间位芳纶的结构与耐酸碱性能研究

通过X射线衍射仪和红外光谱仪分别对间位芳纶的晶体聚集态结构和大分子结构进行表征,利用场发射扫描电镜观察其表面形貌,使用热重/差示扫描量热同步热分析仪测试其热学性能,并对酸碱处理后的纤维力学性能进行表征。结果表明:间位芳纶的结晶度为46.24%,晶区轴取向指数为0.8494;间位芳纶表面粗糙,内部大分子链中存在苯环结构;间位芳纶具有良好的耐热性能,在292℃的高温内无任何损伤;间位芳纶具有一定的耐强酸强碱腐蚀能力,在85℃下分别经体积分数小于等于20%的硫酸溶液及质量分数小于等于20%的氢氧化钠溶液处理,处理后其断裂强度均保持在原来的90%以上。

不同活化方式锂渣地聚物性能研究

为揭示不同活化方式锂渣制备碱激发地聚合物可行性,对比分析了未活化、微波活化和热活化锂渣基地聚合物物理力学性能。结果表明,热活化和微波活化可以显著提高锂渣活性,增强锂渣基地聚合物放热速率和放热量,且热活化锂渣活性高于微波活化锂渣。掺2%NaOH和4%Na_(2)SiO_(3)时地聚物放热速率和放热量最佳,在Na_(2)SiO_(3)掺量相同的情况下,NaOH掺量过多会导致放热速率减慢,累计放热量降低。热活化和微波活化可以显著提高锂渣基地聚合物的抗压强度。掺加2%NaOH和4%Na_(2)SiO_(3)时,微波活化锂渣基地聚合物3 d抗压强度最高,较未活化锂渣基地聚合物增加9.3%。热活化锂渣基地聚合物28 d抗压强度最高,较未活化锂渣基地聚合物增加18.69%。掺加4%NaOH和4%Na_(2)SiO_(3)时,热活化锂渣基地聚合物3 d抗压强度最高,较未活化锂渣基地聚合物增加23.75%。微波活化锂渣基地聚合物28 d抗压强度最高,较未活化锂渣基地聚合物增加9.73%。热活化和微波活化活性增强,锂渣地聚合物碱激发反应生成的钙矾石、水化硅铝酸钙或硅铝酸钠((N)C-A-S-H)凝胶等含量高于原始锂渣地聚物,在Na_(2)SiO_(3)掺量相同的情况下,锂渣基地聚合物的活性随NaOH掺量的增加而降低。

废液晶玻璃再生制备低膨胀硼硅玻璃及其理化性能研究

基于废液晶玻璃的高值化再生利用,以废液晶玻璃作为主要原料,石英砂、硼酸、纯碱为辅助原料,制备了低膨胀硼硅玻璃。通过浮力法、压痕法、石英膨胀法和重量试验法,探究了废液晶玻璃和辅助原料(Na_(2)O和B_(2)O_(3))掺量对玻璃理化性能的影响。结果表明:随着废液晶玻璃掺量增加,玻璃密度、线热膨胀系数和耐酸质量损失增大,维氏硬度和耐碱质量损失减小;随着辅助原料中Na_(2)O含量增大,玻璃密度、线热膨胀系数、耐酸质量损失和耐碱质量损失增大,维氏硬度减小;随着辅助原料中B_(2)O_(3)含量增大,玻璃密度和维氏硬度减小,线热膨胀系数和耐酸耐碱质量损失增大;当废液晶玻璃、辅助原料中Na_(2)O和B_(2)O_(3)质量分数分别为60.00%、1.00%和14.72%时,玻璃维氏硬度最大、密度和线热膨胀系数最小,分别为7.1430 GPa、2.3097 g·cm^(-3)和3.5317×10^(-6)℃^(-1);当废液晶玻璃、辅助原料中Na2O和B2O3质量分数为60.00%、3.00%、9.72%时,玻璃耐酸质量损失最小,为0.6140 mg·cm^(-2);当废液晶玻璃、辅助原料中Na2O和B2O3质量分数为70.00%、2.00%、11.67%时,玻璃耐碱质量损失最小,为1.2140 mg·cm^(-2)。

