中的生物量。在优化工艺的基础上,制备了全铁含量分别为60、80、100 kg·m^-3 BPFS,Fe^2+的生物催化氧化速率分别达到1.75、1.85、1.43 g·L^-1·h^-1,制备周期分别为15.5、21、40 h,比工艺优化前分别缩短了38%、42%、18%,反应液中的生物量达到10⁸ 个·ml^-1数量级。实验中发现,随着分离次数和全铁含量的增加,膜污染加剧,膜通量下降;采用0.2 mol·L^-1的草酸钠和0.2 mol·L^-1硫酸的混合溶液对PVDF膜进行清洗,可基本清除膜表面的污染物,满足分离要求。     

介质阻挡放电等离子体对茜素红溶液的降解

利用介质阻挡放电等离子体法对染料茜素红溶液进行降解。考察了放电间距、输入电压及溶液pH值对茜素红降解效果的影响，并通过测定放电过程溶液中活性粒子O₃的浓度，探讨了促使茜素红降解的主要因素。结果表明，高压电极与液面间距为8 mm、输入电压为8 kV时，降解效果较好。其中弱碱性环境下（pH=8.4）降解效果最好，40 min后茜素红浓度降为0.26 mg·L^-1，在弱酸性环境（pH=5.8）中处理45 min后，茜素红浓度为1.61 mg·L^-1，而在中性环境（pH=7.0）中降解效果较差，处理45 min后茜素红残留浓度为5.70 mg·L^-1。溶液中的O₃是推动氧化反应进行的主要因素。     

螺旋升流式反应器系统较长泥龄时运行效果及其流态释因

结合螺旋升流式反应器（SUFR）的特性，通过对比试验分析SUFR系统在较长泥龄时（主要在32 d左右）营养物去除的工艺特点。试验结果表明，SUFR系统（θ_c=32 d）出水COD和TN分别小于40 mg·L^-1﹑10 mg·L^-1，SUFR系统（θ_c=32 d）除磷率随着泥龄的延长有一定的下降,但出水TP一直稳定在1 mg·L^-1内， SUFR系统（θ_c=32 d）的SOUR值为10～18 mg·g^-1·h^-1。流态模拟结果表明，SUFR系统中单元反应器的推流流态容积利用率为63%。这说明SUFR系统反应器以活塞流为主要特征的流态特性有助于减轻较长泥龄对污水处理的负影响。该系统具有更宽的泥龄适宜范围。     

溶胶-凝胶法制备镁掺杂的硅灰石化合物及其相形成机理与模型

以硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯为先驱体，利用溶胶 凝胶法合成镁掺杂的硅灰石（Mg/CaSiO₃）陶瓷粉体，研究了体系的溶胶 凝胶机理、物相和微观形貌随煅烧温度的变化规律，建立了晶相形成与晶粒长大模型。结果表明：溶胶系统通过正硅酸乙酯的水解与聚合形成凝胶网络，钙离子与镁离子没有参与凝胶网络的形成而是均匀镶嵌在凝胶网络内，固定干凝胶的煅烧时间为1 h，当煅烧温度低于800℃时，主要发生硅氧硅键的断裂，晶相形成少，当煅烧温度高于900℃时，晶相大量生成，颗粒呈球状并因高的比表面能而产生团聚，粉体粒径随着煅烧温度的升高经历了先变小后增大的过程。     

厌氧氨氧化固定床反应器脱氮性能和过程动力学特性

进行了厌氧氨氧化固定床反应器的运行性能试验,分析了其过程动力学特性。接种反硝化污泥,用模拟废水可成功启动该反应器。当进水总氮浓度为608 mg·L^-1,水力停留时间为2 h,总氮负荷为7.34 kg·m^-3·d^-1时,反应器获得最大基质去除速率6.11 kg·m^-3·d^-1。二级动力学模型和改进的Stover Kincannon模型均适用于非基质抑制状态下的厌氧氨氧化反应器过程模拟。Stover Kincannon模型动力学分析表明,这种反应器的最大基质去除速率可达12.4 kg·m^-3·d^-1,具有较大的脱氮潜能。     

001×7（732）阳离子交换树脂催化醋酸甲酯 水解反应过程模拟与优化

在充分搅拌和可忽略粒度影响条件下，测定了间歇搅拌反应釜中001×7（732）阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解反应动力学数据，建立了其拟均相与非均相反应动力学模型，进行了模型筛选和参数估值。结果表明，醋酸甲酯与水均吸附，表面反应为控制步骤的非均相反应动力学模型能较好地拟合实验数据，并满足统计检验。根据优选的反应动力学模型，对醋酸甲酯水解过程进行了模拟计算，考察了反应温度、树脂浓度、水酯摩尔比对水解过程的影响，得到的优化反应条件为：反应温度55℃、树脂浓度260 g·L^-1、水酯摩尔比1.5∶1。此时反应90 min接近醋酸甲酯平衡水解率34.8%。     

不同介质中间硝基苯磺酸钠的电化学行为

研究了铜电极上间硝基苯磺酸钠在含有四丁基高氯酸铵（TBAP）电解质的质子惰性介质（DMF）、质子介质（H₂O）及混合介质（DMF/H₂O）中的电化学行为。结果表明：在质子惰性介质中,间硝基苯磺酸钠分步连续地被还原为ArNO^-₂·和［ArNO²］^2-·阴离子自由基;其中ArNO₂/ArNO^-₂·为扩散控制的单电子转移可逆氧化还原反应。在水溶液中,间硝基苯磺酸钠经历了ArNO₂/ArNO和ArNO/ArNHOH反应。而在混合溶剂中,由于DMF的存在阻碍了硝基的质子化进程,间硝基苯磺酸钠经历了ArNO₂/ArNO^-₂·和ArNO-2·/ArNHOH反应。通过量化计算进一步证实了上述实验结果。     

煤粉密度对燃煤过程中颗粒物形成特性的影响[

通过浮选实验先将典型烟煤分成高、中、低3个密度段，然后对3种不同密度原煤在沉降炉内进行热解和燃烧实验，研究原煤密度对颗粒物形成机理和特性的影响。实验采用低压撞击器（LPI）把颗粒物按不同粒径大小从0.03～10.0 μm共分13级，分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。实验结果显示：低密度原煤对颗粒物形成的贡献最大，中密度次之，高密度最小，低密度原煤所含矿物质粒度最小，形成的焦的膨胀率、总孔体积和BET表面积最大，高密度原煤所含矿物质粒度最大，形成的焦的膨胀率、总孔体积和BET表面积最小，中密度原煤介于两者之间，3种密度原煤燃烧后形成的PM10颗粒物元素构成的相同点是：对于亚微米颗粒物，元素S＋碱金属元素＋其他元素>难熔元素，对于超微米颗粒物，难熔元素占80%以上，远远大于其他三类元素。