河北唐山陶瓷(集团)公司博士后科研工作站以高性能结构陶瓷为首批开发研究方向,积极开展科研工作,目前已取得"纺织用高性能摩擦盘","环保用微孔陶瓷滤材"两项科研成果。"纺织用高性能摩擦盘"作为化纤生产设备中的重要零部件,目前国内百余家使用厂家全部依赖进口。该工

作为袋式除尘技术核心的滤料,其使用选择对整个过滤效率起了至关重要的作用。聚四氟乙烯(PTFE)滤料以其耐酸碱腐蚀,耐高温,抗氧化,不易水解,使用寿命长等特点被广泛应用在垃圾焚烧,燃煤电厂及冶金行业的烟气污染控制领域,是一种富有发展前景的滤料。

熔喷法非织造布技术熔喷法非织造布技术是采用高速热空气对高聚物树脂熔体从喷丝板纺出的丝进行气流拉伸,直接制成超细纤维,在成网系统上得到超细的熔喷非织造布。熔喷非织造布被广泛应用在空气过滤,气体过滤,液体过滤,血液过滤,保暖,隔热,吸油,电池隔膜,工业用擦拭布等方面,是一种重要的环保,医用,军用,工业用材料。目前国内仅有几家企业能生产这种熔喷设备,而且产品的幅宽在1 600 mm以下,尚不能满足我国非织造布行业使用和发展的需要。现代非织造布技术注重于将不同非织造布进行复合,集聚各自的特点,将它们组合成具有更高性能的非织造布,如将纺粘法非织造布(S)和熔喷法非织造布(M)相复合,即SMS或SMMS等。20 世纪末全球这一技术已趋成熟;从21世纪初至今,全球新增的纺粘生产线统计资料看,SMS生产线已占多数,幅宽一般都是2 400-3 200 mm,而在我国由于宽幅熔喷设备至今尚属空白,制约了纺粘和熔喷技术的进一步发展。

本发明公开了一种回收锌冶炼污泥中有价金属的方法。本发明包括将锌冶炼系统污泥与自来水混合后投入超声波设备中,进行超声波振荡,得到污泥熟料;将污泥熟料与稀酸溶液混合后,投入加压反应釜内,控制反应温度和反应时间,溶出有价金属离子,得到洁净泥;将洁净泥投入板块压滤设备内,添加助滤剂,经洗涤后过滤干燥,得到含水率低于5%的泥粉;过滤后的反应液返回锌冶炼系统中,进行净化,电解,回收得到金属锌。本发明得到的泥粉可用于生产高性能的水泥产品或微晶玻璃,所含重金属离子均能返回锌电解系统可彻底实现危险废物锌冶炼污泥的无害化,减量化,资源化利用。该方法简单易行,环保效益高,生产效率高,设备投资少,能耗低。

