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电化学法海水提锂研究进展

盐湖研究 2024年

作者：马来波路绍琰武海虹孙康瑞骆碧君王亮王玉琪张琦黄西平自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所

海洋中锂资源的提取利用对于保障我国资源安全有重要的战略意义，相较于其它海水提锂方法，电化学法提锂的最大优势是具备更快速且可控的提锂速率，电化学法提锂在海水提锂领域具有很好的应用前景。目前研究的热点是活性电极提锂(LiFePO... 详细信息

海洋中锂资源的提取利用对于保障我国资源安全有重要的战略意义，相较于其它海水提锂方法，电化学法提锂的最大优势是具备更快速且可控的提锂速率，电化学法提锂在海水提锂领域具有很好的应用前景。目前研究的热点是活性电极提锂(LiFePO4电极、LiMn2O4电极)、固态电解质膜提锂，文章对电化学法提锂的研究进展进行了综述，并对海水提锂的前景进行了展望。

关键词：海水提锂电化学法活性电极提锂固态电解质膜

多效TiO_(2)/3DG复合材料对四环素废水的处理

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水处理技术 2024年第1期50卷 72-75页

作者：杨扬刘畅王剑自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 300192 天津市药品检验研究院天津300070

实验以钛酸四丁酯、氧化石墨烯为主要原料,采用溶剂热法制备TiO_(2)/3DG复合材料,以四环素为目标降解污染物。用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-NIR)、X射线衍射光谱(XRD)对复合物进行表征。结果显示,TiO_(2)均匀地... 详细信息

实验以钛酸四丁酯、氧化石墨烯为主要原料,采用溶剂热法制备TiO_(2)/3DG复合材料,以四环素为目标降解污染物。用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-NIR)、X射线衍射光谱(XRD)对复合物进行表征。结果显示,TiO_(2)均匀地负载在GO表面,并在整个波段具有很好的光吸收性能。研究了TiO_(2)-3DG通过吸附、光热转换和光催化方式对四环素的处理情况。结果表明,复合材料具有多效处理能力,具有吸附、光热转换和光催化的多重效果。对于四环素,单位质量吸附量为100.9 mg/g,光热转换效率为87.5%,2 h脱除率为94.7%。

关键词：氧化石墨烯 TiO_(2) 吸附催化光热转换

胶州湾海水淡化浓海水排放对大型底栖动物群落的影响

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海洋技术学报 2024年第3期43卷 63-71页

作者：张晓青韩志男陈进斌康权山东海水淡化与综合利用产业研究院山东济南250002 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

根据2022年3月在胶州湾海水淡化浓海水排放邻近海域开展的8个站位大型底栖动物调查资料,分析该海域大型底栖动物的群落结构特征,探讨海水淡化浓海水排放对大型底栖动物群落的影响。结果显示:共采集到大型底栖动物4大类52种,其中多毛类23... 详细信息

根据2022年3月在胶州湾海水淡化浓海水排放邻近海域开展的8个站位大型底栖动物调查资料,分析该海域大型底栖动物的群落结构特征,探讨海水淡化浓海水排放对大型底栖动物群落的影响。结果显示:共采集到大型底栖动物4大类52种,其中多毛类23种,节肢动物和软体动物各14种,纽形动物1种,分别占种数的44.3%、26.9%、26.9%和1.9%。调查海域相对重要性指数(Index of Relative Importance,IRI)值不小于500的大型底栖动物有5种,分别为寡鳃齿吻沙蚕(Nephtys oligobranchia)、膜质伪才女虫(Pseudopolydorakempi)、凸壳肌蛤(Musculus senhousia)、砂海螂(Myaarenaria)和日本大眼蟹(Macrophthalmus japonicus)。大型底栖动物平均栖息密度和生物量分别为1194 ind/m^(2)和24.07 g/m^(2)。Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数的均值分别为2.35、1.65和0.59。与历史资料对比,本次调查大型底栖动物类群相似,但平均生物量、栖息密度及优势种都有明显变化。本文可为科学评估海水淡化浓海水排放生态影响评价提供参考依据。

