435 m2烧结机机头化学团聚强化细颗粒物及重金属脱除试验研究

针对某435 m²烧结机机头,在静电除尘器前安装化学团聚强化除尘系统,研究化学团聚强化细颗粒物及重金属（As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn七种）脱除特性。实验结果表明,化学团聚后,细颗粒团聚成较大颗粒,静电除尘器后烟气中PM₁₀、PM_2.5、PM₁颗粒质量浓度均降低49%以上,静电除尘器飞灰平均粒度增长46%以上,细颗粒物团聚效果显著,提升了静电除尘器脱除细颗粒物效率;静电除尘器飞灰及细颗粒物中重金属质量浓度上升,静电除尘器后烟气中重金属质量浓度均下降,表明化学团聚作用促使气态重金属向颗粒态重金属及飞灰中迁移,细颗粒重金属团聚长大。化学团聚不仅可以强化细颗粒物的脱除,同时有效提升了重金属的脱除效率。     

纳米ATO颗粒粒度分布的脉冲超声波测量研究

讨论了脉冲超声波测量纳米ATO颗粒粒度分布方法中的3个步骤,即超声波衰减谱测量、严格数学模型的选型以及颗粒粒度分布的反演计算.通过发射脉冲超声波并利用变声程方法测量25 ℃时2%(体积分数)的纳米ATO-H2O分散液的超声衰减谱;选取McClements理论模型叠加BLBL理论模型共同描述纳米ATO颗粒分散液中的超声衰减现象;采用最优正则优化反演算法反演得到纳米ATO颗粒的粒度分布以及平均粒径.脉冲超声法检测结果显示,纳米ATO颗粒的平均粒径为25.6 nm,粒度分布为11.4 ～47.1 nm,CPS离心沉降纳米粒度分析仪测定结果分别为22.1 nm和10.1 ～62.6 nm.脉冲超声法检测结果与透射电镜图像以及离心沉降纳米粒度分析仪检测结果吻合较好,证明了脉冲超声波测量纳米颗粒粒度分布以及平均粒径的可行性与可靠性.     

同时测量纳米颗粒悬浊液粒度、密度及浓度的方法研究

提出了一种基于超声检测同时测量纳米颗粒悬浊液的粒度、密度和浓度的方法.设计了一套高频宽带脉冲超声波检测系统,以纳米掺锑氧化锡(ATO)悬浊液为研究对象,结合脉冲回波技术,获得了频率为17 ～ 26 MHz的声衰减谱.据此运用最优正则化方法求解粒度反演方程,得到纳米ATO颗粒的分布曲线,中位径为22.07 nm,该值与离...     

硅片表面构建的纳米金SERS基底检测雾霾颗粒物中的芴

以金纳米颗粒为基础,在硅片表面进行自组装,制备了纳米颗粒均匀密集分布的表面增强拉曼（SERS）基底,经过修饰后,实现了对雾霾颗粒物中的多环芳烃类物质—芴的分析测定。以3-氨丙基三甲氧基硅烷为偶联剂将纳米金固定到羟基化处理的硅片表面,然后将硅片在纳米金胶体和2-吡咯烷酮溶液中交替浸泡,在硅片表面制备了纳米颗粒均匀密集分布SERS基底。选择1-硫代癸烷对SERS基底进行修饰,以芴为目标物进行SERS检测,结果显示,在芴的浓度为1×10^-6～5×10^-5mol/L范围内,信号强度与浓度间具有良好的线性关系。将该基底用于雾霾颗粒物中芴的检测,在采集了雾霾样品的玻璃纤维膜表面芴的添加浓度约为5×10^-7～5×10^-6mol/g时,可以实现80%以上的回收率。     

纳米银的单颗粒-电感耦合等离子质谱法表征及其测定

建立单颗粒-电感耦合等离子体质谱法( SP-ICP-MS)测定稀溶液中纳米银颗粒粒度分布及纳米银颗粒数量浓度的方法。当停留时间为3 ms时,两个或多个纳米银颗粒同时进入检测器的可能性降至最低。采用5倍标准偏差迭代算法(5σ)区分纳米银颗粒信号和背景信号。采用SP-ICP-MS法测定3种商品级纳米银颗粒(30,50和100 nm)粒度分布和纳米颗粒浓度。结果表明：SP-ICP-MS法测定纳米银颗粒结果与纳米银的TEM值相近,可采用SP-ICP-MS法表征纳米银颗粒。本方法测定稀溶液中纳米银颗粒粒度检出限为25 nm,纳米银颗粒浓度检出限约为8×104个/L。将纳米银颗粒加入到自来水样品中并进行测定,获得相近的纳米银粒度分布及纳米颗粒浓度。本方法简单、快捷、灵敏度高,可为研究水环境中纳米银的风险评估提供可靠分析方法,并为饮用水中纳米银的监测提供分析技术。     

