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特殊润湿材料耦合离心处理含油乳化水的研究

工业水处理 2023年第1期43卷 145-150页

作者：吴云龚海峰重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心重庆400067

针对含油污水处理领域中O/W型乳浊液净化分离困难的问题,构建了一种由超亲水/超亲油筛网膜、超疏水/超亲油海绵等特殊润湿性材料与离心力场相耦合的分离净化装置,并在验证装置分离净化效果的基础上,对处理条件和重要设计参数进行了考察... 详细信息

针对含油污水处理领域中O/W型乳浊液净化分离困难的问题,构建了一种由超亲水/超亲油筛网膜、超疏水/超亲油海绵等特殊润湿性材料与离心力场相耦合的分离净化装置,并在验证装置分离净化效果的基础上,对处理条件和重要设计参数进行了考察。结果表明,经耦合分离装置处理后,不同来源O/W型乳浊液的水分离液纯度均达到99%以上,处理效果良好,且当处理温度为15~30℃,离心转速为1 800 r/min,材料轴心距为30 cm,处理时间为8 min时,装置处理效果最佳。温度升高使油、水和乳化剂间的互溶效果增强,促进它们的相互渗透和均匀分布,对系统的破乳分离过程不利;转速增大导致旋转液面的凹陷加深,油滴富集区位置与中心轴的距离增大,油滴与材料的接触减少,对破乳分离过程不利;当材料设置位置与油滴富集区位置接近时,油滴与分离材料的接触最多,分离效果最佳;延长处理时间虽然可以增强破乳分离效果,但过长的处理时间会导致处理成本增加。

关键词：含油污水特殊润湿材料离心耦合破乳分离

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电催化尿素氧化的镍基催化剂表界面调控

材料导报 2022年第10期36卷 100-107页

作者：向阳熊昆张海东陈佳余林键重庆工商大学环境与资源学院废油资源化技术与装备教育部工程研究中心重庆400067

将可再生能源发电用于电解水制氢被认为是构筑“氢循环”、缓解能源危机和解决环境问题的理想技术路径之一,然而传统电解水阳极析氧反应(OER)过电位大、反应动力学迟缓,严重制约了电解水制氢的整体效率。而使用更易进行的阳极尿素氧化反... 详细信息

将可再生能源发电用于电解水制氢被认为是构筑“氢循环”、缓解能源危机和解决环境问题的理想技术路径之一,然而传统电解水阳极析氧反应(OER)过电位大、反应动力学迟缓,严重制约了电解水制氢的整体效率。而使用更易进行的阳极尿素氧化反应(UOR)取代OER,不仅可以显著降低制氢能耗,还能附带处理富含尿素的废水,在获取清洁氢能源的同时获得环保附加价值,是近年来受到高度关注的一种新型绿色制氢技术。但UOR步骤复杂,6e-转移过程缓慢,故需要高活性催化剂促进其反应速率。在电催化尿素氧化反应中,通过控制镍基催化剂的尺寸、形貌,使其暴露有利于催化尿素氧化分解的活性位点;引入缺陷空位和配位不饱和活性位可改变催化剂表面的电子构型,丰富催化活性位点;掺杂其他元素调控催化剂的电子结构,不仅能改变催化剂的导电性,提升其电子传导能力,还可以诱导晶相或晶面发生变化,提高催化剂的本征活性;构建具有异质结的复合催化剂,利用异质界面与活性相的协同作用,改变反应物的吸/脱附能力,促进其电子转移和传导,从而增强镍基催化剂催化UOR的性能。基于此,本文总结了近几年镍基UOR催化剂的设计理念和最新研究现状,重点阐述了构筑不同形貌尺寸、缺陷工程、掺杂改性、异质结活性界面的镍基催化剂促进UOR的作用机制,对镍基催化剂的合成方法和结构、电化学性能及反应机制进行了概括。此外,针对现有研究对缺陷-结构-性能关系认识的不足,提出了理性设计缺陷镍基催化剂的发展方向,为高效尿素氧化催化剂的开发提供参考。

