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膜反应器用于二氧化碳加氢转变燃料的研究进展

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膜科学与技术 2024年第3期44卷 143-152,162页

作者：许月阳薛志刚柳波周荣飞国家能源集团科学技术研究院有限公司、清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室南京210031 南京工业大学国家特种分离膜工程技术研究中心南京210009

二氧化碳加氢转化甲醇等高值化利用技术不仅可以实现CO_(2)的循环利用,还能产生显著的社会与经济价值,是实现“碳达峰、碳中和”国家战略的重要途径.CO_(2)加氢制甲醇催化剂的研究已趋成熟,但受限于热力学平衡的限制和副产物水诱导的催... 详细信息

二氧化碳加氢转化甲醇等高值化利用技术不仅可以实现CO_(2)的循环利用,还能产生显著的社会与经济价值,是实现“碳达峰、碳中和”国家战略的重要途径.CO_(2)加氢制甲醇催化剂的研究已趋成熟,但受限于热力学平衡的限制和副产物水诱导的催化剂失活问题,CO_(2)转化效率仍低于预期.膜反应器已成功应用于克服CO_(2)加氢反应的热力学限制,起到了显著的过程强化作用,大幅提升了CO_(2)资源化利用效率.面向CO_(2)加氢转化甲醇等高值化利用需求,系统阐述了膜反应器中关键膜材料的分离性能对反应过程中反应性能的强化作用,分析了膜反应器在CO_(2)加氢转化甲醇工艺中的机遇和挑战.

关键词：膜反应器 CO_(2)加氢甲醇燃料过程强化脱水膜

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A/O-MBR在冷轧含油废水处理中的应用

南京工业大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 12-19页

作者：高恒时锦银周玥周杰刘飞汪朝晖崔朝亮南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京211800 南京工业大学国家特种分离膜工程技术研究中心江苏南京211800 南京久盈膜科技有限公司江苏南京211800

在轧钢生产过程中,会产生大量的废水,这些废水如果直接排放,不仅污染环境,而且造成水资源严重浪费。用厌氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)中试装置和自制聚偏氟乙烯(PVDF)内衬膜帘式组件,在南京某钢铁股份有限公司进行轧钢废水处理中试试验... 详细信息

在轧钢生产过程中,会产生大量的废水,这些废水如果直接排放,不仅污染环境,而且造成水资源严重浪费。用厌氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)中试装置和自制聚偏氟乙烯(PVDF)内衬膜帘式组件,在南京某钢铁股份有限公司进行轧钢废水处理中试试验,实现轧钢废水的达标排放。试验结果得到,废水的浊度去除率在99%以上,化学需氧量(COD)去除率在90%以上,矿物油去除率在80%以上,产水的浊度、COD、油含量分别可以达到0.2 NTU、50 mg/L、4.5 mg/L以下。膜组件在亚临界通量下长期稳定运行至250 h左右时,跨膜压差(TMP)快速升高并达到极限30 kPa,膜组件达到极限。膜污染阻力分析试验计算得出膜污染的主要类型为滤饼层污染,这部分污染物通过简单水洗即可去除,另外有较大比例的膜孔堵塞污染,这部分污染物是构成不可逆污染的主要成分,也是试验后期TMP快速升高的主要原因。轧钢废水内含的矿物油加剧了膜污染,用低浓度NaClO周期性反洗后收获了良好的效果。

关键词： PVDF内衬膜膜生物反应器轧钢废水膜污染膜清洗

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A/O-MBR在畜禽养殖废水中的应用

水处理技术 2024年第4期50卷 87-90页

作者：孟庆伟周玥崔朝亮江苏环保产业技术研究院股份公司 210019 南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室211816 南京工业大学国家特种分离膜工程技术研究中心江苏南京211816

采用自制的聚偏氟乙烯(PVDF)内衬膜,应用于厌氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)一体化设备中,对仪征市某猪场的养殖废水进行中试试验,考察了A/O-MBR一体化设备对猪场养殖废水的处理效果。结果表明:COD、氨氮去除率分别可以达到75%和80%以上... 详细信息

采用自制的聚偏氟乙烯(PVDF)内衬膜,应用于厌氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)一体化设备中,对仪征市某猪场的养殖废水进行中试试验,考察了A/O-MBR一体化设备对猪场养殖废水的处理效果。结果表明:COD、氨氮去除率分别可以达到75%和80%以上,浊度去除率在99%以上。通过阻力分析可知,膜污染主要为滤饼层污染,由污泥颗粒、大分子有机物、悬浮物等在膜表面吸附沉积引起,经过简单水洗后,膜基本可恢复原貌,A/O-MBR一体化设备在畜禽养殖废水处理中具有很好的应用前景。

