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[发明专利]一种非均相催化氧化用复合载体、催化剂和其制备方法及应用-CN202211124847.1在审
发明人： 张潇源;任腾飞;陈舒宁;欧阳长沛;黄霞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B01J21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种非均相催化氧化用复合载体、催化剂和其制备方法及应用。本发明的非均相催化氧化用复合载体为纤维状的碳‑惰性氧化物复合载体，所述复合载体的平均直径为0.2～50μm。本发明的复合载体能够有效地提升载体利用效果，大幅降低载体成本。基于本发明复合载体所制备的非均相催化氧化催化剂兼具高催化活性、高传质、低成本的优势，可在废水、废气等臭氧催化氧化处理中应用。
一种均相催化氧化复合载体催化剂制备方法应用

[发明专利]聚光海水淡化装置以及海水淡化方法-CN201910779480.9有效
发明人： 张潇源;李·伦纳德;程文浩;黄霞;刘瑞峰 -专利权人：清华大学;北京民天水源科技有限公司
申请日： 2019-08-22 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： C02F1/14 文献下载
摘要：本发明公开了聚光海水淡化装置以及海水淡化方法。本发明提出了一种海水淡化装置，包括：半椭球形的太阳能集热罩，太阳能集热罩的内壁底部有淡水收集槽，淡水收集槽在太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，淡水收集槽中设置有淡水出水口，淡水出水口与淡水储存单元相连，其中，太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且b轴垂直于蒸发平面；聚光件，聚光件被配置为可对照射至太阳能集热罩的太阳光进行聚焦；和冷却单元，冷却单元设置在太阳能集热罩的外部，且被配置为对太阳能集热罩的外表面进行冷却。由此，该聚光海水淡化装置可以直接放置在水面(例如海面)上使用，结构简单，成本低廉，使用方便，且太阳能利用率高，海水淡化效率及净水效率高。
聚光海水淡化装置以及方法

[发明专利]气升环流式膜生物反应器系统及污水处理方法-CN202010773944.8有效
发明人：黄霞;张潇源;夏俊林;邱勇;付博亚 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-04 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： C02F3/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种气升环流式膜生物反应器系统及污水处理方法。其中，气升环流式膜生物反应器系统包括：相互连通的多个气升式膜生物反应器单元；所述气升式膜生物反应器单元包括：缺氧区、厌氧区、好氧升流区和好氧区，好氧升流区设有电化学装置。该反应器实现以下优点：气升膜组件曝气量低，通过曝气推动水流，无需推流和回流，显著降低运行能耗；核心系统单元化，可直接改造现有池型，各单元之间循环往复的缺氧、厌氧、好氧过程，更有利于提高处理负荷和出水水质；利用电化学装置进一步强化系统的除磷能力，并通过产生的絮体改善混合液性质，有效减少膜污染的产生。
环流生物反应器系统污水处理方法

[发明专利]一种双载体臭氧催化剂和模块化催化氧化废水处理装置-CN201810298459.2有效
发明人： 张潇源;魏卡佳;黄霞;顾婉聪;梁鹏 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-04-04 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： B01J23/755 文献下载
摘要：本发明公开了一种双载体臭氧催化剂和模块化催化氧化废水处理装置，该双载体臭氧催化剂包括：复合载体，所述复合载体包括碳基材料和氧化铝；第一催化组分，所述第一催化组分包括碳基材料生长催化金属；以及第二催化组分，所述第二催化组分包括臭氧催化氧化活性金属。该双载体臭氧催化剂的复合载体包括碳基材料和氧化铝，兼具碳基材料良好的表面活性和氧化铝材料优秀的机械性能，从而进一步有利于臭氧催化氧化活性金属催化性能的发挥，提高了催化剂整体的稳定性与催化性能。
一种载体臭氧催化剂模块化催化氧化废水处理装置

[发明专利]太阳能光热转化净水装置以及净水方法-CN201910105066.X有效
发明人： 张潇源;李·伦纳德;程文浩;黄霞;郭兴国;徐婷;刘瑞峰 -专利权人：清华大学;北京民天水源科技有限公司
申请日： 2019-02-01 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： C02F1/04 文献下载
摘要：本发明公开了太阳能光热转化净水装置以及净水方法。本发明提出了一种太阳能光热转化净水装置，包括：半椭球形太阳能集热罩，太阳能集热罩的内壁底部具有淡水收集槽，淡水收集槽在太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，淡水收集槽中设置有淡水出水口，淡水出水口与淡水储存单元相连，太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且b轴垂直于蒸发平面；隔离加热层，隔离加热层位于太阳能集热罩的内部，隔离加热层可与水面接触且通过孔道将海水吸收至其内部，基体中具有光热转化材料；以及冷却单元，冷却单元可对太阳能集热罩的外表面进行冷却。该太阳能光热转化净水装置可直接放置在水面上使用，结构简单，成本低廉，太阳能利用率高，净水效率高。
太阳能光热转化净水装置以及方法

