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磁性纳米吸附剂的构建及其对金属离子吸附机理研究

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磁性纳米吸附剂的构建及其对金属离子吸附机理研究

作者：吴开彦鲁东大学

学位级别：硕士

水体中重金属离子的脱除和贵金属离子的回收是绿色可持续发展的重要课题。吸附法因效率高、成本低、操作简单等优点被广泛应用于水体中重、贵金属离子的脱除和回收。磁性纳米Fe3O4具有比表面积高、易分离、无二次污染等优点被广泛应用... 详细信息

水体中重金属离子的脱除和贵金属离子的回收是绿色可持续发展的重要课题。吸附法因效率高、成本低、操作简单等优点被广泛应用于水体中重、贵金属离子的脱除和回收。磁性纳米Fe3O4具有比表面积高、易分离、无二次污染等优点被广泛应用在吸附分离领域。为此,针对典型高毒性重金属离子Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)以及贵金属离子Au(Ⅲ)的高效吸附分离,本文以二氧化硅包覆Fe3O4(Fe3O4@SiO2)为基体构建了系列含氮、氧、硫功能基团的磁性纳米金属离子吸附剂,系统研究了其吸附性能及吸附机理,获得了功能基团结构与吸附性能的构效关系规律,为新型高效吸附分离材料的制备提供了理论依据和技术支持。本文主要研究内容如下:1.针对Hg(Ⅱ)的吸附分离,以Fe3O4@SiO2为基体,通过与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTS)的反应引入环氧基,随后分别通过乙二胺、四乙烯五胺、氨基吡啶、尿素对其功能化,制备了系列磁性纳米Hg(Ⅱ)吸附剂(Fe3O4@SiO2-EDA、Fe3O4@SiO2-TEPA、Fe3O4@SiO2-AP、Fe3O4@SiO2-UEA)并系统研究了对Hg(Ⅱ)的吸附性能,考察了溶液pH、时间、温度、Hg(Ⅱ)浓度、离子强度、共存离子等对吸附性能的影响。结果表明四种吸附剂对Hg(Ⅱ)的最佳吸附pH为6。吸附动力学结果显示 Fe3O4@SiO2-EDA、Fe3O4@SiO2-TEPA、Fe3O4@SiO2-AP、Fe3O4@SiO2-UEA对Hg(Ⅱ)的吸附可分别在120、100、150、150 min达到吸附平衡,吸附动力学过程符合拟二级动力学模型,液膜扩散过程为控速步骤;等温吸附结果证明吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附量随着金属离子浓度和温度的升高而增大,吸附过程符合Langmuir模型,为自发、吸热、熵增的化学吸附过程。吸附剂均对Hg(Ⅱ)具有良好的吸附选择性,当Cd(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)等离子共存时,可近100%选择性吸附Hg(Ⅱ)。吸附机理表明,四种功能基团中乙二胺基团与Hg(Ⅱ)的配位作用最强,单位功能基团(mmol)对Hg(Ⅱ)的吸附量达2.07 mmol,而四乙烯五胺、尿素、氨基吡啶分别为1.06、0.26和0.16 mmol。2.针对Au(Ⅲ)的吸附分离,以Fe3O4@SiO2为基体,以GPTS作为桥联基团,分别通过乙二硫醇、巯基乙酸、L-半胱氨酸、硫脲,对其功能化制备了磁性纳米Au(Ⅲ),吸附剂(Fe3O4@SiO2-EAL、Fe3O4@SiO2-TCA、Fe3O4@SiO2-LC、Fe3O4@SiO2-TEA)。系统研究了吸附剂对水体中Au(Ⅲ)的吸附性能。四种吸附剂对Au(Ⅲ)的最佳吸附pH值为2.5;吸附动力学平衡时间分别为180、120、100、150 min,吸附过程符合拟二级动力学模型、液膜扩散为控速步骤;等温吸附表明吸附剂对Au(Ⅲ)的吸附性能随着温度和浓度增加而提升,Fe3O4@SiO2-EAL、Fe3O4@SiO2-TCA、Fe3O4@SiO2-LC、Fe3O4@SiO2-TEA 对 Au(Ⅲ)的最大吸附量分别为 0.74、0.61、9.77、0.47mmol·g-1;对Au(Ⅲ)的吸附过程符合Langmuir模型,为自发、吸热、熵增的化学吸附过程;合成的吸附剂对Au(Ⅲ)具有良好的吸附选择性,可在Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)等离子存在时高选择性吸附 Au(Ⅲ)。吸附机理研究表明乙二硫醇基团对Au(Ⅲ)拥有更强的吸附能力,单位摩尔功能基团对Au(Ⅲ)的吸附量达1.43 mmol,硫脲基团、巯基乙酸基团和L-半胱氨酸基团的单位吸附量分别为0.56、0.40和0.71 mmol。3.针对Pb(Ⅱ)的吸附分离,首先通过二乙烯三胺、氨甲基吡啶、精氨酸、氨基硫脲对GPTS功能化制备了新型桥联基团,随后通过对Fe3O4@SiO2的功能化制备了磁性纳米 Pb(Ⅱ)吸附剂(Fe3O4@SiO2-DETA、Fe3O4@SiO2-AMP、Fe3O4@SiO2-ARG、Fe3O4@SiO2-TSC)。系统研究了合成的吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附性能和吸附机理。四种吸附剂对Pb(Ⅱ)的最佳吸附pH值为6,对Pb(Ⅱ)的吸附可分别在240、300、180和150min时达到平衡;吸附过程符合拟二级动力学模型且液膜扩散为控速步骤;等温吸附表明四种吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附随温度和Pb(Ⅱ)浓度的增大而增加,吸附过程符合Langmuir模型为单分子层吸附;Fe3O4@SiO2-DETA、Fe3O4@SiO2-AMP、Fe3O4@SiO2-ARG 和 Fe3O4@SiO2-TSC 对 Pb(Ⅱ)的最大吸附量为 0.93、0.54和0.66、0.99 mmol·g-1。吸附

