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碳纤维改性透水混凝土的制备及力学性能研究

工程技术研究 2024年第4期9卷 128-130页

作者：王叶雄冯圣湖南自由贸易试验区临空产业投资集团有限公司湖南长沙410000 湖南中大设计院有限公司湖南长沙410000

为探究碳纤维对透水混凝土的改性方法,明确相关参数对其物理力学性能的影响规律,文章开展了一系列室内试验研究。考虑碳纤维几何特征、掺量等核心参数,在室内制备标准试件,研究了碳纤维长度、掺量等对透水混凝土物理、力学性能的影响机... 详细信息

为探究碳纤维对透水混凝土的改性方法,明确相关参数对其物理力学性能的影响规律,文章开展了一系列室内试验研究。考虑碳纤维几何特征、掺量等核心参数,在室内制备标准试件,研究了碳纤维长度、掺量等对透水混凝土物理、力学性能的影响机制,以及对其透水性能的影响。研究结果表明,碳纤维长度、体积掺量对透水混凝土的力学性能有较大影响,纤维长度越长、掺量越大,透水混凝土的力学性能提升效果越显著,其中,抗折性能最高可提升70%。但是,碳纤维同时也会降低改性混凝土的透水性能,因此,在制备碳纤维改性混凝土时,应兼顾力学性能与透水性,合理设计。

关键词：道路工程透水混凝土碳纤维抗折性能透水系数

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化学链合成氨研究进展与展望

洁净煤技术 2024年第5期30卷 13-28页

作者：王润泽冯圣王雅维高文波郭建平陈萍中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

氨主要被用作生产氮肥的原料,近年来被认为是一种具有重要应用前景的能源载体。目前工业合成氨主要采用Haber-Bosch工艺,该过程严重依赖化石能源,是高能耗、高碳排放过程,为生态环境带来巨大压力。因此,开发温和条件下可再生能源驱动的... 详细信息

氨主要被用作生产氮肥的原料,近年来被认为是一种具有重要应用前景的能源载体。目前工业合成氨主要采用Haber-Bosch工艺,该过程严重依赖化石能源,是高能耗、高碳排放过程,为生态环境带来巨大压力。因此,开发温和条件下可再生能源驱动的绿色合成氨过程具有重要的实用意义和社会价值。化学链合成氨过程是将合成氨反应解耦为两步或多步反应,具有规避催化中普遍存在的Scaling relations关系、避免氮气和氢气竞争吸附、可常压操作等特点,被认为是一种具有应用前景的合成氨技术。此外,该过程适合于分布式、小型化的生产模式,便于与可再生能源利用过程相耦合。因此,近年来化学链合成氨受到广泛关注。本综述首先简述了化学链过程的定义及其在化石能源转化领域的研究概况,随后重点介绍化学链合成氨的发展历史、载氮体分类及近期研究进展,最后对载氮体材料的设计思路及化学链合成氨过程的前景进行展望。根据载氮体不同,分别介绍了二元金属氮化物、多元金属氮化物、亚氨基化物及氮氧化物等载氮体材料在分别以N_(2)-H_(2)和N_(2)-H_(2)O为原料的化学链合成氨过程中材料种类、反应热力学及动力学、合成氨速率等方面研究成果。此外,由于近期外场驱动合成氨取得了较好进展,根据外场驱动力不同,分别介绍了以电、光、等离子体、微波等为外加能量形式的化学链合成氨过程。并从热力学及动力学两方面分别介绍了载氮体材料的改进策略。最后,对化学链合成氨技术存在的问题及外来研究方向进行展望。

关键词：化学链合成氨载氮体金属亚氨基化合物金属氮化物

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镨铁氰桥配位框架衍生多孔除磷剂设计及应用初探

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镨铁氰桥配位框架衍生多孔除磷剂设计及应用初探

作者：冯圣西南科技大学

学位级别：硕士

长江流域上游是“三磷”行业(磷矿、磷化工企业和磷石膏库)最为集中的区域,磷排放负荷高,是流域磷污染控制重点。磷石膏渗滤液成分复杂、浓度高、p H低,常规絮凝与化学沉淀处理存在工艺复杂、污泥回收处理困难等局限,而工艺简单、快速... 详细信息

