Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2021 Vol.22 No.2 P.85-164

Cover:

<782>

Contents:

<749>

<<< CONTENTS >>>

Mini-review

Surface/Interfacial design and tailoring of polymeric membranes for liquid-phase separation

Jia-qi Li, Chuan-jie Fang, Wei-lin Feng, Jin-chao Fang, Li-ping Zhu

DOI: 10.1631/jzus.A2000170 Downloaded: 2003 Clicked: 2211 Cited: 0 Commented: 0(p.85-93) <Full Text>

Chinese summary <21> 用于液相分(fēn)離(lí)的聚合物(wù)膜表/界面的設計與剪裁

概要:合成聚合物(wù)分(fēn)離(lí)膜被廣泛應用于水處理、蛋白(bái)質分(fēn)離(lí)和醫療保健等領域.然而,傳統聚合物(wù)膜面臨着重大(dà)的挑戰,例如滲透性和選擇性之間相互制約、膜易被污染、機械強度低等.爲了解決這些難題,本研究小(xiǎo)組在聚合物(wù)分(fēn)離(lí)膜的表/界面設計與剪裁以及膜材料構效關系上進行了系統的研究工(gōng)作,并取得了以下(xià)進展:(1)提出并建立了一(yī)種基于贻貝仿生(shēng)兒茶酚化學的膜表面功能化與納濾膜制備新途徑;(2)設計并制備了一(yī)種以剛性多孔基膜爲載體(tǐ)的凝膠填充聚合物(wù)複合膜,發展了一(yī)種高機械強度的環境響應性分(fēn)離(lí)膜制備方法;(3)建立了基于兩親聚合物(wù)的分(fēn)離(lí)膜表面按需設計以及抗污改性的新方法;(4)設計并開(kāi)發了一(yī)系列兼具過濾與吸附功能的吸附型分(fēn)離(lí)膜,可用于水中(zhōng)痕量重金屬離(lí)子、抗生(shēng)素、塑化劑等微污染物(wù)的快速脫除.

關鍵詞組：分(fēn)離(lí)膜;兩親聚合物(wù);兒茶酚化學;抗污染;吸附膜

Articles

Catalytic effects of V₂O₅ on oxidative pyrolysis of spent cation exchange resin

Qi Song, Jian-hua Shen, Yong Yang, Yao Yang, Bin-bo Jiang, Zu-wei Liao

DOI: 10.1631/jzus.A2000100 Downloaded: 2257 Clicked: 2685 Cited: 0 Commented: 0(p.94-105) <Full Text> <PPT> 1547

Chinese summary <25> V₂O₅對廢陽離(lí)子交換樹(shù)脂氧化裂解的催化作用

目的:核工(gōng)業會産生(shēng)大(dà)量的放(fàng)射性廢樹(shù)脂,由于無法再生(shēng),需要對其進行安全減容處理.氧化裂解是一(yī)種經濟、有效且安全的處理方法,但目前所使用的催化劑僅能降低裂解的溫度,難以同時減少殘渣量以達到進一(yī)步減容的目的.本文旨在探讨V₂O₅對廢樹(shù)脂氧化裂解的催化作用,期望在降低裂解溫度的同時能減少裂解殘渣量,并探究其催化機理.
創新點:1. 通過添加V₂O₅爲催化劑,在降低廢樹(shù)脂裂解溫度的同時,首次降低了裂解殘渣量;2. V₂O₅的催化效果通過其酸性中(zhōng)心和氧化還原中(zhōng)心協同作用實現;3. V₂O₅有助于磺酸基團的低溫脫除.
方法:1. 通過熱重分(fēn)析,發現V₂O₅對廢樹(shù)脂氧化裂解反應具有較好的催化作用(圖1);2. 通過X射線光電子能譜分(fēn)析和元素分(fēn)析,考察V₂O₅在反應過程中(zhōng)的作用效果及其與其他催化劑的區别(圖3和4);3. 通過對不同的催化劑進行H₂-TPR、O₂-TPD、CO₂-TPD和NH₃-TPD表征,探究V₂O₅的催化機理(圖5~8).
結論:1. V₂O₅對廢樹(shù)脂的氧化裂解具有一(yī)定的促進作用,能同時降低裂解溫度和裂解殘渣量;2. V₂O₅能促進硫鍵的分(fēn)解與轉化,并能在低溫下(xià)促進磺酸基團的脫除;3. V₂O₅的催化效果是通過其酸性中(zhōng)心和氧化還原中(zhōng)心協同作用實現的;在酸性中(zhōng)心吸附硫鍵的作用下(xià),氧化還原中(zhōng)心破壞硫鍵結構.

