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氮掺杂Fe/Mn双金属生物炭的研制及活化过硫酸盐降解双酚A的性能与机制

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氮掺杂Fe/Mn双金属生物炭的研制及活化过硫酸盐降解双酚A的性能与...

作者：张智霖安徽工业大学

学位级别：硕士

近年来伴随着经济社会的发展,水环境情况却不断发生恶化,尤其是有机污染已成为人们亟待解决的重要问题之一。基于硫酸根自由基(SO)的高级氧化技术(SR-AOPs)被证明为解决有机污染问题的高效手段,鉴于其在处理过程中表现出氧化能力强,抗... 详细信息

近年来伴随着经济社会的发展,水环境情况却不断发生恶化,尤其是有机污染已成为人们亟待解决的重要问题之一。基于硫酸根自由基(SO)的高级氧化技术(SR-AOPs)被证明为解决有机污染问题的高效手段,鉴于其在处理过程中表现出氧化能力强,抗干扰能力突出等优势,该技术受到了研究者们广泛的关注和青睐。本文通过简述SR-AOPs的研究进展与技术优势,并针对现有的过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)活化方式存在成本高、活化效率不稳定、易引入二次污染等不足,开发出一种以树枝生物炭为载体并通过同步掺氮和负载金属纳米粒子而合成的高性能非均相催化剂(Fe/Mn@NBC);利用多种表征技术分析了催化剂结构特性和物化性质;系统研究了该材料活化PMS去除水中双酚A(BPA)污染的性能及影响因素;结合试验与理论计算分析了材料对PMS的催化原理以及反应中BPA的降解机制;详细讨论了Fe/Mn@NBC的实际应用潜力。主要研究结论与创新点如下:研究通过先浸渍再一步碳化-活化工艺制备了一种氮掺杂Fe/Mn双金属生物炭新型催化剂——Fe/Mn@NBC。结果表明,铁锰氮三种元素的同时引入导致了生物炭形貌的剧烈改变,其表面出现了大量丝状碳纳米管,并伴有较多孔洞。相较于其他催化剂,Fe/Mn@NBC拥有更高的BET比表面积(247.66m·g),更小的平均孔径(3.18 nm),以及更高的石墨化程度,利于电子的传输。该催化剂的Fe和Mn的表面含量仅为0.34%和0.76%,而Fe和Mn的总含量却高达10.12%和8.85%,表明大量的铁和锰元素被包裹在碳骨架,极大的提高了材料的催化活性和回收性。Fe/Mn@NBC不仅表现出对BPA良好的吸附效果(吸附量达49.58 mg/g)还能够驱动PMS的活化,实现对BPA的高效降解,20 min内即可将20 mg/L BPA完全去除,反应速率常数(k=0.1897 min)是原始生物炭(BC)的75.88倍。同时Fe/Mn@NBC+PMS体系还展示出了较好的矿化能力,2 h的TOC去除率可达63.09%。淬灭试验和EPR检测表明,在Fe/Mn@NBC+PMS体系中生成了多种活性物质(ROS),包括SO、·OH、O以及O,自由基与非自由基机制共同驱驶了BPA的降解,其中SO和·OH起到了主导作用。催化剂中的Fe/Mn纳米粒子、石墨/吡啶N和富电子的碳网络层是激活PMS产生这些ROS的潜在活性点。这种自由基和非自由基的协同作用过程受到p H、温度的影响较小,而更高的催化剂用量、PMS浓度和Cl的引入则可提高反应体系的活性。根据DFT和LC-MS的结果,BPA分子中的苯环和酚羟基更易受到ROS的攻击,从而导致其被降解为单链化合物物质直至完全矿化。应用潜力评估显示Fe/Mn@NBC拥有良好的可分离性、重用性、稳定性以及对不同有机物的普适性。综上,氮掺杂Fe/Mn双金属生物炭可有效催化PMS从而实现对BPA的高效降解,并展示出一定的经济实用性,为难降解有机废水的处置提供了一种有效处置方法与出路。

关键词：生物炭铁锰纳米粒子过一硫酸盐(PMS) 催化降解双酚A(BPA)

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道路综合管廊输水管道参数辨识研究

森林工程 2022年第6期38卷 130-136页

作者：孙强张智霖伍悦滨徐莹东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040 东北林业大学人工环境控制与能源应用研究所哈尔滨150040 哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学寒地建筑科学与工程研究中心哈尔滨150090 哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院哈尔滨150028

