紫外/TiO2/芬顿复合工艺增强在近中性pH值下对布洛芬的降解能力

药品及个人护理品(PPCPs)造成的潜在环境污染已引起广泛关注. 布洛芬(IBP, 2-(4-异丁基苯基)丙酸)作为苯丙酸类非甾体抗炎药物, 是一种在水环境中广泛检测到的PPCPs类物质. 水环境中的IBP主要来自制药企业排放和人体代谢物, 因IBP具有不易挥发、物理性质稳定、半衰期较长和不易被生物吸收等特点, 其在环境的残留浓度较高且污染风险大. 目前,传统的水处理工艺并不能有效治理水中的IBP, 比如: 混凝剂和絮凝剂对IBP的去除效率低, 吸附和膜处理运行成本过高且不能矿化IBP. 近年兴起的光催化技术利用·OH和O2·-等强氧化性活性物种降解水中有机污染物, 将其彻底矿化, 实现污染物的无害处理. 光催化技术适用于常温、常压和中性pH环境, 该环境特点与污水环境十分匹配, 适合应用. 但异质光催化通常发生在催化剂表面, 有效反应活性位少, 反应速率不够高. 相比而言, 同质芬顿反应能够均匀、快速地在整个溶液中发生反应, 但芬顿反应必须在酸性条件下才可以进行.本文整合了异相光催化和均相光-芬顿反应的优点, 设计了紫外/TiO2/芬顿(PCF)复合工艺, 评估了在中性pH下对典型的PPCPs布洛芬的降解效果. 对比实验结果表明, PCF复合工艺对IBP的降解速率比传统的UV, UV/H2O2, Fenton, 光-Fenton和光催化快得多. 动力学分析发现, IBP的降解遵循两阶段的一级反应动力学, 且速率常数k1> k2. 本研究进一步优化了运行参数, 确定IBP降解的最佳条件为: pH = 4.2, [Fe2+]0= 0.20 mmol/L, [Fe2+]0/[H2O2]0= 1/40, [TiO2]0= 1.0 g/L. pH值的增加造成IBP降解速率略微降低, 但在30 min反应时间内, 中性pH (6.0-8.0)与最佳pH条件下的降解效率完全相同, 证明PCF在中性pH下进行水处理切实可行. 数据分析发现, lnk1和lnk2均与1/pH0, [IBP]0, [H2O2]0, [H2O2]0/[Fe2+]0和ln[TiO2]0线性相关, 据此建立了IBP去除效率的数学预测模型, 通过验证发现, 动力学模型曲线与实验数据高度契合, 表明模型的有效性高.     

钙掺杂的氧化铈用于中温SOFCs阳极材料研究

作为一种混合的离子-电子导体材料,掺杂的氧化铈已逐渐被用来作为SOFCs阳极材料或其组成部分之一加以研究,但主要以稀土掺杂剂为主,为了进一步降低采用阳极支撑构型的SOFCs的成本,研究了钙掺杂的氧化铈(CCO)。结果表明,掺杂20%钙的材料(20CCO)的电导率最高,850℃时在氢气气氛下的电导率可以达到0.209S·cm-1,远大于在空气气氛中的电导率。800℃时在空气中的电导率为0.041S·cm-1,比同样温度下阳极中经常采用的钐掺杂的氧化铈(SDC)的电导率低了约0.04S·cm-1。但这并不影响单电池的输出性能,分别以Ni-20CCO作为阳极,Sm0.5Sr0.5Co-SDC作为阴极,SDC作为电解质(厚约35μm)的单电池在650℃,氢气气氛下的最大输出功率可以达到623mW·cm-2。     

基于机器视觉的麻将包装识别系统设计

针对麻将包装在实际产线上出现的麻将牌错位、缺失、牌面翻转等问题,基于机器视觉检测技术设计了一套以DM6437处理器为硬件平台的麻将包装识别处理系统。该系统的硬件部分由摄像头板、核心板和接口板三个模块组成,配合机械传动系统来进行识别前后麻将包装的传输。系统的软件部分采用平板Pad对麻将包装进行模板录入,并设计了一套适应于不同机箱内部环境变化的背景剔除方法来完成模板整体分割,以及通过中值计算实现单目标的分离,最后还提出了一种简单高效的混合搜索方式来进行基于SAD的模板匹配。测试结果表明,识别算法对于麻将间有缝隙、麻将整体倾斜、个别或整体麻将翻转、个别麻将位置错乱等问题均能准确判别,模板匹配算法稳定性和适应性较好,识别准确率达95%以上,能满足包装流水线上的缺陷检测。     

生物质气为燃料的燃料电池理论电动势计算

The electromotive force (e.m.f.) of solid oxide fuel cells using biomass produced gas (BPG) as the fuels is calculated at 700-1,200 K using an in-house computer program, based on thermodynamic equilibrium analysis. Tour program also predicts the concentration of oxygen in the fuel chamber as well as the concentration of equilibrium species such as H2, CO, CO2 and CH4. Compared with using hydrogen as a fuel, the e.m.f.for cells using BPG as the fuels is relative low and strongly influenced by carbon deposition. To remove carbon deposition, the optimum amount of H2O to add is determined at various operating temperatures.Further the e.m.f, for cells based on yttria stabilized zirconia and doped ceria as electrolytes are compared.The study reveals that when using BPG as fuel, the depression of e.m.f, for a SOFC using doped ceria as electrolyte is relatively small when compared with that using Yttria stabilized zirconia.     

