光催化反应器性能参数及其简便测试方法

本文分析了光催化反应器降解有机挥发化合物(VOCs)的特性,提出了反应器总降解常数的概念,提出了一种测量光催化反应器性能参数-传质单元数、反应有效度和总降解常数的方法。管状光催化反应器降解空气中微量甲醛的实验验证了该方法的可行性。实验表明:在空气温度22-24℃,空气湿度40％附近,甲醛的光催化反应在不同浓度区间近似为一次反应,在1.6-12.4 mg/m3浓度区间内其总降解常数最大。     

光催化材料反应系数测量新方法

本文提出光催化材料反应系数测量新方法-Mass transfer based(MTB)方法,该方法不同于传统方法中忽略传质影响,而是通过CFD计算考虑传质影响,这种改进无需传统方法所需反应控制过程也可准确测量光催化材料反应系数。利用该方法测量了光催化材料降解甲醛的反应系数,实验验证了其可行性。     

建材挥发性有机化合物散发模型及应用

本文建立了建材有机挥发性化合物(VOCs)通用散发模型,并给出了其分析解。通过此分析解可以计算出VOCs扩散传质速率和扩散量,以及建筑材料内VOCs瞬时浓度分布。通过分析发现:(1)无量纲扩散量只是Bi_m(传质毕渥数)、Fo_m(传质付立叶数)、和 K(分离常数)的函数;(2) Bi_m/K存在临界值;当Bi_m/K大于此临界值时,与内部扩散传质质阻相比外部对流传质质阻可以忽略。文章对该简化进行了误差分析,给出了保证相对误差为5％的FO_m与Bi_m/K临界值的拟合关系式,并通过实例进行了验证。     

描述家具VOCs释放特性的简化模型研究

家具中释放的挥发性有机物(VOCs)是造成室内空气质量低劣的主要原因之一,严重影响人们的舒适、健康和工作效率.为准确预测其释放特性,需建立相应的传质模型对其进行描述.现有的描述材料VOCs内部扩散、界面分配及表面对流过程的传质模型一般形式较为复杂,需要数值求解或者无穷级数求和,计算量较大,不便于工程应用。本文对现有传质模型及其解析解进行了深入研究,提出了一种新的简化双指数模型来预测家具VOCs的释放特性,可明显降低计算复杂度.基于文献中测定的释放关键参数,本文用简化双指数模型对环境舱及实际环境中的气相VOCs浓度进行了计算分析,所得结果与文献中的实验数据吻合较好,表明该简化模型具有较高的精度.     

膜生物反应器内生化反应过程的格子Boltzmann模拟

采用介观尺度的格子Boltzmann数值算法研究平板式膜生物反应器内生物膜结构对生化反应及流动传输的影响.利用四参数随机生成法重构不同多孔结构的生物膜,计算中耦合多块模型获得局部详细信息且提高计算效率.结果表明：生物膜结构稳定条件下,孔隙率增大有利于主流区与生物膜内的物质传输,可以提高底物降解效率;孔隙率一定条件下,改变生物膜的孔隙结构分布可以加强传质,强化生化反应过程,提高底物降解效率.     

多功能Au/TiO_2/CoFe_2O_4材料用于原位SERS监测4-氯苯酚光催化过程

光催化降解性能不仅取决于光催化剂的组成与结构,而且还依赖于光催化剂界面上分子的转变机制。最近我们构建了一分层结构的Au/TiO_2/CoFe_2O_4复合材料,该材料既可作为高效光催化剂用于光降解4-氯苯酚(4-CP),又可作为SERS基底用于4-CP的SERS检测,同时兼具磁性利于回收循环使用。该多功能基底材料可以实现实时精确地原位SERS监测污染物分子在催化剂表面发生的光催化分子转化的详细信息,为准确识别反应中间体和深入了解光催化降解过程中的复杂反应机制提供了参考。     

基于Er3+：YAlO3/TiO2的可见光催化降解室内甲醛

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性降解室内甲醛,采用水热处理法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+∶YAlO3结合,制备具有可见光响应的Er3+∶YAlO3/TiO2光催化剂,并对其进行了表征分析。结果表明,TiO2以锐钛矿为主,且Er3+∶YAlO3可有效地将可见光上转换至可激发TiO2的紫外光。在箱式反应器中进行光催化降解气态甲醛,研究了甲醛初始浓度与催化剂用量对甲醛降解效率的影响。结果表明,该光催化反应的假一级反应速率常数( kapp )与甲醛初始浓度成正相关,而随催化剂用量的增加先升高后降低。当甲醛初始浓度为0.058 mg/m3、催化剂用量为0.1224 g/L时,kapp最大为3.65×10-3 min-1。该反应符合Langmuir-Hinshelwood模型,反应速率常数为5×10-8 mg/( L·min)。     

基于MP-PIC模型的流化床煤气化过程三维数值模拟

本文以多相流质点网格模型(MP-PIC)为基础,采用欧拉-拉格朗日方法,建立了流化床煤气化过程的三维可压缩数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动,传热传质和相内、相间的化学反应。通过不同操作参数下模拟计算,获得反应器内的流型、气体组分分布、化学反应速率变化等规律。模型计算所得的出口气体组分与实验结果进行了比较,数值模拟与实验吻合。     

