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废瓦楞纸基磁性生物炭气凝胶的制备及其亚甲基蓝吸附性能研究

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环境工程 2024年

作者：李志利王海涛霍汉鑫赵瑾张艺钟王勋亮郭健姜天翔马宇辉天津工业大学环境科学与工程学院天津市海跃水处理高科技有限公司自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心山东四海水处理设备有限公司

以废瓦楞纸为原料，通过简便的“破碎-FeCl3/无水乙醇浸渍-常压干燥-炭化”工艺制备了一种新颖的磁性生物炭气凝胶(BCAFe-600)；对材料的微观形貌、表面元素组成、晶相结构、比表面积、表面官能团、机械强度、磁性、亲水性、Zeta电位进... 详细信息

以废瓦楞纸为原料，通过简便的“破碎-FeCl3/无水乙醇浸渍-常压干燥-炭化”工艺制备了一种新颖的磁性生物炭气凝胶(BCAFe-600)；对材料的微观形貌、表面元素组成、晶相结构、比表面积、表面官能团、机械强度、磁性、亲水性、Zeta电位进行了分析和比较；研究了BCAFe-600对水中亚甲基蓝的吸附等温线，并将其用作一种可磁回收的漂浮型吸附材料，模拟了其对亚甲基蓝污染水体的净化过程，明确了吸附动力学。结果表明：BCAFe-600由无序交错的条带状炭纤维构成，具有良好的亲水性，其主要晶相组成为无定形碳、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)和方解石(CaCO3)；FeCl3可以促进废瓦楞纸在热解炭化过程中的孔隙发育以及最终材料的机械强度，其最终分解产物γ-Fe2O3赋予材料良好的磁性，因此，BCAFe-600的比表面积和饱和磁化量达到了205m2/g和7.62emu/g，且可耐受自重450倍的压力。BCAFe-600对水中亚甲基蓝的吸附过程可用Langmuir 模型描述，其最大单分子层吸附量为 35.6 mg/g；BCAFe-600可漂浮于亚甲基蓝溶液中，在静置条件下对亚甲基蓝也具有显著的吸附去除作用，其吸附动力学符合拟二级动力学模型。

关键词：废瓦楞纸磁性炭气凝胶亚甲基蓝吸附等温线吸附动力学

基于响应面法优化的异相芬顿处理电镀废水有机络合物

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化学工业与工程 2023年第4期40卷 129-136页

作者：赵瑾成玉姜天翔曹军瑞自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

为提高异相芬顿处理电镀废水的催化效率,优化工艺条件,采用邻苯二甲酸和盐酸缓冲溶液制备粉煤灰负载型异相芬顿催化剂,并分别研究催化剂投加量、初始pH值及H_(2)O_(2)投加量等单因素对电镀废水有机络合物的催化效率的影响及作用机制。... 详细信息

为提高异相芬顿处理电镀废水的催化效率,优化工艺条件,采用邻苯二甲酸和盐酸缓冲溶液制备粉煤灰负载型异相芬顿催化剂,并分别研究催化剂投加量、初始pH值及H_(2)O_(2)投加量等单因素对电镀废水有机络合物的催化效率的影响及作用机制。在单因素实验的基础上,运用Box-Be-hnken Design响应面法优化实验设计,通过模型构建和方差分析,获得优化条件及多因素之间的交互作用,并验证模型的精准度。结果表明,各因素对电镀废水中CODCr去除率的影响作用排序为:初始pH值>催化剂投加量>H_(2)O_(2)浓度,初始pH值与H_(2)O_(2)浓度之间的交互作用较为显著;最优反应条件为:催化剂投加量16.86 g·L^(-1)、初始pH值3.49、H_(2)O_(2)浓度50.6 mmol·L^(-1),CODCr去除率实际值的平均值为94.2%,与预测值的相对误差仅为0.95%,说明采用该模型优化异相芬顿降解电镀废水中有机络合物是切实可行的。

关键词：响应面法异相芬顿电镀废水缓冲溶液粉煤灰有机络合物

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水旱耕作机变速器齿轮折断分析及优化

机械设计与制造 2022年第12期 229-232,237页

作者：游颖姜天翔王欣郭琪湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

以开发试验的水旱耕作机变速器为研究对象,提出针对变速器齿轮折断的优化方法,并通过试验验证变速器齿轮折断优化方法的有效性。首先采用Romax软件,对变速器模型进行建模并仿真,分析变速器中齿轮折断的原因;根据齿轮承载能力的影响因素... 详细信息

