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光催化技术在水处理中的应用研究进展

精细化工 2024年第4期41卷 707-718页

作者：杨跃武凌冉冉周书葵段毅姜培烜王坤南华大学土木工程学院湖南衡阳421001

光催化技术应用于水处理领域,既可以提高水质安全,也可以缓解全球水资源短缺问题,是一项具有广泛应用前景的技术。该文介绍了光催化技术的机理及常见光催化剂的特点,重点综述了光催化技术在饮用水中的除臭、消毒,在染料废水含油废水制... 详细信息

光催化技术应用于水处理领域,既可以提高水质安全,也可以缓解全球水资源短缺问题,是一项具有广泛应用前景的技术。该文介绍了光催化技术的机理及常见光催化剂的特点,重点综述了光催化技术在饮用水中的除臭、消毒,在染料废水含油废水制药废水催化还原重金属离子养殖废水焦化废水方面的应用。自由基途径与非自由基途径在该技术中发挥重要作用,在光催化材料中,TiO_(2)､金属-有机框架(MOFs)基光催化材料及其类似材料(如MIL系列､ZIFs系列等)可产生更多的•OH;TiO_(2)､g-C_(3)N_(4)基光催化材料可产生更多的•O_(2)^(–)和e^(–);CdS､TiO_(2)､g-C_(3)N_(4)基光催化材料可产生更多的h^(+)。最后对光催化技术的机理､光催化材料、水处理方向及实际应用进行了总结与展望。

关键词：光催化饮用水染料废水含油废水制药废水重金属离子养殖废水焦化废水

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生物炭负载纳米氯磷灰石复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

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精细化工 2024年

作者：史妮静谢水波张澜涛姜培烜麦颖清胡恋湖南省农林工业勘察设计研究总院南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室南华大学土木工程学院

玉米芯经高温(500 ℃)限氧制备生物炭(BC)，采用共沉淀法将BC负载以CaCl2·2H2O和Na3PO4·12H2O为原料制备的纳米氯磷灰石(nClAP)，制备了复合吸附材料(BC/nClAP)，用于对水体中U(Ⅵ)的吸附。采用XRD、FTIR、XPS对BC/nClAP进行了表征。... 详细信息

玉米芯经高温(500 ℃)限氧制备生物炭(BC)，采用共沉淀法将BC负载以CaCl2·2H2O和Na3PO4·12H2O为原料制备的纳米氯磷灰石(nClAP)，制备了复合吸附材料(BC/nClAP)，用于对水体中U(Ⅵ)的吸附。采用XRD、FTIR、XPS对BC/nClAP进行了表征。在初始铀质量浓度为5 mg/L下，考察了pH、BC/nClAP投加量、吸附时间、腐植酸(HA)对BC/nClAP吸附U(Ⅵ)性能的影响，探讨了BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附机理。结果表明，BC/nClAP投加量为0.1 g/L，pH＝4.0，吸附时间2 h的最佳条件下，BC/nClAP对U(Ⅵ)的去除率高达99.7%，吸附容量为49.45 mg/g；质量浓度>5 mg/L的HA显著影响BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附效果，并可将吸附平衡时间从30 min缩短至5 min以内；无论HA是否存在，BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，表明此吸附过程是单分子层化学吸附；BC/nClAP对U(Ⅵ)吸附机理主要包括溶解-沉淀及生物炭表面含氧官能团的络合作用，BC/nClAP表面的活性官能团参与了络合反应，其中磷酸基团起到关键作用；HA会抢占BC/nClAP上的吸附位点，并与U(Ⅵ)形成游离在水中U-HA复合物，从而改变了U(Ⅵ)和BC/nClAP表面相互作用。

关键词： U(VI) 生物炭氯磷灰石生物炭负载纳米氯磷灰石腐植酸水处理技术

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纳米受限效应下流体自扩散机理及规律研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 778-784页

作者：曾克成姜培学胥蕊娜热科学与动力工程教育部重点实验室清华大学能源与动力工程系北京100084

当固体壁面间距仅有几个纳米时,纳米受限效应使得流体自扩散系数降低12个数量级,孔径、温度和压力的影响显著且复杂。分析受限流体扩散机理和规律,建立简洁的关联式具有重要意义。本研究从分子模拟出发,经过仔细计算和分析,获得了大量... 详细信息

当固体壁面间距仅有几个纳米时,纳米受限效应使得流体自扩散系数降低12个数量级,孔径、温度和压力的影响显著且复杂。分析受限流体扩散机理和规律,建立简洁的关联式具有重要意义。本研究从分子模拟出发,经过仔细计算和分析,获得了大量纳米孔隙中流体自扩散系数数据。分析了壁面吸附作用对流体扩散的影响机理和规律,提出了可简单描述流体扩散行为的无量纲扩散系数,从而与努森数建立相应关联式,具有较强的适用性。