关键词：磁性Fe3O4纳米粒子合成金属离子吸附机理

新质生产力驱动乡村旅游高质量发展的机理和路径研究

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西南民族大学学报（人文社会科学版） 2024年第6期45卷 30-37页

作者：吴开军广州航海学院国际邮轮游艇学院广东广州510725

新质生产力驱动乡村旅游高质量发展包含内在机理和外在机理,内在机理表现在新质生产力对乡村旅游的影响机理及互动机理两方面,外在机理即作用机理表现在信息技术在乡村旅游中的应用、对生态农业与乡村旅游高质量融合的促进、对文化创意... 详细信息

新质生产力驱动乡村旅游高质量发展包含内在机理和外在机理,内在机理表现在新质生产力对乡村旅游的影响机理及互动机理两方面,外在机理即作用机理表现在信息技术在乡村旅游中的应用、对生态农业与乡村旅游高质量融合的促进、对文化创意产业与乡村旅游高质量融合的助力三方面。新质生产力驱动乡村旅游高质量发展的创新路径包括乡村旅游产品创新、乡村旅游服务创新、乡村旅游营销创新三方面。最后通过两个典型案例印证新质生产力对乡村旅游高质量发展的驱动效果。文章有助于更好地理解新质生产力与乡村旅游的内在关联和发展规律,更能为推动乡村旅游高质量发展提供有力的理论支持和实践指导。

关键词：新质生产力乡村旅游内在机理外在机理创新路径

双功能基聚倍半硅氧烷的合成及其对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附性能研究

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鲁东大学学报:自然科学版 2023年第4期39卷 335-343页

作者：王柄翔刘同河汪佳璇吴开彦牛余忠鲁东大学化学与材料科学学院山东烟台264039

本文采用溶胶凝胶法,通过酸催化水解、碱催化缩合合成了含氮、硫双功能基的聚倍半硅氧烷(ASPSS),研究了其对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附性能;并探究了溶液pH值、时间、温度、金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:ASPSS对Hg^(2+... 详细信息

本文采用溶胶凝胶法,通过酸催化水解、碱催化缩合合成了含氮、硫双功能基的聚倍半硅氧烷(ASPSS),研究了其对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附性能;并探究了溶液pH值、时间、温度、金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:ASPSS对Hg^(2+)和Ag^(+)均表现出良好的吸附性能,在pH值为6时吸附性能最佳;对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附分别在360 min和270 min达到平衡,动力学吸附过程符合拟二级动力学模型且液膜扩散为控速步骤;等温吸附数据表明,ASPSS对两种金属离子的吸附量随温度和金属离子浓度的增大而增大,吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附;热力学参数表明,ASPSS对两种金属离子的吸附过程均为自发进行的、吸热、熵增的过程。本研究为水体中Hg^(2+)和Ag^(+)的高效脱除提供了一种高效吸附剂,在滨海生态环境保护领域具有潜在应用价值。