关键词：海水淡化浓海水大型底栖动物群落结构

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海水淡化浓海水与电厂温排水混排方案研究

海洋技术学报 2024年第1期43卷 109-120页

作者：陈爱慧张拂坤刘淑静自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

本文以渤海湾为例,运用MIKE3 FM数值模拟软件建立了渤海湾天津附近海域海水淡化浓海水与电厂温排水混合排放温盐扩散三维数值模型,开展了浓海水和温排水不同混合比例温盐扩散对比研究。研究结果表明:浓海水与温排水混合排放可以使受纳... 详细信息

本文以渤海湾为例,运用MIKE3 FM数值模拟软件建立了渤海湾天津附近海域海水淡化浓海水与电厂温排水混合排放温盐扩散三维数值模型,开展了浓海水和温排水不同混合比例温盐扩散对比研究。研究结果表明:浓海水与温排水混合排放可以使受纳海域盐升范围显著减小,并且混合比例越高,效果越明显。在温升影响方面,与等量温排水单独排放相比,混合排放会使底层海域温升包络面积增大,表层减小,但当混合比例超过1∶30 (温排水量约为35 m^(3)/s)时,表层和底层海域温升包络面积接近于等量温排水单独排放的温升包络面积;综合考虑温盐扩散,当海水淡化浓海水排放量在10×10^(4)m^(3)/d,盐升不超过20时,与温排水混合排放比例超过1∶30 (温排水量超过35 m^(3)/s),盐度在排放口附近可稀释到背景值,由于混合排放密度变化引起的温度下沉影响几乎可以忽略不计。相关研究结论可为海水淡化浓海水科学排放,推动海水淡化和海洋环境和谐可持续发展提供技术支撑。

关键词：海水淡化浓海水温排水混合排放

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全膜法在软化水和除盐水制备中的设计与应用

工业用水与废水 2024年第3期55卷 62-66页

作者：冯涛薛喜东王可宁肖亚苏邵天宝尹立辉自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

针对国内某化工企业制酸车间锅炉补水及酸洗净化循环水补水的不同水质需求,遵循分级分质、节能降耗的原则设计了一套全膜法水处理系统,软化水和除盐水处理规模分别为1440 m^(3)/d和768 m^(3)/d。对预处理、超滤、反渗透、连续电除盐(EDI... 详细信息

针对国内某化工企业制酸车间锅炉补水及酸洗净化循环水补水的不同水质需求,遵循分级分质、节能降耗的原则设计了一套全膜法水处理系统,软化水和除盐水处理规模分别为1440 m^(3)/d和768 m^(3)/d。对预处理、超滤、反渗透、连续电除盐(EDI)及清洗加药等系统的设计进行了详细地阐述,并对各工艺段进行了为期30 d的运行分析。系统运行结果表明:产水水质满足相关标准要求,工艺设计合理、系统稳定可靠,大幅降低酸碱等药剂的使用和维护频率。系统制备软化水和除盐水的直接成本分别为1.79元/m^(3)和3.31元/m3。

关键词：全膜法超滤反渗透连续电除盐软化水除盐水

聚多巴胺-氧化石墨烯-碳纳米管层状复合脱盐膜的制备及性能稳定性研究

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水处理技术 2024年第5期50卷 25-29,40页

作者：魏杨扬高学理王剑王小娟高从堦张雨山自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,... 详细信息

二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,制备出了多元层状复合脱盐膜。当MLGO-CNTs的单位面积质量为72 mg/m^(2)时,复合膜在5 bar操作压力下对1 g/L Na_(2)SO_(4)溶液的盐截留率最高达到92.8%,水通量最高可达到4.8 L/(m^(2)·h·bar),较PDA-MLGO膜提高了71.4%。在400 h的连续错流过滤实验中,复合膜的水通量稳定性高于PDA-MLGO膜。CNTs的管内空间和MLGO-CNTs组装间隙为复合膜引入了有效的渗透通道。

关键词：氧化石墨烯膜碳纳米管喷涂脱盐

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反渗透海水淡化系统混合膜设计

净水技术 2024年第1期43卷 132-139页

作者：苏慧超李逢时徐国荣赵剑超赵河立自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 山东电力建设第三工程有限公司山东青岛266100

