三维球状BiOI/BiOBr异质结光催化剂制备及其光催化脱汞性能

光催化氧化技术是治理污染物排放的重要手段。目的为增强BiOBr对可见光的利用率并提高其光催化活性,方法采用共沉淀法制备碘掺杂的三维球状BiOI/BiOBr异质结光催化剂,使用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜扫描、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和电子自旋共振波谱等对样品结构进行表征,开展光催化脱除单质汞(Hg0)性能研究。结果结果表明,随着I含量升高,BiOBr衍射峰逐渐降低,BiOI衍射峰逐渐增强;BiOI/BiOBr复合光催化剂保留了BiOBr的三维微球形貌,BiOI均匀分散于BiOBr表面,且复合后比表面积有所提高,较大的表面积能提供更多的反应空间,促进活性自由基产生和提高光催化剂性能;与BiOBr相比,复合光催化剂的带隙能降低,可见光响应能力大幅增强。BiOI/BiOBr光催化脱汞性能高于单纯BiOI与单纯BiOBr;BiOI和BiOBr摩尔比为2∶8时,光催化剂脱汞效率高达98%,是单纯BiOBr的2.58倍;酸性条件下制备的BiOI/BiOBr异质结光催化剂会与碱性溶液反应,引起光催化剂成分的变化,进而影响光催化剂的催化性能;Hg0高效光催化氧化过程中,阴离子超氧自由基(•O_(2)^(-))和空穴(h^(+))是主要活性物质。结论研究结果可为卤氧化铋光催化剂的复合制备及其在脱汞领域的应用提供理论依据。

微球状Br掺杂BiOCl复合光催化剂去除单质汞研究

光催化氧化法是治理大气环境汞污染问题的有效手段。目的为开发低成本的可见光脱汞催化剂,方法采用一步共沉淀法合成不同溴(Br)含量的BiOBr_(x)Cl_(1−x)微球复合材料,在湿法光催化脱汞装置上考察它们在荧光灯辐照下的光催化活性,利用N_(2)吸附-脱附、XRD、UV-Vis DRS、SEM、HRTEM、XPS和ESR等技术对其结构进行分析,并采用密度泛函理论研究BiOCl和BiOBr之间的电荷转移规律。结果结果表明,相较于BiOCl和BiOBr,BiOBrxCl_(1−x)复合材料的光催化性能均得到提升,其中BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)光催化剂的脱汞效率高达90.3%,较BiOCl提高了50%;与NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2−)相比,Cl^(−)和CO_(2)−3对BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)光催化剂脱汞性能的抑制作用更显著;BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)复合材料的比表面积均略高于BiOBr的和BiOCl的,较高的比表面积有利于光催化剂提供较多的活性位;随着Br含量逐渐增加,BiOCl的XRD特征峰强度逐渐减弱,复合材料的光吸收能力有规律地红移,表明BiOBr与BiOCl之间存在较强的相互作用,并非简单的机械混合;与BiOCl相比,BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)复合材料的Bi 4f和O 1s均向高结合能方向偏移,表明引入Br影响了BiOCl中Bi和O的存在形态;3种活性物参与了Hg^(0)的氧化脱除过程,其作用由大到小依次为·O_(2)^(−),h^(+),·OH。结论光催化活性的提高主要原因为BiOCl与BiOBr形成了Z型异质结,从而增强了光生电荷的分离。研究结果可为低成本、高效卤氧化铋基脱汞光催化剂的开发提供新思路。

基于棕榈酸改性纳米TiO2超疏水涂层的制备

目前超疏水表面制备方法众多,但其改性机理及疏水机理研究仍不够完善。通过棕榈酸改性纳米TiO_(2)制备一种高效超疏水表面并分析其改性和疏水的机理。试验上按不同改性配比制得悬浮液,通过两步喷涂法将悬浮液喷涂到铝基表面制备得到超疏水表面,并采用傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜进行表征与分析。研究中采用分子动力学模拟方法构建棕榈酸改性纳米TiO_(2)模型和润湿模型,使用COMPASS Ⅱ力场进行分子动力学模拟,通过体系构型以及均方根位移和径向分布函数的计算结果对改性机理、不同改性配比效果及微观润湿行为进行分析研究。经试验与模拟的验证,不同的改性配比形成不同的微纳结构对表面润湿性有着极大的影响,通过表征测试筛选得到最佳改性配比,成功改性制备得到接触角为164.4°的超疏水表面。经分析可知,棕榈酸与纳米TiO_(2)通过氢键吸附发生脱水缩合反应产生酯键,成功将亲水性的纳米TiO_(2)改性为超疏水性,改性配比制备的表面不仅表面能低,而且形成层次分明的微纳结构使得表面超疏水性能更佳。通过宏观试验与微观分子动力学模拟相结合的方法研究分析得到PA改性纳米TiO_(2)机理、不同改性配比对表面润湿性影响和疏水机理,进一步完善制备超疏水表面的相关机理研究,在超疏水表面制备及研究方面具有参考意义。

