多尺寸颗粒堆积多孔介质床有效直径研究

本文针对多尺寸颗粒堆积组成的多孔介质碎片床,研究其冷却性分析模型中有效直径的选取准则。基于Ergun方程和针对性实验,验证多尺寸颗粒组成的多孔介质床的有效直径及其相关计算方法。研究结果表明,多孔介质碎片床的有效直径与流体在多孔介质内的流动雷诺数有关,当雷诺数较低时(Re_p<7),面积平均直径可以表征多孔介质的有效直径;随着流动雷诺数的增加(Re_p>7),长度平均直径更加接近其有效直径。

磁性壳聚糖重金属吸附剂的制备及其吸附性能的研究

为了有效吸附水体中重金属,使用离子交联法合成制备了一种低成本、低毒性的磁性壳聚糖纳米重金属吸附材料。调节多聚磷酸钠与壳聚糖溶液的比例,制备得到一系列不同粒径大小的重金属吸附材料并比较其吸附性能的差异。通过电子透射显微镜、傅里叶红外光谱仪、粉末X射线衍射仪等一系列表征,确定壳聚糖纳米微粒成功包裹磁性Fe_3O_4纳米粒子,并得到粒径范围介于164.05~768.69 nm尺寸颗粒。重金属吸附铜、镉、锌实验结果表明,小粒径重金属材料的吸附效果优于大粒径吸附材料,其最大吸附效率分别为51.66%,97.86%及82.24%。此外,该材料吸附原理符合准二级动力学模型(R^2=0.998-0.999),属化学吸附类型。通过与人乳腺癌细胞MCF-7细胞共培养验证其生物相容性及毒性,细胞活性达到100%。该研究阐明小尺寸壳聚糖磁性纳米颗粒可作为一种低成本、低毒性且吸附率高的重金属吸附材料,基于该优势其在污水处理及农业环境治理具有潜在价值。