农田土壤中全氟化合物的迁移转化与污染控制技术研究进展

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作者 郭羽彤 牛世欣 +1 位作者 吕宏虹 唐景春 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第3期566-579,共14页

本文综述了农田土壤中全氟烷基和多氟烷基物质(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFAS)的迁移转化以及固定化/稳定化、电化学氧化、植物/微生物修复、土壤淋洗等控制技术,并对这些技术方法的关键影响因素、优缺点以及未来发展方向进... 本文综述了农田土壤中全氟烷基和多氟烷基物质(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFAS)的迁移转化以及固定化/稳定化、电化学氧化、植物/微生物修复、土壤淋洗等控制技术,并对这些技术方法的关键影响因素、优缺点以及未来发展方向进行了阐述和总结。然而,PFAS的复杂性及其具有的化学和热稳定性,以及各种修复技术对农田土壤结构、肥力和作物生长的影响使得PFAS在农田土壤中的修复具有挑战性。本文还指出了各种农田修复技术在降解全氟化合物过程中的局限性。固定化/稳定化技术能够通过吸附剂将PFAS固定,降低其迁移性,但固定化材料存在寿命限制,其长期稳定性仍需进一步研究。植物/微生物修复技术虽然环保,但反应周期相对较慢,需要更多研究探索其在长期修复中的潜力。电催化氧化技术在处理PFAS时表现出高效性,但面临高成本和高能耗问题,尤其在大规模应用时,电能消耗和操作成本可能成为限制因素。土壤淋洗法虽然能有效去除PFAS,但使用的有机溶剂可能残留在土壤中,对土壤肥力和生态环境造成潜在影响,因此在应用前必须对溶剂的生态毒性进行评估。新型PFAS修复技术的开发对于解决环境污染问题、提高材料性能、促进可持续发展以及推动环保技术进步等方面都具有重要的作用,本文最后提出,需将目光聚焦在机械破坏、电子束等新型修复技术的研究。 展开更多

关键词 全氟化合物 农田土壤 迁移转化 修复技术 综述

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钢铁烧结烟气多污染物协同控制研究进展 被引量：6

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作者 边瑶 王博 +2 位作者 沈伯雄 李钊铭 康东芮 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期24-29,共6页

综述了烧结烟气中NO、Hg0和CO的单一控制方法以及能够实现三者协同控制的方法;讨论了这些方法的技术特点、不足之处和发展方向。其中,气固相催化是一种经济、高效、综合的协同控制方法,利用气固相选择性催化还原法协同控制NO和Hg0、NO... 综述了烧结烟气中NO、Hg0和CO的单一控制方法以及能够实现三者协同控制的方法;讨论了这些方法的技术特点、不足之处和发展方向。其中,气固相催化是一种经济、高效、综合的协同控制方法,利用气固相选择性催化还原法协同控制NO和Hg0、NO和CO已经得到了广泛的研究,该方法在实现三者协同控制上具有广阔前景。最后结合实际情况,对未来的研究方向提出了建议和展望。 展开更多

关键词 烧结烟气 多种气体污染物 协同控制 催化剂 低温 耐SO2

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生物质直接参与炼铁的典型工艺过程及污染物生成机理研究进展 被引量：4

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作者 王子琪 马颢菲 +3 位作者 苑鹏 沈伯雄 武兵强 张威力 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1338-1358,共21页

应用可再生的清洁资源替代煤、焦等化石资源用于炼铁是钢铁企业实现“碳中和”、“碳达峰”的重要途径之一。农林废弃物等生物质资源因其廉价易得、低温还原性较强以及碳中性等特点而在炼铁领域受到广泛关注。本综述着眼于热解与燃烧这... 应用可再生的清洁资源替代煤、焦等化石资源用于炼铁是钢铁企业实现“碳中和”、“碳达峰”的重要途径之一。农林废弃物等生物质资源因其廉价易得、低温还原性较强以及碳中性等特点而在炼铁领域受到广泛关注。本综述着眼于热解与燃烧这两种主要的生物质热利用方式,较为系统地对上述两个过程中的反应机理、气相产物及污染物释放特性进行了概括性分析;以高炉喷吹生物质燃料和生物质还原剂用于直接还原炼铁为代表,从工艺概况、过程解析及污染物生成机理三个方面对基于上述两种热利用方式的生物质直接参与炼铁的典型工艺过程进行了综合分析;针对生物质直接参与炼铁的上述典型工艺进行了经济性分析及进一步减排进行展望,以期为缓解化石能源供需矛盾,减少炼铁温室气体排放乃至钢铁工业的转型升级提供有价值的参考。 展开更多