关键词：双功能基聚倍半硅氧烷合成吸附性能 Hg^(2+) Ag^(+)

教育家精神融入大学教师专业发展的价值意蕴、内在机理与实践进路

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大学教育科学 2024年第3期 12-21页

作者：罗生全吴开兵西南民族教育与心理研究中心西南大学教师教育学院西南大学教育学部重庆400715

教育家精神与大学教师专业发展在价值目标、实践主体和实践内容上相互契合,以教育家精神作为大学教师专业发展的核心逻辑,可充分发挥教育家精神的价值意蕴:一方面,教育家精神内在于大学教师的心灵世界进而引领教师专业发展,点明教师专... 详细信息

教育家精神与大学教师专业发展在价值目标、实践主体和实践内容上相互契合,以教育家精神作为大学教师专业发展的核心逻辑,可充分发挥教育家精神的价值意蕴:一方面,教育家精神内在于大学教师的心灵世界进而引领教师专业发展,点明教师专业发展的理想样态与价值追求;另一方面,教育家精神外在于大学教师的行为责任进而弘扬教师教育家精神品质,以教育家精神基因推动教师专业发展。这也即是“内化于心,外化于行”。在充分厘清教育家精神对大学教师专业发展的价值意蕴之基础上,从知、情、意、行四个维度澄明教育家精神融入大学教师专业发展的内在机理,诠解其中蕴含的理论认知逻辑、情感共鸣逻辑、意志保障逻辑和实践养成逻辑,并通过强化理性认知、把好教育家精神融入大学教师专业发展的着力方向,培植情感内化、提升教育家精神融入大学教师专业发展的主体自觉,锤炼意志品质、确保教育家精神融入大学教师专业发展的常态长效,注重实践养成、夯实教育家精神融入大学教师专业发展的行动支持,从而促使大学教师成长为培养时代新人的大先生。

关键词：教师专业发展教育家精神知情意行融入机理实践进路

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Ti3C2Tx MXene基电磁防护材料的制备及其性能研究

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Ti3C2Tx MXene基电磁防护材料的制备及其性能研究

作者：吴开友成都大学

学位级别：硕士

电磁污染是电磁场引起的环境问题之一,对电子设备的正常运转以及人体健康造成了很大的威胁,因此制备高性能电磁防护材料至关重要。传统金属防护材料存在重量大、成本高、易生锈等问题。新型材料如纳米复合材料、石墨烯、碳纳米管具有优... 详细信息

电磁污染是电磁场引起的环境问题之一,对电子设备的正常运转以及人体健康造成了很大的威胁,因此制备高性能电磁防护材料至关重要。传统金属防护材料存在重量大、成本高、易生锈等问题。新型材料如纳米复合材料、石墨烯、碳纳米管具有优异导电性、磁导性、阻抗匹配特性,能够在更广泛的频率范围内实现有效的电磁护。二维纳米材料因其独特的微观结构和理化特性,在电磁防护材料领域展现出卓越性能和广阔应用前景。新兴的类石墨烯二维纳米材料——TiCT MXene,以其超高的电导率、良好的亲水性、大比表面积、丰富的表面官能团等优势,在电磁防护材料领域备受青睐。但阻抗匹配特性较差的缺点使其电磁波吸收能力较弱,易降解的缺点使其难以长时间维持优异的电磁屏蔽性能,限制了其实际应用。因此,改善TiCT MXene的阻抗匹配特性、优化性能稳定性对推进TiCT MXene的实际应用具有重要意义。在本论文中,我们首先对电磁防护领域进行简单的介绍,分别概述了电磁防护的理论基础及其损耗机制,并介绍了电磁防护材料的设计准则及吸波材料和屏蔽材料的分类及发展历程。然后,针对TiCT MXene的阻抗匹配特性优化、性能稳定性技术以及其中存在的科学问题展开了以下研究:（1）首先,针对TiCT MXene的高导电性导致阻抗失配,进而影响吸波性能的问题,通过静电纺丝结合冷冻干燥的方式制备了三维多孔TiCTMXene气凝胶微球,并引进改性螺旋碳纳米管,共筑三维杂化气凝胶微球。通过可控酸化改性,得到了一系列具有不同表面性质的改性螺旋碳纳米管,并探索了不同结构的螺旋碳纳米管对杂化气凝胶微球的结构和微波吸收性能的影响,解析了多孔结构、杂化结构等结构参数与微波吸收性能之间的构效关系,优化得到了高性能的微波吸收材料。研究结果显示,在10.6 GHz时,2.2 mm厚度下的反射损耗（RL）达到-35.5 d B,有效带宽为2.2 GHz（9.7-11.9 GHz）。（2）其次,针对TiCT MXene易降解导致性能下降的问题,引入大尺寸氧化石墨烯作为保护层覆盖在TiCT MXene表面,使用逐层抽滤法制备了TiCT MXene/氧化石墨烯（GO）复合膜。由于GO紧密堆叠的表面保护层降低了空气中的氧气和水分入侵速率,复合膜的电磁屏蔽性能得到了长效性保持。研究显示,得益于GO的保护,薄膜可在超过70天内保持20 d B的屏蔽性能。同时,探究了复合膜的制备工艺对性能的影响,建立了复合膜的优化工艺体系。

