离暑假结束还有整整一周,校园里慢慢热闹起来了。第一墈书蛧 蕞鑫章劫哽鑫快
拖着行李箱返校的学生三三两两走在林荫道上,宿舍楼的窗户一扇扇被推开,晾衣绳上重新挂起衣服,食堂的窗口也多开了几个。
那种暑假里停滞般的热浪和安宁,正被新生的喧闹和活力驱散。
化工实验楼里,也比前些日子多了些人气。
李相的实验,进入了最关键的收尾和验证阶段。
实验台上,并排放著三套他亲手搭建的小型连续流反应装置原型。
每套都由一个细长的玻璃反应柱(这是他特意去校外加工店定做的)、一台精密蠕动泵、一个直流电源模块以及配套的电极夹具和管线组成。
反应柱内部,固定着他优化后的泡沫镍基复合阳极和与之匹配的不锈钢阴极。
装置旁的数据记录本已经写满了大半,上面密密麻麻记载着流速、电压、进出水浓度、ph、能耗
连续流实验的难度,远超出最初的批式反应。
最初几天,问题一个接一个:流速稍快,废水在反应柱内停留时间不足,处理效果骤降;流速调慢,又容易在电极表面形成沉积,堵塞流道。
电极的密封也是个麻烦事,既要保证导电良好,又要防止漏水。
李相和赵旭、杨静反复讨论、试制了好几种硅胶垫圈和紧固方案,才解决了泄漏问题。
最棘手的,是系统运行的稳定性。
批式反应就像一次性的考试,条件控制好就行。
而连续运行,则像一场持续的监测,任何微小的波动——电压的漂移、水泵脉冲、甚至室温变化——都可能被放大,导致出水水质起伏。
李相为此在反应器出口加装了在线ph计(用的是实验室的老设备,有联电脑的接口,勉强能用),又花钱找到计算机学院的研究生学长编写了一个简单的数据记录程序,通过旧笔记本电脑串口采集数据,这才能够实时监控运行状态。
这种对细节的追索,贯穿了整个暑假。
秦教授中间来过几次,往往是静静地看一会儿实验,翻翻记录本,问一两个关键问题,并不多加指点,但眼神里的赞许和期待是显而易见的。
他给了李相很大的自主空间,也提供了必要的支持——一些特殊药品的加急订购,使用大型表征设备的许可(虽然校内的设备比较老旧,但测个se和xrd衍射谱也够用了),以及当李相提出想尝试将紫外灯管集成进反应柱侧壁时,秦教授很快批了一笔小小的经费用于购买灯管和石英套管。
此刻,李相正进行最后三轮的重复验证实验。
目标很明确:在模拟某化工厂实际废水成分(高盐、含苯系物)的进水条件下,验证他开发的&34;自产亚铁型复合阳极电芬顿耦合紫外光&34;系统的处理效能与运行稳定性。
每一轮实验需要连续运行72小时。
第一个72小时结束时,数据不错:d去除率稳定在85以上,吨水能耗比现有的电芬顿法降低了约35。
但李相并不满意,他在记录本上标出了几个&34;波动期&34;,对应的是夜间实验室空调关闭后室温升高的时段。
于是,第二轮验证时,反应柱被包上了一层银色保温棉。李相还调整了紫外灯管的运行模式,从持续照射改为间歇脉冲式开启,以模拟更经济的运行条件。这轮结果更加平稳,去除率曲线像一条平滑下行的缓坡,能耗又有小幅下降。这曲线漂亮,拿出去做汇报图表绝对有说服力。
真正的考验在第三轮。
李相故意在实验进行到一半时,模拟了一次&34;冲击负荷&34;——将进水浓度瞬间提高了50,并持续了六小时。
这是模拟工厂生产波动或事故排放的情况。
装置先是经历了一段处理效率的下跌,但伴随着李相手动微调了电压和催化剂投加量,系统在两小时内逐渐恢复了处理能力,最终出水指标仍勉强达标。
秦教授拿起最新的数据汇总表,仔细看了很久。
窗外午后斜阳照进来,在他花白的鬓角上镀了层金边。
实验室里很安静,只有恒温水浴锅轻微的嗡嗡声。
秦教授摆摆手,打断了他的谦辞,语气是罕见的温和与直接:&34;你不仅仅是在优化。你从电极材料这个源头入手,设计了一种能够原位、持续产生亚铁离子的新型阳极,这跳出了传统外加亚铁盐的框框,解决了铁泥产生和成本的大问题。你把这个材料和紫外光催化耦合起来,协同效应显著,对高盐、难降解有机物的处理效率提升了一大截。你还把它初步工程化了,这套连续流装置雏形,虽然简陋,但思路清晰,考虑了能耗、稳定性和可操作性。
他顿了顿,目光扫过实验台上那几套装置,仿佛在看什么珍贵的作品:&34;产学研,产学研,我们常在嘴上说。很多研究,停留在论文里,停留在瓶瓶罐罐里。有一只脚,踏到&39;产&39;那个字边上去了。我印象里,很少有本科生——不,甚至很多研究生,能在这么短时间里,完成从机理探索到原型搭建的完整链条。
李相感到心脏在胸腔里有力地跳动,不是因为紧张,而是一种被认可、被点破目标的激越。
李相心头一凛,知道关键的时刻到了。
他清晰地说出了自己酝酿已久的提议:&34;教授,我想我们是否可以先为这个新型阳极材料和它在这个耦合工艺中的应用,申请专利?然后,基于已经取得的可靠数据,撰写一篇学术论文。
秦教授没有丝毫意外,显然早已料到,或者说,期待着李相提出这个。而且,这个工作从头到尾是你主导构思、设计和完成大部分实验的。我的课题组提供了平台和部分指导。所以,在专利申请和论文发表时,你理应是第一发明人和第一作者。这是对你工作的尊重,也是对学术规范的遵守。
尽管早有预期,亲耳听到秦教授明确的承诺,李相还是感到一股热流从心底涌起。