关键词：镍基催化剂电催化尿素氧化缺陷工程掺杂异质结

TiO_(2)-SiO_(2)复合材料的结构调变对其催化应用的影响

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材料科学与工艺 2023年第4期31卷 60-69页

作者：易冬梅杜秋月杨娜张海东熊昆杨淇陈佳王晶晶重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心重庆400067

TiO_(2)-SiO_(2)复合材料(TSCM)的催化应用性能受到其所含TiO_(2)物种的晶相和SiO_(2)骨架的孔道结构的显著影响。本文归纳总结了TSCM中TiO_(2)物种晶相、SiO_(2)骨架的孔道结构、形貌等特性的调变规律及其对TSCM催化性能的影响,并展望... 详细信息

TiO_(2)-SiO_(2)复合材料(TSCM)的催化应用性能受到其所含TiO_(2)物种的晶相和SiO_(2)骨架的孔道结构的显著影响。本文归纳总结了TSCM中TiO_(2)物种晶相、SiO_(2)骨架的孔道结构、形貌等特性的调变规律及其对TSCM催化性能的影响,并展望了TSCM材料的结构特性演变趋势以及在制备方法上的取舍。TSCM直接作为催化剂时,其活性位普遍被认为是TiO_(2)-SiO_(2)界面上的Ti—O—Si键位和酸性位点。而作为载体材料时,TSCM中的TiO_(2)物种可以与负载的金属活性中心表现出显著的载体-金属相互作用(SMSI),TiO_(2)物种的晶相可以对形成的金属活性中心的性能产生显著影响。在TSCM材料的合成研究中,合成含有单一锐钛矿相(Anatase)TiO_(2)物种的Anatase-SiO_(2)或单一金红石晶相(Rutile)的Rutile-SiO_(2)类型TSCM材料,以及同时含有这两个晶相TiO_(2),但晶相比例可调的A/R-SiO_(2)类型TSCM材料仍充满挑战。TSCM的SiO_(2)骨架特性调控也同样具有挑战,如何在得到特定晶相和粒子尺寸的TiO_(2)物种的同时获得特定孔道特性和形貌特征的SiO_(2)骨架,仍是研究的难点和热点。两步法无需同时控制TiO_(2)和SiO_(2)物种的制备参数,重现性好,多用于特殊形貌的TSCM的制备,但通常其中TiO_(2)物种的分散度不佳。而一步法制备过程简短,更容易得到多孔-大比表面积材料,有利于实现TiO_(2)粒子的尺寸控制及其在SiO_(2)骨架中的均匀分布,从而得到更丰富的Ti—O—Si界面活性物种,但需要在同一合成体系中同时控制相互影响的TiO_(2)和SiO_(2)物种的制备参数,调控难度极大,与两步法相比,重现性较差。

关键词： TiO_(2) SiO_(2) 复合材料结构调变催化应用

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颗粒污染物对变压器油击穿电压的影响

高电压技术 2018年第12期44卷 3903-3909页

作者：陈彬韩超刘阁重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心

变压器油中存在的固体颗粒物极易劣化油液的理化性能,尤其是金属颗粒对绝缘性能的影响更为显著。根据ISO4406标准,采用均匀设计法,配制了24组含Cu、Fe、SiO2的不同粒径不同污染度的颗粒污染物油样并对其进行了击穿电压性能测试,获得了... 详细信息

变压器油中存在的固体颗粒物极易劣化油液的理化性能,尤其是金属颗粒对绝缘性能的影响更为显著。根据ISO4406标准,采用均匀设计法,配制了24组含Cu、Fe、SiO2的不同粒径不同污染度的颗粒污染物油样并对其进行了击穿电压性能测试,获得了不同组分、颗粒含量对油液击穿电压的影响规律;根据测试数据建立了油样中不同粒径、含量的颗粒物与油样击穿电压之间的支持向量机数学模型。结果表明实验验证集利用所建模型获得的决定系数为0.9551、均方根误差为0.181×10^-2;随着Cu、Fe、SiO2颗粒含量的增加,油液的击穿电压减小;颗粒污染物在5-25μm范围内对油液击穿电压影响较为显著,且粒径越大,油液击穿电压值也越大。

