● 摘要
随着科技的发展，人类排入水体的废水成分日趋复杂，尤其是印染废水具有高浓度、高毒性、成分复杂的特性，常规废水处理工艺对其去除率较低，废水的处理已经成为当今环境保护的重要难题。利用活性金属制备的催化剂在催化湿式氧化法中对废水具有很强的降解性能。目前研究者大多通过选取几种活性金属来探究其对废水处理的最佳效果，存在的问题为实验耗时过长。元素周期表中金属元素众多，且不同的活性金属组分对废水的处理性能也有差异。因此研究出一种能快速筛选出具有最佳配比的活性金属的技术将能大大缩短实验的周期。
本论文将生物学领域的生物芯片技术应用于金属材料催化剂的筛选，在一块平面上以微阵列形式排列了众多微小单元，每个单元代表着一个反应区域。当每个微小单元对应着不同金属活性组分时，则每反应一次，每个微小单元都可以得到一个数据。该技术可大大降低对具有最佳催化性能的活性金属的筛选时间，且由于每个反应单元区域很小，实验过程中使用的试剂与材料也将大大减少。该文主要是对该技术进行一些基础性的研究。当密闭空间内的平面上聚集了以微阵列排列组成的液滴时，各液滴之间由于尺寸的差异，表面蒸汽压是不同的，液滴之间形成的压力差会导致液滴之间发生物质的传递。当这种物质传递进行到一定程度，势必会引起液滴大小的改变，且在不同的温度和时间下，液滴的尺寸改变是不同的。通过探究液滴改变的规律，为下一步改进平面上液滴的分布与控制液滴大小积累经验。
通过分子质量流率公式建立起了液滴间的传质模型。考虑到单个液滴的改变效果不明显，将整个液滴的尺寸区域按照一个固定尺寸分隔成若干个区间，把每个区间看成一个整体分析，将数量众多的液滴简化为若干个液滴群。比较了微空间液滴传质的质量守恒模型与气液平衡模型，发现气液平衡模型在研究液滴群之间的物质传递特性时比质量守恒模型要更准确。
实验通过控制时间和温度两个参数，用Image-Pro Plus 6.0分析软件对采集到的液滴图像进行统计分析。结果表明，液滴之间由于尺寸的不同会发生传质现象。随着时间的增加，小尺寸液滴数目会减少，大尺寸液滴数目会增多，视野范围内的液滴总数是趋于减少的。通过对各尺寸区间液滴占整个尺寸范围的面积分率进行统计，发现液滴群间传质主要发生在小尺寸范围与大尺寸范围之间。随着时间的增加，小尺寸液滴的面积分率是减小的，大尺寸液滴是逐步增大的，中间尺寸范围的液滴面积分率变化不是很明显。模型计算值与实验值的相对误差较小，证明了该理论模型在该实验条件下能较好的反应出实验的真实效果。