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地聚物透水混凝土力学及抗侵蚀性能研究

地聚物透水混凝土力学及抗侵蚀性能研究

作者：王佳锐东北电力大学

学位级别：硕士

近年来我国城镇化建设水平不断提高,城市建筑物数量和道路硬化面积的增加也给生态环境带来了负面影响。在我国东南沿海地区凸显出如“城市内涝”“酸雨侵蚀”等问题,酸雨还会带来进一步的硫酸盐侵蚀,破坏城市道路。透水混凝土具有连续... 详细信息

近年来我国城镇化建设水平不断提高,城市建筑物数量和道路硬化面积的增加也给生态环境带来了负面影响。在我国东南沿海地区凸显出如“城市内涝”“酸雨侵蚀”等问题,酸雨还会带来进一步的硫酸盐侵蚀,破坏城市道路。透水混凝土具有连续多孔结构,可使地表水下渗,缓解城市排水压力。但水泥透水混凝土力学性能较差且易受酸雨和硫酸盐侵蚀,水泥作为其主要原材料,生产过程也会产生大量能耗和碳排放,实际应用受限。粉煤灰和矿粉属于工业固废,经济环保,经过碱激发后生成的地聚物凝胶具有三维网状结构,性质稳定,结构致密。因此本文以粉煤灰和矿粉作为前驱体材料,以水玻璃溶液和氢氧化钠作为碱激发剂制备地聚物透水混凝土,研究其在力学性能和抗侵蚀性能方面的提升,探究地聚物透水混凝土在解决城市内涝和路面侵蚀问题中的积极作用。主要研究内容如下:(1)设计四因素三水平正交试验共9个试验组,通过正交试验组地聚物透水混凝土力学性能试验,研究了碱激发剂模数、设计孔隙率、粉煤灰掺量和养护方式对地聚物透水混凝土7d、28d抗压强度及28d抗折强度的影响。得到各项因素对地聚物透水混凝土的力学性能影响程度为:设计孔隙率>粉煤灰掺量>碱激发剂模数>养护方式。力学性能最优组合为:设计孔隙率15%、碱激发剂模数1.4、粉煤灰掺量30%、养护方式标准养护。(2)通过正交试验组地聚物透水混凝土透水性能试验,研究了不同影响因素对地聚物透水混凝土28d孔隙率、透水系数的影响。得到各项因素对地聚物透水混凝土透水性能影响程度为:设计孔隙率>碱激发剂模数>粉煤灰掺量>养护方式。透水性能最优组合为:设计孔隙率19%、碱激发剂模数1.6、粉煤灰掺量30%、养护方式高温后满水养护。曲线拟合结果显示孔隙率与透水系数高度相关。(3)综合分析了设计孔隙率、碱激发剂模数、粉煤灰掺量和养护方式对地聚物透水混凝土力学、透水性能的影响。得到正交试验组中力学、透水性能最优组地聚物透水混凝土组合为设计孔隙率17%、碱激发剂模数1.4、粉煤灰掺量30%、养护方式标准养护。最优组地聚物透水混凝土28d抗压强度33.2MPa、抗折强度3.56MPa,孔隙率16.8%、透水系数3.45mm/s,相比水泥透水混凝土力学性能大幅提升。(4)通过地聚物透水混凝土抗侵蚀性能试验,研究了最优组地聚物透水混凝土与水泥透水混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能、耐酸性能。发现地聚物透水混凝土在5%硫酸钠溶液干湿循环75次后其质量损失率和抗压强度耐蚀系数分别为水泥透水混凝土的24%、130%;在p H值为3的硫酸溶液全浸泡75d后其质量损失率和抗压强度耐蚀系数分别为水泥透水混凝土的20%、110%。受侵蚀后地聚水混凝土的透水性能仅受到轻微影响。通过微观试验观察到地聚物透水混凝土结构更加致密、生成侵蚀物质数量更少,进一步验证了其抗侵蚀性能优于水泥透水混凝土。(5)通过地聚物透水混凝土经济性、环保性分析,研究了其与水泥透水混凝土在材料成本、性价比及碳排放量方面的差异。地聚物透水混凝土材料成本为水泥透水混凝土的1.06倍,但其性价比为水泥透水混凝土的1.2倍,并且制备每立方米地聚物透水混凝土的碳排放量仅为水泥透水混凝土的40%。地聚物透水混凝土在实际工程中的可用性更强。