[发明专利]一种基于二元电活性材料缓解厌氧反应器酸化的方法-CN202310700270.2在审
发明人： 张潇源;王名威;黄霞 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： C02F3/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于二元电活性材料缓解厌氧反应器酸化的方法。本发明中通过利用二元电活性材料的电容性增加其接收、释放电子能力，从而接收酸化反应器内积累的氢离子和电子，缓解反应器酸化；二元电活性材料的电导性可富集铁还原菌，耦联强化有机物降解，并提高产酸细菌与产甲烷古菌的电子交换速度，加速小分子酸向甲烷的转化，并进一步地清除小分子酸的积累。本发明的方法可替代传统投加碱性试剂的方式，在缓解厌氧反应器酸化、维持反应器稳定运行等方面具有广阔的应用前景。
一种基于二元活性材料缓解反应器酸化方法

[发明专利]微生物燃料电池、污水处理装置-CN201710500473.1有效
发明人： 张潇源;黄霞;姬保江 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-06-27 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H01M8/16 文献下载
摘要：本发明提出了微生物燃料电池、污水处理装置。该微生物燃料电池包括：支撑骨架，具有与外界连通的腔室；阴极层，设置在支撑骨架远离腔室的一侧并环绕支撑骨架，且阴极层由阴极材料形成；分隔膜，环绕阴极层设置；以及阳极层，环绕分隔膜设置，且阳极层由阳极材料形成且负载有微生物。本发明所提出的微生物燃料电池，工作过程中可将微生物分解污水中COD的过程与水过滤过程进行结合起来，如此，在净化污水的同时，还可产电，并能处理高浓度有机废水；且其耐冲击负荷能力高，可组装到污水处理装置中，还具有模块化的特征，利于污水处理装置的放大与规模化；易于搭建，制造原料成本低，有利于工业化推广的潜力。
微生物燃料电池污水处理装置

[发明专利]微生物电化学耦合膜生物反应器系统及污水处理方法-CN202010773946.7有效
发明人： 张潇源;付博亚;黄霞;邱勇 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-04 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： C02F3/30 文献下载
摘要：本发明公开了微生物电化学耦合膜生物反应器系统及污水处理方法。包括气升环流式膜生物反应器、微生物电化学装置和氮磷回收区。气升环流式膜生物反应器包括多个气升环流式膜生物反应器单元，气升环流式膜生物反应器单元包括缺氧区、厌氧区、好氧区；微生物电化学装置包括阳极电极、阴极电极、连接阴阳两极的外部电路；氮磷回收区包括阴离子交换膜、阳离子交换膜及其之间的区域。该系统既具有气升环流式膜生物反应器的高效污水处理和固液分离能力，减少了污泥回流能耗，又结合了环流系统厌氧好氧区域分布的特点，通过耦合微生物电化学系统进一步强化整体的脱氮除磷能力，进一步提升了出水水质。
微生物电化学耦合生物反应器系统污水处理方法

[发明专利]多领域用途的微纳米气泡发生器以及气浮应用装置-CN202310658024.5在审
发明人： 张潇源;李·伦纳德;程文浩;刘瑞峰;周作勇 -专利权人：清华大学;民天环保科技（北京）有限公司
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： B01F23/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种多领域用途的微纳米气泡发生器以及气浮应用装置。微纳米气泡发生器包括：振动起泡机构，振动起泡机构包括起泡流道，起泡流道具有流入口，起泡流道具有周壁，周壁上设有多个剪切孔，单个剪切孔的孔径范围在0.001‑0.5mm之间；振动起泡机构还包括能简谐振动的振动体；动力机构。这种微纳米气泡发生器，充分利用了管路中会发生波动的液压冲击力、振动体的机械振动、微孔剪切力等，尤其利用了简谐振动带来的反复冲击，在较低能耗条件下，就能产生微纳米气泡。在环境、生物、化工领域中(例如在污水处理中应用于气浮时)，效果较为显著。
领域用途纳米气泡发生器以及应用装置

[发明专利]一种基于单原子催化剂诱导非自由基路径的水处理方法-CN202211124846.7在审
发明人： 张潇源;任腾飞;黄霞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： C02F1/72 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于单原子催化剂诱导非自由基路径的水处理方法。本发明的水处理方法利用单原子催化剂分解氧化剂产生非自由基活性氧物种以降解水中有机物，所述单原子催化剂为过渡金属基单原子负载的杂原子掺杂碳催化剂。本发明的水处理方法抗干扰性能强，能够在常温常压下有效地降解和去除水中难降解有机物，在复杂实际废水的深度处理方面具有潜在优势。
一种基于原子催化剂诱导自由基路径水处理方法