以开发试验的水旱耕作机变速器为研究对象,提出针对变速器齿轮折断的优化方法,并通过试验验证变速器齿轮折断优化方法的有效性。首先采用Romax软件,对变速器模型进行建模并仿真,分析变速器中齿轮折断的原因;根据齿轮承载能力的影响因素,优化变速器齿轮及其关键部件的参数和加工精度等;再通过Romax软件仿真和优化参数计算,确定优化的变速器齿轮及其关键部件参数;最后通过实际试验结果,验证优化后的变速器设计的可靠性和工作的稳定性。

关键词：变速箱齿轮折断仿真分析及优化 Romax

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轮式管道机器人过弯关键参数研究与仿真

机械设计与制造 2023年第4期386卷 90-95页

作者：张铮王欣姜天翔胡新宇湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

为确保管道机器人顺利通过弯道,针对两种不同的轮式管道机器人进行分析,阐述两种轮式管道机器人过弯原理。基于传统矩形管道机器人模型,建立多参数“工”形机器人模型,研究管道机器人过弯时结构参数与弯道几何参数的约束关系,为管道机... 详细信息

为确保管道机器人顺利通过弯道,针对两种不同的轮式管道机器人进行分析,阐述两种轮式管道机器人过弯原理。基于传统矩形管道机器人模型,建立多参数“工”形机器人模型,研究管道机器人过弯时结构参数与弯道几何参数的约束关系,为管道机器人的初设计提供理论依据。采用SolidWorks软件建立三维模型,利用ADAMS软件对机器人模型的实际运动过程进行仿真,得到仿真模型在弯管通过性的结果,进而验证理论分析的正确性和结构设计的合理性。研究结果表明,依据模型理论分析提供几何约束关系,设计相应的管道机器人模型均能平稳通过弯道。该研究为管道机器人的结构设计提供理论支持。

关键词：管道机器人工作原理结构约束 ADAMS 仿真

船式耕作机传动系统关键部件的设计及仿真优化

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船式耕作机传动系统关键部件的设计及仿真优化

作者：姜天翔湖北工业大学

学位级别：硕士

船式耕作机是我国自主创新的水田农业动力机械,主要适用于南方水田耕作。提高船拖可靠性、调节驱动轮入土深度以及减轻装备重量是船式耕作机的重要研究内容。本文以某企业船式耕作机为研究对象,研究其传动系统的关键参数与总体布局,对... 详细信息

船式耕作机是我国自主创新的水田农业动力机械,主要适用于南方水田耕作。提高船拖可靠性、调节驱动轮入土深度以及减轻装备重量是船式耕作机的重要研究内容。本文以某企业船式耕作机为研究对象,研究其传动系统的关键参数与总体布局,对船式耕作机变速器传动系统进行仿真优化,同时,对箱体进行轻量化设计,以改善船式耕作机耕作效果和运动灵活性。论文主要研究工作如下:(1)分析船式耕作机水田耕作环境与传动系统功能,针对企业船式耕作机传动系统存在的问题,研究船式耕作机传动系统结构布局、动力分配、变速器齿轮参数、变速器三进一退与转向结构以及驱动轮的入土深度调节功能。(2)采用Romax软件构建船式耕作机传动系统模型,包括变速器传动轴建模及定位、齿轮组建模及定位和轴承选型及定位,在此基础上,分别对传动系统进行静力学仿真与分析,对变速器齿轮进行接触分析。通过仿真分析检测传动系统参数设计存在的问题,为传动系统优化设计奠定基础。(3)基于船式耕作机变速器静态和动态仿真分析,针对变速器传动系统Ⅲ轴和Ⅳ轴的啮合齿轮副存在较大的啮合误差和严重的偏载问题,研究船式耕作机变速器传动系统齿轮齿向与齿廓修形的方法,采用Romax分析软件,对动系统齿轮齿向与齿廓修形进行仿真与优化,确定齿轮的齿向修形和齿廓修形最佳参数。(4)为了减轻船式耕作机的重量,实现轻量化设计,采用ANSYS Workbench对变速器箱体进行拓扑优化。通过改变箱壁厚度,对比不同箱体结构的最大应力和最大形变,选取最优方案。最后,对传动系统变速器进行实际装配和试车试验,验证船式耕作机传动系统的可靠性。

关键词：船式耕作机传动系统变速器仿真及优化拓扑优化

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新中国60年劳伦斯研究之考察与分析

湖南大学学报（社会科学版） 2013年第4期27卷 75-80页

作者：刘洪涛姜天翔北京师范大学文学院北京100875

中国的劳伦斯研究从20世纪30年代开始起步,自80年代起走向繁荣。在80年代,劳伦斯笔下的性描写是学者关注的中心,也鼓舞和启发了中国作家对人性的深入探索。90年代之后,中国学者对劳伦斯研究的范围不断扩大,对其创作中的工业文明与大自... 详细信息

