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基于金属有机框架材料电容去离子技术淡化海水的研究进展

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有色金属工程 2024年

作者：赵汶畅马雪郡吕建燚华北电力大学环境科学与工程系河北省电厂烟气多污染物控制重点实验室

电容去离子技术（CDI）是一种近年来新兴的用于去除溶解在盐溶液中带电离子的脱盐方法，因其具有环境友好、工艺简单、低能耗、低成本等优势而受到越来越多的关注。CDI的电极材料是该技术的核心。金属有机框架材料（MOFs）是一种具有较... 详细信息

电容去离子技术（CDI）是一种近年来新兴的用于去除溶解在盐溶液中带电离子的脱盐方法，因其具有环境友好、工艺简单、低能耗、低成本等优势而受到越来越多的关注。CDI的电极材料是该技术的核心。金属有机框架材料（MOFs）是一种具有较大比表面积、结构多样、孔径可调节等优点的新型CDI电极材料。首先简要介绍了CDI和MOFs，随后综述了基于MOFs材料CDI淡化海水的研究进展，主要围绕MOFs衍生碳材料及改性、杂原子掺杂MOFs衍生碳材料、MOFs衍生碳的复合材料和MOFs的复合材料四部分展开，最后提出了目前存在的一些不足，并对今后发展方向进行了展望。

关键词：电容去离子金属有机框架海水淡化

基于金属有机框架材料电容去离子技术淡化海水的研究进展

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有色金属工程 2024年第10期 158-166页

作者：赵汶畅马雪郡吕建燚华北电力大学环境科学与工程系河北省电厂烟气多污染物控制重点实验室

电容去离子技术(CDI)是一种近年来新兴的用于去除溶解在盐溶液中带电离子的脱盐方法，因其具有环境友好、工艺简单、低能耗、低成本等优势而受到越来越多的关注。CDI的电极材料是该技术的核心。金属有机框架材料(MOFs)是一种具有较大比... 详细信息

电容去离子技术(CDI)是一种近年来新兴的用于去除溶解在盐溶液中带电离子的脱盐方法，因其具有环境友好、工艺简单、低能耗、低成本等优势而受到越来越多的关注。CDI的电极材料是该技术的核心。金属有机框架材料(MOFs)是一种具有较大比表面积、结构多样、孔径可调节等优点的新型CDI电极材料。首先简要介绍了CDI和MOFs,随后综述了基于MOFs材料CDI淡化海水的研究进展，主要围绕MOFs衍生碳材料及改性、杂原子掺杂MOFs衍生碳材料、MOFs衍生碳的复合材料和MOFs的复合材料四部分展开，最后提出了目前存在的一些不足，并对今后发展方向进行了展望。

关键词：电容去离子金属有机框架海水淡化

乙烯/空气反扩散火焰中气体温度及碳烟体积分数的分布特征

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化学学报 2011年第8期69卷 1011-1016页

作者：吕建燚翁清龙华北电力大学环境科学与工程学院保定071003

采用三维定位快速插拔式热电偶对乙烯/空气反扩散火焰中不同点处气体温度进行测量,并基于热电偶颗粒沉积法原理,计算火焰中各测量点处碳烟体积分数,研究反扩散火焰中气体温度分布规律及碳烟体积分数随火焰轴向和径向的分布特征.研究结... 详细信息

采用三维定位快速插拔式热电偶对乙烯/空气反扩散火焰中不同点处气体温度进行测量,并基于热电偶颗粒沉积法原理,计算火焰中各测量点处碳烟体积分数,研究反扩散火焰中气体温度分布规律及碳烟体积分数随火焰轴向和径向的分布特征.研究结果表明,反扩散火焰中气体温度随轴向呈递减趋势,沿径向也呈递减趋势.燃烧器出口处由于出口效应造成中心区温度较低.碳烟体积分数与气体温度的分布呈负相关关系,随着轴向方向浓度不断增大,在火焰顶部出现最大值,且火焰外缘处碳烟体积分数高于中心区.说明低温有利于碳烟的形成,碳烟随着火焰的传播,完成了生成、长大和氧化的过程.