纳米锰锌铁氧体的制备及在TPV中的应用

采用化学共沉淀法制备纳米锰锌铁氧体纳米颗粒,并用油酸进行表面改性,有效地阻止了纳米颗粒的团聚;改性后团聚体的粒径明显减小,提高了其在TPV中的分散性.将制备好的纳米颗粒作为填料改性TPV,通过一系列试验发现,油酸改性的锰锌铁氧体纳米颗粒比未改性的纳米颗粒更能提高TPV的拉伸强度和断裂伸长率.     

溶胶-凝胶法制备掺钙铬酸镧超细粉的工艺研究

采用柠檬酸作螯合剂、乙二醇作分散剂,用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ca元素的铬酸镧超微粉末,通过XRD和HTEM检测手段对粉体的物相和颗粒粒径进行了检测.试验结果表明通过Ca离子单独络合的方法,经700℃煅烧可以得到La1-xCaxCrO3纳米颗粒,向溶胶中添加乙二醇分散剂可以明显减少杂相的生成和颗粒的团聚现象,颗粒粒径达到30 nm左右.煅烧温度高于800℃会使颗粒之间以晶界结合.     

纳米金刚石解团聚的一种新方法——石墨化-氧化法

用炸药爆炸法制备的纳米金刚石(ND)是由直径为4～6 nm的金刚石微晶粒组成，但这种纳米晶粒相互团聚，形成尺寸大得多的团聚体，至今尚未找到很有效的解团聚方法.该文提出了一种可用于这种纳米金刚石解团聚的新方法——石墨化－氧化法.将纳米金刚石粉在氮气中1 000 ℃加热1 h，这时纳米颗粒表面和界面上生成石墨层，再用在空气中450 ℃氧化的方法，将界面上的石墨层除去.将经过这样处理后的样品放入水中用超声波分散后，超过50％（质量百分数）的金刚石颗粒可以被分散到直径小于50 nm.可见这种方法对纳米金刚石的解团聚有一定的效果.但是同时也生成了一部分尺寸更大的团聚体，认为可能是生成了颗粒间的C-O-C键，需要进一步用适当的化学方法进行解离.对这一过程的机理进行了初步讨论.     

化学团聚对燃煤细颗粒物去除的研究进展

煤炭燃烧产生的细颗粒物,对大气的污染已经日益引起人们的重视和关注。细颗粒物化学团聚促进技术,可以使细小颗粒团聚成便于去除的大颗粒,再利用现有的除尘设备加以脱除,进而提高了传统除尘器的除尘效率。本文综述了目前国内外在化学团聚促进技术方面的研究,以及化学团聚促进技术的影响因素,并提出了在工业应用上的展望。     

超声辅助提取/单颗粒电感耦合等离子体质谱法测定防晒化妆品中的纳米二氧化钛

建立了超声辅助提取/单颗粒电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)测定防晒化妆品中纳米TiO_2的方法。考察了停留时间、纳米粒子数量及浓度等分析条件,确定了防晒化妆品中纳米TiO_2的最佳萃取条件以及测定方法,对比了不同萃取溶剂对防晒霜中纳米TiO_2的提取效果。结果表明,在采用0. 1%Tritonx-100(Tx-100)以及5%乙醇作为萃取剂超声辅助提取,测定停留时间为3 ms,待测样品中纳米颗粒的数量浓度低于4×10~7个/mL条件下,该法可准确测定防晒化妆品中的纳米TiO_2,对防晒化妆品中纳米TiO_2的数量浓度检出限(LOD_(conc))为1×10~4个/mL,纳米颗粒粒度检出限(LOD_(size))为35 nm。方法简单快捷、灵敏度高、准确性良好,可同时对防晒化妆品中TiO_2进行浓度测定及粒度分布表征。     

Y2O3:Eu纳米晶的硝基取代苯甲酸配合物固相热解制备和性能

以苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、3,5 二硝基苯甲酸等为配体制备了Y3+、Eu3+二元配合物,配合物中Y3+与Eu3+的摩尔比为9：1.利用这些配合物的爆炸式热分解特性通过固相热解反应制备了一系列Y2O3:Eu纳米晶.透射电镜观察,可以看出所得纳米晶呈球形,粒度介于40～60 nm,X射线衍射分析表明实验所得纳米晶属立方晶系,粒径与电镜观察所得结果基本一致；Eu3+的引入并不影响Y2O3的晶相组成；配体类型对纳米晶的结构没有显著影响,不过相对于硝基取代苯甲酸配合物,苯甲酸配合物热解所得Y2O3∶Eu纳米晶团聚严重；退火温度显著影响纳米晶粒度,退火温度高,纳米晶粒度大,反之亦然.荧光光谱测定表明所有Y2O3∶Eu纳米晶具有相似的发光行为,其中以苯甲酸配合物分解所得Y2O3:Eu纳米晶发光性能最为优越.     