[发明专利]空气阴极及制备方法和污水处理系统-CN201710492291.4有效
发明人： 张潇源;董恒;黄霞;刘小婉;梁鹏;徐婷;王秋莹 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-06-26 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： C02F1/461 文献下载
摘要：本发明提出了空气阴极及制备方法和污水处理系统，以及碳基材料在制备催化剂中的用途。该空气阴极包括：扩散层；催化剂层，所述催化剂层含有如前所述的催化剂，所述催化剂层设置在所述扩散层的一侧；以及集电层，所述集电层以及所述催化剂层设置在所述扩散层的同侧。该空气阴极结构简单，无需复杂的操作即可实现制备，可以在较低的电位下，实现通过阴极还原反应制备过氧化氢。
空气阴极制备方法污水处理系统

[发明专利]一种生物神经网络状电催化膜及其制备方法与应用-CN202110713375.2在审
发明人：黄霞;高一凡;梁鹏;张潇源 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： C02F1/467 文献下载
摘要：本发明涉及一种生物神经网络状电催化膜及其制备方法与应用。生物神经网络状电催化膜，包括交错连接的碳基纳米纤维网络，用于无阻碍的电子转移；纳米电催化剂，散布在每一层所述碳基纳米纤维网络上，用于发生电催化反应。本发明提供的生物神经网络状电催化膜具有高导电性、高孔隙率、高比表面积及自支撑能力，可作为水处理领域中具有电催化功能的过滤膜使用，可用于去除污染物，可发生快速的“电子转移‑催化反应”机制，具有高效率的电催化性能。
一种生物神经网络电催化及其制备方法应用

[发明专利]多级环流臭氧催化氧化反应装置及催化氧化方法-CN202111268563.5有效
发明人： 张潇源;任腾飞;黄霞 -专利权人：清华大学;北京协同创新研究院
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： B01J8/04 文献下载
摘要：本发明公开了多级环流臭氧催化氧化反应装置及催化氧化方法，该反应装置包括氧气源单元；臭氧发生器；压力溶气罐；多级环流反应器，所述多级环流反应器内设有至少两级环流单元，所述至少两级环流单元中的外圈环流单元内填充有臭氧催化剂，所述多级环流反应器还包括气水混合物进口、出水口和尾气出口，所述气水混合物进口与所述气水混合物出口相连。本发明通过在多级环流反应器中设置多级环流单元，使污水在臭氧和臭氧催化剂的协同作用下在多级环流单元中进行多级催化氧化，生成高活性氧物质，同时强化气液固三相传质，提高了臭氧的利用效率，通过多级催化强化了污水深度处理性能，提高了反应装置的出水水质，具有良好的经济和环境效益。
多级环流臭氧催化氧化反应装置方法

[发明专利]过渡金属复合位点碳基催化剂的制备方法及其得到的催化剂和用途-CN202211124404.2在审
发明人： 张潇源;尹梦茜;任腾飞;黄霞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： H01M4/90 文献下载
摘要：本发明涉及过渡金属复合位点碳基催化剂的制备方法及其得到的催化剂和用途。本发明的制备方法包括将除锌盐外的其他过渡金属盐、锌盐、2‑甲基咪唑溶于溶剂中，在常温常压下反应，干燥获得前驱体，在惰性气体保护下对所述前驱体进行热解制得所述催化剂，相对于过渡金属盐总摩尔数而言，所述溶剂的用量为(1～50)mL/mmol，所述除锌盐外的其他过渡金属盐与锌盐的摩尔比为(0.002～0.5)：1。该方法简单高效、安全性高、操作简单且可以便捷有效地实现催化剂宏观‑介观‑微观层面的综合调控。
过渡金属复合位点碳基催化剂制备方法及其得到用途

[发明专利]一种污泥处理系统以及处理污泥的方法-CN202110319151.3有效
发明人： 张潇源;李·伦纳德;傅潇;程文浩;傅桂操;黄霞 -专利权人：清华大学;民天环保科技（北京）有限公司
申请日： 2021-03-25 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： B28B15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种污泥处理系统以及处理污泥的方法。该系统包括：污泥处置区，所述污泥处置区具有密闭干化室，所述污泥处置区具有封闭式结构；原料成型区，所述原料成型区与所述污泥处置区相连，以将掺配有经所述污泥处置区处理的干化污泥的原料制成烧结品湿坯；干燥区，所述干燥区与所述原料成型区相连，用于对所述烧结品湿坯进行脱水处理以形成烧结品坯；以及烧结窑炉区，所述烧结窑炉区与所述干燥区相连，用于对所述烧结品坯进行焙烧处理以形成砖料，所述烧结窑炉区具有依次相连的升温单元、焙烧单元、降温单元以及冷却单元，所述干燥区与所述升温单元相连，所述密闭干化室为窑顶式密闭干化室，所述密闭干化室与所述冷凝单元连接，对排出潮气进行冷凝换热，所述冷凝单元通过有害气体排出口与所述焙烧单元相连；所述干燥区具有排潮出口，所述排潮出口与所述冷却单元相连。该系统的能源利用率高可实现物质能源的高效利用。
一种污泥处理系统以及方法

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