关键词：反扩散火焰碳烟体积分数热电偶颗粒沉积法

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不同煤粉燃烧对一次颗粒物排放特性的影响

燃烧科学与技术 2006年第6期12卷 514-518页

作者：吕建燚李定凯清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室

在实验室条件下,以沉降炉作为燃烧设备,用8级Andersen粒子撞击器分离并收集燃烧后的颗粒物,研究了3种煤粉燃烧后生成的一次颗粒物中可吸入颗粒物排放的特性.结果表明,煤粉燃烧后,PM10、PM2.5、PM1的排放量并不是煤中灰分、固定碳或挥发... 详细信息

在实验室条件下,以沉降炉作为燃烧设备,用8级Andersen粒子撞击器分离并收集燃烧后的颗粒物,研究了3种煤粉燃烧后生成的一次颗粒物中可吸入颗粒物排放的特性.结果表明,煤粉燃烧后,PM10、PM2.5、PM1的排放量并不是煤中灰分、固定碳或挥发分的单一函数.用Rosin-Ramm ler函数对一次颗粒物的质量-粒径分布进行曲线拟合,并计算了其中PM2.5/PM10、PM1/PM2.5的值.结果显示,灰分较高的煤粉生成的PM2.5/PM10、PM1/PM2.5值较高,灰分含量低的煤粉生成的PM2.5/PM10、PM1/PM2.5值较低.但PM2.5/PM10、PM1/PM2.5的值与灰分含量并不成正相关性.分析认为,不同煤粉中组分形式和含量的不同,影响了煤粉燃烧后一次颗粒物形成的过程,造成一次颗粒物排放特性的不同.

关键词：可吸入颗粒物排放特性 Rosin—Rammler函数

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燃烧时间对煤粉生成的一次颗粒物特性的影响

燃烧科学与技术 2008年第1期14卷 55-60页

作者：吕建燚李定凯华北电力大学环境科学与工程学院保定 071003 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京 100084

实验室条件下,将取样枪与8级Andersen粒子撞击器联用,分别在沉降炉内炉管的100 cm、60 cm和45 cm处(代表不同的燃烧时间)采集煤粉燃烧后的一次颗粒物并做分析,研究燃烧时间对煤粉生成的一次颗粒物特性的影响.一次颗粒物的粒度分布表明,... 详细信息

实验室条件下,将取样枪与8级Andersen粒子撞击器联用,分别在沉降炉内炉管的100 cm、60 cm和45 cm处(代表不同的燃烧时间)采集煤粉燃烧后的一次颗粒物并做分析,研究燃烧时间对煤粉生成的一次颗粒物特性的影响.一次颗粒物的粒度分布表明,燃烧时间越长,生成的粒径较小的颗粒物的量越多.PMi的排放量随燃烧时间增长而增大.SEM结果显示燃烧时间短,颗粒物破碎程度较小.成分分析表明,特定煤粉在不同燃烧时间后生成的总灰中,主要组分的含量变化不大,且亚微米颗粒物的成分与超微米颗粒物成分不同.ICP-AES分析结果表明,Pb和Zn的蒸发过程受燃烧时间的影响较小,而Cu和Ni的蒸发受燃烧时间的影响较大,揭示了元素熔点与富集特性的规律.

关键词：煤粉燃烧一次颗粒物排放特性痕量元素富集特性

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生物质燃烧碳烟的物化特性及生成机理研究

燃料化学学报 2013年第10期41卷 1184-1190页

作者：吕建燚石晓斌华北电力大学环境科学与工程学院河北保定071003

以棉花秸秆和木屑为研究对象,设定不同的燃烧工况,在管式炉中进行燃烧并采集碳烟物质,采用TEM、EDS、GC-MS等检测方法对生物质燃烧过程中生成碳烟的物化特性进行研究,并根据检测结果对碳烟生成机理进行分析和推测。检测及分析结果表明,... 详细信息

以棉花秸秆和木屑为研究对象,设定不同的燃烧工况,在管式炉中进行燃烧并采集碳烟物质,采用TEM、EDS、GC-MS等检测方法对生物质燃烧过程中生成碳烟的物化特性进行研究,并根据检测结果对碳烟生成机理进行分析和推测。检测及分析结果表明,碳烟颗粒典型形貌有胶囊状、球状、链状、网状等。燃烧工况影响燃烧过程使碳烟颗粒表现出不同的微观形貌。碳烟生长过程中伴随着颗粒的碰撞和凝并,形成形貌复杂的链状或网状颗粒聚团。生物质燃烧中碳烟主要由纤维素热裂解生成,成分包括糠醛类、酚类、醛类、呋喃、烷烃、烯烃等含碳化合物。推测碳烟生成机理为,在生物质燃烧过程中,纤维素发生化学键的断裂与重排,生成CO、CO2和残炭分子碎片等,而残余碳基再通过重整、脱水、碳化、断键等反应生成各种醛类、酮类等产物,醛类、酮类化合物之间通过缩聚、环化反应生成苯环结构,再进一步转化为苯酚、甲苯等化合物。