关键词：纳米受限流体扩散分子动力学

开辟高质量培养卓越工程师的新路径——以清华大学的探索为例

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中国高等教育 2024年第10期 28-32页

作者：姜培学中国科学院清华大学

卓越工程师具有能力素质的拔尖性,是支撑国家高水平科技自立自强的关键力量。清华大学在继承发扬优良教育文化传统和教育教学经验的基础上,快速精准对接国家需求,开展高质量的学生思政工作,强化产教融合与工学交替,建立创新性选拔与评... 详细信息

卓越工程师具有能力素质的拔尖性,是支撑国家高水平科技自立自强的关键力量。清华大学在继承发扬优良教育文化传统和教育教学经验的基础上,快速精准对接国家需求,开展高质量的学生思政工作,强化产教融合与工学交替,建立创新性选拔与评价体系,为建设中国特色、世界水平的卓越工程人才自主培养模式作出贡献。

关键词：工程教育卓越工程师培养产教融合 “又红又专”

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陶瓷基复合材料相变发汗冷却实验研究

工程热物理学报 2024年第2期45卷 506-513页

作者：李晓阳李浩姜培学胥蕊娜清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

采用轻质耐高温陶瓷基复合材料和相变冷却剂分别是发汗冷却的重要发展方向,然而两者相结合的发汗冷却研究相对缺乏。本文在超声速风洞中实验研究了C/C-SiC陶瓷基复合材料的相变发汗冷却过程,分析了复合材料孔隙结构对发汗冷却性能的影... 详细信息

采用轻质耐高温陶瓷基复合材料和相变冷却剂分别是发汗冷却的重要发展方向,然而两者相结合的发汗冷却研究相对缺乏。本文在超声速风洞中实验研究了C/C-SiC陶瓷基复合材料的相变发汗冷却过程,分析了复合材料孔隙结构对发汗冷却性能的影响。结果表明,陶瓷基复合材料平板中,非均匀分布的孔隙结构加剧了蒸汽堵塞效应,导致平板存在局部高温且难以随注入率提升而消除;而孔隙结构较为均匀的材料,表面的温度分布均匀性和冷却效率明显提高。与金属烧结多孔材料相比,陶瓷基复合材料渗透率和热导率较低导致相变比例低,发汗冷却效率偏低。未来需要继续对孔隙结构的优化方法进行研究,以进一步提升复合材料相变发汗冷却效率和均匀性。

关键词：发汗冷却复合材料相变超声速

基于双通道注意力机制的AE-BIGRU交通流预测模型

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1774-1782页

作者：黄艳国何烜杨仁峥江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

交通流预测是智能交通系统的关键。针对目前交通流数据复杂的时空关联性以及自身的不确定性,为准确预测高速公路交通流并缓解交通拥堵问题,提出以自编码器网络(AE)和双向门控循环单元(BIGRU)相结合的深度学习组合预测模型(AE-BIGRU),并... 详细信息

交通流预测是智能交通系统的关键。针对目前交通流数据复杂的时空关联性以及自身的不确定性,为准确预测高速公路交通流并缓解交通拥堵问题,提出以自编码器网络(AE)和双向门控循环单元(BIGRU)相结合的深度学习组合预测模型(AE-BIGRU),并在此基础上引入双通道注意力机制进行模型训练。将预处理后的数据采用滑动窗口的方式作为参数输入模型,通过AE提取交通流的空间特征,得到输入信息特征的最优抽象表示;利用BIGRU从前向和后向传播中获取信息,充分提取交通流的时间相关特征,更全面地捕捉时间演变规律;最后结合双通道注意力机制,增强预测模型的特征提取能力,最大限度地保留特征信息,提升模型的预测精度,从而得到最终短时流量的预测目标值。为验证模型的适用性,采用多组短时交通流数据进行仿真实验,与其他基准模型对比发现:该交通流预测模型能够有效捕获交通流的动态时空特征,加强关键信息的提取,所预测的流量更加接近真实值,具有良好的泛化能力。其中测试集的均方根误差值下降了约0.061~0.604,平均绝对误差值下降了约0.025~0.512,相关系数值R2提高了约0.007~0.062。研究结果表明,随着预测步长的增加,该实验模型在交通流数据的时间特性上仍能表现出稳定的预测性能,所建的组合预测模型在预测精度和鲁棒性方面表现出更高水平。

关键词：智能交通交通流预测 AE-BIGRU模型深度学习双通道注意力机制

熔盐改性氧化镁吸附剂制备及固定床低浓度CO_(2)吸附捕集

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高校化学工程学报 2024年第2期38卷 319-327页