关键词：颗粒污染物粒径变压器油击穿电压绝缘特性支持向量机

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废油聚结分离破乳脱水研究进展

石油学报（石油加工） 2023年第4期39卷 941-952页

作者：黄凌波陈凌欧阳平任博平龚海峰重庆工商大学机械工程学院重庆400067 重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心重庆400067

废油乳化液的破乳脱水是废油资源化的关键环节。聚结分离技术利用材料表面润湿性不同实现对油、水两相的分离,具有设备结构紧凑、适应性强、操作简便等优点,广泛应用于工业废油破乳脱水处理等领域。对油-水聚结分离技术的发展历程进行... 详细信息

废油乳化液的破乳脱水是废油资源化的关键环节。聚结分离技术利用材料表面润湿性不同实现对油、水两相的分离,具有设备结构紧凑、适应性强、操作简便等优点,广泛应用于工业废油破乳脱水处理等领域。对油-水聚结分离技术的发展历程进行了梳理,并对废油乳化液聚结分离破乳脱水的研究现状进行了总结,包括:油-水乳化液碰撞聚结和润湿聚结2种聚结类型的基本原理;乳化液特性、操作条件和床层特性3类聚结分离性能的影响因素;不同类型聚结分离材料的优缺点;耦合电场或机械振动等强化聚结分离技术;现有发展成熟的聚结设备。在此基础上,对废油乳化液聚结分离破乳脱水研究存在的问题进行了分析;并对废油乳化液聚结分离破乳脱水技术未来的发展方向提出建议和展望:应丰富理论体系、优化聚结模型、设计新型材料、多场耦合强化,最终才能实现废油乳化液聚结分离技术体系化发展。

关键词：废油聚结分离聚结材料耦合强化聚结分离器

过渡金属基材料的可控制备及其电催化醇类氧化研究

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功能材料 2023年第11期54卷 11126-11133页

作者：金华高媛李志伟熊昆张海东重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心环境与资源学院重庆400067

氢能作为一种来源丰富、绿色、应用广泛的二次能源,可实现化学能与电能的相互转换,是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径,将成为能源转型发展中不可或缺的载体。电解水制氢技术因反应高效、简单易控、无污染等特点而成为研究热点。然而,... 详细信息

氢能作为一种来源丰富、绿色、应用广泛的二次能源,可实现化学能与电能的相互转换,是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径,将成为能源转型发展中不可或缺的载体。电解水制氢技术因反应高效、简单易控、无污染等特点而成为研究热点。然而,阳极析氧反应(OER)所需过电位高,反应动力学迟缓,严重制约了电解水制氢的整体效率,因此,使用更易氧化的有机小分子作为阳极添加剂辅助水分解制氢,如电催化醇氧化,不仅可以显著降低水分解制氢的过电势,还能合成绿色高附加值产品。基于此,结合本课题组的研究工作,综述了近年来国内外关于醇类氧化辅助水分解制氢的研究进展,重点探讨了过渡金属催化醇类氧化的反应机理及反应性能、产物选择性和构效关系,并对醇类氧化辅助水分解制氢催化剂所面临的挑战和发展进行展望,旨在为高效的醇类电化学氧化辅助水分解制氢催化剂的合理设计提供指导思想。

关键词：过渡金属催化剂电催化醇氧化析氢反应析氧反应反应机理

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油液速度对悬浮流特性的影响分析

中国石油大学学报（自然科学版） 2017年第4期41卷 167-173页

作者：陈彬刘阁重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心重庆400067

油液中含有颗粒物会影响设备的正常运行,考察不同初始速度条件下含颗粒油液的悬浮流中各相的动态特征,利用连续介质模型建立含悬浮颗粒油液的动力学模型,并通过特征线法进行数值求解,得到在不同初始速度条件下各相参数的变化趋势。结果... 详细信息

油液中含有颗粒物会影响设备的正常运行,考察不同初始速度条件下含颗粒油液的悬浮流中各相的动态特征,利用连续介质模型建立含悬浮颗粒油液的动力学模型,并通过特征线法进行数值求解,得到在不同初始速度条件下各相参数的变化趋势。结果表明:不同初始速度条件下管路始端、中段和终端油液的压力、流速都分别在T/4的奇数倍、整数倍、偶数倍时刻产生跃变,且它们的周期(T)都随着初始速度的增加而减小;悬浮颗粒的浓度分布与油液压力的变化趋势相反。

