光热超疏水材料的制备与防、除冰性能研究

户外设备表面结冰给人类生活和生产带来了众多不便,研究具有防结冰性能和除冰性能的新一代防、除冰材料对于户外设备的持久稳定运行具有重要意义。本文利用模板法将三氧化二钛（Ti₂O₃）粉末和聚二甲基硅氧烷（PDMS）混合制备具有规则阵列结构的光热超疏水材料,并研究其防结冰性能与光热除冰性能。得益于Ti₂O₃优异的光热性能,制备的材料在100 mW/cm²光照条件下的光热温升可达55℃,冻结在表面的液滴可在200 s内融化,具有优异的光热转换与光热除冰性能。而PDMS材料固化后本征疏水,加规则阵列微结构后赋予材料优异的超疏水性能,其接触角高达153°,滚动角小于5°。无光照时的结冰延迟时间长达1300 s,是无光热材料表面结冰延迟时间的3倍。而在光照时由于其优异的光热性能,液滴在长达6 h的结冰测试中尚未结冰,表明材料具有优异的光热防结冰性能。研究结果论证了利用自然界丰富太阳能进行除冰的可能性,为户外设备表面除冰技术提供新的方式。     

不同结构粒化器表面高炉渣液膜的流动特性

在高炉渣离心粒化热回收工艺中,粒化得到的颗粒尺寸对余热回收效果至关重要,而颗粒尺寸又与粒化器表面液膜的流动特性息息相关,因此增进对粒化器表面液膜流动特性的认识可为离心粒化技术提供指导。采用数值模拟方法研究了离心粒化过程中粒化器结构对液膜流动的影响;讨论了半径、倾角、深度等参数对粒化器表面液膜厚度的影响及其作用机理,并获取了流体在粒化器表面运动轨迹与液膜厚度的关系。结果表明:转杯粒化器的内倾角介于40°~60°之间或深度介于10~12mm之间时粒化效果最佳,其相应液膜厚度约为0.300mm。与等径的转盘粒化器相比,其液膜厚度减小约32%。粒化器结构对液膜厚度的影响可归因于粒化器表面流体运动轨迹长度的变化,当流体运动轨迹长度增大时,其对应的液膜厚度就越小,二者呈非线性负相关关系。     

精氨酸对引起采后蓝莓腐烂的链格孢靶标菌的抑制效果研究

目的 旨在筛选引起蓝莓采后腐烂的链格孢靶标菌株,并比较L-精氨酸和山梨酸钾对其抑制效果,为蓝莓采后链格孢腐烂病的防控提供前期基础。方法 通过组织分离法结合单孢分离法进行致腐菌的分离,采用ITS序列分析进行属水平鉴定,采用ATP序列分析结合形态学观察进行种水平鉴定,采用平板抑菌法比较L-精氨酸和山梨酸钾的抑菌效果。结果 本研究分离获得的链格孢菌均有致病性,分别属于3个不同种群,分别为细极链格孢(Alternaria tenuissima)、互隔交链孢(A. alternata)和云南铁杉链格孢(A. dumosa)。以菌株B20190623E3(A. tenuissima代表菌株)、菌株B20190623B1(A. alternata代表菌株)、菌株B20190623C1(A. dumosa代表菌株)为靶标菌,发现L-精氨酸对供试3株靶标菌的EC50值均低于山梨酸钾。结论 供试链格菌株均有致病性,其中引起蓝莓采后腐烂的优势链格孢种群为细极链格孢。云南铁杉链格孢为引起蓝莓果实腐烂的新纪录种。筛选获得了3株链格孢代表靶标菌。L-精氨酸对引起蓝莓采后腐烂的链格孢菌具有较好的抑制效果。     

平行流蒸发器冷凝水排除问题研究

平行流换热器因其结构紧凑、换热效率高,被当作冷凝器广泛地应用于汽车空调系统。近年来,又作为蒸发器被应用于家用空调器。但是,平行流蒸发器的冷凝水排除问题限制了其在家用空调器的应用发展和普及。本文针对家用空调器用的平行流蒸发器的冷凝水排除问题进行综合性评述,系统讨论蒸发器材料表面特性、蒸发器布置及导流、蒸发器内通道均流等因素对冷凝水排除的影响。     

热再生电池氨再生过程强化

利用低温热能的热再生过程是热再生电池（thermally regenerative battery，TRB）系统的重要组成之一，针对TRB的产电和热再生过程，研究了使用再生电解液的TRB产电性能以及温度和强化传热传质措施对热再生过程的影响。研究结果表明，产电过程中，使用再生电解液的TRB最大功率为5.7 mW，比初始电解液的TRB（最大功率为6.5 mW）低14%；热再生过程中，提高温度可以明显强化热再生过程，采用玻璃球床和搅拌措施也可以有效提高热再生过程的性能。     