关键词： PVDF内衬膜膜生物反应器畜禽养殖废水

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砂-粉混合料颗粒接触状态的临界条件确定

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 277-283,297页

作者：吴琪孙苏豫杭天柱赵凯陈国兴南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009 江苏省土木工程防震技术研究中心江苏南京210009

砂-粉混合料被广泛应用于高速铁路路基、人工筑岛及海底沉管隧道垫层等重大工程,如何科学地表征砂-粉混合料复杂的颗粒接触状态及连续演变的力学行为特征,并深入揭示其对混合料静/动力学特性的影响已是一项紧迫的基础性科学研究任务。... 详细信息

砂-粉混合料被广泛应用于高速铁路路基、人工筑岛及海底沉管隧道垫层等重大工程,如何科学地表征砂-粉混合料复杂的颗粒接触状态及连续演变的力学行为特征,并深入揭示其对混合料静/动力学特性的影响已是一项紧迫的基础性科学研究任务。本文基于代表性砂-粉混合料的基本物理性能指标及力学特性指标试验数据,验证Rahman等提出的区分“细粒填充砂粒”和“砂粒悬浮细粒”的阈值细粒含量FCth半经验公式预测能力。基于理想二元介质材料的理论最小孔隙比计算方法,提出确定中间性态土颗粒接触状态临界条件参量FC_(in-min)和FC_(in-max)的方法,分析各参数对FC_(in-min)和FC_(in-max)的影响规律,建立基于基本物理性能指标的FC_(in-min)和FC_(in-max)预测方法,最终提出全FC范围(FC=0~100%)的砂-粉混合料各颗粒接触状态临界条件参量的有效评价方法。

关键词：细粒含量砂-粉混合料颗粒接触状态阈值细粒含量临界条件参量理论最小孔隙比二元介质模型中间性态

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溶液结晶过程强化

化工进展 2024年第1期43卷 87-99页

作者：冯瑶光陈奎赵佳伟王娜王霆黄欣周丽娜郝红勋天津大学化工学院国家工业结晶工程技术研究中心天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

溶液结晶是化学工业中最重要的产品分离、纯化和功能化技术之一,广泛应用于医药、食品、精细化工等领域。溶液结晶中晶体的成核和生长过程将决定最终晶体产品的晶型、晶习、粒度、纯度等关键质量指标。因此,对溶液结晶过程,尤其是晶体... 详细信息

溶液结晶是化学工业中最重要的产品分离、纯化和功能化技术之一,广泛应用于医药、食品、精细化工等领域。溶液结晶中晶体的成核和生长过程将决定最终晶体产品的晶型、晶习、粒度、纯度等关键质量指标。因此,对溶液结晶过程,尤其是晶体成核和生长过程进行强化既有利于提高过程效率,也有助于满足晶体产品不同的性能需求。本文围绕晶体成核和生长强化这一关键问题,从受限空间、物理场、添加剂和模板剂等方面系统综述了溶液结晶中的过程强化策略。探讨了各种过程强化策略的优点和局限性,并总结了溶液结晶过程强化策略的主要研究重点和发展前景。

关键词：结晶成核生长粒度分布过程强化

Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 737-754页

作者：贾志宏周广文周宏宇刘飞丁立鹏翁瑶瑶向开云赵海东南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心南京211816 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510640 南京工程学院材料科学与工程学院南京211167

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加... 详细信息

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相(Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu)的形成,从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相,包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg_(2)Si、Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu相。随着Cu含量增加,θ相的面积分数迅速增加,α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低,随后缓慢增加,而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中,Q'和θ'相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。

关键词：铝硅铸造合金真空压铸热处理显微组织力学性能初生相

附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 61-71页

作者：张爱林华兴尚姜子钦康轶涛杨晓峰北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心北京100124 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

基于塑性损伤控制、耗能元件可更换以及抗侧刚度分离等设计理念,提出了一种附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点,由底部铰接方钢管柱与抗侧耗能装置通过高强螺栓群拼装而成。为考察柱脚节点的抗震性能、震后修复性能以及低周疲... 详细信息