关键词 生物质 热解 燃烧 减排 高炉喷吹 直接还原炼铁

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新型膜组件MBR启动运行Anammox工艺及膜污染控制 被引量：1

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作者 运红颖 孟皓 +1 位作者 邢芳华 汪涛 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期124-130,共7页

膜生物反应器(MBR)作为一种高效的厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation,Anammox)反应器受到研究者的广泛关注。然而,膜污染问题制约了MBR在Anammox领域的工程应用。为了减缓膜污染的形成,设计了一种新型伞式膜组件,再在这种膜组件... 膜生物反应器(MBR)作为一种高效的厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation,Anammox)反应器受到研究者的广泛关注。然而,膜污染问题制约了MBR在Anammox领域的工程应用。为了减缓膜污染的形成,设计了一种新型伞式膜组件,再在这种膜组件的基础上构建MBR用于启动运行Anammox工艺,通过形成特定的流场结构强化膜附近水流剪切力和水流速度,从而实现膜组件的自清洗,进而延长膜组件的使用周期。该反应器经55 d运行成功启动Anammox工艺,直到运行81 d才达到更换膜组件的条件(跨膜压力达到0.045 MPa)。结果表明,新型膜组件MBR不仅可以缩短Anammox工艺的启动周期,还可以有效缓解膜污染。扫描电镜结果表明,运行81 d的膜组件表面形成了明显的滤饼层,其主要污染物为具有花椰菜结构的厌氧氨氧化菌(AnAOB)及生长代谢产物。同时利用Ansys Fluent模拟工艺运行过程中伞式膜组件周围的流场结构,从流体动力学角度解释了伞式膜组件缓解膜污染的机理。研究表明,膜组件附近强化的水流剪切力和水流速度作用于展开的膜丝,显著减缓滤饼层的形成。 展开更多

关键词 厌氧氨氧化 膜污染 膜生物反应器

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膜污染的光学监测技术研究进展 被引量：1

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作者 任芝军 白莹 +2 位作者 王秋稳 韩金龙 刘晓阳 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期10-18,169,共10页

光学监测技术具备原位、快速、无损等优势,能够对膜污染进行实时在线监测,对于膜污染现象的深入理解和膜污染控制方法的优化具有重要意义。综述了近年来研究较多、发展较快的几类膜污染光学实时监测技术,包括穿透膜直接观察、光学相干... 光学监测技术具备原位、快速、无损等优势,能够对膜污染进行实时在线监测,对于膜污染现象的深入理解和膜污染控制方法的优化具有重要意义。综述了近年来研究较多、发展较快的几类膜污染光学实时监测技术,包括穿透膜直接观察、光学相干断层扫描、激光共聚焦显微镜等显微成像技术,三维荧光光谱、拉曼光谱等分子光谱技术以及粒子图像测速技术,阐述了各技术的工作原理、衍生技术及在膜污染领域的典型应用,着重从监测区域和提供的膜污染信息等方面分析了其优缺点,并对未来光学监测技术的发展方向提出了展望,有助于推动其在实际膜法水处理工程中的应用。 展开更多

关键词 膜污染 光学技术 实时监测 显微成像 分子光谱

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积木型变孔隙泡沫陶瓷的传热特性研究

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作者 王恩宇 姜洪来 唐世乾 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期54-61,共8页