城市道路综合管廊长距离输水管道系统中,瞬变流数值模拟对系统安全运行十分重要。近些年,高分子材料技术的迅猛发展,使得黏弹性管材如聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管等在管廊输水管道系统中的应用愈来愈广泛。与弹性管道力学特性不同,... 详细信息

城市道路综合管廊长距离输水管道系统中,瞬变流数值模拟对系统安全运行十分重要。近些年,高分子材料技术的迅猛发展,使得黏弹性管材如聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管等在管廊输水管道系统中的应用愈来愈广泛。与弹性管道力学特性不同,黏弹性管道兼具弹性和黏性力学行为,这使得在数值模拟黏弹性管道水力瞬变过程中,本构参数的辨识尤为重要。因此,本文基于黏弹性管道瞬变流模型(采用Kelvin-Voigt模型结合一维拟稳态摩阻模型),建立城市道路综合管廊黏弹性管道参数辨识模型,利用序列二次规划(SQP)算法进行求解。结果表明,该辨识方法可以在不同温度下快速且准确辨识黏弹性管道本构参数,为城市道路综合管廊长距离输水管道参数辨识提供理论支持。

关键词：综合管廊黏弹性管道瞬变流参数辨识本构参数序列二次规划

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青春痘又熟了

课堂内外创新作文(初中版) 2008年第10期 18-19页

作者：张智霖广东省湛江市遂溪龙眼中学

从客观上讲,上天应该是给了我一个不小的恩惠,他让我把众多的青春痘安置在了脊背上,剩下的一些挤在鼻子处,而脸蛋、额头上总是那么"无瑕"。这让我想起咱班那位满脸都是这种青春标志的男同胞的脸蛋,此脸蛋致使他无时无刻不疯狂绽放青春... 详细信息

从客观上讲,上天应该是给了我一个不小的恩惠,他让我把众多的青春痘安置在了脊背上,剩下的一些挤在鼻子处,而脸蛋、额头上总是那么"无瑕"。这让我想起咱班那位满脸都是这种青春标志的男同胞的脸蛋,此脸蛋致使他无时无刻不疯狂绽放青春的魅力。我从而总结出:通过对比,我是幸福的。

关键词：青春痘

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一念之间

中学生阅读(初中版) 2019年第17期 28-29页

作者：张智霖河南省济源市济渎路学校

那年夏季的一天,放学的铃声响起不久,校门口就热闹起来,小贩的叫卖声、学生的嬉闹声、老师的叮嘱声、家长招呼孩子的声音,响成一片。我来自农民家庭,正值夏忙,父母没空来接我。我自己走在回家的路上。脚下,先是柏油马路,接着是水泥路,... 详细信息

那年夏季的一天,放学的铃声响起不久,校门口就热闹起来,小贩的叫卖声、学生的嬉闹声、老师的叮嘱声、家长招呼孩子的声音,响成一片。我来自农民家庭,正值夏忙,父母没空来接我。我自己走在回家的路上。脚下,先是柏油马路,接着是水泥路,然后就是我最熟悉的土路了。走在田野上,不时有邻居跟我打招呼:"小霖儿,回来了?"回家的感觉,真好。

关键词：父亲

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“龙”爸戒烟记

小学生优秀作文（中年级版） 2012年第7期 39-41页

作者：张智霖南通中心小学小榕树文学社福建省闽侯县350111

一天，我刚进家门，就看到爸爸坐在沙发上默默地吸烟。我撅起嘴巴说：“爸爸，您可真像条龙呀!”爸爸本来心情不大好，一听我称赞他像条龙，表情马上“多云转晴”：“哎呀，我的儿子真懂事。你也觉得爸爸像条龙？”

关键词：戒烟吸烟沙发

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墙城记

课堂内外（创新作文）（高中版） 2011年第4期 33-34页

作者：张智霖广东省湛江市第二中学

这个被我称作“墙城”的地方是一间教室，一问我现在所处的经纬度不详的毕业班教室。我热爱它的神秘。

关键词：毕业班经纬度教室

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藏在暗处的宇宙主宰——暗能量

大科技(科学之谜) 2003年第7期 14-17页

作者：张智霖

早期宇宙是能量的海洋,后来有一部分能量转化为粒子,大部分粒子是不发生相互作用的,如中微子,这就是"暗物质"。只有很少一部分粒子凝聚成可观测物质。因此,在宇宙中,暗能量最多,暗物质次之,具有复杂作用的物质最少,这就是我们宇宙的等... 详细信息