超级电容器,是一种节能环保的新型储能设备,作为一种电化学电容器,比传统的静电电容器具有更高的能量密度,比蓄电池具有更高的功率密度。除了优异的电化学性能,超级电容器具备成熟的制备工艺、广泛的材料来源、较低的环境要求、对环境友好等诸多优势,在科学研究以及不同领域的实际应用中皆存在极大的潜力。由于储能机理存在根本性的差异,超级电容器一般可以被分成赝电容器及双电层电容器两类。在研究及实际应用过程中,赝电容器(如金属氧化物等)电极材料通常存在导电性能差的缺点,而双电层电容器(如碳基材料等)电极材料通常存在比容量偏低,倍率性能不佳以及循环寿命比较低等诸多问题。为了解决两种超级电容器材料各自性能上面所存在的问题,本论文通过结合两种电容器材料各自性能的优势,以形成协同作用的方式,同时提高材料的比容量、功率密度、能量密度及循环性能,最终制得高性能的超级电容器电极材料。主要结果如下:(1)通过真空过滤的方法,成功合成碳/四氧化三钴复合介孔空心球C/Co_3O_4MHSs/还原氧化石墨烯(RGO)复合薄膜。通过简单的自组装过程,将介孔空心球插入氧化石墨烯片层间,可以解决氧化石墨烯片层因范德华力的强作用而造成堆积的问题,从而可以加速电解质离子和电子的转移和扩散速率,而复合材料中独特的介孔空心球结构,也可为电解质的传输提供更多路径,以此获得优异的电化学性能。在与C/Co_3O_4 MHSs结合后,所获得的复合薄膜在低电流密度时可获得较高的比容量(1266 F g~(-1)),远高于单体C/Co_3O_4 MHSs的比容量(153。9 F g~(-1))和还原氧化石墨烯薄膜(RGO)的比容量(213。5 F g~(-1))。此外,利用C/Co_3O_4/RGO作为正极材料,RGO作为负极材料,成功组装了C/Co_3O_4/RGO//RGO非对称超级电容器(ASC)器件。ASC器件表现出较大的能量密度为32。7 Wh kg~(-1)(对应的功率密度为800 W kg~(-1)),同时,器件具有出色的循环稳定性能(5000圈循环,保持率85。9%)。充电后至3。2 V后,两个串联的ASCs器件能够点亮白色发光二极管(LED)。(2)通过真空过滤的方法,成功制备了混合金属氧化物空心球NiCo_2O_4/还原氧化石墨烯(RGO)复合薄膜。通过简单的组装过程,将混合金属氧化物空心球插入RGO纳米片之间,可以有效地防止RGO纳米片的自重叠同时增加RGO纳米片的层间距,这样对电解质离子渗透和电子快速扩散非常有利。所制备的NiCo_2O_4/2RGO复合薄膜表现出优异的电化学性能(在1 A g~(-1)时为1414。7 F g~(-1))和优秀的循环保持率(10000圈,保持率为90。2%)。同时,利用活性炭(AC)作为负极材料,NiCo_2O_4/2RGO复合薄膜作为正极材料,成功构建了非对称超级电容器(ASC)器件。ASC器件展现出的最大比容量为97。4 F g~(-1)(1 A g~(-1)),最高能量密度为34。6 Wh kg~(-1)(对应功率密度为799。0 W kg~(-1)),最大功率密度为8007。4 W kg~(-1)(对应能量密度为19。1 Wh kg~(-1))。充电后,两个串联的ASCs器件能够点亮白色发光二极管(LED)。(3)通过一种简便的真空过滤策略,成功地制备了柔性NiCo_2S_4空心球/还原氧化石墨烯(RGO)复合薄膜。所制备的复合材料中,将NiCo_2S_4空心球插入RGO纳米片之间,有效地防止了RGO纳米片的自重叠同时增加了RGO纳米片的层间距,从而加速电荷及离子的穿透性和扩散性。所制备的NiCo_2S_4/2RGO复合薄膜在1 A g~(-1)时可获得1000。5 F g~(-1)的可观比容量。利用活性炭(AC)作为负极材料,NiCo_2S_4/2RGO复合薄膜作为正极材料,成功合成了非对称超级电容器(ASC),表现出较高的能量密度(15。4 Wh kg~(-1))、较高的功率密度(2227。3 W kg~(-1))并具有出色的循环稳定性(在5000次循环,保持率80。5%)。充电至3。2 V后,两个串联的ASCs器件能够点亮两个并联的红色LED灯泡至少2。0分钟。