中国的劳伦斯研究从20世纪30年代开始起步,自80年代起走向繁荣。在80年代,劳伦斯笔下的性描写是学者关注的中心,也鼓舞和启发了中国作家对人性的深入探索。90年代之后,中国学者对劳伦斯研究的范围不断扩大,对其创作中的工业文明与大自然的冲突主题、两性关系主题、死亡与再生主题,非理性心理描写、原始主义等问题都进行了深入探究,也对其作品中的象征隐喻手法进行了全面的分析。精神分析、生态批评、比较文学,以及原型批评、解构主义批评、叙事学、伦理学批评等研究方法,都应用于劳伦斯研究,取得了可观的成绩。另一方面,中国的劳伦斯作品翻译良莠不齐,研究的低水平重复、缺乏学术规范现象也十分严重。

关键词：劳伦斯现代主义英国现代文学中国的劳伦斯研究

投加粉末活性炭对超滤膜去除海水中有机物的影响

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化工进展 2016年第9期35卷 2967-2972页

作者：王文华赵瑾姜天翔王静张雨山国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战,粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力,利用三维荧光光谱分析了投加粉末活... 详细信息

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战,粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力,利用三维荧光光谱分析了投加粉末活性炭对超滤膜截留有机物的影响机制,并考察了海水超滤过程中通量变化及膜污染情况。研究结果表明,投加粉末活性炭能够强化超滤膜对海水浊度和有机物的去除,当粉末活性炭投量为200mg/L时,整个系统对海水中DOC去除率从直接超滤时的55.1%提高到77.6%。利用粉末活性炭的吸附作用及其在超滤膜表面形成的疏松滤饼层能够显著提高超滤系统对海水中腐植酸类有机物的去除能力。与直接超滤相比,粉末活性炭-超滤系统对改善膜通量的作用有限,但粉末活性炭形成的滤饼层能够避免超滤膜与有机物直接接触,可显著减缓超滤膜的不可逆污染。

关键词：超滤吸附粉末活性炭有机物海水

海洋红球菌SY095产生物表面活性剂发酵培养基的优化

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环境工程学报 2016年第10期10卷 6065-6070页

作者：张晓青郝建安杜瑾姜天翔王静张雨山国家海洋及天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

为提高海洋红球菌SY095发酵产生物表面活性剂的能力,研究发酵培养基中碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。首先通过单因素实验,确定培养基最佳碳源、氮源分别为大豆油和尿素,在此基础上,利用Plackett-Burman... 详细信息

为提高海洋红球菌SY095发酵产生物表面活性剂的能力,研究发酵培养基中碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。首先通过单因素实验,确定培养基最佳碳源、氮源分别为大豆油和尿素,在此基础上,利用Plackett-Burman实验设计筛选出2个对表面活性剂产量有显著影响的因子为尿素和K2HPO_4,通过最陡爬坡实验和响应面分析法对显著影响因子进行优化,获得海洋红球菌产表面活性剂的最佳培养基配方为:大豆油2%(体积分数),尿素2.35 g·L^(-1),K_2HPO_40.69 g·L^(-1),KH_2PO_41.0 g·L^(-1),Mg SO_40.5 g·L^(-1)。使用该优化培养基配方,海洋红球菌发酵液的表面张力为29.254 m N·m^(-1),与预测值接近,表面张力活性比优化前提高了12.9%。

关键词：生物表面活性剂发酵优化 Plackett-Burman设计响应面分析

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海水微絮凝预处理对超滤膜通量的影响

环境工程学报 2017年第12期11卷 6240-6245页

作者：赵瑾王文华王勋亮姜天翔王静张雨山国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

以聚合氯化铁为絮凝剂,研究了海水微絮凝预处理过程的絮凝特征以及对超滤膜通量的影响。考察了微絮凝对海水中有机物的去除作用,并采用体系稳定动力学参数、絮凝指数评价不同絮凝剂投加量在海水中的絮凝效果,探讨了微絮凝对超滤膜污染... 详细信息

以聚合氯化铁为絮凝剂,研究了海水微絮凝预处理过程的絮凝特征以及对超滤膜通量的影响。考察了微絮凝对海水中有机物的去除作用,并采用体系稳定动力学参数、絮凝指数评价不同絮凝剂投加量在海水中的絮凝效果,探讨了微絮凝对超滤膜污染的改善作用。实验结果表明,微絮凝预处理能强化超滤膜对海水UV_(254)的去除效果,与超滤相比提高了27.5%,可有效去除海水中的蛋白类有机物。超滤膜直接过滤海水可造成膜通量严重下降,采用微絮凝作为预处理能有效减缓超滤膜污染,且减缓效果与絮凝剂的投加量密切相关,当PFC的投加量为40 mg·L^(-1)时,膜比通量J/J_0值大于0.9。

关键词：超滤膜污染预处理过程微絮凝膜通量海水水中有机物聚合氯化铁动力学参数