剩余污泥热碱脱水过程中胞内外抗生素抗性基因丰度变化分析

剩余污泥含有高丰度的抗生素抗性基因(ARGs)。随着剩余污泥的脱水,胞内ARGs(iARGs)可能会逐渐转化为胞外ARGs(eARGs)。为探究ARGs在剩余污泥脱水过程中的分布特征,分析了热碱预处理(TAP)对剩余污泥脱水前后iARGs和eARGs丰度的变化。结果表明,TAP能够有效提高污泥脱水率,并且借助响应曲面法(RSM)确定了最优工况,在pH=11、温度90℃条件下处理80 min后,其脱水率达到41.0%。随着脱水率提升,iARGs不断转化形成eARGs,TAP后污泥滤液中eARGs的绝对丰度常用对数提高了0.2~1.8。eARGs丰度的上升,增加了ARGs传播风险,给污泥脱水技术带来了巨大挑战。

无机建筑涂料的高分子有机物含量的测试方法——热失重法

无机建筑涂料的高分子有机物含量的测试,可以使用灰分法或热失重法。本文讨论了无机建筑涂料的组分的热失重特点,建立了无机建筑涂料的高分子有机物含量的热失重测试方法,并通过一组试验证明了高分子有机物含量与无机建筑涂料中的乳液添加量成正比。

木质素基水性聚氨酯的制备及性能研究

以IPDI、PTMG、PDMS为主要原料碱木质素代替部分BDO为扩链剂,制备出了木质素基水性聚氨酯。使用FIIR(傅立叶红外光谱仪)、XPS(X射线光电子能谱仪)和SEM(扫描电子显微镜)对水性聚氨酯薄膜进行了结构和形貌研究,使用同步热分析仪、静态水接触角和万能试验机对薄膜进行了性能研究,用扫描电镜观察了木质素基水性聚氨酯薄膜断面的微观结构。结果表明,薄膜切片平坦光滑,无木质素团聚体,木质素与水性聚氨酯之间无相界面,为均匀体系。木质素的引入提高了水性聚氨酯薄膜的性能。在木质素添加量为质量分数5%时,所制备LWPU膜的最大抗拉强度可达11.7 MPa,是不含木质素的水性聚氨酯膜的2.3倍。木质素的引入也显著提高了水性聚氨酯材料的热稳定性。

双U型火焰液态排渣锅炉纯燃高碱煤热力计算及数值模拟研究

对液态排渣锅炉的深入研究将会推动纯燃高碱煤技术的推广。以一台超临界350 MW机组直流双U型火焰液态排渣锅炉为研究对象,以燃烧室、捕渣管束和冷却室为单元,从热平衡的角度出发展开热力计算,并借助数值模拟手段,研究了炉膛内设计工况下的流场、温度场和组分场及其在变负荷时的变化情况。热力计算和数值模拟表明,几处烟气温度结果偏差都低于40.0℃。燃烧室出口烟气温度偏差仅为1.2℃,冷却室出口烟气温度偏差为15.6℃。经过验证和比较,所采用的热力计算方法可以应用于双U型火焰液态排渣锅炉纯燃高碱煤热力计算。数值模拟结果显示,炉内空气动力场良好,旋流形成的回流区可以增加煤粉颗粒在燃烧室的运动路径,促进煤粉的燃尽。烟气在流经捕渣管时,温度大大降低,同时流场也受到了一定的扰动,可以有效捕捉灰渣。在变负荷工况下,炉内的速度场按负荷降低成比例下降,回流区的大小基本不变。炉内的温度水平降低,当给煤量由100%降至75%时,燃烧室出口烟温降低了约75℃,而冷却室出口烟温降低了约200℃。本研究可为双U型火焰液态排渣锅炉纯燃高碱煤提供参考。

光伏电池厂房工艺排风系统设计与安装

太阳能光伏电池生产工艺流程复杂,在生产过程中会产生多种有毒有害废气。结合工程实例,对电池生产时不同工序段所产生的废气进行了梳理,根据废气的理化特性设计了不同的工艺排风系统,包括热排风系统、酸碱排风系统、有机排风系统、硅烷排风系统。介绍了各工艺排风系统的特点及其设计与安装要点。

