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颗粒过滤器除尘效率的实验研究与数学建模

煤炭学报 2016年第S2期41卷 542-547页

作者：刘书贤黄峰苌亮贾昊霖秦强陈爱国郭屹北京低碳清洁能源研究所北京102211

为开发煤热解工艺的高温荒煤气脱尘技术,在错流式固定床颗粒过滤实验平台上测试了表观气速、粉尘浓度、过滤介质粒度和床层厚度等关键参数对除尘器除尘效率的影响。结果表明,粉尘浓度在10.0~96.8 g/m^3范围内增大且颗粒床表层过滤作用... 详细信息

为开发煤热解工艺的高温荒煤气脱尘技术,在错流式固定床颗粒过滤实验平台上测试了表观气速、粉尘浓度、过滤介质粒度和床层厚度等关键参数对除尘器除尘效率的影响。结果表明,粉尘浓度在10.0~96.8 g/m^3范围内增大且颗粒床表层过滤作用显著时,除尘器效率先增大后减小;大粒径瓷球对应的除尘效率较低,但压降降低显著;床层厚度增大,过滤器的除尘效率和压降均增大。过滤器运行初始状态,床层过滤过程属于深层过滤,随粉尘在床层内沉积,迎流面表层过滤作用增强,可直接脱除45.0%~52.0%的粉尘。建立了描述错流式颗粒过滤过程的一维非稳态数学模型,使之可以预测过滤平台在不同操作条件下的净床除尘效率和粉尘沉积率。应用该模型,预测热解气气氛下过滤器(床层厚度0.6 m,填充6 mm瓷球)的净床除尘效率有所下降,为82.94%。

关键词：颗粒过滤表观气速粉尘浓度除尘效率数学模型

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覆盖银纳米线层硅基MEMS过滤芯片

半导体技术 2019年第12期44卷 945-950,966页

作者：李书明史文琪齐萨仁杨国勇蔡勇中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215123 中国科学院纳米器件与应用重点实验室江苏苏州215123 苏州苏瑞膜纳米科技有限公司江苏苏州215000

通过在悬栅状微结构支架上涂覆银纳米线,制备出亚微米级孔径的微电子机械系统(MEMS)过滤芯片,并研究了该芯片的颗粒过滤性能以及相关影响因素。利用感应耦合等离子体(ICP)深硅刻蚀工艺,在二氧化硅片上双面刻蚀形成悬栅状结构。随后,利... 详细信息

通过在悬栅状微结构支架上涂覆银纳米线,制备出亚微米级孔径的微电子机械系统(MEMS)过滤芯片,并研究了该芯片的颗粒过滤性能以及相关影响因素。利用感应耦合等离子体(ICP)深硅刻蚀工艺,在二氧化硅片上双面刻蚀形成悬栅状结构。随后,利用分散液中银纳米线的均匀分布性和高比表面积,将高长径比的银纳米线均匀地涂覆到此结构的亲水性二氧化硅层上。干燥后,在重力及液体挥发作用下银纳米线和支架层紧密贴合,制成覆盖银纳米线过滤层的硅基MEMS过滤芯片。与硅基支架结构相比,覆盖较低质量浓度银纳米线的芯片对PM10-2.5的过滤效率提高了2.5倍,达到73.79%,压差仅增加了30 Pa(空气流速为0.33 m/s)。当芯片覆盖有较高质量浓度的银纳米线时,PM2.5过滤效率达到86.63%;PM10-2.5过滤效率上升到96.67%。在相同测试条件下,过滤芯片压差增加到1 200 Pa。

关键词：微电子机械系统(MEMS) 二氧化硅感应耦合等离子体(ICP)刻蚀颗粒过滤银纳米线

Ni纳米纤维材料的制备及其在机动车尾气净化的应用

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Ni纳米纤维材料的制备及其在机动车尾气净化的应用

作者：王向飞兰州理工大学

学位级别：硕士

汽车尾气排放的颗粒物与NOx是目前严重空气污染和呼吸道疾病问题的元凶之一,而起净化作用的传统三元催化器以及颗粒过滤器面临着成本高、易积碳等问题,因此能够过滤烟气中的颗粒物以及同时净化NOx的新型过滤器亟待开发。近年来,纳米纤... 详细信息