关键词：地聚物透水混凝土正交试验透水性能力学性能抗侵蚀性能

MXene耦合石墨烯复合材料的设计制备及电化学传感应用

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MXene耦合石墨烯复合材料的设计制备及电化学传感应用

作者：仲锐正湖北大学

学位级别：硕士

基于（SrTiO3）0.5（Eu2O3）0.5薄膜的存储器件特性及其应用研究

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基于（SrTiO3）0.5（Eu2O3）0.5薄膜的存储器件特性及其应用研究

作者：侯其锐河北大学

学位级别：硕士

在大数据时代背景下,数据存储技术的优化变得日益紧迫。为了推动存储器的性能提升及尺寸减小,当前研究主要集中在两个方向:一是通过技术创新开发新型器件提高存储能力;二是通过改良传统闪存技术增强其竞争力。一方面,忆阻器作为一种新... 详细信息

在大数据时代背景下,数据存储技术的优化变得日益紧迫。为了推动存储器的性能提升及尺寸减小,当前研究主要集中在两个方向:一是通过技术创新开发新型器件提高存储能力;二是通过改良传统闪存技术增强其竞争力。一方面,忆阻器作为一种新兴存储器件,已被应用于神经网络形态计算领域。另一方面,电荷俘获存储器（Charge Trapping Memory,CTM）虽然在推动存储器件尺寸缩小方面取得了进展,但其在微型化进程中仍需不断探索新型材料。SrTiO3（STO）因具有较高的热稳定性、高介电常数及优良的电学性能,在微米级电子应用中具有广泛前景。然而,STO薄膜由于氧离子浓度不足及较小的带隙宽度,导致器件的稳定性较差。因此,本文采用STO掺杂Eu2O3的方式在薄膜中形成垂直于材料表面的界面,在提高氧离子浓度的同时迫使离子沿垂直界面方向迁移。这不仅提高了氧离子迁移率,还增加了材料的带隙宽度,从而增强器件的稳定性。为了探究STO:Eu2O3（1:1）复合材料在忆阻器及CTM领域的可能性,本文制备了两种不同结构和功能的忆阻器与结构简单且存储性能较好的CTM,主要工作如下:1.制备结构为Pd/SrTiO3:Eu2O3/La0.67Sr0.33Mn O3/SrTiO3/p-Si的忆阻器,改变STO:Eu2O3功能层的生长温度及氧压并对薄膜进行微表征以确定合适的生长条件。结果表明,制备出的薄膜结晶质量优异,具有明显的柱状结构和较高的平均粗糙度（371.721pm）。在电学特性方面,该器件可实现多阻态保持,保持时间达1.2×10～4 s以上,并且具有高良率以及较小的开关电压离差系数（14.87%与9.73%）,显示出了良好的稳定性。进一步探究其阻变机制,发现器件阻变行为主要由氧空位在垂直界面的迁移引起。通过施加不同参数的脉冲序列证明了器件具有出色的电导连续可调性,基于此特性模拟多种突触功能,包括尖峰时间依赖可塑性、双脉冲易化、长时程增强（Long-term Plasticity,LTP）和长时程抑制（Long-term Depression,LTD）等,其中LTP和LTD表现出较高的线性度分别为0.987和0.981。器件还成功模拟了“学习-遗忘-再学习”过程和巴甫洛夫条件反射实验。将器件LTP、LTD数据应用于人工神经网络模拟,单层感知器网络对MNIST图像数据集识别率达到87.10%,而多层感知器网络达到96.19%的高识别率,证明该器件在神经形态计算方面具有巨大潜力。2.制备结构为Ag/STO:Eu2O3/Pt的器件,微表征之后发现薄膜为非晶态。器件经过电激活后,在1×10-6 A的限流条件下对该器件进行了100次重复的电流-电压扫描测试,结果显示器件具有稳定的单极性阈值开关特性,这一现象与Ag导电细丝的形成强度有关。在电学特性方面,器件高阻值达到4.2×1010Ω,低阻值达到6×10～5Ω,开关比接近10～5并且器件间的差异性较低。该器件成功模拟了人工痛觉感受器的基本特性,结合其他电子元件构建Leaky Integrate-and-Fire神经元电路,实现了基本神经元功能。这些研究成果证实了该器件具有模拟人体感觉系统方面以及类脑仿生上的潜力。3.制备了Pd/STO/SiO2/p-Si结构的CTM器件,探讨了使用STO作为俘获层与阻挡层的可行性。但该器件在高频环境性能不佳,为了改善这一缺点,制备了Pd/STO:Eu2O3/SiO2/p-Si器件并测试了电容-电压特性。结果显示,经过改进的器件能够在高频环境下稳定运行,并且电容保持时间超过10～4 s,证明该器件的存储性能良好。