煤化工合成气低温分离工艺优化与分析

目的以新疆哈密某公司煤化工工艺过程为研究对象,解决煤化工合成气低温分离液化系统高能耗问题。方法通过Aspen HYSYS软件模拟了单级混合制冷剂合成天然气分离液化流程,采用BOX算法,以系统最低能耗为目标函数,冷箱最小换热温差3℃为约束条件,优化了混合制冷剂组分配比及混合制冷剂循环一、二级压缩压力。结果在保证LNG和制甲醇原料气产量不变的前提下,优化后冷箱冷热复合曲线更接近且平滑,换热效果更优,系统总能耗降低了16.59%,火用效率由37.96%提升至43.04%,显著提高了能源利用率。结论BOX算法优化混合冷剂配比及压缩压力对降低合成气液化工艺能耗、提高系统火用效率有显著效果,对煤化工合成气低温分离液化工艺的研究具有借鉴意义。

基于计算思维的非计算机专业编程课程教学研究与实践

计算思维、逻辑思维、实证思维被称为三大科学思维,其中计算思维是当代大学生适应智能化时代的必然需求。本文在分析计算思维培养必要性的基础上,以Python课程为例,通过设计计算思维培养模型、分层教学,并融入计算思维培养模式,来探寻有效的编程教学方法,优化编程教学策略。

移动式冷库性能及其冷却均匀性分析

针对果蔬冷链运输过程中采摘后的“最先一公里”的保鲜问题,该研究开发了一种移动式冷库。该设备用于田间果蔬预冷以及冷藏,以消除果蔬采摘后的田间热和呼吸热。对该设备冷库库板的导热热阻、机组制冷系数以及冷库内部的冷却均匀性进行了性能试验研究,并采用温度异质性系数和温度变异系数用以评价冷库内部的冷却均匀性。结果表明,冷库板的导热热阻为3.98 m^(2)·℃/W,制冷一体机的制冷系数为2.07,具有较高的导热热阻以及制冷系数,有利于设备的节能运行;设备运行过程中冷库门侧左上角测点处具有较低的温度异质性系数为0.08%,制冷机组侧右上角测点处具有较高的温度异质性系数为0.48%,冷库整体的温度变异系数为0.034%,不论是温度异质性系数还是温度变异系数均低于0.5%,可以认为该冷库具有较高的冷却均匀性,将有利于降低果蔬预冷过程的损腐率。

酸液辅助电化学氧化法脱除单质汞性能研究

以铂片为阴极,氟掺杂二氧化锡(FTO)玻璃为阳极,提出了一种新型酸液辅助电化学氧化法(AEO)脱除单质汞(Hg^(0))技术,探讨了酸类型、硝酸浓度、外加直流电压、电解质类型、SO_(2)、NO和O_(2)对脱汞效率的影响。研究结果表明,随着直流电压和硝酸液浓度的升高,脱汞效率逐渐上升;硝酸浓度增加至0.15 mol/L后,脱汞效率保持不变;SO_(2)和NO抑制了AEO体系中Hg^(0)的去除,但这种抑制是可逆的。与单独实验条件的脱汞效率相比,在0.1 mol/L硝酸、4 V直流电压的实验条件下,电化学氧化脱汞的效率可达96%,硝酸与直流电压的协同作用起关键作用。基于实验结果,分析了AEO系统中脱除Hg^(0)的机理:在阳极,Hg^(0)被阳极表面氧化反应产生的羟基自由基(·OH)氧化去除;在阴极,溶解性氧或吸附在Pt表面的O_(2)经还原反应生成阴离子超氧自由基(·O_(2)-)。在酸性条件下,电子会促进·O_(2)-生成·OH。自由基捕获实验表明,·O_(2)-和·OH是酸液辅助电化学法去除Hg^(0)的主要活性物质。研究有助于开发有效的工业除汞电化学技术和工业废酸的循环再利用。