节能型反渗透海水淡化系统的设计对于进一步降低制水成本,促进海水淡化的普及应用意义深远。混合膜设计(HID)是一种新颖的反渗透系统设计方式,其特色是在同一个压力容器内排列不同类型的膜元件,通过不同膜元件性能互补实现效益最大化。... 详细信息

节能型反渗透海水淡化系统的设计对于进一步降低制水成本,促进海水淡化的普及应用意义深远。混合膜设计(HID)是一种新颖的反渗透系统设计方式,其特色是在同一个压力容器内排列不同类型的膜元件,通过不同膜元件性能互补实现效益最大化。文中采用软件模拟方式,以水质、能耗、配流为考察指标,首先对杜邦(DuPont)、LG、东丽(Toray)、海德能(Hydranautics)四大主流膜产品在HID中的性能差异进行对比,结果表明,Toray膜在平衡流量和节能效率方面具有明显优势。进一步以Toray膜为研究对象,深入探讨温度和配置比例对性能指标的影响,结果表明,温度是影响HID的一个重要因素,在水温低、水质变化较小的北方海域,HID节能效应更突出,效率可达9%,流量平衡效应明显增强。

关键词：反渗透海水淡化混合膜设计(HID) 平衡流量能耗节约

利用高阶径向导数带限模型进行重力向下延拓计算

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 442-452页

作者：邓凯亮黄谟涛吴太旗王伟平欧阳永忠陈欣熊雄刘敏王许海军研究院天津300061 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300 91001部队北京100830

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤... 详细信息

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤波处理后均表现为一类有限频谱带宽信号的特点,提出将地球外部重力异常泊松积分式的核函数表示为球谐级数展开式,并将其截断为与重力观测值频谱范围相一致的带限求和式,进而通过直接求导方法,推导得到一组与带限核函数相对应的重力异常高阶径向导数带限计算公式,同时对该组公式进行了实用性改化,并将其应用于重力异常向下延拓泰勒级数展开式计算。使用超高阶地球位模型EGM2008设计两个阶段的数值计算检验方案,分别对重力异常高阶径向偏导数带限模型及其泰勒级数展开向下延拓模型的计算精度进行了检核评估,表明新模型具有良好的可靠性和有效性,在解算稳定性和计算精度两个方面都优于其他同类模型。

关键词：重力向下延拓高阶径向导数带限模型封闭解析核函数球谐级数展开截断式泰勒级数展开

山楂核的热解气化特性及其活性炭的制备与吸附性能研究

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环境工程 2024年第3期42卷 147-155页

作者：马宇辉张艺钟郭健霍汉鑫自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所环境功能材料创新团队天津300192 山东四海水处理科技股份有限公司山东潍坊262500 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

以山楂核为原料,通过热解炭化-CO_(2)活化两步法制备颗粒活性炭。基于热重分析-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),研究了山楂核的热解炭化和山楂核炭化物的CO_(2)气化特性,对山楂核炭化物和活性炭的物理化学性质进行了表征和比较,研究... 详细信息

以山楂核为原料,通过热解炭化-CO_(2)活化两步法制备颗粒活性炭。基于热重分析-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),研究了山楂核的热解炭化和山楂核炭化物的CO_(2)气化特性,对山楂核炭化物和活性炭的物理化学性质进行了表征和比较,研究了活性炭对水中洛美沙星的吸附等温线模型,并设计了一种新型悬浮式活性炭吸附袋,模拟了其净化洛美沙星污染水体的应用场景。结果表明:山楂核的主要热解温度区间为230~420℃,挥发性热解产物主要为CO_(2)、乙酸、糠醛、左旋葡萄糖。山楂核炭与CO_(2)之间的气化反应的起始温度为850℃,主要产物为CO。当炭化温度为600℃,炭化时间为120 min,活化温度为900℃,活化时间为90 min,CO_(2)流量为200 mL/min,活性炭的比表面积和总孔体积分别达到870 m^(2)/g和0.483 cm^(3)/g。活性炭对洛美沙星吸附过程可用Langmuir模型描述,其最大单分子层吸附量为137 mg/g。在静置条件下,悬浮式活性炭吸附袋可有效去除水中洛美沙星,其吸附动力学符合拟二级动力学模型。

关键词：山楂核活性炭热解气化 CO_(2)活化洛美沙星