为了研究积木型变孔隙泡沫陶瓷的传热特性,采用稳态平面热源法,在分析热源温度对积木型泡沫陶瓷接触热阻影响的基础上,给出了孔密度梯度、厚度梯度和平均孔径对积木型泡沫陶瓷有效导热系数的影响变化规律.结果表明:积木型泡沫陶瓷的接... 为了研究积木型变孔隙泡沫陶瓷的传热特性,采用稳态平面热源法,在分析热源温度对积木型泡沫陶瓷接触热阻影响的基础上,给出了孔密度梯度、厚度梯度和平均孔径对积木型泡沫陶瓷有效导热系数的影响变化规律.结果表明:积木型泡沫陶瓷的接触热阻,随着热源温度的增加而降低,接触热阻占比也随之降低,减小幅度最大可达10.2%;在沿热流方向孔密度梯度变化相同时,随着积木型泡沫陶瓷平均孔径逐渐增加,有效导热系数也随之增加;当平均孔径相同时,沿热流方向孔密度递减而厚度递增型的积木型泡沫陶瓷有效导热系数最大;与沿热流方向孔密度梯度变化影响相比,积木型泡沫陶瓷平均孔径变化影响相对较小. 展开更多

关键词 泡沫陶瓷 导热系数 平均孔径 孔密度

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Fe改性Mn/CeO_(2)催化剂低温下同时脱硝与脱甲苯实验研究 被引量：4

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作者 郝泽榕 封硕 +1 位作者 邢玉烨 沈伯雄 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1866-1878,共13页

本研究采用浸渍法制备了Fe改性的Mn/CeO_(2)催化剂,并测试了催化剂在低温条件下同时脱硝与脱甲苯的性能。结果表明,Fe_(5)Mn/CeO_(2)催化剂表现出最佳的催化性能,甲苯的转化效率在175℃达到90%,NO转化率在95–300℃达到90%。通过BET、SE... 本研究采用浸渍法制备了Fe改性的Mn/CeO_(2)催化剂,并测试了催化剂在低温条件下同时脱硝与脱甲苯的性能。结果表明,Fe_(5)Mn/CeO_(2)催化剂表现出最佳的催化性能,甲苯的转化效率在175℃达到90%,NO转化率在95–300℃达到90%。通过BET、SEM、XRD、XPS、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD和O_(2)-TPD等表征手段对催化剂的理化性质进行分析。XPS结果表明,Fe_(5)Mn/CeO_(2)催化剂中Ce^(3+)和Mn^(4+)的含量增加,促进氧空位和不饱和化学键的形成,提供了更多的活性位点,从而有利于在低温下高效脱除NO和甲苯。H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD和O_(2)-TPD表征表明,与其他催化剂相比,Fe_(5)Mn/CeO_(2)催化剂具有优异的氧化还原能力、更强的酸性和更好的氧迁移能力。此外,本研究还探究了Fe_(5)Mn/CeO_(2)催化剂上选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应与甲苯催化氧化反应之间的影响。其中,NH_(3)优先吸附活性位点而抑制了甲苯吸附,而NO_(2)的生成促进了甲苯催化氧化反应;甲苯对NH_(3)-SCR反应的抑制作用随着温度的升高而减弱,在100℃时,甲苯对NH_(3)-SCR反应的抑制作用消失。超过225℃后,甲苯作为还原剂与NO发生反应且促进了NO_(2)的生成,从而对NH_(3)-SCR反应有促进作用。 展开更多

关键词 多污染物控制 氮氧化物 低温活性 NH_(3)-SCR 甲苯 催化氧化

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燃煤过程中痕量重金属的排放控制研究进展 被引量：2

8

作者 王昕怡 沈伯雄 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期25-29,共5页

根据煤的赋存形式和逸散特性,把重金属分为不挥发痕量元素、中等挥发痕量元素、易挥发痕量元素,并对其控制方式及脱除方法进行对比,同时也讨论了颗粒物与气态重金属控制设备。痕量重金属的排放控制是近年来较为重要的环保课题之一,对其... 根据煤的赋存形式和逸散特性,把重金属分为不挥发痕量元素、中等挥发痕量元素、易挥发痕量元素,并对其控制方式及脱除方法进行对比,同时也讨论了颗粒物与气态重金属控制设备。痕量重金属的排放控制是近年来较为重要的环保课题之一,对其进行高效吸附及在线监测控制以及对重金属及其他污染实施综合控制具有很大的研究空间。 展开更多

关键词 煤炭 痕量重金属 排放控制

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SCR脱硝过程中SO_(3)形成影响因素、控制方法及检测技术研究进展

9

作者 王博 沈伯雄 +2 位作者 郭秉楠 封硕 石其其 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2373-2379,2385,共8页

