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1. 微分散法连续制备微气泡的研究进展

谢冰琪周才金黄小婷马向东张吉松

过程工程学报 2021, 21 (8): 865-876. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220341

摘要（406）

HTML （179）

PDF （9216KB）（211）

微气泡的尺寸介于1~1000 μm之间。相比于传统大气泡，微气泡具有体积小、比表面积大、上浮速度慢和传质效率高等优点，被广泛应用于石油、化工、食品、化妆品、医学和废水处理等领域。相比于传统的微气泡制备方法，气液微分散法制备微气泡生产效率高、可控性好、灵活性高和易于放大，受到了学者们的广泛关注。鉴于微气泡的广泛应用，快速准确的对气泡的大小和尺寸分布的表征也至关重要。本工作对常用的微气泡尺寸表征方法进行了归纳总结，比较了不同的微气泡制备方法的优缺点，并重点阐述了微通道法和膜分散法制备微气泡的研究现状。在此基础上对微分散法制备微气泡的未来研究方向进行展望。

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2. 表面活性物质影响下单个自由上升微气泡传质过程的直接数值模拟

李成祥崔怡洲石孝刚高金森蓝兴英

过程工程学报 2021, 21 (8): 877-886. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220240

摘要（350）

HTML （6）

PDF （1334KB）（162）

2017年，国际标准化组织将直径介于1~100 μm之间的气泡定义为微气泡，本研究参照上述定义，针对微气泡容易受到表面活性物质影响的特点，通过直接数值模拟对不同尺寸单个自由上升微气泡在表面活性物质影响下的传质速率进行研究。通过与模拟结果对比发现，微气泡的运动速度及传质速率均可用Clift等总结的爬流范围内的理论进行较为准确的预测。表面活性物质在微气泡表面的吸附会降低气泡的液相传质系数，但对于受表面活性物质影响程度较大的微气泡，其液相传质系数随气泡尺寸减小呈持续增加趋势，而与洁净微气泡先减小后增加的趋势有所不同。因此在无法排除表面活性物质影响的应用场合，进一步缩小微气泡的初始尺寸，不仅可以增加气相的比表面积，微气泡的液相传质系数也会进一步增加，其传质能力将得到进一步加强。

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3. 微气泡强化磷酸介质中Fe ²⁺高效氧化研究

王亚茹吕页清王少娜杜浩

过程工程学报 2021, 21 (8): 877-894. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220248

摘要（228）

HTML （5）

PDF （1020KB）（146）

为实现酸性介质中Fe2+的高效分离，工业中常采用双氧水氧化法将Fe2+转化为溶解度更低的Fe3+而实现铁的析出，该方法双氧水利用率低，经济性差，亟待开发酸性介质中新型的Fe2+低成本高效氧化法。基于微气泡在酸性介质中可爆裂生成活性氧原理，本工作开发了微气泡强化氧化Fe2+技术，研究了曝气头尺寸、反应温度、酸浓度等对微气泡强化氧化Fe2+及羟基自由基生成的影响，确定了反应的最佳条件为90℃、30wt% H3PO4、0.22 μm孔径曝气头，在上述条件下，30 min Fe2+氧化率可达约99%，与现行H2O2氧化效果相当，大大降低工艺经济成本。同时，本工作对微气泡强化Fe2+氧化的机理进行了研究，确定了微气泡爆裂生成的主要活性氧为羟基自由基，并研究了曝气头尺寸、反应温度、酸浓度等对羟基自由基生成的影响，获得了酸性介质中羟基自由基生成的调控规律。