碱热改性粉煤灰对含氟废水的吸附性能研究

在碱性条件下,利用水热法制备改性粉煤灰,用于去除废水中的氟离子。采用XRD和SEM对碱热改性前后的粉煤灰进行表征,对比了改性前后粉煤灰对模拟废水中氟离子的吸附性能,并研究了改性粉煤灰投加量、初始pH值和反应温度对吸附性能的影响。结果表明,粉煤灰碱热后改性表面吸附位点增多且孔隙增加,吸附潜力明显提升。当改性粉煤灰投加量为2 g/L、废水初始pH值为7.6、反应温度20℃时,氟离子的去除率高达94.7%。反应在60 min达到吸附平衡,该吸附反应是一个吸热过程。碱热改性的粉煤灰处理含氟废水不存在二次污染风险。

中空TiO_(2)微球的可控制备及在隔热涂料中的应用

为满足隔热涂料拥有高近红外反射率的同时还具备较低的导热性能的需求,研发了一种优秀的隔热填料:中空TiO_(2)微球。中空TiO_(2)微球空腔结构可储存大量空气,使得导热系数较低,同时壳层结构对红外线具有较强反射能力,是理想材料之一。以自制粒径约340 nm单分散SiO_(2)微球为硬模板,采用牺牲模板法在最优条件下成功制备粒径约510 nm,壳厚120 nm,空腔尺寸260 nm左右,分散较均匀的中空TiO_(2)微球。探究氨水浓度、反应时间对SiO_(2)微球粒径影响,得出适宜反应时间为2 h,且氨水浓度在一定范围内增大,SiO_(2)粒径随之增大。研究了水热时间、温度、蚀刻液种类对中空TiO_(2)微球形貌的影响,其中50~60℃NaOH溶液蚀刻1 h最适宜。测试了中空TiO_(2)微球在300~2500 nm的反射率,400~1350 nm内反射率维持在90%。用中空TiO_(2)微球制备隔热涂料,隔热性能比用钛白粉、空心玻璃微珠制得的隔热涂料好,隔热温差达10℃左右。

含P/N/Si木质素基阻燃剂的制备及其阻燃聚乳酸

以碱木质素(Lig)为原料,3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-(二乙氨基)水杨醛和9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物为改性剂,通过三步法成功制备了一种含磷、氮、硅元素的木质素基阻燃剂(FR-Lig)。热失重分析表明,与Lig相比,FR-Lig在空气中具有良好的热稳定性能和成炭能力,其T5%提高了45℃,550℃时的残留量由1.8%提高到31.6%。然后将FR-Lig用于制备全生物基阻燃聚乳酸复合材料(FR-Lig/PLA),对材料的阻燃性能、热稳定性能、燃烧行为等进行了研究。结果表明,FR-Lig的加入可提高PLA的阻燃性能,当添加量为20%时,LOI值可增加至27.5%,垂直燃烧Ul-94过V-0级;即使质量分数10%的加入,也可使PLA的LOI值增加2个数值,UL-94由无等级提高至V-2级,对应PLA的拉伸强度为41.8 MPa,与纯PLA相比,冲击强度可提升约60%;而且,FR-Lig/PLA材料的热稳定性能、耐火性能和抑烟能力得到了提升。此外,残炭的表征及PLA的热重-红外联用分析表明,气相阻燃和凝聚相阻燃在PLA中共同发挥作用,以后者为主,并提出了可能的阻燃机理。

碱激发铁尾矿泡沫混凝土的制备及其性能

为了资源化利用铁尾矿,以铁尾矿、粉煤灰、矿渣为原料,通过碱激发胶凝材料部分替代水泥制备泡沫混凝土,分析了碱激发胶凝材料、泡沫、水胶比、聚乙烯醇等对泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响,并利用电镜扫描、X射线衍射分析其微观结构及反应机理。结果表明,当碱激发胶凝材料掺量为40%、水胶比为0.40、聚乙烯醇为1%时,28 d最大抗压强度为4.99 MPa,干表观密度为784 kg/m^(3),导热系数为0.1909 W/(m·K),满足规范要求。