总结了SCR脱硝过程中SO_(3)的形成过程及机理,以及不同催化剂组分结构和反应工况对于SO_(3)形成的影响,并对SO_(3)的控制方法进行了简要总结。并指出多种物质的掺杂改性与多种成分的相互作用机理研究是接下来研制兼顾高效脱硝和低SO_(2... 总结了SCR脱硝过程中SO_(3)的形成过程及机理,以及不同催化剂组分结构和反应工况对于SO_(3)形成的影响,并对SO_(3)的控制方法进行了简要总结。并指出多种物质的掺杂改性与多种成分的相互作用机理研究是接下来研制兼顾高效脱硝和低SO_(2)转化率脱硝催化剂的关键。SO_(3)生成量较少、性质活泼并且收集检测易被SO_(2)干扰等因素,导致收集及测量十分困难。对SO_(3)的收集与检测方法进行了探讨,旨在为后续的收集检测技术研究及工程实施提供借鉴。 展开更多

关键词 SO_(2)氧化 SO_(3)生成机理 SO_(3)收集与检测 影响因素 SO_(3)防控

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废水处理中纳滤膜化学清洗技术研究现状、挑战与展望 被引量：7

10

作者 刘晓阳 陈玉波 +2 位作者 白莹 付洁 张光明 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期7-12,19,共7页

纳滤技术由于其操作压力较低、对二价离子截留率高等优势,在市政污水、纺织废水、制药废水等废水处理领域有广阔的应用前景。然而膜污染问题的存在限制了纳滤技术的发展,膜污染不仅会导致膜通量衰减、分离性能下降,还会大大缩短膜的使... 纳滤技术由于其操作压力较低、对二价离子截留率高等优势,在市政污水、纺织废水、制药废水等废水处理领域有广阔的应用前景。然而膜污染问题的存在限制了纳滤技术的发展,膜污染不仅会导致膜通量衰减、分离性能下降,还会大大缩短膜的使用寿命。化学清洗可有效缓解膜污染,但常用的清洗剂均会对膜结构和分离性能产生影响,还可能引发生物耐药性及膜清洗废水二次污染等问题。本文对不同类型废水处理中纳滤膜的污染特征及化学清洗方法进行综述,并且重点阐释了酸、碱、次氯酸钠等化学清洗剂与聚酰胺纳滤膜的作用机制,以及频繁的化学清洗对膜面微生物的影响和所引发的生物风险,最后对有关问题的解决措施提出展望,以期为膜污染控制方法的优化提供参考。 展开更多

关键词 纳滤 膜污染 化学清洗 废水处理 水回用

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球磨改性高熵氧化物对烟气中邻二甲苯的催化研究

11

作者 葛云逸 黄婷 张笑 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期129-134,共6页

为开发将可挥发性有机物(VOCs)与燃煤烟气中其余污染物协同脱除的新型催化剂,研究了具备处理燃煤烟气污染物能力的新型材料高熵氧化物(HEO)。受限于HEO制备过程的高温条件,催化剂样品存在表面积低、活性位点掩盖等不利现象;利用球磨法... 为开发将可挥发性有机物(VOCs)与燃煤烟气中其余污染物协同脱除的新型催化剂,研究了具备处理燃煤烟气污染物能力的新型材料高熵氧化物(HEO)。受限于HEO制备过程的高温条件,催化剂样品存在表面积低、活性位点掩盖等不利现象;利用球磨法处理得到了可应用于复杂燃煤烟气中的催化剂。通过烟气模拟实验研究了球磨参数对催化剂的物理化学影响及其应用于烟气复杂组分(H_(2)O、SO_(2))时对邻二甲苯脱除过程的影响和规律。结果表明,HEO样品经过适宜的球磨改性后,对多污染物的催化效率、抗毒性明显增强,且不存在明显的竞争吸附,这是由于球磨后多样的活性位点暴露、氧空位增加、晶格氧活化导致的。 展开更多

关键词 高熵氧化物 球磨 催化氧化 烟气组分 邻二甲苯

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微塑料与水体中无机/有机物质之间的异质聚集行为及其生态效应研究进展 被引量：1

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作者 张颖 程姿 吕宏虹 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期226-243,共18页