早期宇宙是能量的海洋,后来有一部分能量转化为粒子,大部分粒子是不发生相互作用的,如中微子,这就是"暗物质"。只有很少一部分粒子凝聚成可观测物质。因此,在宇宙中,暗能量最多,暗物质次之,具有复杂作用的物质最少,这就是我们宇宙的等级秩序。

关键词：暗物质暗能量膨胀速度

基于阶梯式进食、吞咽功能康复训练和舌部功能锻炼的联合护理应用于喉癌术后吞咽功能障碍病人的效果分析

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全科护理 2022年第21期20卷 2982-2985页

作者：张智霖南昌大学第二附属医院耳鼻喉头颈外科 330006

目的:探讨基于阶梯式进食、吞咽功能康复训练和舌部功能锻炼的联合护理在喉癌术后吞咽功能障碍病人中应用的效果。方法:选取2019年12月—2020年12月医院收治的110例喉癌术后吞咽功能障碍病人为研究对象,随机将病人分为常规护理组和联合... 详细信息

目的:探讨基于阶梯式进食、吞咽功能康复训练和舌部功能锻炼的联合护理在喉癌术后吞咽功能障碍病人中应用的效果。方法:选取2019年12月—2020年12月医院收治的110例喉癌术后吞咽功能障碍病人为研究对象,随机将病人分为常规护理组和联合护理组各55例。常规护理组实施常规护理干预,联合护理组在常规护理基础上联合阶梯式进食、吞咽功能康复训练和舌部功能锻炼干预。比较两组病人干预前后生活质量[采用癌症病人生存质量核心量表(QLQ-C30)及匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)评价]、吞咽功能[采用吞咽功能评价表(SSA)评价]、心理状态[采用抑郁自评量表(SDS)和焦虑自评量表(SAS)评价]和临床疗效。结果:干预后联合护理组病人PSQI、SSA、SDS和SAS评分均明显低于常规护理组(P<0.001),QLQ-C30评分和临床总有效率明显高于常规护理组(P<0.05)。结论:与常规护理相比,基于阶梯式进食、吞咽功能康复训练和舌部功能锻炼的联合护理可明显改善喉癌术后吞咽功能障碍病人的生活质量、吞咽功能、心理状态和临床疗效。

关键词：阶梯式进食吞咽功能康复训练舌部功能锻炼喉癌吞咽功能障碍

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响应曲面法优化木薯酒精污泥基活性炭制备及对没食子酸的吸附性能

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过程工程学报 2021年第7期21卷 794-806页

作者：张智霖丁磊周强余剑郭昌进张德伟安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032 安徽华骐环保科技股份有限公司安徽马鞍山243071

以木薯酒精厂生产过程中产生的脱水污泥为原料,采用响应曲面法Box-Behnken模型优化了木薯酒精污泥基活性炭的制备工艺,同时对最优成品进行一系列表征分析,并将其应用于没食子酸废水的处理研究。活性炭的最优制备条件为活化温度489℃,浸... 详细信息

以木薯酒精厂生产过程中产生的脱水污泥为原料,采用响应曲面法Box-Behnken模型优化了木薯酒精污泥基活性炭的制备工艺,同时对最优成品进行一系列表征分析,并将其应用于没食子酸废水的处理研究。活性炭的最优制备条件为活化温度489℃,浸渍时间14 h,活化时间51 min,氯化锌浓度21.53%,该条件下样品的碘吸附值达521.64 mg/g。表征分析显示其表面布有众多孔壁较薄、大小不一的孔洞,金属含量较小,BET比表面积达441.86 m2/g,平均孔径为2.50 nm,拥有丰富的微孔结构,表面富有较多的含氧官能团。考察了活性炭投加量、pH、接触时间、溶液温度对样品去除水中没食子酸的影响。结果表明,样品能够高效去除没食子酸,且随着投加量的增加和pH值降低,没食子酸的去除率呈增长趋势。木薯酒精污泥基活性炭对没食子酸的吸附符合pseudo second-order动力学模型和Freundlich等温模型,最大吸附量为126.72 mg/g。扩散机理显示除颗粒内扩散外也包含液膜扩散过程。热力学分析表明该吸附反应是自发进行的吸热且熵增的过程。本研究将为制备高性能污泥活性炭并应用于高浓度天然有机物废水处理提供理论基础。

关键词：木薯酒精污泥活性炭响应曲面法没食子酸吸附

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