锂渣基碱激发胶凝材料的制备及性能

目的:针对锂渣活性差、堆积量大、利用率低的难题,提出以锂渣为主要原料、矿粉为硅铝矫正料制备碱激发胶凝材料的技术研究。方法:通过正交试验探究各影响因素对胶凝材料抗压强度影响,得到最佳原料配比;通过机械活化和热活化得到锂渣最佳活化条件,采用XRD、SEM对锂渣基胶凝材料的微观结构进行表征。结果:结果表明:当机械活化60 min、650℃热活化1 h的锂渣掺量60%、水玻璃模数1、水玻璃掺量12%、液固比0.4、养护温度20℃、搅拌时间10 min,胶凝材料28 d强度可达45.52 MPa;胶凝材料主要水化产物为钠沸石、C-S-H凝胶、白榴石等,凝胶填充孔隙,增加致密性,提升胶凝材料性能。意义:为锂渣的综合利用提供了新的思路。

煤矸石掺合料的制备及对混凝土碱-骨料反应影响

通过强度评价法,研究了煅烧温度、恒温时间及冷却方式三种热处理技术对未燃煤矸石活性的影响,并将制备的煤矸石掺合料与粉煤灰、矿粉进行了性能对比。在此基础上,通过胶砂流动度和快速砂浆棒试验,研究了煤矸石掺和料的细度、掺量对其稠度和碱-骨料反应的影响。试验结果表明:机械和热活化的煤矸石粉具有微集料和活性效应,对拌合物稠度有一定的改善作用,对混凝土膨胀有一定的抑制作用,其中细度比掺量影响的权重大。当地煤矸石在750℃下煅烧3 h、细度达到1150 m2/kg且掺量控制在5%时,煤矸石掺和料对工作性的改善,以及混凝土碱-骨料反应膨胀抑制效果最好。

碱热处理对钛表面生物活性的影响

利用碱热法处理钛表面,部分样品加热到450和700℃进行热处理,获得不同形貌和不同晶型的TiO2薄膜。实验得出,未经热处理的样品表面以非晶态钛凝胶层为主,450℃热处理样品主要以锐钛矿相TiO2存在,700℃热处理样品主要以金红石相TiO2出现。700℃热处理后的样品表面分布有大量50nm左右的纳米颗粒,这些纳米粒子的尺寸效应能较好地诱导HA在样品表面沉积形成,提高细胞的黏附和增殖,因此表现出较高的生物活性。450℃热处理后的样品表面相对于未处理样品有更多的HA沉积,是因为表面层的晶型起了主要作用,即锐钛矿TiO2晶体比无定型凝胶态TiO2更利于诱导HA沉积。但相对于未经任何处理的空白样品,仅用NaOH处理后的样品表面较利于HA沉积,可能是碱处理后钛表面羟基增加,进而提高了其诱导HA沉积的能力。

微波-碱热水解剩余污泥的破解研究

研究了在密闭体系下,采用微波辐照与碱联合处理剩余污泥过程中污泥性质的变化。实验表明,密闭条件下微波辐照与碱联合处理可以加剧污泥的破解,使污泥中的物质释放到液相中。在微波辐照功率为800W、辐照时间为110s、每克悬浮固体(SS)NaOH投加量为0.14g时,SS去除率达到46%;处理后污泥中溶解性有机物浓度明显增加,SCOD增至2 487mg/L,比单独微波处理的190mg/L增加了约12倍。污泥破解后,污泥溶液中的TP、TN质量浓度明显增加,分别增加了1.45倍和1.7倍。污泥中的蛋白质、多糖等成分释放到溶液中,与单独微波相比,蛋白质和多糖的浓度分别增加了7.9倍和0.89倍。污泥破解后,释放出的脂肪酸与污泥中的碱反应,使污泥溶液的pH由10.5降至9.1。