随着工业化的推进和消费主义的盛行,微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球关注的热点环境问题。MPs可通过多种途径进入湖泊、海洋等水生生态系统,在水流、风力、光照以及其他人为因素作用下分解并释放出有害的化学物质,破坏生态平... 随着工业化的推进和消费主义的盛行,微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球关注的热点环境问题。MPs可通过多种途径进入湖泊、海洋等水生生态系统,在水流、风力、光照以及其他人为因素作用下分解并释放出有害的化学物质,破坏生态平衡。此外,MPs在迁移转化过程中还会与水体中的有机和无机物质发生复杂的界面交互作用形成异质聚集体,这种界面作用并不是单一方向的,而是对MPs和水生物质造成双向影响。聚集体的存在不仅加剧了MPs与无机/有机物质的相互作用,还使得MPs成为携带无机/有机物质的载体,这一特性使其在水体环境中的迁移转化和毒性行为变得更为复杂。但是现有研究大多集中于研究微塑料自身的迁移转化规律。因此,本文对MPs与水体中无机和有机物质的相互作用,以及这些相互作用对生态系统可能产生的影响进行了全面的综述,以期为未来的研究提供理论基础和研究方向。 展开更多

关键词 微塑料污染 无机物质 有机物质 生态风险

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积木型多孔介质燃烧器的辐射输出效率及CO排放 被引量：5

13

作者 王恩宇 陈苗苗 +1 位作者 史忠天 田亮 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期322-328,共7页

为加大对以CO为主要可燃成分的超低热值气体的利用,设计开发了同心套筒多孔介质燃烧系统,研究了以CO和N_(2)配制而成的超低热值燃气燃烧强度、热值和当量比对燃烧室出口表面温度、辐射输出效率和CO排放的影响.结果表明,只改变单一变量时... 为加大对以CO为主要可燃成分的超低热值气体的利用,设计开发了同心套筒多孔介质燃烧系统,研究了以CO和N_(2)配制而成的超低热值燃气燃烧强度、热值和当量比对燃烧室出口表面温度、辐射输出效率和CO排放的影响.结果表明,只改变单一变量时,增大燃气热值或燃烧强度可以提高燃烧室出口表面温度、降低CO排放,但辐射输出效率随燃气热值或燃烧强度的增大而降低.燃烧强度为193.28 kW/m^(2)、当量比为0.9时,热值为2.0~3.0 MJ/m^(3)的超低热值燃气在积木型多孔介质燃烧器中燃烧的CO排放最低,燃烧室出口表面温度和辐射输出效率最高;当量比低于0.9时,当量比越小,燃烧室出口表面温度和辐射输出效率越低,CO排放越高.以CO为可燃成分的超低热值气体在多孔介质中的燃烧特性对多孔介质结构有很强的敏感性. 展开更多

关键词 超低热值 多孔介质燃烧器 表面温度 辐射输出效率 CO排放

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孔隙结构对水冷燃烧器燃烧换热特性的影响 被引量：2

14

作者 王恩宇 张翔宇 +2 位作者 史忠天 段润泽 田亮 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期27-35,共9页

针对天然气等高热值气体燃烧时氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了燃烧室内沿横向孔密度变化的孔隙结构对多孔介质中燃烧换热的影响.结果表明:燃烧室内平均孔密度相同条件下,孔密度沿横向... 针对天然气等高热值气体燃烧时氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了燃烧室内沿横向孔密度变化的孔隙结构对多孔介质中燃烧换热的影响.结果表明:燃烧室内平均孔密度相同条件下,孔密度沿横向由内而外先阶跃增加再阶跃减小的孔隙结构有利于燃烧放热沿冷却边界方向的传递,该燃烧室内整体温度低,从燃烧室中心截面处沿冷却边界方向的温差最大达568℃,多孔介质燃烧器的温升速率最小为16.2℃/min,平均传热系数最大为656.6 W/(m^(2)·℃);横向孔密度变化的6种燃烧室内芯结构采用水冷方式降低了燃烧室温度,NO排放都可以达到20 mg/m^(3)以下,而CO最高也仅有60 mg/m^(3). 展开更多

关键词 变孔隙 多孔介质燃烧器 内芯结构 水冷 换热特性

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光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究 被引量：2