纳米氧化锌的粒度控制与表征

采用溶胶-凝胶法制备了粒度小于10nm的ZnO纳米颗粒,用沉淀法制备了粒度大于10 nm的ZnO纳米颗粒.讨论了颗粒粒度的控制因素,得到不同粒度的产品.采用TEM、XRD、BET、UV-Vis等检测手段对不同粒度的ZnO纳米颗粒进行表征.结果表明粒度小于10 nm的ZnO纳米颗粒,具有量子效应,随粒度减小,紫外可见光光谱蓝移;粒度大于10 nm的ZnO纳米颗粒,不具有量子效应,它们的禁带宽度与块体ZnO的禁带宽度相同,为3.2 eV,不同粒度的ZnO纳米颗粒紫外可见光光谱相同.     

超临界水体系制备二氧化铈纳米颗粒

采用超临界水氧化的方法,使用自主设计的SCWO连续性反应釜制备出纳米Ce O2粉末,并应用XRD,FE-SEM,XPS等一系列分析手段对实验样品的结构与形貌进行了表征。结果表明:采用SCWO超临界反应釜制备的产物Ce O2纳米颗粒呈球形,结晶良好,平均粒径控制在10 nm左右,随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,制备出的纳米Ce O2粉末的粒径逐渐减小,粒度分布更加集中,但是粒子间团聚现象加重,Ce与O的结合能力逐渐减弱;随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,所制得的产物纳米Ce O2颗粒的BET比表面积也逐渐增加,平均比表面积为48 m2·g-1。     

化学团聚技术脱除燃煤细颗粒物的研究进展

煤炭燃烧产生的细颗粒物对大气的污染,已经日益引起人们的重视和关注。细颗粒物化学团聚技术,可以使细小颗粒团聚成便于去除的大颗粒,再利用现有的除尘设备加以脱除,进而提高了传统除尘器的除尘效率。本文综述了目前国内外在化学团聚技术的机理方面的研究概况、实验研究的进展和发展趋势,以及团聚过程中的影响因素,并展望了其在工业上的应用前景。     

复合聚并协同脱除燃煤颗粒物及颗粒态重金属的中试研究

燃煤颗粒物和其上富集的As、Se、Pb等重金属排入大气后危害环境和人体健康。本研究开发以湍流聚并、壁面回流吸附为原理的复合聚并器,研究了聚并前后对颗粒物和颗粒态重金属的聚并效果。首先采用数值模拟方法综合考虑压力损失、速度均匀性和颗粒物聚并效果,优选了折叶片作为复合聚并器的叶片类型。随后进行了不同流量的颗粒物聚并中试研究,发现复合聚并器对PM₁的聚并率可达32.84%,随着流量从11.1 m/s增加到17.6 m/s,PM_2.5聚并率呈现一定下降趋势,说明了流量增加导致颗粒停留时间缩短和颗粒物聚并率的下降。通过对比聚并前后颗粒物中As、Se、Pb的浓度变化,发现聚并过程增强了对气态重金属的吸附,也会聚集富含重金属的纳米级颗粒物,从而造成PM₁中重金属浓度的增加。聚并后PM₁内的As、Se、Pb绝对浓度的降低,显示了复合聚并器对颗粒物和颗粒态重金属的协同脱除效果。     

单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪分析香烟烟气气溶胶

单颗粒气溶胶飞行时间质谱可同时对气溶胶单颗粒的粒径大小、化学成分进行实时、在线检测.本研究介绍了新近研制的单颗粒质谱仪的原理、结构、主要技术指标及对香烟烟气气溶胶的应用研究.仪器采用空气动力学透镜聚焦,双光束粒径测量系统确定颗粒物的空气动力学直径,激光电离系统实现颗粒物精确电离,通过双极有网反射飞行时间质量分析器实现正负离子同时检测.香烟检测结果表明,在颗粒物粒径分布上,新鲜香烟烟气颗粒范围较老化烟气宽.在气溶胶化学成分上,老化烟气颗粒物与新鲜烟气相比,尼古丁,氰酸盐,硝酸盐,硫酸盐及铵盐5种成分的数浓度百分比都有所增加,而含C1-的数浓度百分比减少.原因可能是由于烟气由气相到粒相之间的转化,及颗粒物与空气中的气体发生了非均相反应;C1-老化之后的减少是因为HN03与CI-之间的非均相反应.     