混合碱效应对碲酸盐玻璃热稳定性的影响

制备了一系列分别含有Li2 O/Na2 O、Li2 O/K2 O、Na2 O/K2 O不同摩尔比的 0 7TeO2- 0 2ZnO -xR2 O - (0 1-x)R′2 O系统碲酸盐玻璃 .通过DSC测定玻璃的转变温度Tg 和析晶开始温度Tx,研究了混合碱效应对玻璃热稳定性的影响 .结果表明 ,当Li2 O/Na2 O、Li2 O/K2 O、Na2 O/K2 O的摩尔比分别为 1∶4 ,2∶3,1∶4时 ,玻璃的热稳定性较好 ;0 7TeO2 -0 2ZnO -xLi2 O - (0 1-x)K2 O系列玻璃的热稳定性普遍比同配比的 0 7TeO2 - 0 2ZnO-xLi2 O - (0 1-x)Na2 O系列玻璃的热稳定性高 ,0 7TeO2 - 0 2ZnO -xNa2 O - (0 1-x)K2 O系列的又比 0 7TeO2 - 0 2ZnO -xLi2 O - (0 1-x)K2

超声波处理、热处理及酸碱调节对剩余污泥溶解效果的对比研究

以高含磷剩余污泥为对象,采用超声波处理、热处理和酸碱调节3种减量化技术,研究了细胞物质溶解过程中COD、氮、磷的释放规律。结果表明,在超声最大时间为1.0h、声能密度为0.167～0.500W/mL的实验条件下,超声波处理中污泥减量和细胞物质的释放效果随超声时间延长而提高,声能密度对释放效果的影响较小;在热处理中,污泥减量和细胞物质的释放效果随热处理温度的升高和热处理时间的延长而提高,但热处理温度的贡献大于热处理时间;在超声波处理和热处理(除热处理温度为50℃外)中,污泥上清液TN中均以有机氮为主,NH3-N次之;在酸碱调节处理中,只有在初始pH为12.0时,处理4.0h后才会有一定的污泥减量和溶解效果,但污泥浓度下降不明显。3种减量化技术中,超声波处理最为经济、有效。

生物质热能利用过程中碱/碱土金属特性及检测技术研究进展

综述了生物质热能利用过程中由碱/碱土金属引起的聚团、烧结、沉积、腐蚀等现象和碱/碱土金属的催化作用,以及目前国内外一些碱/碱土金属的检测技术,并介绍了现阶段在生物质热化学转化过程中碱/碱土金属的析出、迁移规律方面的一些研究成果。

不同方式预处理污泥对微生物燃料电池的影响

为了探究不同预处理方式污泥对MFC(microbial fuel cell,微生物燃料电池)的影响,采用双室MFC反应器构型,以不同预处理方式的污泥作为MFC的底物基质,包括热处理污泥、废碱渣预处理污泥、未处理污泥,并设置静态试验组污泥(开路试验),考察MFC的产电性能(电压、电功率密度)、pH、CODCr、总悬浮物(TSS)、挥发性悬浮物(VSS)、EPS(胞外聚合物)以及三维荧光等参数的变化规律.结果表明:(1)在所设外电阻条件下(1 000Ω),MFC的最大启动电压可达0.3 V;(2)废碱渣预处理污泥的最大功率密度可达70.1 m W/m2,热处理污泥的最大功率密度可达60.1 m W/m2,预处理后污泥的性能优于未处理污泥;(3)热处理污泥、废碱渣预处理污泥、未处理污泥以及静态试验组污泥的pH总体呈下降的趋势,废碱渣预处理污泥及热处理污泥总悬浮物和挥发性悬浮物的去除率均高于未处理污泥,且CODCr有类似的变化规律.在此基础上,进一步分析污泥EPS的组成成分以及三维荧光光谱图的特性发现,污泥EPS中蛋白质质量浓度最高,并且腐殖酸能够在一定程度上辅助胞外电子基团的转移,三维荧光光谱图也证实了不同预处理方式污泥随厌氧消化过程的变化规律.研究显示,将废碱渣预处理的污泥作为MFC的底物,不仅降低了资源能耗而且提高了MFC的产电性能,实现了综合绿色发展.