生物质基油水分离膜的应用现状及前景展望

随着当前全球石化行业的快速发展,水资源的短缺和工业废水排放的增长已经极大地阻碍了社会和环境的可持续性发展。含油废水是其中占比最大也是比较难处理的一种废水,膜分离法是目前处理含油废水的有效方法之一。而目前市场上主流的油水分离膜部分或全部使用了不可再生和非降解性原料,会对环境造成二次污染。以生物质材料为主要原材料的生物质基油水分离膜以其绿色、可持续、高效、可降解等优势得到了极大地关注。本文从生物质基油水分离膜的生物质来源、种类、相应的制备及改性方法、应用研究现状及主要问题进行论述,对未来生物质基油水分离膜的前景进行展望。     

Navier-Stokes方程的最小二乘等几何方法

基于Hermite多项式的C¹型单元构造复杂,限制了最小二乘有限元法的应用.引入高阶光滑的非均匀有理B样条作为基函数简化C¹型单元构造,提出求解黏性不可压流动Navier-Stokes方程的最小二乘等几何方法.用Newton法或Picard法对Navier-Stokes方程线性化,用线性化偏微分方程的余量定义最小二乘泛函,导出最小二乘变分方程,用NURBS构造高阶光滑的有限维空间来近似速度场和压力场.计算表明:本文方法计算的二维顶盖驱动流数值解能准确描述流动状况,计算的二维通道内圆柱绕流全局质量损失由最小二乘有限元法的6%降为0.018%,该方法可用于Navier-Stokes方程的求解,并且具有较好的质量守恒性.     

高瓦斯矿发火区封闭时对瓦斯爆炸界限因素的影响

针对高瓦斯矿发火区封闭时常发生瓦斯爆炸事故,对影响瓦斯爆炸界限的因素进行实验,探索温度、压力、可燃气体(CO)、惰性气体(N2和CO2)等条件对瓦斯爆炸界限的影响规律。得出常温常压下瓦斯爆炸的体积分数下限为5%,瓦斯爆炸上限为13.5%,以及CO2的惰化效果比N2更好的结论。根据实验数据绘制混合气体的爆炸三角形,并进行新的惰化分区划分,不仅为火区封闭时防治瓦斯爆炸提供新的技术途径,而且能计算出使火区惰化时,所需惰性气体量,可对这些因素进行合理控制,有效地降低瓦斯爆炸危险性。     

纳米玉米醇溶蛋白微球稳定的O/W型Pickering乳液

利用相分离工艺制备玉米醇溶蛋白(zein)纳米微球,微球粒径可控制在40 nm左右;经旋转蒸发制得zein溶胶体系,zein溶胶具有明显的丁达尔现象,静置数月不聚沉,Zeta电位法测得zein微球在pH值为4.0时分散性能最佳。 以纳米zein微球为固相稳定剂制备O/W型Pickering乳液,考察了zein胶体加入量、油水体积比等因素对乳液稳定性的影响。 实验结果表明,zein胶体加入量的质量分数控制为0.4%,高油水体积比将有利于Pickering乳液的长时间稳定。 基于zein分子的两亲结构和界面组装特点,提出了zein微球稳定Pickering乳液的作用机制。     

固态反应制备纳米钙钛矿型物质及其反应机理

以TiCl₄和碱土金属氢氧化物为原料, 采用低温固态反应合成了钙钛矿纳米晶. 首先, TiCl₄水解制备高活性TiO₂•H₂O (H₂TiO₃), 再分别与碱土金属氢氧化物按物质的量比1∶1均匀混合研磨1 h后, 在一定温度下反应. XRD分析显示产物均为钙钛矿型物质. TEM形貌观察, 粒子均匀, 分散性较好, 平均粒径小于80 nm. 通过对不同反应温度和反应时间产物的XRD分析推断出了化学反应为该低温固态反应速度控制步骤, 并分析了影响反应温度的可能因素.     