关键词：忆阻器 SrTiO3:Eu2O3 人工突触人工神经元电荷俘获存储器

海南南湾猕猴（Macaca mulatta）重金属、微塑料健康风险评估与粪便微生物宏基因组研究

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海南南湾猕猴（Macaca mulatta）重金属、微塑料健康风险评估与粪...

作者：吕炳锐海南师范大学

学位级别：硕士

舞蹈剧目课程教学中人物塑造能力的实践研究 ——以《映山红》为例

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舞蹈剧目课程教学中人物塑造能力的实践研究 ——以《映山红》为例

作者：苏芯锐西北师范大学

学位级别：硕士

HMGB1通过ERK信号通路调控胎盘滋养细胞自噬参与胎儿生长受限发生的机制研究

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HMGB1通过ERK信号通路调控胎盘滋养细胞自噬参与胎儿生长受限发生...

作者：李洺锐重庆医科大学

学位级别：硕士

光敏性3D超分子材料的设计合成及光催化产氢和苯吸附分离应用研究

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光敏性3D超分子材料的设计合成及光催化产氢和苯吸附分离应用研究

作者：翟子锐广州大学

学位级别：硕士

近年来,随着政府对清洁能源开发以及雾霾天气治理的高度重视,研发应用于催化水解制氢以及选择性捕获PM 2.5中的苯的新型材料具有重要意义,符合保护环境的需求。基于清洁的光催化技术和无孔材料的选择性吸附技术是有效催化水解制氢和吸... 详细信息