關鍵詞組：廢物(wù)處理;陽離(lí)子交換樹(shù)脂;V₂O₅;催化;氧化裂解

Modification of acidity in HZSM-5 zeolite for methane-methanol co-reaction

Bing-jie Zhou, Zhi-xiang Xi, Yue Yu, Bin-bo Jiang, Jing-dai Wang, Zu-wei Liao, Zheng-liang Huang, Yong-rong Yang

DOI: 10.1631/jzus.A2000126 Downloaded: 1841 Clicked: 2519 Cited: 0 Commented: 0(p.106-115) <Full Text> <PPT> 1644

Chinese summary <24> HZSM-5酸改性及其對甲烷甲醇耦合反應的影響

目的:通過水蒸氣處理調控HZSM-5催化劑的酸性,進而單因素研究酸性對甲烷甲醇耦合反應的影響規律,并以此爲基礎,提出HZSM-5催化劑上甲烷與甲醇的共活化機制.
創新點:1. 實現了低溫下(xià)的甲烷活化;2. 通過水蒸氣處理單因素調控HZSM-5催化劑的酸性;3. 提出了HZSM-5上甲烷與甲醇的共活化機制.
方法:1. 通過水蒸氣處理,得到孔結構和擴散能力差異小(xiǎo)而酸性差異顯著的系列HZSM-5催化劑(圖1-6);2. 通過催化劑性能考評,對比研究不同酸性HZSM-5上的甲醇反應以及甲烷甲醇耦合反應過程(圖7);3. 在酸性不同的催化劑上研究甲醇空速對甲烷轉化的影響(圖9).
結論:1. 在HZSM-5催化劑上,存在最适酸濃度,可使甲烷轉化率最高;2. 酸濃度更高的催化劑,其達到最大(dà)甲烷轉化率所對應的甲醇空速更大(dà);3. 吸附有甲醇分(fēn)子的酸位點構成了耦合反應中(zhōng)甲烷的活化中(zhōng)心.

關鍵詞組：甲烷轉化;甲醇;耦合反應;酸性;HZSM-5

Behavior of alkali minerals in oxyfuel co-combustion of biomass and coal at elevated pressure

Oris Chansa, Zhong-yang Luo, Wen-nan Zhang, Chun-jiang Yu

DOI: 10.1631/jzus.A2000039 Downloaded: 1938 Clicked: 2605 Cited: 0 Commented: 0(p.116-129) <Full Text> <PPT> 1524

Chinese summary <22> 高壓力下(xià)生(shēng)物(wù)質和煤的氧化燃料共燃中(zhōng)堿礦物(wù)的行爲研究

目的:生(shēng)物(wù)質或煤的燃燒會産生(shēng)影響鍋爐傳熱性能的氣溶膠和凝結堿礦物(wù).本文旨在研究煤和生(shēng)物(wù)質在加壓氧燃料共燃條件下(xià)堿礦物(wù)的行爲.
創新點:通過增加對煤的壓力和與生(shēng)物(wù)質混合,可以減少氣溶膠KCl的排放(fàng),從而抑制鍋爐熱交換器的腐蝕.
結論:1. 壓力升高對固體(tǐ)堿礦的影響可忽略不計.2. 提高生(shēng)物(wù)質與煤的混合比,将提高鉀基礦物(wù)質的含量,但會減少鈉基礦物(wù)的含量.3. 鍋爐中(zhōng)與堿相關的殘渣可以通過富硫煤和富鉀生(shēng)物(wù)質的協同燃燒作用,在典型的流化床燃燒溫度下(xià)形成穩定的固體(tǐ)K₂SO₄.3. 基于反應機制的動力學建模表明,在K₂SO₄的形成過程中(zhōng),從SO₂到SO₃的氧化起着主要作用;但這種氧化的貢獻會随着壓力的增加而降低.