关键词：电磁防护复合材料 Ti3C2Tx MXene

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流动人口相对贫困的制度困境与韧性治理

中州学刊 2024年第7期 82-89页

作者：吴开亚郑睿复旦大学社会发展与公共政策学院上海200433

2020年年底,中国如期完成新时代脱贫攻坚目标任务,中华民族千百年的绝对贫困问题得到历史性解决。下一步是解决发展不均衡不充分的相对贫困问题,进而实现共同富裕。当前,受户籍制度的影响,流动人口在社会保障、最低收入、社会融入等方... 详细信息

2020年年底,中国如期完成新时代脱贫攻坚目标任务,中华民族千百年的绝对贫困问题得到历史性解决。下一步是解决发展不均衡不充分的相对贫困问题,进而实现共同富裕。当前,受户籍制度的影响,流动人口在社会保障、最低收入、社会融入等方面的情况不容乐观,并作为相对贫困的主要群体呈现出复杂的相对贫困特征。亟须以韧性治理模式作用于新阶段相对贫困问题的解决,即通过强化政府治理韧性、区域整体韧性以及个体禀赋韧性,形成政府主导—区域嵌入—多主体共治的韧性治理格局,从而实现流动人口发展资源充分、生活丰富、社交可及的美好治理愿景。

关键词：流动人口相对贫困韧性治理制度困境

普惠金融对乡风文明的作用机制研究——来自安徽省数据的实证分析

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农林经济管理学报 2024年

作者：吴开亚孙博复旦大学社会发展与公共政策学院

基于2011—2022年安徽省地级市的面板数据，采用熵值法构建普惠金融和乡风文明发展水平评价指数，实证分析普惠金融对乡风文明的影响作用。结果表明：普惠金融对乡风文明建设具有显著的正向影响，这种影响有赖于普惠金融的广度、强度和... 详细信息

基于2011—2022年安徽省地级市的面板数据，采用熵值法构建普惠金融和乡风文明发展水平评价指数，实证分析普惠金融对乡风文明的影响作用。结果表明：普惠金融对乡风文明建设具有显著的正向影响，这种影响有赖于普惠金融的广度、强度和深度等3个维度发展水平。中介效应分析和异质性分析结果表明，提升农村人力资本水平和居民收入水平是普惠金融助力乡风文明建设的重要途径；在经济发展水平较高地区，普惠金融对乡风文明建设的促进作用更加显著。据此，建议充分发挥普惠金融促进乡风文明建设的独特优势，努力夯实普惠金融的基础设施，重视普惠金融促进人力资本提升和增加乡村居民收入的间接作用，实施差异化的普惠金融政策助力乡风文明建设。

关键词：普惠金融精神文明乡村振兴乡风文明中介效应

铝合金中强度差效应的影响因素和本构建模的研究进展

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材料热处理学报 2024年第7期45卷 12-22页

作者：吴开俊卜恒勇昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

强度差效应在铝合金变形过程中是一种普遍存在的现象,铝合金因其密度低、力学性能佳、加工性能好、传热性及耐腐蚀性能优良等特点,在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用,因此对这种现象的透彻了解至关重... 详细信息

强度差效应在铝合金变形过程中是一种普遍存在的现象,铝合金因其密度低、力学性能佳、加工性能好、传热性及耐腐蚀性能优良等特点,在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用,因此对这种现象的透彻了解至关重要。首先介绍了铝合金强度差效应的影响因素,然后总结了强度差效应的最新实验和建模,最后介绍了强度差效应最新的研究方法。未来的研究建议着重于更深入地探索强度差效应的微观机制,开发多尺度综合强度差效应模型以满足更广泛的应用要求,以及量化强度差效应。

关键词：强度差效应铝合金实验与建模微观机制