氦气回收纯化系统的设计与应用

为实现激波风洞试验尾气氦气(氦含量>80%)的回收和循环利用，研制了一套氦气回收与纯化系统。该系统采用三塔真空变压吸附的技术将试验尾气中的氮气等杂质气体去除，得到纯度大于98%的氦气。系统采用开式纯化和闭式纯化相结合的工艺方式，将氦气的回收率提高到97%。系统调试结果表明，研制的氦气回收纯化系统在常温条件下实现了风洞试验尾气的回收、纯化和循环使用，有效地降低了风洞运行和维护成本，同时也节约了氦气资源。     

氨基功能化磁性CoFe2O4/氧化石墨烯去除电镀废水中Cr(Ⅵ)的研究

使用改良的hummers法制备出的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性CoFe2O4/氧化石墨烯(MGO),再使用三乙烯四胺(TETA)对磁性CoFe2O4/氧化石墨烯进行氨基功能化,制备出氨基功能化磁性CoFe2O4/氧化石墨烯吸附剂.采用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对TETA-MGO的物相、化学组成和微观形貌进行表征,以TETA-MGO作为吸附剂去除电镀废水中Cr(Ⅵ),探讨吸附性能和吸附机理,分析TETA-MGO在外加磁场下的液固分离和再生吸附性能.结果表明纳米级立方尖晶石相磁性CoFe2O4均匀生长于氧化石墨烯的表面和片层之间,TETA通过C-N键与磁性氧化石墨烯(MGO)相连,氨基功能化成功,活性吸附位点增点.室温下,pH =2时吸附效果最佳,吸附120 min时达到吸附平衡,平衡吸附量约为48.66 mg·g-1,TETA-MGO对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附热力学可分别使用拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述,吸附过程主要属于化学吸附控制的单分子层吸附,使用外加磁场可以对TETA-MGO实现简单的固液分离,TETA-MGO经过6次再生吸附后,对Cr(Ⅵ)的吸附量仅下降19.67;,说明具有良好的循环再生吸附能力.     

从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

脉冲功率系统中能量回收电路的改进

串联型能量回收电路从电路结构上保证了异常条件下脉冲功率系统中充电电源的安全，但恒流充电电源经回收电感向储能电容充电时会引起回收电路的振荡，不仅会造成充电电源输出过压和回收电感损耗增加，还会导致充电电压一致性明显变差等问题。在分析了回收电路振荡特性的基础上，提出了在回收电感两端并接旁路开关和双路充电输入的电路结构以及相应的充电控制方法，不仅可以抑制回路振荡从而提高充电一致性，还可以消除回收电感和旁路开关的不必要损耗且控制方法也简单通用。对包含有串接型回收电路的600 V/400 A充电系统进行了电路仿真和实验验证，实验结果表明:在600 V重频条件下，回收电路的改进方案可将储能电容电压的充电一致性偏差由10 V降低到2.6 V，对应的相对偏差由1.7%降低到0.5%以内。     

UHMWPE纤维的超临界CO_2辅助渗透预处理研究

利用Minitab软件设计实验,以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)为原料,研究了在不同的超临界CO_2流体状态下,处理压力、温度和时间等因素对三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)渗入率的影响,确定了最佳因素设置范围;通过单因子实验优化了超临界CO_2处理工艺,并对经过电子束辐照的UHMWPE纤维凝胶含量和蠕变率进行了测试。研究结果表明:处理温度对TMPTMA的渗入率影响最大,其次为压力,时间的影响最小,确定了最优工艺条件为处理压力25MPa,温度80℃,时间30min;TMPTMA渗入率越高,电子束辐照后UHMWPE纤维的增感辐照交联效应和抗蠕变效果越好。     

专利保护下快递包装回收再制造模式分析

针对专利保护下快递包装回收再制造模式选择问题进行研究.首先,分别构建了快递包装生产商"自收自造"、"他收自造"及"他收合造"三种模式,运用逆向归纳法进行求解,得到了三种模式下的最优决策、最优利润以及再制造成本节约是闭环供应链各方进行再制造的主要驱动力;其次,在联合回收模式下,基于消费者对回收价格敏感程度不同,讨论物流服务商和再制造商回收价格的高低,并将三种模型的回收量进行比较,给出快递包装生产商选择最优回收量的建议;再次,基于消费者对回收价格敏感程度和无偿回收量,得出快递包装生产商选择最优回收模式的范围;最后,通过模拟仿真,验证了结论的正确性.研究结果对快递包装生产企业具有实际指导意义.     

奖惩机制下闭环供应链非正规渠道社会效应研究

针对闭环供应链非正规渠道在促进资源回收再利用的同时又对环境造成二次污染的情况,给出资源回收当量指标以综合考量渠道资源回收和再造污染效应,利用数学优化和数值仿真方法对比分析存在政府奖惩机制下非正规渠道的经济效应和资源回收效应,获得了非正规渠道积极社会效应的通用定理以及不同再造回收率和奖惩强度下非正规渠道社会效应的特点,给出了政府治理非正规渠道的参考建议和分析方法。     

锰离子氧化沉淀法实现锂离子电池LiNi0.8Co0.05Mn0.15O2材料的回收和利用

以浓盐酸为浸出剂,以NaOH和NH₄HCO₃为沉淀剂,利用Mn²⁺在碱性条件下的氧化反应改变离子的沉淀次序进而分步回收的方案,探究了浓盐酸酸浸处理三元正极材料LiNi_0.8Co_0.05Mn_0.15O₂的最佳条件。在分步沉淀过程中,Mn²⁺被氧化为不溶于非还原性酸的MnO （OH）₂,并在酸性条件下回收。Ni、Co则在碱性条件下利用NaOH回收,而Li则利用NH₄HCO₃回收。该方法中Mn的回收率达到85.1%,产品纯度达到98.6%; Li的回收率达到95.0%,产品纯度达到99.3%。由回收材料重新合成的三元正极组装的软包电池的首圈放电比容量达到了175 mAh·g^-1,可以以超过99.5%的库仑效率稳定循环50圈。     

纳米银的制备及抑菌性能研究

本文主要采用液相还原法,以硼氢化钠为还原剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,通过改变反应条件制备银纳米颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制得的纳米银的结构和形貌进行表征,并统计所制得的纳米银溶胶的粒径,结果表明：当m_AgNO3∶m_PVP=1∶20时,所制得的纳米银颗粒均一性较好,此时粒径约10 nm;同时,利用紫外-可见分光光度计(UV-vis)对所制得的纳米银的光学性能进行研究;并研究纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果,结果显示,用此法制得的纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的均显示出较好的抑菌效果。     

改性超支化破乳剂的合成及其破乳性能评价

采用新癸酰氯(C₁₀H₁₉CIO)对超支化聚乙烯亚胺(HPEI)进行改性,合成了双亲性超支化破乳剂HPEI-C₁₀,并对其化学组分、热稳定性及润湿性进行了表征。考察了破乳剂的质量浓度、破乳温度、沉降时间以及pH对HPEI和HPEI-C₁₀的破乳效率的影响,并借助偏光显微镜观察破乳过程。结果表明：在质量浓度为50 mg·L^-1、破乳温度为20℃、沉降时间为30 min以及pH为6的条件下,HPEI-C₁₀破乳效率可达91.95%。HPEI-C₁₀在破乳温度为20～60℃时的破乳效率均大于90.00%。与HPEI相比,HPEI-C₁₀具有添加量少、适用温度范围广和沉降时间短等优势,为HPEI-C₁₀的广泛应用提供了数据支撑。