燃煤烟气微藻固碳减排技术现状与展望

燃煤电厂排放的烟气中含有CO2、SOx、NOx、重金属等污染物,显著影响了大气环境。传统的电厂烟气处理技术包括烟尘控制、烟气脱硫和脱硝等,存在工艺设备复杂、能耗高、处理成本高及二次污染重等问题,制约其应用。相比于传统燃煤电厂烟气减排技术,微藻固碳减排技术具有工艺设备简单、操作方便和绿色环保等优势。通过微藻固碳减排技术处理烟气时,微藻细胞可以通过光合作用固定烟气中的CO2,同时吸收NOx和SOx作为生长所需的氮源及硫源,并能够吸收烟气中的汞、硒、砷、镉、铅等重金属离子,获得的微藻生物质可进一步转化制取生物柴油、乙醇、甲烷等生物燃料及高附加值产品,具有广阔的发展前景。笔者深入分析CO2、NOx、SOx等典型燃煤烟气污染物在微藻培养体系中的溶解、传输与转化机理及路径,系统探讨烟气污染物的微藻减排机理及其对微藻生长的影响规律。并根据烟气成分、光生物反应器结构形式、气液传质特性等对微藻生长、固碳减排的影响规律,综述了藻种筛选、光生物反应器、曝气方式等方面的研究进展及存在的问题,探讨了强化微藻生长及烟气污染物脱除的原理和方法,提出了基于燃煤电厂余热、余压综合利用的微藻烟气固碳减排及生物质采收集成系统,为燃煤电厂烟气的绿色减排技术的研究及应用提供指导。     

富马酸铝微球吸附剂制备及其CO2吸附特性

CO₂大量排放是造成全球气候变化的主要原因,减少CO₂排放成为全球共识。多孔材料具有较高的CO₂吸附能力、更高的效率和较低的再生能耗,是一种被认为可以取代当前液氨法捕集CO₂的有效方案。因此开发化学稳定,高CO₂吸附容量,成本低的吸附剂是多孔材料应用的关键。富马酸铝吸附剂因其高的比表面积,气体吸附能力在气体分离领域具有较大的应用潜力。为了简化富马酸铝的合成步骤,本项研究以富马酸二钠作为连接源,九水合硝酸铝作为金属源,在室温下快速合成富马酸铝MOF（mAlFu）微球吸附剂,并用于CO₂吸附。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）等表征结果显示成功合成了类微球型mAlFu吸附剂。热重分析显示该吸收剂分解温度为400℃,具有较高的热稳定性。孔径分析结果表明：mAlFu吸附剂具有发达的孔道结构。研究mAlFu对CO₂的吸附性能,结果表明在303 K,100 kPa条件下,mAlFu的CO₂吸收量...     

格子波尔兹曼方法模拟外掠圆管的流动与换热

运用格子波尔兹曼方法(LBM)对流体外掠圆管的流动和换热进行了数值模拟,分析了不同雷诺数下流场和温度场的分布特点,并将Re为0.8时中心线速度分布的模拟结果以及Re为34时y方向上速度分布的模拟结果与Oseen理论解和实验数据分别进行了对比,具有很好的吻合度。此外,对曲面边界提出了固体内部节点选取方法,节点温度差分数值求解方法,使模拟方法具有良好的数值稳定性和精确性。数值计算结果表明格子波尔兹曼方法能有效模拟外掠圆管流体流动现象。     

序批式光生物反应器中光合细菌跨膜传输及产氢特性

以沼泽红假单胞菌CQK-01为实验菌种,研究了序批式光生物制氢反应器不同初始底物浓度和初始pH值对光合细菌葡萄糖跨膜传输速率、细胞膜渗透性及产氢性能的影响,计算了光合细菌细胞膜对葡萄糖的渗透系数。结果表明光合细菌细胞膜对底物渗透性及传输速率的影响随菌体生长环境及时间而异;在初始底物浓度较低时,葡萄糖最大跨膜传输速率随初始底物浓度的增大而增大,并在75mmol.L-1时取得最大值,而不同初始底物浓度下光合细胞膜对葡萄糖的最大渗透系数都约为250cm3.(gDW)-1.h-1;但高底物浓度下葡萄糖跨膜传输速率减小,最大渗透系数在150mmol.L-1时仅为116cm3.(gDW)-1.h-1;当培养基初始pH值为7.0时,光合细菌细胞膜对葡萄糖的渗透性最佳,葡萄糖跨膜传输速率最大为9.74mmol.(gDW)-1.h-1;实验工况下光合细菌平均产氢速率最大为0.26mmol.L-1.h-1,产氢得率最高为0.63molH2.(molglucose)-1。     

具有三维填料网络的导热绝缘复合材料研究进展

具有三维(3D)填料网络的复合材料导热性能优异，是解决电子器件散热问题的理想材料之一，被广泛应用于导热绝缘材料领域。本文阐述了近年来国内外关于3D导热绝缘高分子材料的重要研究进展，首先从3D填料架构的制备方式出发，介绍了制备3D导热绝缘复合材料的主流途径，包括模板法、泡沫法、3D打印法、复合颗粒法和聚合物框架法等，分析了不同构筑方法的成型机理，并对各制备方法的优缺点进行了归纳和总结；其次对关于3D导热网络的有限元模拟研究进行了总结，分析了目前常用的热传导模型；最后对制备具有3D网络结构的导热绝缘复合材料研究工作中面临的瓶颈和未来发展方向进行了阐述，主要包括3D填料网络的精细化和自由化的构建、3D填料架构与聚合物间界面热阻的处理、3D填料网络通用热传导模型的建立以及3D填料结构制备工艺的简化。以期为高导热绝缘复合材料的研发和应用提供方向和思路。