不同工况下超疏水表面的凝露特性研究

超疏水表面能减少液滴的附着,减少液滴存在带来的热阻增加,提高空调、发电和海水淡化的效率。本文实验研究了不同冷表面温度(2~8℃)、空气湿度(40%~80%)、倾斜角度(0°~90°)下,超疏水表面冷凝液滴的生长特性,分析不同工况对超疏水表面凝露的影响。结果表明:随着冷表面温度的降低,液滴平均半径和表面液滴覆盖率逐渐增大,冷表面温度越低,液滴生长速率越快;在不同湿度工况下,高湿度下超疏水表面液滴生长较快,但随着时间增加,低湿度下液滴生长半径将超过中高湿度,且低中湿度工况下冷表面液滴覆盖率远小于高湿度;随着倾斜角度增大,液滴临界扫掠半径逐渐减小,垂直表面相比水平表面液滴覆盖率减少42%。

浅谈继电保护应用中存在的问题与改进措施

简要介绍了我国继电保护的发展现状,针对我国继电保护应用中存在的问题,提出了相应的改进方法。

关于电力自动化系统网络安全的几点思考

对电力自动化系统的应用方向与当前安全防护系统存在的问题进行了简要说明,从网络架构、防火墙、物理隔离、虚拟局域网、IDS入侵检测以及杀毒软件这几个方面对整个电力自动化系统如何实现网络安全进行了详细分析。同时对电力自动化系统网络安全管理与维护的实现途径进行了阐述,并据此论证了电力自动化系统网络安全的实现与维护在推动整个电力自动化系统稳定、高效发展过程中所起到的至关重要的作用与意义。

蓄冷型矿用可移动救生舱降温系统性能实验

提出了一种应用于矿用救生舱的基于传统降温技术的蓄冷型降温系统。通过在真人生存条件下,对蓄冷型降温系统进行性能实验,得出舱内不同位置点的温度变化曲线。实验表明,降温系统性能总体稳定,能够为舱内人体生存提供较为舒适的温度生存环境,为设计和有针对性的研究矿用救生舱降温系统提供参考。

人体降温服在矿井热环境中的应用综述

降温服是一种应用于高温环境条件下的个体防护设备。根据深矿井热害治理需求,提出用人体降温服对人体直接降温的个体防护方法。结合降温服的降温原理和分类,对个体降温服国内外研究现状及其在矿井热害治理中的可能应用进行了综述和评价分析。为在深矿井热害治理中有针对性的研究、设计和应用矿用人体降温服提供参考。

干燥褐煤的热泵技术实验研究

结合目前国内电厂循环水余热利用及褐煤干燥现状,提出了利用热泵技术回收电厂循环水余热干燥褐煤的实验方案,并搭建了实验系统。分别在60℃、70℃、80℃条件下对褐煤进行了干燥实验,测定了褐煤质量随时间变化曲线。实验结果表明:干燥温度越高,干燥速率越快,有效干燥时间越长,干燥效果越好。在60℃的条件下脱水量为22.5%,耗时25min;70℃时为31%,耗时30min;80℃最高可达到42.6%,耗时35min。为热泵技术在循环水余热利用以及褐煤干燥中的实际应用提供参考。

基于分子动力学模拟的聚合物类复合蓄冷剂相变机理研究

复合相变蓄冷材料是近年来的研究热点,但对于其微观相变机理研究较少。本文以高潜热值的冰水相变为主,以质量分数为10%的丙三醇、20%的氯化铵作为成核剂和降温剂,添加质量分数为0%、3%、5%的聚乙二醇(PEG)后,采用分子动力学方法对其相变过程进行模拟,预测其相变温度并从成键与构象、键长与键角、径向分布函数、扩散系数和密度等参数进行分析。结果表明:机理方面:温度越低,分子动能越小,分子运动越平缓,羟基键长变小的概率增加,温度对于键角的影响较小,而对于键长的影响较大;相变方面:随着温度的降低,溶液体系的扩散系数降低,密度变大,溶液黏度增大,有序性增强,在10%丙三醇-20%氯化铵水溶液体系中,相变温度的拐点为255.2~256.0 K,与实验结果255.5 K非常接近。而在添加质量分数为3%、5%PEG聚合物后,预测溶液体系的相变温度分别为254.1~254.3 K、253.5~253.8 K,下降1.1~1.7 K、1.7~2.2 K。