Quantum Anomalous Hall Multilayers Grown by Molecular Beam Epitaxy

Quantum anomalous Hall(QAH) effect is a quantum Hall effect that occurs without the need of external magnetic field. A system composed of multiple parallel QAH layers is an effective high Chern number QAH insulator and the key to the applications of the dissipationless chiral edge channels in low energy consumption electronics. Such a QAH multilayer can also be engineered into other exotic topological phases such as a magnetic Weyl semimetal with only one pair of Weyl points. This work reports the first experimental realization of QAH multilayers in the superlattices composed of magnetically doped(Bi,Sb)_2Te_3 topological insulator and Cd Se normal insulator layers grown by molecular beam epitaxy. The obtained multilayer samples show quantized Hall resistance h/N_e~2, where h is Planck's constant, e is the elementary charge and N is the number of the magnetic topological insulator layers, resembling a high Chern number QAH insulator. The QAH multilayers provide an excellent platform to study various topological states of matter.     

基于激光拉曼光谱的水面油膜厚度测量方法研究

为了实现水体表面油膜厚度的快速非接触检测,基于激光拉曼光谱检测技术,搭建了水体表面油膜厚度拉曼光谱检测系统。以532 nm激光作为激发光源,以常见的柴油和汽油为例研究了不同油品的拉曼光谱特性,研究结果表明,油膜拉曼光谱响应特性与油品密切相关,相同油膜厚度情况下不同油品的拉曼光谱曲线有明显的差异,97#汽油在1 651 cm-1光谱强度要高于90#汽油。随着油膜厚度的增加,柴油316和1 451 cm-1光谱强度和汽油1 651 cm-1拉曼位移光谱强度增加,油拉曼光谱信号变强;根据油水界面拉曼光谱特征,设计了油膜厚度计算因子,实验证明随着油膜厚度增加,油膜厚度计算因子r_film呈下降趋势。可以将油膜厚度计算因子作为水体表面油膜厚度测量的一种依据。     

装配型企业订货量分配与订单排产联合决策研究

针对供应商交货数量不确定环境下,多品种小批量装配型制造企业因生产物料不配套造成生产计划不可行甚至客户订单拖期的问题,从企业运作整体出发,考虑订货量分配决策对订单生产和交货的影响,以最小化采购成本和最小化订单排产相关成本为优化目标,在允许零部件拖期交货且供应商提供拖期价格折扣条件下,建立订货量分配与订单排产联合优化模型。针对可行解空间巨大、传统数学规划方法难以求解的问题,从增强搜索性能角度出发,设计基于自定义邻域搜索算子的局部搜索机制和基于随机与种群重构变异机制的改进粒子群算法的模型求解策略。通过应用实例对本文模型和算法进行了有效性验证和灵敏度分析,结果表明,相比于传统的分散决策方案,本文模型能够有效降低整体成本水平,引入的改进机制能够显著提升算法搜索性能,为企业供应风险下的运营决策制定提供理论参考。     

弹性板水下爆炸冲击载荷的修正虚拟流体方法分析

研究非接触水下爆炸中板结构厚度和密度对冲击载荷和空化演变的影响.将近期发展的修正的虚拟流体方法推广应用于处理可压缩流体与弹性板结构的非线性相互作用.研究发现,假设结构不发生断裂破坏,较小的板厚度或密度可以减弱爆炸波对结构的冲击,冲击载荷随着厚度或密度的增大非线性地趋向于固壁边界下的结果.而且较小的板厚度或密度可以促使空化较早形成,产生较大的空化区,并推迟和减弱空化破裂对结构的二次冲击.     

自组织等离子体光子晶体的光谱研究

利用双水电极介质阻挡放电装置,在空气和氩气组成的混合气体气体放电中,观察到了一种由放电丝自组织而形成的等离子体光子晶体.该晶体的结构由多个四边形的晶胞构成.每个晶胞由中心点、交叉点及连线组成,分别对应细等离子体柱、粗等离子体柱和片状等离子体.利用发射光谱法,研究了处于不同位置的等离子体状态,以及等离子体参量随着氩气含量的变化趋势.通过采集氮分子(N2)第二正带系(C3Πu→B3Πg)发射谱线,分别计算出了不同位置的等离子体的分子振动温度.通过氩原子696.57 nm(2P2→1S5)谱线的展宽,研究了不同位置的电子密度.实验结果表明:不同位置的等离子体具有不同的分子振动温度和电子密度.即他们所处的等离子体状态是不同的.在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱和片状等离子体的分子振动温度依次增高,且均随着氩气含量的增加而下降.在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体的电子密度依次减小,且随着氩气含量的增加而下降.因为等离子体电子密度不同,对光的折射率是不同的,因此在该晶体结构中,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体具有的折射率是不同的,他们与周围未放电的区域自组织形成了结构比较复杂的等离子体光子晶体.