基于塑性损伤控制、耗能元件可更换以及抗侧刚度分离等设计理念,提出了一种附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点,由底部铰接方钢管柱与抗侧耗能装置通过高强螺栓群拼装而成。为考察柱脚节点的抗震性能、震后修复性能以及低周疲劳性能,对3个边柱柱脚节点和1个中柱柱脚节点进行拟静力试验研究,获得了滞回曲线、骨架曲线、应力变化曲线、延性及耗能能力等性能指标。研究结果表明:柱脚节点具备良好的承载能力、耗能能力、抗震性能及震后修复性能,可以将结构的塑性损伤集中于抗侧耗能装置处,震后只需更换柱脚的抗侧耗能装置及高强螺栓即可恢复节点的使用功能;修复后的柱脚节点具备与原节点相似的力学性能,为多次修复提供了可能性;同时,柱脚节点经过30次循环低周疲劳加载后性能稳定,附加抗侧耗能装置可以作为位移相关型阻尼器使用;中柱柱脚节点的抗震性能相较边柱柱脚节点更佳,但应保证方钢管柱节点域处的焊缝质量。

关键词：装配式柱脚节点抗侧耗能装置可恢复功能抗震性能

增材制造TiB/Ti复合材料网状组织形成与力学性能

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材料工程 2024年第2期52卷 31-39页

作者：韩远飞方旻翰张亮孙中刚黄光法吕维洁上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240 上海材料研究所上海3D打印材料工程技术研究中心上海200437 南京工业大学材料科学与工程学院先进材料研究院南京210009

采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制... 详细信息

采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制造TMCs超常凝固网状组织形成机制与力学特性。研究发现:增材制造TiB/Ti复合材料网状组织(约9μm)主要由原位自生纳米TiB晶须组成,呈现B27和Bf两种晶体结构;B元素的直接引入,易于在凝固界面形成成分过冷,不仅促使交替形成等轴网状组织和柱状网状结构,也同步细化基体晶粒尺寸,实现基体合金片层α相的等轴化。经原位力学观察分析发现,增材制造形成的原位自生纳米TiB网状组织结构,不仅能够抑制裂纹偏转并钝化裂纹,还将大量滑移迹线聚集于网络结构内部,并在晶界诱发高密度位错,限制材料的塑性变形,大幅度提高了复合材料的强度,增材制造TiB/Ti复合材料抗拉强度提高42%,伸长率保持在约10%。

关键词：增材制造钛基复合材料网状结构力学性能

等离子体辅助制备炭布负载大层间距NiCoAl-LDHs及其电化学去离子性能

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 561-572页

作者：姜秋彤王国庆李益黄宏伟李倩杨建南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京211816 南京工业大学江苏先进无机功能复合材料协同创新中心江苏南京211816

电容去离子技术近年来被认为是一种新兴的海水淡化技术,尤其在苦咸水范围内具有经济节能的特点。然而,目前关于除氯电极的研究较少,同时缓慢的除盐动力学也制约了除氯电极的发展。本工作通过在表面酸处理后的柔性炭布(ACC)上原位生长层... 详细信息

电容去离子技术近年来被认为是一种新兴的海水淡化技术,尤其在苦咸水范围内具有经济节能的特点。然而,目前关于除氯电极的研究较少,同时缓慢的除盐动力学也制约了除氯电极的发展。本工作通过在表面酸处理后的柔性炭布(ACC)上原位生长层状氢氧化物NiCoAl-LDHs纳米片阵列并进行Ar等离子体处理,制备了具有扩大层间距的Ar-NiCoAl-LDHs@ACC材料。炭布基底抑制了NiCoAl-LDHs纳米片的团聚并提高了电导率,Ar等离子体处理则进一步扩大了NiCoAl-LDHs层间距并改善了亲水性,提供了快速的氯离子扩散通道,并释放了更多的层间活性位点,实现了高除盐动力学。将Ar-NiCoAl-LDHs@ACC作为除氯电极与活性炭组装了混合式电容去离子器件。在1000 mg L^(-1)NaCl溶液及1.2 V工作电压下,除盐容量可达到93.26 mg g^(-1),除盐速率可达到0.27 mg g^(-1)s^(-1),电荷效率高达0.97。在300 mg L^(-1)NaCl溶液及0.8 V工作电压下,经100次循环后容量保持率仍在85%以上。本工作的制备策略为大层间距二维金属氢氧化物材料的可控制备和高性能电化学除氯电极的设计构建提供了新思路。

关键词：电化学去离子海水淡化大层间距 NiCoAl-LDHs 高除盐动力学

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