离子液体捕集二氧化碳非平衡热力学研究方法学探讨

介绍了应用非平衡热力学研究离子液体捕集二氧化碳（CO2）动力学的思路，分析了其成功应用需解决三大关键科学难题，即可靠的热力学模型，界面传递速率描述以及准确的通量数据．其中，准确通量数据的获得需要可靠的实验动力学数据和离子液体捕集CO2过程传递面积的有效考察．在此基础上系统地总结了该三大关键科学问题最新的研究进展和分析后续开展的工作，并对离子液体捕集二氧化碳非平衡热力学研究提出展望．     

高级氧化技术矿化水中三氯甲烷和二氯甲烷理论极限浓度分析

对环境安全性尤其是饮用水安全而言,通常认为的高级氧化技术(AOPs)"彻底降解"大多数有毒有机污染物的观点需应用化工热力学分析来检验.本文分别以三氯甲烷(CHCl3)和二氯甲烷(CH2Cl2)为模型体系,分析了不同氯代甲烷初始浓度、pH值和羟基自由基(·OH)浓度下,AOPs矿化水中氯代甲烷的平衡浓度(即矿化理论极限浓度).结果表明,CHCl3和CH2Cl2与·OH矿化反应的理论极限浓度均随着初始浓度的增加而增加,随着·OH浓度的增加而明显减小;CHCl3与·OH矿化反应的理论极限浓度随着pH值的增加而明显减小(pH3.0～3.5除外),CH2Cl2与·OH矿化反应的理论极限浓度在文献报道的·OH浓度下随着pH值的增加无明显变化,而在·OH浓度分别增至文献值的10和100倍时,CH2Cl2与·OH矿化反应的理论极限浓度随着pH值由2.0增至3.0和由3.5增至4.5而不断减小,由3.0增至3.5和由4.5增至5.0而增加.较高的·OH浓度,较高pH值(pH4.0～5.0)的酸性环境以及较低的初始浓度对氯代甲烷的彻底矿化更有利.     

物理法COD减排理论极限能耗的热力学分析

首先针对系统的可持续性发展提出了三点本质要求,在此基础上提出了基于减排过程节能机制的热力学框架,并根据热力学第一、第二定律建立了计算物理法脱除有机污染物理论极限能耗的热力学分析方法.此外,以典型有机污染物的脱除为例,分别计算了封闭体系中298.15K和1.01325×105Pa下不同初始浓度、不同种类以及不同COD减排量的有机污染物脱除的理论极限能耗.本文的计算结果表明,废水中有机污染物的减排需要很高的能耗,脱除相同量有机污染物所需的理论极限能耗随着初始浓度的减小而显著增加,且不同种类污染物处理的难易程度和能耗高低相差很大,这充分说明减排与节能有着密不可分的联系,充分考虑污染物的种类、物理化学性质、毒性和浓度将有助于减排政策的科学制定.     

非平衡热力学在界面传递过程中的应用

21世纪以来，随着各学科之间的交叉渗透，化学工程的研究对象越来越复杂，界面传递对多相化工过程的影响越来越显示出它的重要性，传统的传递模型已经很难对界面复杂动态的传递行为进行定量描述．本文应用线性非平衡态热力学理论，对传统物质传递模型进行描述，分析界面传递过程速率，强化的三个因素：界面传质系数K、传递截面积A、界面化学位梯度△u．以含钾化合物作为模型体系，基于非平衡热力学原理建立了描述和预测固一液界面处介质传递速率的模型，并建立了描述其溶解速率的通用模型和测定钾离子动力学数据的实验方法，通过分析探讨了多相过程速率强化的途径．