作者：邱宇烜李平邵历强苗垚华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室上海200237

针对吸附法捕集烟道气CO_(2)成本和能耗较高问题,研究采用六水氯化镁和碳酸氢钠通过沉淀法制备碱式碳酸镁并煅烧制得氧化镁粉体,再通过硝酸钠和碳酸钠浸渍改性并成型为(Na NO_(3))_(0.1)-Mg O和(Na NO_(3))_(0.1)(Na_(2)CO_(3))_(0.05)-... 详细信息

针对吸附法捕集烟道气CO_(2)成本和能耗较高问题,研究采用六水氯化镁和碳酸氢钠通过沉淀法制备碱式碳酸镁并煅烧制得氧化镁粉体,再通过硝酸钠和碳酸钠浸渍改性并成型为(Na NO_(3))_(0.1)-Mg O和(Na NO_(3))_(0.1)(Na_(2)CO_(3))_(0.05)-Mg O颗粒状吸附剂。采用X射线衍射等表征手段对两种吸附剂颗粒微观结构进行分析,并结合热重实验评估了CO_(2)吸附/解吸动力学和循环稳定性。进行了硝酸钠/碳酸钠改性氧化镁吸附剂颗粒填充床低浓度CO_(2)气体的吸附解吸实验研究,分析了氧化镁表面负载的硝酸盐和碳酸盐对低浓度CO_(2)条件下捕集的强化作用。结果表明,在300℃左右,硝酸钠能够在氧化镁表面形成熔盐层,显著强化了CO_(2)吸附性能;硝酸钠熔盐层内存在CO_(2)扩散阻力,需要一定的CO_(2)分压作为通过熔盐层所需的传质推动力,进而降低了低浓度CO_(2)吸附量;碳酸钠的添加可降低CO_(2)通过熔盐层所需的传质推动力,提高低浓度CO_(2)吸附量。

关键词： CO_(2)吸附氧化镁吸附剂固定床 CO_(2)捕集熔盐改性氧化镁吸附剂

基于MODWPT平方包络峭度谱的轴承声信号故障诊断方法

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铁道机车车辆 2024年第1期44卷 16-23页

作者：李方烜中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

针对噪声干扰条件下的轴承声信号故障诊断问题,可以通过基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)的平方包络峭度谱法对轴承进行故障诊断。该方法首先对原始非平稳信号用MODWPT分解为若干个子频带分量之和,再对各子频带分量做平方包络峭度谱... 详细信息

针对噪声干扰条件下的轴承声信号故障诊断问题,可以通过基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)的平方包络峭度谱法对轴承进行故障诊断。该方法首先对原始非平稳信号用MODWPT分解为若干个子频带分量之和,再对各子频带分量做平方包络峭度谱,快速定位原始非平稳信号当中冲击成分显著的频带范围,最后对目标频带做带通滤波并进行包络解调可得到故障诊断结果。通过实测轴承声信号数据验证,该方法可以有效地对轴承进行故障诊断。

关键词：轴承非平稳信号最大重叠离散小波包变换平方包络峭度谱故障诊断

党的自我革命制度规范体系的执行力建设:逻辑起点、影响因素与优化路径

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学习与实践 2024年第1期 13-23页

作者：江烜李少杰同济大学马克思主义学院上海200092 高校中国共产党伟大建党精神研究中心同济大学分中心中国人民大学中共党史党建学院北京100872

完善中国共产党的自我革命制度规范体系,是新时代推进全面从严治党和党的伟大自我革命的关键举措,党内法规是这一体系内容的具象化载体。党的自我革命制度规范体系的执行情况受到党内法规的制定水平、普及程度、执规主体素质与监督约束... 详细信息

完善中国共产党的自我革命制度规范体系,是新时代推进全面从严治党和党的伟大自我革命的关键举措,党内法规是这一体系内容的具象化载体。党的自我革命制度规范体系的执行情况受到党内法规的制定水平、普及程度、执规主体素质与监督约束力度等多重因素的影响。党在推动自我革命制度化与发挥制度基础功能方面已取得重要成效,但仍需进一步提升党的自我革命制度规范体系的执行力,从而更好地在中国式现代化的进程中发挥该体系的内在潜能和关键效能。总体上看,可以通过四重路径实现以上目标:第一,强化立规质量以提升党内法规制定的科学程度;第二,拓展公开渠道以提升党内法规普及的宣传广度;第三,依托权威资源以提升党内法规教育的内容深度;第四,严肃执纪问责以提升党内法规监督的威慑力度。制定立体完善的党内法规制度,有助于为党的自我革命制度规范体系的执行力建设提供稳定基础,保障党的自我革命事业方向正确、有理可依、支撑稳固、动能强劲、实践规范。

关键词：党的自我革命制度建设执行力党内法规党的领导