紫外/TiO_2/芬顿复合工艺增强在近中性pH值下对布洛芬的降解能力（英文）

药品及个人护理品(PPCPs)造成的潜在环境污染已引起广泛关注.布洛芬(IBP,2-(4-异丁基苯基)丙酸)作为苯丙酸类非甾体抗炎药物,是一种在水环境中广泛检测到的PPCPs类物质.水环境中的IBP主要来自制药企业排放和人体代谢物,因IBP具有不易挥发、物理性质稳定、半衰期较长和不易被生物吸收等特点,其在环境的残留浓度较高且污染风险大.目前,传统的水处理工艺并不能有效治理水中的IBP,比如:混凝剂和絮凝剂对IBP的去除效率低,吸附和膜处理运行成本过高且不能矿化IBP.近年兴起的光催化技术利用OH和O2儃等强氧化性活性物种降解水中有机污染物,将其彻底矿化,实现污染物的无害处理.光催化技术适用于常温、常压和中性pH环境,该环境特点与污水环境十分匹配,适合应用.但异质光催化通常发生在催化剂表面,有效反应活性位少,反应速率不够高.相比而言,同质芬顿反应能够均匀、快速地在整个溶液中发生反应,但芬顿反应必须在酸性条件下才可以进行.本文整合了异相光催化和均相光-芬顿反应的优点,设计了紫外/TiO_2/芬顿(PCF)复合工艺,评估了在中性pH下对典型的PPCPs布洛芬的降解效果.对比实验结果表明,PCF复合工艺对IBP的降解速率比传统的UV,UV/H_2O_2,Fenton,光-Fenton和光催化快得多.动力学分析发现,IBP的降解遵循两阶段的一级反应动力学,且速率常数k_1k_2.本研究进一步优化了运行参数,确定IBP降解的最佳条件为:pH=4.2,[Fe~(2+)]_0=0.20 mmol/L,[Fe~(2+)]_0/[H_2O_2]_0=1/40,[TiO_2]_0=1.0 g/L.pH值的增加造成IBP降解速率略微降低,但在30 min反应时间内,中性pH(6.0–8.0)与最佳pH条件下的降解效率完全相同,证明PCF在中性pH下进行水处理切实可行.数据分析发现,lnk_1和lnk_2均与1/pH0,[IBP]0,[H_2O_2]_0,[H_2O_2]_0/[Fe~(2+)]_0和ln[TiO_2]_0线性相关,据此建立了IBP去除效率的数学预测模型,通过验证发现,动力学模型曲线与实验数据高度契合,表明模型的有效性高.     

基于DM8168的小型机载视频记录仪设计

针对飞行器搭载相机视频存储和传输的需求,设计了一种基于异构多核处理器DM8168的小型机载视频记录仪。首先,基于DM8168和FPGA处理器设计小型化低功耗的硬件系统;接着,基于McFW软件架构设计视频采集编码的数据流,充分发挥DM8168多核体系结构的优势,实现两路1080P60视频的采集,并且对每路视频分别进行主次码流的H.264编码;最后,采用GPMC总线,将视频码流传输到FPGA处理器,以实现本地视频存储和远程视频传输。本记录仪体积小功耗低、记录时间长、视频传输时延小,能够很好地满足飞行器多路视频记录的需求。     

基于机器视觉的采茶机割刀控制方法

针对现有乘坐式采茶机切割的茶叶质量偏低的问题,提出了一种基于机器视觉的采茶机割刀控制方法。首先对相机参数进行低复杂度的标定,然后采用动态阈值分割方法和颜色分类器,提取茶叶图像中的嫩芽区域,并设计间接定位法定位弧形割刀位置;接着通过计算两个指定区域的嫩芽面积及它们的和与差异,得到弧形割刀左右两侧的动作参数;最后将动作参数传给下位机,控制割刀到达预期位置。本方法分别对单株茶树和实地茶园进行了实验,结果表明该方法能够准确定位弧形割刀位置和识别嫩芽区域,实现割刀位置的自适应调整,具有较好的茶叶切割效果,切割得到的嫩芽比例可达70%以上。     

生物质气为燃料的燃料电池理论电动势计算

在以生物质气体为燃料的固体氧化物燃料电池体系中,通过热力学平衡分析编程计算出700-1200 K时气体中各物种例如H2、CO、CO2和CH4的平衡组成,从而得到以氧化钇稳定氧化锆(YSZ)为电解质的电池理论电动势．碳沉积对电动势有显著影响．通过计算可以推测比较适宜的操作温度和增湿条件．还计算了以掺杂氧化铈为电解质的电池电动势,相比氢气为燃料时,使用生物质气体导致的电动势的下降比使用YSZ为电解质的电池要小的多．