长江流域上游是“三磷”行业(磷矿、磷化工企业和磷石膏库)最为集中的区域,磷排放负荷高,是流域磷污染控制重点。磷石膏渗滤液成分复杂、浓度高、p H低,常规絮凝与化学沉淀处理存在工艺复杂、污泥回收处理困难等局限,而工艺简单、快速高效的吸附法备受青睐。最新研究发现,以氰桥配位框架为前驱体通过“自模板”转化策略制备的多孔金属氧化物对磷酸盐具有高选择性,是低能耗、高效率的理想除磷材料,适用于酸性废水处理,具有较好的碱缓冲性能。基于此,本研究通过调控合成温度(5℃～85℃)制备镨铁氰桥配合物前驱体(PrFe-T CM,T为合成温度),经500℃有氧焙烧后制得系列多孔镨铁氧化物(PrFe-T),筛选发现20℃和30℃是前驱体合成的临界温度。以PrFe-20和PrFe-30为代表,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析合成温度对材料微观形貌、结构特征和表面性质的影响,系统研究材料对磷的吸附作用及影响因素,结合吸附前后的材料表征探讨除磷机理,阐明前驱体合成温度对镨铁双金属氧化物除磷性能的影响机制。并将吸附性能突出的PrFe-20用于磷石膏渗滤液处理并取得较好效果,研究为高浓度酸性磷石膏渗滤液除磷提供理论参考和技术支撑。其主要结论如下:(1)前驱体制备阶段的结构优化是设计多孔镨铁双金属氧化物高性能除磷材料的有效策略。镨铁氧化物的除磷性能与前驱体合成温度显著相关,PrFe-5、PrFe-10、PrFe-20对磷有较强的吸附且性能相当,显著高于PrFe-30、PrFe-45、PrFe-65、PrFe-85,吸附性能提高2.80～6.51倍。因而,在吸附性能临界点筛选PrFe-20和PrFe-30作为代表,进一步探究前驱体合成温度对镨铁氧化物结构特征与除磷性能的影响机制。(2)前驱体合成温度对高温焙烧的开孔过程和氧化产物组成具有重要影响。前驱体PrFe-20 CM和PrFe-30 CM的表面微形貌、晶体结构、官能团相似,但结构尺寸存在显著差异。与PrFe-30 CM(10μm,2.12 m/g)相比,PrFe-20 CM单体更长(20-30μm)、比表面积(SA)更小(0.53 m/g)。经过高温焙烧后,PrFe-20和PrFe-30均能较好地继承前驱体结构,前驱体在高温氧化热解过程形成气流向外冲出实现造孔,材料的SA剧增,同时生成PrFe O。PrFe-20 CM开孔后的SA提高36.8倍(19.49 m/g),但PrFe-30 CM开孔后SA仅提高3.15倍(6.68 m/g),其造孔差异归因于PrFe-20 CM的C≡N键分解和配位水流失均高于PrFe-30 CM。相应地,PrFe-20发育更丰富的介孔(20～50 nm),PrFe-30含有更多的副产物PrOCO。(3)镨铁氧化物对磷具有突出的选择性,其除磷性能与前驱体合成温度和溶液p H息息相关。PrFe-20对磷的饱和吸附量高达90.02 mg P/g,是PrFe-30(29.29 mg P/g)的3倍,与其比表面积差异相当。镨铁氧化物对磷表现出突出的选择性和温度稳定性,环境温度和共存的富里酸、无机离子(Cl、NO、SO、CO)对PrFe-20和PrFe-30的吸附性能没有显著影响。p H是影响镨铁氧化物除磷效率的关键环境因子,在2.5～10.5范围内,p H升高除磷性能显著下降(PrFe-20,97.01→21.80 mg P/g;PrFe-30,45.54→8.39 mg P/g);酸性条件有利于镨铁氧化物对磷的吸附,同时材料具有突出的碱缓冲性。(4)镨铁氧化物除磷的主要机制是暴露的Pr位点通过配体交换与磷酸盐形成稳定PrPO。PrFe-20吸附容量更大归因于介孔发育更丰富、暴露更多的Pr位点。前驱体合成温度对镨铁氧化物除磷机制也有影响,XPS和FTIR表征表明,PrFe-20可通过表面-OH和CO通过与磷酸盐发生配体交换,而PrFe-30则主要通过CO与磷酸盐配体交换。(5)PrFe-20对磷石膏渗滤液有突出处理能力,环境温度对吸附性能影响较小(标准偏差±6.03%)。在相同反应条件下,PrFe-20对磷石膏渗滤液中的磷去除能力优于去离子水体系,实验获得的最大吸附量为121.0 mg P/g,是去离子水体系饱和吸附量的1.34倍。在常温非震荡条件下,最佳投加量与磷石膏渗滤液的初始浓度呈线性正相关(y=0.0127x+0.0044,R=0.999),碱缓冲性能突出(p H,3.12～4.25→>6),吸附产物稳定而不易解吸。