15

作者 王恩宇 程永昌 +2 位作者 张学友 沈海笑 王予 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1181-1187,共7页

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电... 针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。 展开更多

关键词 太阳能储热 跨季节储热 光伏直驱 光伏泵 变流量

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MnOx/生物炭复合材料对土壤重金属的固化效果及其机理研究 被引量：19

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作者 吕宏虹 张慧 +6 位作者 刘颖 沈伯雄 王旭东 杨伟 包丽 曹椿杨 迟艳琛 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2704-2714,共11页

为了探究高锰酸钾改性生物炭(MnOx/生物炭)对土壤重金属的固化效果与生物炭的差异,本文采用高锰酸钾溶液改性小麦秸秆生物炭,研究不同MnOx负载浓度、复合材料添加量和固化时间对MnOx/生物炭复合材料固化土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu性能的... 为了探究高锰酸钾改性生物炭(MnOx/生物炭)对土壤重金属的固化效果与生物炭的差异,本文采用高锰酸钾溶液改性小麦秸秆生物炭,研究不同MnOx负载浓度、复合材料添加量和固化时间对MnOx/生物炭复合材料固化土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu性能的影响及其机理.结果表明,锰氧化物负载能够显著增加生物炭表面的羟基、羧基和酚羟基等官能团的数量.土壤毒性浸出液(TCLP)中重金属浓度变化表明,当固化剂添加量为1%时,MnOx/生物炭对土壤中Cd、Pb、Zn、Cu固化效果是未改性生物炭的2—4倍;在相同固化时间内,MnOx/生物炭复合材料对重金属固定化效果随着添加量和MnOx负载的浓度升高而增大. MnOx/生物炭复合材料的添加可促进重金属Cd、Pb、Zn和Cu由可交换态(EX)和碳结合态(CB)向更加稳定的锰氧化物结合态(OX)、有机物结合态(OM)和残渣态(RS)转化,从而降低污染土壤重金属的活性态比例. MnOx/生物炭主要通过吸附和氧化的共同作用,实现对土壤中重金属的高效固定.固化处理后土壤TCLP浸出液中Mn浓度均低于1.52 mg·L^(-1),说明使用复合材料不会造成土壤锰污染. MnOx/生物炭复合材料在修复重金属污染土壤中具有较大的应用潜力. 展开更多

关键词 生物炭 锰氧化物 土壤 重金属

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生物炭/铁复合材料的制备及其在环境修复中的应用研究进展 被引量：14

17

作者 段浩楠 吕宏虹 +1 位作者 王夫美 沈伯雄 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期774-790,共17页

生物炭/铁复合材料(比如生物炭/纳米零价铁(nZVI),生物炭/硫化亚铁和生物炭/氧化铁),由于其优异的理化性质而被广泛应用于环境污染修复.本文首先总结了生物炭/铁复合材料的制备方法和表征手段,制备方法主要有热解法,水热碳化,沉淀和球... 生物炭/铁复合材料(比如生物炭/纳米零价铁(nZVI),生物炭/硫化亚铁和生物炭/氧化铁),由于其优异的理化性质而被广泛应用于环境污染修复.本文首先总结了生物炭/铁复合材料的制备方法和表征手段,制备方法主要有热解法,水热碳化,沉淀和球磨法等.其次,通过综述生物炭/铁复合材料在有机污染和无机污染修复中的应用,阐明生物炭/铁复合材料的在环境修复中的应用机制以及复合材料中铁与生物炭的协同作用机理.总体而言,由于铁和生物炭之间的协同作用,提高了复合材料的比表面积,官能团和电子传递效率,从而增强生物炭/铁复合材料的性能.最后,提出了未来生物炭/铁复合材料的研究方向,进一步推动生物炭/铁复合材料在环境修复中的应用. 展开更多

关键词 生物炭 铁 水体 土壤 环境修复

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金属有机框架材料吸附VOCs影响因素研究进展 被引量：13

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作者 杨建成 王诗宁 +3 位作者 杨硕 杨明涛 沈伯雄 张笑 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期463-476,共14页