汽车尾气排放的颗粒物与NOx是目前严重空气污染和呼吸道疾病问题的元凶之一,而起净化作用的传统三元催化器以及颗粒过滤器面临着成本高、易积碳等问题,因此能够过滤烟气中的颗粒物以及同时净化NOx的新型过滤器亟待开发。近年来,纳米纤维在颗粒过滤应用上有着优异的表现,且纳米纤维同时具有高比表面积以及可控的孔隙率等优点,其在气体吸附甚至气体催化方面同样展现了巨大潜力。在所有制备纳米纤维的工艺中,静电纺丝技术相对而言是一种简单高效的纳米纤维制备方法。通过对高分子溶液施加高电压来连续制备微米/纳米级别的有机物纤维。此外,也可以通过在高分子中添加无机盐的方式用以制备前驱物纤维,再加以如真空加热等热处理方式可得到无机纳米纤维,可以满足大部分纤维制的需求。通过这种方式制备的纳米纤维具有直径小、比表面积高以及孔隙率可控等优点,这种特殊结构的纳米纤维在催化与积聚模甚至Aitken核模态的细颗粒过滤应用中有着巨大的应用优势。为实现纤维对尾气中NOx的更好地净化效果,本文利用具有催化效果的过渡金属Ni来制备纳米纤维,同时研究其颗粒过滤性能及NOx净化能力。此外,为拓展Ni纳米纤维在其他环境中的过滤与催化应用,在易融化且易水解的PVP有机纤维表层进行磁控溅射Ni处理,研究其环境适应能力及细颗粒过滤能力。通过静电纺丝及热处理结合的工艺制备了无机金属Ni纳米纤维薄膜,通过多种表征手段对Ni纳米纤维薄膜进行了详细的观察与分析,发现平均直径为300 nm的纤维成型良好,具有一定的韧性且其比表面积达到了201.336 mg,孔径主要分布在3 nmnm。此外,相邻纤维之间为熔融方式连接,代替了普通纤维之间简单的搭接状态。细颗粒过滤测试中,在标准风速为5.3 cm/s时,Ni纳米纤维在最易隧穿粒径@300 nm的过滤效率达到了99.86%,且在其他不同风速下的测试中均取得了优异的过滤效率;在NO净化实验中,测试了Ni纳米纤维在低温下对NO气体的连续吸附性能。在300℃测试条件下,NO气体在纤维表面与Ni纤维发生反应,NO被还原为N放出,使用热重-质谱分析及变温XPS检测等手段对NO气体在Ni纤维表面的反应机理进行了研究分析。运用静电纺丝及磁控溅射技术制备了Ni/PVP复合纳米纤维薄膜,成功在有机PVP纳米纤维表面溅射镀上了Ni镀层,并使用SEM、TEM对其表面形貌进行了观察并研究了镀层增厚情况与溅射时长的函数关系。对制备的复合纤维进行了去离子水浸泡以及100℃00℃的热处理试验,对比发现,溅射Ni镀层后,复合纤维的形貌均保持良好,且内部孔隙等未遭受破坏。在其过滤测试中,Ni/PVP复合纳米纤维同样取得了最低过滤效率为99.76%的优异性能。

关键词：静电纺丝 Ni纳米纤维 Ni/PVP复合纤维颗粒过滤 NO净化

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家用电热水器健康性能等级划分及评价方法

标准科学 2020年第4期 39-45页

作者：周立国王雯雯亓新余洋陆伟广东美的厨卫电器制造有限公司中国家用电器研究院

传统储水式电热水器内胆中的水长时间存留,容易积攒污垢、滋生细菌,消费者无法清洁排污,影响了洗浴健康,是消费者高度关注并担忧的问题。但是目前对健康热水器没有一个合适的标准和评价规范可以参考,缺少正确可靠的评价方法,从而限制了... 详细信息

传统储水式电热水器内胆中的水长时间存留,容易积攒污垢、滋生细菌,消费者无法清洁排污,影响了洗浴健康,是消费者高度关注并担忧的问题。但是目前对健康热水器没有一个合适的标准和评价规范可以参考,缺少正确可靠的评价方法,从而限制了热水器健康技术的研究方向与发展应用。本文结合储水式电热水器的实际使用情况制定了多个健康指标,并根据健康指标的达成情况,通过划分热水器健康等级的方式对家用电热水器健康性能进行客观评价。

关键词：储水式电热水器高温除菌颗粒过滤活水排污电子阳极阻垢除氯健康等级

磁控溅射镀镍提升PVP有机纳米纤维稳定性能的研究

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纺织导报 2020年第4期 31-35页

作者：王向飞朱亮唐兴昌张志坚骆永伟兰州理工大学材料科学与工程学院省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

文章运用磁控溅射技术,对静电纺丝制备的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有机纳米纤维表面沉积金属镍(Ni),制备了Ni/PVP复合纳米纤维,并研究了镀层对PVP纤维在复杂环境下稳定性的影响。结果表明:在磁控溅射镀膜过程中,随着时间增加,复合纤维增厚与... 详细信息

文章运用磁控溅射技术,对静电纺丝制备的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有机纳米纤维表面沉积金属镍(Ni),制备了Ni/PVP复合纳米纤维,并研究了镀层对PVP纤维在复杂环境下稳定性的影响。结果表明:在磁控溅射镀膜过程中,随着时间增加,复合纤维增厚与时间可以用函数关系表达。对制备的复合纤维分别进行了200~700 nm粒径颗粒的过滤测试,研究复合纳米纤维的过滤性能;并通过空气中静置处理、去离子水直接浸泡及不同温度的热处理实验,研究有机PVP纤维以及复合纤维的稳定性。在其过滤测试中,Ni/PVP复合纳米纤维在最易隧穿粒径300 nm过滤中取得了99.76%的过滤效率;此外,在复杂环境稳定性测试中,经过去离子水浸泡实验与热处理实验后的复合纤维均保持了原有结构形貌,且内层PVP未受到破坏。

关键词：静电纺丝磁控溅射颗粒过滤 Ni/PVP复合纤维