硅胶固载季鏻离子液体对CO_2的吸附

采用嫁接法制备了硅胶固载季鏻双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体,并将其用于对CO2的吸附,考察了吸附剂的吸附等温线及循环使用性,并运用均相表面扩散模型(HSDM)研究了吸附动力学。采用FTIR和TG等技术对试样进行了表征。表征结果显示:离子液体已成功固载到硅胶上;煅烧活化硅胶对季鏻离子液体(C-Si O2-P4T)的固载量为5.39%(w);固载试样基本保持了硅胶的孔道特征。实验结果表明:C-Si O2-P4T具有较高的CO2平衡吸附量,且能显著提高CO2/N2吸附选择性,循环使用6次仍保持良好的吸附能力;HSDM可较好地拟合CO2在C-Si O2-P4T内的扩散行为,40℃下的扩散系数在10-7 m2/s数量级,与硅胶同级,优于纯季鏻离子液体。

用于CO_2吸附分离的活性炭固载离子液体的研究

采用浸渍法和嫁接法将季鏻类离子液体固载于活性炭载体上,并对其进行了红外光谱、热重和扫描电镜表征。研究了离子液体的固载方法及负载量等参数对孔道特征、CO_2吸附选择性、抗水性及循环使用性能的影响。结果表明:浸渍法制备的活性炭固载样品具有较高的固载量,高达26.07%(wt,质量分数,下同),而嫁接法制备的固载样品能较好地保持载体发达的孔道结构。制得的硅胶负载季鏻离子液体对CO_2具有良好的吸附性能,在0.1MPa和25℃下,样品Si-P8T/AC-Gr对CO_2的吸附量达10.12%,显著提高了CO_2/N_2的吸附选择性和抗水性能,同时具有良好的循环使用性和稳定性。

基于窗函数优化的布里渊光时域反射仪测温精度提升研究

基于短时傅里叶变换(short time Fourier transform,STFT)算法的布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR)可实现快速温度检测,但存在频率泄漏和栅栏效应,导致测温精度较差。针对上述问题,在搭建STFT-BOTDR测温系统的基础上,通过窗函数和运算点数优化,抑制了STFT算法所引发的频率泄漏,实现了STFT-BOTDR测温精度提升。实验中设置时域窗口长度为1.6 m,窗口滑动步进为0.5 m,对比了不同窗函数与运算点数下的测量精度。结果表明,当采用汉宁窗且运算点数为1024时,可实现9.6 km光纤末端温度变化的准确检测与定位,误差为1.012℃;测量精度为±2.5 MHz。而未采用窗函数时测量精度为±12.5 MHz,无法实现温度变化准确测量。研究结果为STFT-BOTDR温度检测系统精度优化提供了借鉴。

固载离子液体聚合物的制备及其二氧化碳吸附性能

分别采用溶液聚合法和表面引发反向原子转移自由基聚合法(ATRP),在硅胶表面接枝离子液体聚合物,并对其进行了FTIR、TG和SEM表征。研究了固载离子液体聚合物样品的CO2吸附性能和CO2/N2的选择性能,探讨了CO2在固载离子液体聚合物上的吸附热力学和动力学行为。结果表明:由ATRP法制备的固载离子液体聚合物,其接枝量远大于溶液聚合法;而溶液聚合法制备的样品具有较发达的孔结构,在273 K、0.1 MPa时,样品的CO2吸附量达4.54%(1.03 mmol/g);固载离子液体聚合物较空白硅胶具有更优的CO2/N2选择性,且循环使用性良好;CO2在固载离子液体聚合物上的吸附为物理吸附;与离子液体聚合物相比,CO2在固载离子液体聚合物中的扩散效率更高。

离子液体改性活性炭的CO_2吸附和扩散性能

采用浸渍法将活性炭用1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐([Bmim][TFSI])进行改性处理,制得一系列活性炭负载离子液体,并对其进行了FTIR,TG和SEM表征。研究了浸渍液浓度和浸渍时间对样品孔径分布、CO_2吸附量、CO_2/N_2选择性和抗水性能的影响,并分析了CO_2在活性炭负载离子液体内的吸附扩散行为。结果表明:浸渍时间是影响样品CO_2吸附性能的关键因素,当离子液体浓度为0.24 mol/L浸渍3 h时,样品能较好地保持活性炭发达的孔道特征,在0.1 MPa和298 K时的CO_2吸附量达8.65%;与空白活性炭相比,[Bmim][TFSI]改性处理能显著提高CO_2/N_2的选择性和抗水性;负载离子液体具有较快的CO_2扩散速率,其扩散系数比纯离子液体高2个数量级。

咪唑类离子液体微胶囊的CO_2吸附和扩散行为

采用高速剪切法,制备微胶囊型固载咪唑类离子液体,研究离子液体微胶囊的微观结构、CO_2吸附量、CO_2/N2选择性、稳定性以及CO_2的扩散行为。结果表明,制备的离子液体微胶囊结构完整,且微观结构的完整性和粒径是影响CO_2吸附量的主要因素。在0. 1 MPa和298 K下,气相硅胶含量24%、离子液体58. 46%、水含量8. 77%、乙二醇含量8. 77%的样品BCE24-11,其CO_2吸附量为3. 41%,达吸附平衡仅30 min,CO_2/N2选择性为17. 05,稳定性和循环使用性较好;与纯离子液体的扩散系数值(10-11m2/s)相比较,微胶囊型结构的固载离子液体具有更快的CO_2的扩散速率。

基于云数据处理的分布式光纤应变远程监测系统设计

针对现有的分布式光纤应变监测系统数据采集量大、存储空间有限、无法远程监控等问题,设计了基于云数据处理的分布式光纤应变远程监测系统。首先,基于ADO数据库访问技术设计了数据库访问编程接口,使上位机程序可通过该编程接口将数据传输至远程云数据库,解决了上位机存储空间有限的问题;其次,利用多线程机制设计了上位机程序多线程并发访问数据库模块,实现了数据实时高效的传输;最后,基于ORACLE设计了数据库系统方案,将数据库搭建在云服务器端,用于存储和分析MFC程序采集处理的监控数据和异常信息,实现了云数据的实时处理和远程监控。实验测试结果表明,上位机与云数据库之间的数据交互速度满足并发和实时监测的需求。