关键词：合成温度镨铁氰桥配位框架多孔除磷剂吸附机理磷石膏渗滤液

育龄期男性癌症患者生育忧虑的潜在剖面分析及影响因素

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护理学杂志 2024年第2期39卷 87-91页

作者：冯圣雅高蓉刘蓉翟林君郑洁山西医科大学护理学院山西太原030001

目的探究育龄期男性癌症患者生育忧虑的异质性,为不同亚群体患者制定个性化干预方案提供参考。方法选取236例育龄期男性癌症患者为研究对象,采用一般资料调查表、癌症后生育忧虑量表-男性版及癌症患者同伴支持量表进行调查,对其生育忧... 详细信息

目的探究育龄期男性癌症患者生育忧虑的异质性,为不同亚群体患者制定个性化干预方案提供参考。方法选取236例育龄期男性癌症患者为研究对象,采用一般资料调查表、癌症后生育忧虑量表-男性版及癌症患者同伴支持量表进行调查,对其生育忧虑进行潜在剖面分析。结果育龄期男性癌症患者生育忧虑得分为63.19±8.25,其生育忧虑分为低生育忧虑-挂念子女健康组(30.93%)、中等生育忧虑-担忧个人健康组(42.37%)与高生育忧虑-顾忌伴侣知晓组(26.70%)3个潜在剖面。年龄小、文化程度高、未育、具有生育意愿、缺乏同伴支持者更易发展为高生育忧虑-顾忌伴侣知晓组(均P<0.05)。结论育龄期男性癌症患者生育忧虑处于中等偏高水平,呈现3种类别。临床工作中医护人员应对患者不同忧虑状况进行识别,以实施针对性干预措施减轻男性患者的生育忧虑。

关键词：男性育龄期癌症生育忧虑生育负担同伴支持心理护理生育力保存

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考虑动态刚度的电磁阻尼器-轴承-转子减振研究

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西南交通大学学报 2023年第4期58卷 957-964页

作者：肖玲周游赵晨曦郑善栋程文杰冯圣西安科技大学理学院陕西西安710054 西安交通大学机械学院陕西西安710049

为了有效抑制转子系统的不平衡振动,本文提出将考虑动态刚度的电磁阻尼器应用于转子系统中.首先,建立转子系统运动方程并对其进行无量纲化;其次,基于等效磁路法,建立了考虑涡流效应的电磁阻尼器模型,分析了涡流效应对电磁阻尼器刚度的影... 详细信息

为了有效抑制转子系统的不平衡振动,本文提出将考虑动态刚度的电磁阻尼器应用于转子系统中.首先,建立转子系统运动方程并对其进行无量纲化;其次,基于等效磁路法,建立了考虑涡流效应的电磁阻尼器模型,分析了涡流效应对电磁阻尼器刚度的影响,并采用非线性动态自适应惯性权重的PSO算法对电磁阻尼器的PID(比例、积分、微分)3个控制参数进行优化;最后,对转子的动力学特性进行了分析.研究结果表明:在涡流效应的影响下,电磁阻尼器的刚度是动态变化的,当转速为100 kHz时,理论上位移刚度和电流刚度分别下降了10.0%、6.6%;通过非线性动态自适应惯性权重的PSO算法优化得到的PID参数响应快,超调量小,能够在0.1 s内迅速地将圆盘的偏离量调至0,具有良好的控制效果;相比于静态刚度,考虑动态刚度后,圆盘的振幅有所增大,当转速为4782 Hz时,圆盘的振幅增大了5.33%;偏心距增大会导致圆盘的振幅增大,当转速超过242 Hz时,圆盘振幅增大的幅度与圆盘偏心距增大的幅度几乎成正比.

关键词：电磁阻尼器磁路涡流动态刚度

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