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針對富營養化水體的微納米氣泡強化富氧和水生植物種植的高效耦合修復技術
我國湖泊水庫近在近20年來富營養化發展速度相當快，藻類爆發日趨頻繁，已經嚴重影響到了飲用水水質。上海地處平原，河道水流緩慢，近年來日益嚴重的“黑臭河道”現象也是典型的半封閉性水域的富營養化。曝氣富氧和種植水生植物是修復富營養化水體的有效技術，但是常規大氣泡富氧方式富氧效率低，容易造成底泥擾動反而加重水體污染；水生植物在冬季修復效率低下。前期研究結果發現微納米氣泡具有比表面積大、上浮速度慢的特點，可以改善下層水體的溶解氧濃度，恢復好養微生物和浮游動物的活力。本課題針對富營養化水體，采用微納米氣泡富氧技術與水生植物種植技術相結合的方式，根據不同的水質條件（水庫、黑臭河道）調控相應的微納米氣泡的應用方式及條件，結合種植適宜的水生植物，促進植物根系發展提高冬季氮磷去除效率，從而實現水體的高效凈化。通過對修復過程中的水質變化規律和微生物演替規律進行動態監測，觀察不同微納米氣泡的實施條件對水生植物的生長和根際微生物變化的影響，探索微生物群落特征與水體修復效果的映射關系，用以指導該技術的推廣和應用。 我國湖泊水庫近在近20年來富營養化發展速度相當快，藻類爆發日趨頻繁，已經嚴重影響到了飲用水水質。上海地處平原，河道水流緩慢，近年來“黑臭河道”現象日益嚴重，黑臭異味的根源是半封閉性水域的富營養化，外源污染物的過量輸入超越了水體的環境容量。封閉性和半封閉性富營養化問題亟待解決，本項目擬開發的環保綠色高效的修復技術具有廣闊的市場前景。
同濟大學
2021-04-11
富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統及方法
本發明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進入中空纖維膜接觸器的管程進行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發生器產生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進入進行協助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發明通過在膜接觸器內降壓操作代替傳統加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。
浙江大學
2021-04-11
關于富溴籽晶誘導法助力提升高效鈣鈦礦太陽能電池長期穩定性的研究
有機無機雜化鈣鈦礦以其光吸收系數高、載流子擴散距離長、制備方法簡單、帶隙連續可調等特性，被廣泛認為是發展下一代光伏器件的理想材料。自2009年以來，僅僅歷經10年的發展時間，鈣鈦礦太陽能電池的能量轉化效率已經達到25.2%，發展速度為各類太陽能電池之最。但是，由于鈣鈦礦太陽能電池當前面臨的熱穩定性、長時間工作穩定性等問題，嚴重阻礙了其商業化應用發展。針對此問題，北京大學物理學院趙清教授課題組利用材料工程方法，設計提出了富溴鈣鈦礦籽晶誘導生長兩步法，實現了鈣鈦礦薄膜中溴離子的高效摻雜，有效提高了鈣鈦礦太陽能電池的長時間工作穩定性。 通過在碘化鉛薄膜中引入微米級富溴鈣鈦礦籽晶，一方面提供后續鈣鈦礦生長所需的成核位點、誘導薄膜生長、提高薄膜生長質量，另一方面為鈣鈦礦生長提供充足的溴元素，解決兩步法中溴離子難以有效摻雜的問題。通過改變鈣鈦礦籽晶的添加量，可以實現對鈣鈦礦成核、晶粒大小、缺陷態密度等的精確調控，實現對最終鈣鈦礦成分與帶隙的精準控制。測試表明，利用富溴鈣鈦礦籽晶誘導生長兩步旋涂法制備得到的鈣鈦礦太陽能電池器件，其能量轉化效率可以達到21.5%；更為重要的是，其長時間工作穩定性得到了顯著提高，在AM1.5G太陽光下持續工作500小時后，仍然能保持超過80%的初始效率。這一成果遠遠超過傳統兩步法僅有的數小時穩定性。該研究表明，溴元素對鈣鈦礦材料長時間工作穩定性具有至關重要的作用，同時，提供了一條簡單、高效、穩定的基于鈣鈦礦兩步法的溴摻雜方法。此研究將為鈣鈦礦領域內鹵素離子的均勻高效摻入、器件長時間工作穩定性的提高等問題提供了新的思路。相關研究結果發表于Advanced Energy Materials 9, 1902239 (2019),并被選為當期封底圖片。北京大學博士生李琪為該研究論文的第一作者，趙清教授為通訊作者。以上研究得到了國家自然科學基金委、北京大學人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、北京大學納光電子前沿科學中心、量子物質科學協同創新中心等單位的支持。
北京大學
2021-04-11