關鍵詞組：氧氣共燃;均衡計算;化學動力學反應;礦物(wù)的鑒定;熱重力燃燒

Effects and mechanisms of surfactants on physical properties and microstructures of metakaolin-based geopolymer

Dong-ming Yan, Sheng-qian Ruan, Shi-kun Chen, Yi Liu, Ye Tian, Hai-long Wang, Tian-nan Ye

DOI: 10.1631/jzus.A2000059 Downloaded: 2327 Clicked: 3155 Cited: 0 Commented: 0(p.130-146) <Full Text> <PPT> 1744

Chinese summary <27> 離(lí)子型和非離(lí)子型表面活性劑對偏高嶺土地基聚合物(wù)物(wù)理性能和微觀結構的影響和機理

目的:研究五種離(lí)子型和非離(lí)子型表面活性劑(十二烷基磺酸鈉、烷基糖苷、苯紮氯铵、蔗糖脂肪酸酯和硬脂酸)對偏高嶺土基地聚合物(wù)的物(wù)理性能和微觀結構的不同影響.并從表面活性劑對偏高嶺土的吸附能力方面提出相關的機理模型,分(fēn)析不同影響産生(shēng)的原因.
創新點:1. 首次全面比較并研究上述五種表面活性劑對偏高嶺土基地質聚合物(wù)的影響.2. 從作用機理上提出:地聚合物(wù)性能與特定分(fēn)子構型的表面活性劑的吸附能力密切相關.
方法:1. 通過漿體(tǐ)的粘度,養護28天後樣品的密度、表觀吸水率和抗壓強度表征地聚合物(wù)物(wù)理性能.2. 通過掃描電鏡觀測地聚合物(wù)微觀缺陷和凝膠結構.3. 通過壓汞試驗和掃描電鏡觀察相結合的方法表征地聚合物(wù)孔隙特征.4. 進行相關機理分(fēn)析.
結論:1. 所有表面活性劑均能提高漿料粘度并引入氣泡.苯紮氯铵具有最強的增粘能力,而烷基糖苷具有最強的氣泡引入能力.2. 具有特定分(fēn)子構型的表面活性劑,由于其對偏高嶺土的吸附能力而影響地聚合物(wù)的物(wù)理性能和微觀結構;吸附能力弱的十二烷基磺酸鈉和烷基糖苷會導緻高的孔隙率,松散的微觀結構和更多的微觀缺陷.吸附能力強的苯紮氯铵、蔗糖脂肪酸酯和硬脂酸導緻相對較低的孔隙率和緻密的微觀結構.3. 地聚合物(wù)的密度、吸水率和抗壓強度的變化趨勢與總孔隙率相吻合,反映出微觀和宏觀、外(wài)部和内部結構的一(yī)緻性.

關鍵詞組：偏高嶺土基地聚合物(wù);表面活性劑;物(wù)理性能;微觀結構;吸附性;微觀機理

Consolidation behavior of Tianjin dredged clay using two air-booster vacuum preloading methods

Hua-yang Lei, Yao Hu, Jing-jin Liu, Xu Liu, Chen-yuan Li

DOI: 10.1631/jzus.A2000133 Downloaded: 2113 Clicked: 3004 Cited: 0 Commented: 0(p.147-164) <Full Text> <PPT> 1663

Chinese summary <28> 兩種增壓式真空預壓加固天津吹填粘土試驗研究

目的:增壓式真空預壓是加固吹填軟土的有效方法,目前主要有排水闆注氣和增壓管注氣兩種.本文旨在對比分(fēn)析兩種方式的加固效果(真空度、排水量、固結度、剪切強度和微觀結構特征等),選出最優加固方法,以期指導工(gōng)程實踐.
創新點:1. 通過模型試驗,從宏觀角度對比評估兩種增壓式真空預壓的加固效果;2. 通過微觀結構試驗,從微觀角度進一(yī)步評估加固效果;3. 分(fēn)析排水闆-增壓式真空預壓加固效果優于注氣管-增壓式真空預壓的原因.
方法:1. 通過模型試驗分(fēn)析,對比分(fēn)析兩種方法的加固效果(真空度、排水量、固結度、剪切強度和微觀結構特征等);2. 通過微觀結構試驗(掃描電鏡和壓汞)分(fēn)析,驗證模型試驗的結果,并進一(yī)步對比排水闆-增壓式真空預壓和注氣管-增壓式真空預壓的加固效果.
結論:1. 在模型試驗中(zhōng),相對于注氣管-增壓式真空預壓,排水闆-增壓式真空預壓的排水量、固結沉降和孔壓消散更大(dà),而含水量、剪切強度和固結度更小(xiǎo);2. 在微觀結構試驗中(zhōng),排水闆-增壓式真空預壓加固後的土體(tǐ)骨架顆粒形态更均勻密實,孔隙更小(xiǎo);3. 排水闆-增壓式真空預壓的加固效果優于注氣管-增壓式真空預壓.