二氧化钛修饰的微结构聚合物光纤预制棒制备及其在光催化中应用的探索研究

首次用二氧化钛(TiO₂)纳米材料修饰的547孔微结构聚合物光纤(MPOF)二次预制棒作为阵列化微管式光催化反应器对亚甲基兰的光催化分解进行研究.将高光催化活性的P25型二氧化钛纳米粒子均匀分散在TiO₂溶胶中,对547孔微结构聚合物光纤孔洞内壁进行铺膜,得到了负载光催化剂的阵列化微管材料.该TiO₂MPOF有序复合的阵列化微管不仅对二氧化钛纳米粒子起到负载作用,还可以作为光波导介质(rolling-up薄膜波导,聚光、导光进入二氧化钛薄膜层)、污染物反应流体通道.以有机染料亚甲基兰为模拟污染物,研究了TiO₂负载量、亚甲基兰的初始浓度及溶液pH值等因素对光降解效果的影响.该反应器547个孔道的内表面用于负载光催化剂,不仅增加了固-液接触面积,也提高了光的吸收效率,从而提高了光催化效率.迄今为止,这种兼具导光、聚光、传质、负载功能于一体的光催化反应器还未见报道.     

臭氧修饰(001)晶面TiO_2纳米片及其光催化降解甲苯研究（英文）

本文系统研究了臭氧修饰对(001)主导晶面锐钛矿型TiO_2光催化剂降解甲苯性能的影响.利用自行搭建的光催化VOCs降解装置对催化剂光降解甲苯的性能进行了测试.通过多种表征手段,结合原位DRIFTS和DFT计算研究了臭氧表面修饰及甲苯吸附和降解机理.结果表明,用臭氧进行表面修饰可以显著提高(001)主导晶面TiO_2光催化降解甲苯的性能.(001)晶面上丰富的5c-Ti不饱和配位是臭氧分子的吸附位点,其解离后形成的Ti-O键与H_2O分子结合,在表面生成大量孤立的Ti_(5c)-OH.Ti_(5c)-OH是甲苯分子的吸附位,它的形成显著提高了对甲苯分子的吸附能力.在光照下Ti_(5c)-OH与光生空穴结合能形成·OH自由基.通过臭氧解离产生的O_2也可以与光生电子结合形成超氧自由基.这些具有强氧化性活性自由基的形成促进了对气相甲苯的光催化降解速率.     

大学一年级物理实验教学的对策

分析了中学物理实验教学现状,指出大学与中学物理实验教学衔接存在的问题,根据现代教育理论,提出了大学一年级物理实验教学的对策。     

自制动量矩守恒演示仪

本文介绍了一种自制的动量矩守恒演示仪，该仪器具有小巧、美观、灵活、稳定、方便等特点。     

用分光计测棱镜折射率的不确定度评定

本文根据国内不确定度概念在物理实验中的简化作法，对用分光计测棱镜折射率实验进行了不确定度的分析。     

力学量算符的本征函数的计算

给出一种利用升或降算符力学量算符本征函数一般表达形式的方法，这种方法比其它方法简单得多。     

落球法测液体的粘滞系数小球收尾速度的研究

从理论上推导了在液面下的小球何时达到收尾速度公式，并给出一组实验数据，得出小球从液面自由下落时很快能达到收尾速度的结论。     

钨酸锌激光晶体的光谱测量

用基质晶片作参比,测量了Cu+、Er3+等离子激活的钨酸锌晶体的光谱,并进行了分析讨论,发现激活离子与基质晶格之间存在能量传递过程.晶体在可见光区有比较强的荧光.     

固定化光合细菌包埋颗粒内底物传输特性

本文分析了在不同操作条件下固定化光合细菌包埋颗粒内的底物传输特性,得到入射光照强度、培养温度和培养基pH值等操作参数对包埋颗粒内底物传输Thiele模数、内扩散有效因子的影响.分析发现Thiele模数随实验参数变化呈先增加后下降变化趋势,内扩散有效因子则呈相反的变化趋势,表明了当操作条件越适于光合细菌生长代谢,内扩散速率对包埋颗粒内底物消耗的限制性影响越明显.较低的Thiele模数表明包埋颗粒内底物消耗主要为反应控制过程.     

溶液折射率公式的一种验证方法

给出了通过阿贝折射仪测溶液折射率和百分比浓度来验证其折射率公式的一种方法。     

晶柱粘连对CsI:Na转换屏分辨特性的影响

本文用MonteCarlo方法研究了CsI:Na转换屏中晶柱之间的粘连对其空间分辨特性的影响,给出了不同粘连程度下可见光在转换屏中的点扩展函数及相应的MTF曲线.通过几种不同粘连系数下模拟结果的比较可见,要获得一个高分辨的转换屏应尽可能减小晶柱之间的粘连.对于一个实际的转换屏其粘连系数至少应在40%以下,最好控制在20%以内.     

黄河矿超结构的测定

黄河矿是在我国发现的一种钡铈氟碳酸盐新矿物,其理想化学式为BaCe[Fl(CO₃)₂],本矿物属三方晶系,利用四圆衍射仪收集强度数据,测得α=b=5.070(±0.003)?,c=38.408(±0.005)?,空间群为R3m. z=6,本文在前人工作的基础上,对该矿物进行了较为精确的测定,最后的偏离因子R=0.041。本文还对黄河矿赝结构及超结构的关系作了探讨,与前人工作进行了对比,对类似矿物的修正方案提出看法,对个别实验数据作了讨论。 关键词：