铝基波纹表面结霜特性实验研究

本文针对铝基波纹翅片换热器广泛应用及结霜问题,基于相变驱动力分析结霜机理,实验研究了在不同冷表面温度(-5~-15℃)、空气温度(11~17℃)、空气流速(1.5~2.5 m/s)等工况下,铝基裸铝波纹表面的结霜情况,观察了铝基波纹表面上霜层生长过程中的微观形貌,并采用田口实验法分析了环境因素对表面结霜情况的影响。结果表明:环境因素的改变会对铝基波纹表面结霜产生不同程度的影响,以波纹角度11.3°为例,结霜60 min时,与冷表面温度为-5℃相比,冷表面温度为-10℃和-15℃时结霜量分别增长12.20%和31.28%,霜层厚度分别增长19.95%和47.24%。田口实验法分析表明:相比湿空气温度和空气流速,冷表面温度和湿空气相对湿度对波纹表面结霜特性影响相对较大,对波纹表面结霜量的贡献率分别为37.3%和31.8%,对霜层厚度的贡献率分别为61.1%和22.6%。空气流速对结霜量的贡献率为22.6%,而对结霜层厚度的贡献率仅为4.2%,表明空气流速对霜层的致密化作用较大。

130t/h CFB锅炉灰渣改性试验研究

以某电厂130t/h循环流化床(CFB)锅炉为试验对象,进行了灰渣改性的试验研究,结果表明:在燃烧过程中加入一定的掺烧剂,可以对灰渣改性,生成制作水泥的水硬性胶凝材料,同时锅炉燃尽率增加,SOx、NOx和CO2排放量降低,实现了节能及环境保护的目的。

基于冲击回波法的大埋深桥梁桩基长度检测

徐州某地铁线在建设中需经过一座拥有大埋深桩基的桥梁,为了判断其对地铁隧道施工产生的影响,需要对桥梁桩基的长度进行无损检测。在现场检测之前先于实验室内,根据现场实际情况采用冲击回波法对亚克力棒进行了长度检测的模拟试验,得到的结果与实际长度基本吻合,验证了冲击回波法应用于桥梁桩基埋深测量的可行性,同时总结出了传感器的布置点与信号质量之间的关系;后于工程现场,使用冲击回波法对待测桥梁桩基的埋深进行了测量并阐述了数据分析方法。结果表明:冲击回波技术应用于大埋深桩基的长度检测中是可行的,当工况复杂,传统的检测方法失去了工作条件时,可以采用该技术,其具有误差低、快捷高效以及工作环境适应能力强等优点。

电网本质安全管理探析

社会稳定是人民群众的共同心愿，安全生产是社会和谐的重要前提。要坚持安全发展，强化安全生产管理和监督，有效遏制重特大安全事故。供电局在保证电力可靠供应，服务经济社会发展的同时，也肩负着保人身、电网、设备安全的重任。如何创新安全管理模式，夯实安全生产基础，建设和谐电网企业，是供电企业当前和今后的重要任务。

不同小分子醇类对聚合物蓄冷剂影响的分子动力学模拟

聚合物蓄冷剂是一种新型蓄冷材料,目前对于其性质尤其是微观机理研究较少。本文在等温-等压系综下采用分子动力学模拟方法研究了不同小分子醇类(乙二醇、甘油、丙二醇)对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)两种聚合物水溶液蓄冷剂在不同温度下的动力学特性,并从氢键分布与体系平衡态、径向分布函数、扩散系数等角度进行了分析。结果表明:温度对于蓄冷剂影响较大,温度越低,分子动能越小,分子运动越平缓,氢键结合力越大,体系黏度增大,扩散系数减小,有序性增强,进而完成由液相到固相的转变;在PEG-甘油-水体系中模拟相变温度为253.15 K附近,与实验值255.6 K吻合良好,当温度从293.15 K降至243.15 K时,PEG-乙二醇/甘油/丙二醇-水三种体系扩散系数分别降低了67.7%、69.1%、73.8%。研究结果对于筛选和制备高性能的复合蓄冷材料具有一定的参考价值和指导意义。