关键词：连续介质模型特征线法油液速度悬浮颗粒浓度分布

TiO-SiO复合材料的结构调变对其催化应用的影响

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材料科学与工艺 2022年

作者：易冬梅杜秋月杨娜张海东熊昆杨淇陈佳王晶晶重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心

TiO-SiO复合材料(TSCM)的催化应用性能受到其所含TiO物种的晶相和SiO骨架的孔道结构的显著影响。本文归纳总结了TSCM中TiO物种晶相、SiO骨架的孔道结构、形貌等特性的调变规律及其对TSCM催化性能的影响，并展望了TSCM材料的结构特性演...

TiO-SiO复合材料(TSCM)的催化应用性能受到其所含TiO物种的晶相和SiO骨架的孔道结构的显著影响。本文归纳总结了TSCM中TiO物种晶相、SiO骨架的孔道结构、形貌等特性的调变规律及其对TSCM催化性能的影响，并展望了TSCM材料的结构特性演变趋势以及在制备方法上的取舍。TSCM直接作为催化剂时，其活性位普遍被认为是TiO-SiO界面上的Ti-O-Si键位和酸性位点。而作为载体材料时，TSCM中的TiO物种可以与负载的金属活性中心表现出显著的载体-金属相互作用(SMSI)，TiO物种的晶相可以对形成的金属活性中心的性能产生显著影响。在TSCM材料的合成研究中，合成含有单一晶相TiO物种的Anatase-SiO或Rutile-SiO类型TSCM材料，以及合成具有晶相比例可调的A/R-SiO类型TSCM材料仍充满挑战。TSCM的SiO骨架特性调控也同样具有挑战，如何在得到特定晶相和粒子尺寸的TiO物种的同时得到特定孔道特性和形貌特征的SiO骨架，仍是研究的难点和热点。在TSCM的合成方法选择上，往往必须面临取舍。两步法无需同时控制TiO和SiO物种的制备参数，重现性好，多用于特殊形貌的TSCM的制备，但通常其中TiO物种的分散度不佳。而一步法制备过程简短，更容易得到多孔-大比表面积材料，有利于实现TiO粒子的尺寸控制及其在SiO骨架中的均匀分布，从而得到更丰富的Ti-O-Si界面活性物种，但需要在同一合成体系中同时控制相互影响的TiO和SiO物种的制备参数，调控难度极大，与两步法相比，重现性较差。

关键词：

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槽道非定常流场脉动特性的POD分析

仪器仪表学报 2017年第3期38卷 703-710页

作者：刘阁陈彬重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心重庆400067

针对槽道内非定常流场的脉动程度是影响传质、传热的效率问题,通过构建2DPIV测量非定常流场瞬态速度矢量场的实验系统,分析了2DPIV测量的各个时刻矢量场和涡量分布的形态,获取了非定常流场的循环周期和频率;利用本征正交分解(POD)技术... 详细信息

针对槽道内非定常流场的脉动程度是影响传质、传热的效率问题,通过构建2DPIV测量非定常流场瞬态速度矢量场的实验系统,分析了2DPIV测量的各个时刻矢量场和涡量分布的形态,获取了非定常流场的循环周期和频率;利用本征正交分解(POD)技术分解了2DPIV的测量非定常流场的瞬态速度矢量场,根据各个模态的能量比,选取前16阶模态作为非定常流场的主导结构模态,并对POD分解的前16阶模态系数进行功率谱分析;结果表明POD分解的低阶模态分别表征了非定常流场的基频和相应的倍频,阐明了非定常流场的脉动机理;非定常流场的脉动是由于一些涡列和余弦形式的波状主流形成的,并将这些涡列以及伴随的波状主流的脉动频率映射到POD分解的低阶主导模态系数上。

关键词：槽道流非定常流场脉动特性 2D粒子图像测速本征正交分解