油酸修饰CuS纳米颗粒的原位合成及其摩擦学性能

利用原位合成法室温下直接在基础油中成功制备了油酸修饰CuS 纳米颗粒, 将其长时间静置, 不会发生纳米颗粒的团聚. TEM 研究表明, 该方法制备的纳米颗粒粒径大约为30 nm. 红外光谱结果表明, 由于油酸的羧基与无机CuS纳米颗粒表面发生了化学吸附,使无机纳米颗粒的表面有一层有机修饰层, 从而增强了其油溶性.摩擦磨损试验结果表明,该添加剂在基础油中能起到抗磨减摩的效果.随着添加剂浓度的增大, 摩擦系数和磨斑直径都呈现下降趋势,当添加剂浓度为0.1%(w)时, 摩擦系数和磨斑直径都达到最小值,但是进一步增加添加剂浓度, 摩擦系数与磨斑直径又都开始增大. SEM 研究结果表明, 油酸修饰CuS 纳米颗粒能起到抗磨减摩作用的原因是因为其有利于在摩擦副表面形成牢固的润滑膜.     

真空紫外光电离成核气溶胶质谱仪测量超细纳米颗粒物的化学成分

将自行研制的真空紫外光电离成核气溶胶质谱仪用于实时在线测量超细纳米颗粒物(D_p<100 nm)的化学成分。此气溶胶质谱仪采用商品化的纳米扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪(Nano-scanning mobility particle sizers, Nano-SMPS),选择出单分散粒径的超细纳米颗粒物,结合空气动力学透镜传输和聚焦超细纳米颗粒物进入真空腔体,进而在加热棒表面热解析气化成气态的分子,分子吸收真空紫外放电灯的光子能量(hν=10.6 eV)在其电离能阈值附近"软"电离,通过反射式飞行时间质量分析器从分子水平上在线测量获得超细纳米颗粒物的化学成分。同时,以单分散粒径的邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl Phthalate, DOP, C₂₄H₃₈O₄)、α-蒎烯(α-pinene, C₁₀H₁₆)臭氧氧化成核反应生成的超细纳米颗粒物作为示例,结合真空紫外光电离成核气溶胶质谱仪对其化学成分进行检测分析,并对仪器性能进行了应用表征。     

CMC辅助纳米ZnO粒子的制备及表征

以离子型纤维素醚羧甲基纤维素(CMC)的水溶液为反应介质,制备[Zn4CO3(OH)6]CMC水凝胶,洗涤、干燥后经不同温度煅烧前驱物得到ZnO纳米粒子。通过XRD、SEM、TEM、TG-DSC及FT-IR等测试技术对产物的组成、粒径及形态进行表征,研究了CMC对前驱物及ZnO形态和尺寸的影响。结果表明,由于CMC加入对煅烧前驱物产生的空间位阻作用,所制得纳米ZnO粒子粒度分布均匀、分散性好、不易团聚、粒子的平均粒径<20 nm。利用UV-V is测试了纳米ZnO的光吸收性能,所得的纳米ZnO在200~400 nm具有较强的吸收性。     

复合聚并协同脱除燃煤颗粒物及颗粒态重金属的中试研究

燃煤颗粒物和其上富集的As、Se、Pb等重金属排入大气后危害环境和人体健康。本研究开发以湍流聚并、壁面回流吸附为原理的复合聚并器，研究了聚并前后对颗粒物和颗粒态重金属的聚并效果。首先采用数值模拟方法综合考虑压力损失、速度均匀性和颗粒物聚并效果，优选了折叶片作为复合聚并器的叶片类型。随后进行了不同流量的颗粒物聚并中试研究，发现复合聚并器对PM₁的聚并率可达32.84%，随着流量从11.1 m/s增加到17.6 m/s，PM_2.5聚并率呈现一定下降趋势，说明了流量增加导致颗粒停留时间缩短和颗粒物聚并率的下降。通过对比聚并前后颗粒物中As、Se、Pb的浓度变化，发现聚并过程增强了对气态重金属的吸附，也会聚集富含重金属的纳米级颗粒物，从而造成PM₁中重金属浓度的增加。聚并后PM₁内的As、Se、Pb绝对浓度的降低，显示了复合聚并器对颗粒物和颗粒态重金属的协同脱除效果。