目前,国内外切削加工方法对环境造成的污染污染仍然很大。非传统的干切削,喷气冷却和液氮冷却干式加工是主要加工方式,干加工方式既有有点也有缺点,因此离全面取代水基切削液的湿式加工还相当遥远,高性能绿色环保型水基金属切削液的开发仍具有重要的意义。尽管处理金属加工液废液的方法有很多并且已趋于成熟,但这些方法无一例外地造成金属加工液中大量有效成分的损失,研究一种对处理成本低,节能减排且对人类无害,对环境友好的处理方法具有重要意义。针对金属加工液失效原因,调查分析后设计研发了金属加工液净化再生设备。既能降低了废水处理成本,又节能减排,更对环境保护做出了贡献,一举三得。金属加工液净化再生主要分为来水调节系统,溶气释气系统,臭氧紫外杀菌系统,共凝聚气浮系统和排水排渣系统,其中溶气释气系统先使用臭氧后使用空气做溶气;共凝聚气浮系统为二级气浮,一级分离区与二级分离区分别对应两套混凝剂加药管线;杀菌方式为臭氧杀菌与紫外杀菌联合作用。金属加工液净化再生设备在调试期连续进水运行,控制金属加工液进水流量为600L/h,循环周期为1小时。溶气系统中臭氧或空气进气量为7%,总溶气水进水量在350L/h左右,其中一级分离区210L/h,二级分离区140L/h;溶气泵处压力调节为0。5MPa;设备循环运行5小时,每循环一次即每隔一小时取一次水样,通过检测加工液pH,电导率,COD,细菌总数,含油量,固体悬浮物等指标,确定设备最佳循环时间为2小时。金属加工液净化再生设备循环净化2小时后:出水PH稳定在8。5左右;在净化过程中,加工液电导率几乎稳定不变;出水COD损失率小于10%;杀菌率可达到99。6%;出水含油量去除率达到90%以上;出水悬浮物去除率达95%;过滤性能远优于原水;出水颜色为原本白色变为乳白色,难闻的臭味也消失。净化再生后金属加工液贮存安定性,pH值,消泡性,防腐蚀性和防锈等性能经国标法测试满足GB6144-85。实验结果表明用"二级混凝气浮分离技术+臭氧紫外杀菌"技术净化金属加工液的方法具有可行性,以此方法设计研发的金属加工液净化再生设备净化后出水达标,证明设备有效。

微纳结构在超疏水,表面增强拉曼活性基底,催化,场发射,微流控设备以及电化学设备等领域都具有极大的应用前景并且微纳结构的性能很大程度上取决于初始的构建单元及其组装方式。因此,基于自组装或自组装模板制备可控微纳结构是近年来的一个研究热点。在本论文中,樱桃视频APP黄网站发展了三种新方法,成功制备了具有通孔结构的蜂窝状有序微孔膜,图案化碳纳米管,纳米环以及三维多孔结构的石墨烯复合材料。本论文分为五章,详述如下: 第一章:简要介绍了自组装技术。重点介绍了基于自组装水滴模板法构筑蜂窝状有序微孔膜,基于自组装二维胶体晶体构筑微纳图案和基于(改性)石墨烯自组装构筑三维微纳结构,并简要介绍了这些结构的应用。 第二章:介绍了基于呼吸图法制备高性能聚合物微孔筛。以商业化三嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯为原料,通过呼吸图法制备具有通孔结构的有序微孔膜,再将其硫化得到高性能微孔筛。均一的孔径和薄的膜厚赋予微孔筛优异的尺寸选择性和较低的操作压力,同时聚合物的交联结构又赋予其优异的力学性能,耐化学腐蚀和耐热性,因此该微孔筛对腐蚀性溶剂,热水和有机溶剂等多种介质中的微粒都具有选择过滤性。该方法是一种制备高性能微孔筛的简单廉价的方法。 第三章:介绍了基于自组装二维胶体晶体制备图案化碳纳米管。结合胶体晶体刻蚀技术和电子束蒸发镀膜技术,樱桃视频APP黄网站制备了两种催化剂图案——六方排列的点阵和蜂窝状结构。基于这两种模板,利用化学气相沉积法制备了六方排列的柱状碳纳米管阵列和蜂窝状碳纳米管阵列。此外,基于二维胶体晶体和反应离子刻蚀技术,在催化剂基板上得到了六方排列的纳米环结构。樱桃视频APP黄网站研究了纳米环形成的机理。 第四章:樱桃视频APP黄网站发展了一种制备三维多孔石墨烯/金属纳米粒子复合材料的简单且环保的方法——基板增强的化学镀法。将负载有三维多孔石墨烯的泡沫镍浸泡在金属盐溶液中组装成原电池结构,促进金属离子在石墨烯上还原。氧化还原电势高于镍的金属都能通过该方法在三维多孔石墨烯上进行还原。由于三维多孔石墨烯/金纳米粒子复合材料具有优异的电催化活性,因此该复合材料能够应用于高灵敏度的电化学传感器,用于检测尿酸。 第五章:总结了本论文的主要内容及其意义。