挥发性有机化合物(VOCs)对环境和人体健康均具有严重危害,而吸附法作为有效的VOCs脱除技术已得到广泛应用。在众多吸附剂中,金属有机框架材料(MOFs)以其极大的比表面积、可调节的孔径和可修饰性等优势,在VOCs脱除领域展示出良好的应用... 挥发性有机化合物(VOCs)对环境和人体健康均具有严重危害,而吸附法作为有效的VOCs脱除技术已得到广泛应用。在众多吸附剂中,金属有机框架材料(MOFs)以其极大的比表面积、可调节的孔径和可修饰性等优势,在VOCs脱除领域展示出良好的应用前景。本文首先介绍了在吸附过程中涉及到的吸附机理,从影响因素角度回顾了近年MOFs在VOCs吸附方面的研究进展。按照吸附质与吸附剂的几何结构、改性官能团、MOFs的金属位点、酸碱、水和碳材料复合等多个方面剖析了吸附过程中的影响因素,并将其分为内部影响因素和外部影响因素两大部分。针对影响因素归纳了提高吸附量的主要方法,并对MOFs吸附VOCs的吸附量进行了汇总。最后总结并展望了未来应用MOFs吸附VOCs的研究发展方向,期望为深入研究VOCs脱除技术提供有价值的参考。 展开更多

关键词 金属有机框架 吸附 有机化合物 影响因素

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M/ZSM-5(M=Cu、Mn、Fe、Ce、Ti)催化氧化甲苯性能研究 被引量：6

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作者 彭新宇 刘丽君 +2 位作者 沈伯雄 边瑶 苏立超 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期841-851,共11页

以ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法负载Cu、Mn、Fe、Ce、Ti制备一系列金属氧化物催化剂,利用SEM、XRD、N2吸附-脱附、XPS、H_(2)-TPR对催化剂的理化性质进行了表征,并考察了催化剂的催化氧化甲苯性能。结果表明,Cu/ZSM-5表面粗糙,金属元... 以ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法负载Cu、Mn、Fe、Ce、Ti制备一系列金属氧化物催化剂,利用SEM、XRD、N2吸附-脱附、XPS、H_(2)-TPR对催化剂的理化性质进行了表征,并考察了催化剂的催化氧化甲苯性能。结果表明,Cu/ZSM-5表面粗糙,金属元素分布均匀,具有较好的孔径结构、良好的低温还原性和丰富的吸附氧物种,且负载量为5%的Cu/ZSM-5表现出优异的甲苯催化活性和最佳的抗硫性,在SO_(2)环境下t90为224℃(GHSV=24000 h^(−1))。原位红外测试结果表明,甲苯的降解遵循以下途径,甲苯首先被吸附在催化剂表面形成吸附态甲苯,随后在催化剂作用下依次被转化为苯甲醛和苯甲酸,再经过开环反应形成马来酸、羧酸等小分子有机物,最终被氧化为CO_(2)和H_(2)O。 展开更多

关键词 甲苯 催化氧化 Cu/ZSM-5

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负载氯的分级多孔炭制备及其脱汞性能的研究 被引量：3

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作者 石其其 王玉亭 +1 位作者 沈伯雄 张笑 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1000-1007,共8页

以纳米碳酸钙为模板,水稻秸秆为碳前驱体,采用共热解法制备了负载氯的分级多孔生物质炭。在模拟烟气条件下,利用固定床实验台架研究了生物质碳材料对烟气中的单质汞(Hg 0)的脱除性能。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附(B... 以纳米碳酸钙为模板,水稻秸秆为碳前驱体,采用共热解法制备了负载氯的分级多孔生物质炭。在模拟烟气条件下,利用固定床实验台架研究了生物质碳材料对烟气中的单质汞(Hg 0)的脱除性能。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET)、程序升温脱附(Hg-TPD)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法对材料进行表征。结果表明,盐酸浸渍不仅可去除模板产物生成多孔结构,并且有效地将氯负载到材料表面。负载氯的分级多孔炭B1C1-Cl2的比表面积和总孔容分别达到398.1 m^2/g和0.4923 cm^3/g。在120℃,空速(GHSV)为225000 h^-1时,脱汞效率可达95%。多孔结构有利于气体扩散,高比表面积为材料提供了更多的反应位点,微孔-介孔内表面上的C-Cl共价键为脱汞的主要化学吸附活性位点。 展开更多

关键词 单质汞 多孔炭 氯 吸附 烟气

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