水处理

摘要\n太阳能蒸汽发电是一种高效的净水方式。然而，在自然太阳光条件下建立具有较高蒸发效率、耐久性好的蒸汽发电系统仍然是一个挑战。采用气体发泡法，在多孔聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中嵌入等离激元Cu7S4 - MoS2 - Au纳米粒子( CMA NPs )，构建了一种新型的自由浮动纳米平台。气体扩散过程产生了导热系数低、通道开放的三维多孔PDMS基体，使其在整体基体中具有高效的能量限制和快速供水，有利于系统的机械强度。利用CMA NPs的宽带吸收和高光热效率以及基质的结构设计，纳米平台在一日照( 1 kW m-2 )条件下实现了较高的蒸发速率( 3.824 kg m–2 h–1 )和光热转换效率( 96.6 % )。而且，在强酸、强碱、强氧化剂、高盐度的存在下，这种性能即使在苛刻的条件下也保持稳定，在海水淡化、污水处理、杀菌等方面具有广阔的前景。

气液膜接触器被频繁地提出，作为传统臭氧注入方法在水处理中很有前景的替代品。然而，关于成功实现的大规模应用程序的信息很少。本综述以材料稳定性、传质性能和工艺设计为重点，讨论了臭氧膜接触器在水和废水应用中的研究现状。其目的在于找出有利的操作条件、与传统注入方式相比的好处以及结垢的关键方面。对报道的中空纤维和单管接触器实验臭氧传质系数( K )进行了相关影响参数的分析，并与Lévêque溶液和Kreulen修正的计算结果进行了比较。体积传质系数( Kas )用于与其他臭氧输送方法的比较。传质系数的实验值和计算值之间的差异随着传质速率和液体流速的降低而增大，这可能是由于膜电阻的增大和臭氧的衰减所致。疏水聚偏氟乙烯( PVDF )和聚四氟乙烯( PTFE )膜的传质系数最高，而聚二甲基硅氧烷( PDMS )、亲水性PVDF和无机膜的传质效率较低。尽管在水处理过程中，快速臭氧耗尽在液体本体和边界层中的传质强化作用可以显著，但对于同行评议的文献中考察的臭氧膜接触器，这种设计因子大多被忽略。PVDF和PTFE中空纤维模块的体积传质系数高于传统的注入方法，包括鼓泡柱和文丘里注入器，但缺乏全面和经济的研究来评估这种新型臭氧注入方法的潜在效益。此外，对于大多数材料，长期的材料稳定性是不确定的。总体而言，本研究提供了气液接触器的综合比较，提示了今后的研究领域。

为此，本文探索了疏水宏基复合吸附剂的合成及其在废水有机溶剂去除中的应用。聚二甲基硅氧烷( PDMS )、4，- 4′-偶氮二-4 -氰戊酰氯( ACPC )和甲基丙烯酰氯通过本体缩聚反应合成大分子单体。然后，以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯为单体，在不添加任何交联剂和引发剂的条件下，用大分子单体制备了有机凝胶体系。通过FT-IR、1H-NMR、TGA等手段对所得最终产物的结构性质进行了表征。考察了不同有机溶剂和油脂对有机凝胶网络中烷基链长和大分子单体的影响，以及制备凝胶的溶胀能力。对柴油、汽油、丙酮、苯、四氢呋喃和二氯甲烷的最大溶剂吸收率分别为85.3 %、100.9 %、1422.1 %、1660.0 %、3809.3 %和5032.2 %。考察了吸附-脱附动力学、油水混合物的选择性吸收、温度对吸附容量的影响以及重复使用性试验。结果表明，所制备的有机凝胶具有较高的溶胀性、高效的吸收能力，在去除废水中有机溶剂方面具有良好的油分离性能。温度依赖性吸收研究表明，吸收能力无明显变化。因此，本研究制备的大分子有机凝胶具有作为废水有机污染物净化吸附剂的潜力。

气液膜接触器被频繁地提出，作为传统臭氧注入方法在水处理中很有前景的替代品。然而，关于成功实现的大规模应用程序的信息很少。本综述以材料稳定性、传质性能和工艺设计为重点，讨论了臭氧膜接触器在水和废水应用中的研究现状。目的找出有利的操作条件、相对于传统注射法的优势和提升结垢的关键方面。对报道的中空纤维和单管接触器实验臭氧传质系数( K )进行了相关影响参数的分析，并与Lévêque溶液和Kreulen修正的计算结果进行了比较。体积传质系数( Kas )用于与其他臭氧输送方法的比较。实验和计算的传质系数之间的差异增大，导致传质和液体速度降低，这可能是由于膜阻力增强和臭氧衰减所致。疏水聚偏氟乙烯( PVDF )和聚四氟乙烯( PTFE )膜的传质系数最高，而聚二甲基硅氧烷( PDMS )、亲水性PVDF和无机膜的传质效率较低。尽管在水处理过程中，快速臭氧消耗在液体燃料和边界层中的传质强化效果显著，但在已有的文献中，臭氧膜接触器的设计因素大多被忽略。PVDF和PTFE中空纤维模块的体积传质系数高于传统的注入方法，包括鼓泡柱和文丘里注入器，但缺乏全面和经济的研究来评估这种新型臭氧注入方法的潜在效益。此外，对于大多数材料，长期的材料稳定性是不确定的。总体而言，本研究提供了气液接触器的综合比较，提示了今后的研究领域。

为此，本文探索了疏水宏基复合吸附剂的合成及其在废水有机溶剂去除中的应用。聚二甲基硅氧烷( PDMS )、4，- 4′-偶氮二-4 -氰戊酰氯( ACPC )和甲基丙烯酰氯通过本体缩聚反应合成了大分子单体。然后，以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯为单体，在不添加任何交联剂和引发剂的条件下，用大分子单体制备了有机凝胶体系。通过FT-IR、1H-NMR、TGA等手段对所得最终产物的结构性质进行了表征。考察了不同有机溶剂和油脂对有机凝胶网络中烷基链长和大分子单体的影响，以及制备凝胶的溶胀能力。对柴油、汽油、丙酮、苯、四氢呋喃和二氯甲烷的最大溶剂吸收率分别为85.3 %、100.9 %、1422.1 %、1660.0 %、3809.3 %和5032.2 %。考察了吸附-脱附动力学、油水混合物的选择性吸收、温度对吸附容量的影响以及重复使用性试验。结果表明，所制备的有机凝胶具有较高的溶胀性、高效的吸收能力，在去除废水中有机溶剂方面具有良好的油分离性能。温度依赖性吸收研究表明，吸收能力无明显变化。因此，本研究制备的大分子有机凝胶具有作为废水有机污染物净化吸附剂的潜力。