近年来,随着政府对清洁能源开发以及雾霾天气治理的高度重视,研发应用于催化水解制氢以及选择性捕获PM 2.5中的苯的新型材料具有重要意义,符合保护环境的需求。基于清洁的光催化技术和无孔材料的选择性吸附技术是有效催化水解制氢和吸附挥发性有机污染物的有效手段,其具有快速、成本可控、稳定等诸多优势。受自然界DNA、蛋白质、RNA等生物大分子自组装启发,利用非共价作用力形成的超分子材料被广泛应用于制备清洁能源、催化降解污染、挥发性有机污染物的选择性吸附分离等领域。其中,基于三联吡啶的金属有机笼由于可以与多种过渡金属离子形成配位、金属有机笼表面提供多个可供催化的活性位点、有效的电荷转移和良好的动力学性能、具有多环芳烃（PAHs）结构等优势,拥有作为新型光催化剂或吸附剂的巨大潜能。目前已经在有机污染物降解、污染物精准识别和监测、催化水解制氢、吸附分离污染物等领域显示出了本领。本学位论文基于三联吡啶配体较强的配位能力及配合物所具有的优良光电性质、催化性能、吸附分离性能等优势,设计合成了三联吡啶类3D金属有机超分子笼材料,研究了该类金属有机超分子笼材料光催化水解制氢以及选择性吸附分离苯的应用,主要做了如下内容的探索:（1）基于三联吡啶自下而上的自组装方式合成了含不同金属四聚体金属有机超分子笼,探究了材料的光物理化学性能,并且对与Co2+和Ni2+配位的超分子材料的光催化制氢性能进行探究。首先通过Suzuki偶联反应合成了以Truxene为中心的三臂三联吡啶基配体L1,通过L1与金属配位自组装合成了含有五种不同金属的四聚体金属有机笼M6L14,通过质谱、核磁、TEM等表征发现:Cd6L14具有正四面体结构,其余的超分子具有胶囊状三维结构,基于金属有机笼Cd6L14与Zn6L14的荧光可调谐性,我们对两种笼子进行了光物理化学性质（不同溶剂下的荧光、AIE、ACQ）测试和主客体性质进行了测试;基于Ni6L14和Co6L14超分子笼上具有分散良好过渡金属,可以提供有效的电荷转移及较大的接触比表面积的特性,进行了光催化产氢的研究:两种材料同属于n型半导体,Co6L14比Ni6L14具有更宽的可见光响应范围更小的电化学阻抗,以及更高的瞬态光电流密度。Co6L14在一个循环周期内H2产量可达140μmol/g·h,在长时间水解反应中仍能保持催化的活性,证明是一种光催化产氢材料。在Ni6L14用于电催化析氢的实验中催化产氢的效率与外加电压的强度呈正相关。博士期间会通过相关实验进一步明确Ni6L14在电催化析氢中的作用机理。这项工作对三联吡啶类金属有机笼开发精准识别环境中有机污染物的检测,开发新型催化产H2材料以及更加深刻理解催化产氢机理提供了启示。（2）基于三联吡啶配体与Zn2+配位自组装的方式合成了四聚体金属有机笼Zn6L24,基于Zn6L24具有独特空腔结构及笼子表面丰富的吸附活性位点,探究了这种材料在吸附分离苯中的研究,首先通过Suzuki偶联反应合成了含有三甲氧基多环芳烃结构的三臂三联吡啶配体L2,通过L2与Zn2+自组装合成了四聚金属有机超分子笼Zn6L24,通过ESI-MS、TWIM-MS、1H NMR、COSY、NOESY、X-ray对结构进行表征,证明了该超分子笼具有四面体结构。通过N2吸附量结果表明该笼子是一种非孔型材料,热重测试结果显示Zn6L24具有良好的热力学稳定性,气相色谱实验以及苯和环己烷吸附及解吸附实验都表明Zn6L24对苯的吸附量最高可达78 cm3/g,脱附后储存量可达40 cm3/g,在等摩尔混合的环己烷和苯的条件下进行吸附,苯的吸附率可达95%。另外通过X-ray单晶衍射实验进一步探究了Zn6L24与苯分子间的吸附原理。该金属有机笼具有合成工艺简单,与金属配位的自组装技术成熟,可以通过加热等手段实现回收再利用等优势,有望在快速捕获和分离PM 2.5中的苯,以及分离苯和环己烷等领域发挥作用。

关键词：三联吡啶配体多金属自组装金属有机笼催化产氢选择性吸附

喀斯特湖滨带土壤差异特征解析及微生物作用研究

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喀斯特湖滨带土壤差异特征解析及微生物作用研究

作者：郎家锐贵州民族大学

学位级别：硕士

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基于机器学习的流场分类和涡流识别技术研究

基于机器学习的流场分类和涡流识别技术研究

作者：柏骁锐电子科技大学

学位级别：硕士