关键词：生物质燃烧碳烟物化特性生成机理

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温度对煤粉燃烧生成的一次颗粒物特性的影响

中国电机工程学报 2007年第20期27卷 24-29页

作者：吕建燚李定凯华北电力大学环境科学与工程学院河北省保定市071003 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京市海淀区100084

实验室条件下,以沉降炉与8级Andersen粒子撞击器级联使用,研究燃烧温度对煤粉燃烧生成的一次颗粒物特性的影响。从一次颗粒物的粒度分布来看,3种燃烧温度下的PM_(10)均在2.8～4.3μm内出现峰值。随燃烧温度升高,PM,的排放量增大。SEM图... 详细信息

实验室条件下,以沉降炉与8级Andersen粒子撞击器级联使用,研究燃烧温度对煤粉燃烧生成的一次颗粒物特性的影响。从一次颗粒物的粒度分布来看,3种燃烧温度下的PM_(10)均在2.8～4.3μm内出现峰值。随燃烧温度升高,PM,的排放量增大。SEM图像显示,较高温度下生成的颗粒物表面粗糙,变形和破碎强烈,熔融表面粘附细微粒子。EDX结果表明超微米颗粒物的主要成分为Fe和Ca以及铝硅酸盐,亚微米颗粒物的成分与超微米颗粒物成分不同。ICP-AES分析结果表明,Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 5种痕量元素在细颗粒物中富集。燃烧温度越高,颗粒物中痕量元素的含量越大,颗粒物中元素的含量与燃烧温度呈正相关关系。

关键词：煤粉燃烧一次颗粒物排放特性痕量元素富集

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煤粉物化特性对燃烧后灰颗粒物的影响

燃料化学学报 2011年第6期39卷 419-424页

作者：吕建燚李晶欣华北电力大学环境科学与工程学院河北保定071003

以三种煤粉在沉降炉中做燃烧实验,用Andersen粒子撞击器分离并捕集燃烧后的灰颗粒物,借助于压汞仪、扫描电镜及能谱、ICP-AES等对煤粉及分级颗粒物进行检测,研究煤粉物化特性对灰颗粒物的粒径分布、形貌、组成、痕量元素的富集等特性的... 详细信息

以三种煤粉在沉降炉中做燃烧实验,用Andersen粒子撞击器分离并捕集燃烧后的灰颗粒物,借助于压汞仪、扫描电镜及能谱、ICP-AES等对煤粉及分级颗粒物进行检测,研究煤粉物化特性对灰颗粒物的粒径分布、形貌、组成、痕量元素的富集等特性的影响。结果表明,煤粉孔结构、组分的赋存方式及含量等影响其破碎行为及组分迁移、转化的过程,从而形成形态、大小不同的颗粒物,呈现出不同的粒径分布特性,同时影响元素的蒸发和凝结及其在分级颗粒物中的再分配过程。

关键词：煤粉燃烧物化特性颗粒物痕量元素

添加CaO对煤粉燃烧后一次颗粒物特性影响的研究

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热能动力工程 2006年第4期21卷 373-377页

作者：吕建燚李定凯清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

研究煤粉添加CaO 3%(wt)与否对燃烧后一次颗粒物特性的影响。以沉降炉作为燃烧设备,燃烧温度1 100℃、氧化气氛下,用8级安德森粒子撞击器分离并收集燃烧后的颗粒物样品。从颗粒粒度分布来看,煤粉添加CaO减少了一次颗粒物中细粒子的相对... 详细信息

研究煤粉添加CaO 3%(wt)与否对燃烧后一次颗粒物特性的影响。以沉降炉作为燃烧设备,燃烧温度1 100℃、氧化气氛下,用8级安德森粒子撞击器分离并收集燃烧后的颗粒物样品。从颗粒粒度分布来看,煤粉添加CaO减少了一次颗粒物中细粒子的相对量。以Rosin-Rammler分布函数对粒度分布曲线进行拟合,得到了很好的拟合性质。从排放特性来看,添加CaO降低了PM10、PM2.5、PM1的排放量。SEM图像也显示,添加CaO后生成的颗粒物有凝并聚结的颗粒聚团。ICP-AES分析结果表明,Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属元素的含量随颗粒粒径减小而增大;而且煤粉添加CaO燃烧后,颗粒物中重金属元素的含量有所降低。

关键词：煤粉燃烧颗粒物排放特性重金属添加剂