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MXene基复合材料制备及其对水体污染物去除性能研究

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MXene基复合材料制备及其对水体污染物去除性能研究

作者：李仕浩东莞理工学院

学位级别：硕士

近代工业的迅速发展提高了人民物质生活水平,同时也对环境造成严重破坏和污染。其中,水资源污染已经严重威胁人类的健康和社会稳定。重金属和溴酸盐是水体的典型污染物。通过催化剂催化还原去除重金属和溴酸盐技术因具有低能耗、无毒化... 详细信息

近代工业的迅速发展提高了人民物质生活水平,同时也对环境造成严重破坏和污染。其中,水资源污染已经严重威胁人类的健康和社会稳定。重金属和溴酸盐是水体的典型污染物。通过催化剂催化还原去除重金属和溴酸盐技术因具有低能耗、无毒化、选择性高和快速高效等优点而备受关注。其中,催化剂是影响催化还原体系性能的关键。因此,开发高效率和二次污染小的催化剂具有重要的理论意义和应用价值。二维材料MXene具有比表面积大、导电性好、吸光性能优异等优点,因此在储能、电磁屏蔽、超级电容器、水处理等方面具有巨大应用潜力。本论文针对传统方法去除水体污染物的耗能高、稳定性差及选择性不高等缺点,利用不同材料之间的协同效应,设计制备两种MXene基复合催化剂,用于构筑高性能的光热-光催化膜和阴极电极。具体研究结论如下:(1)开发一种简便的、可扩展的方法制备mo-TiC@BF膜,用于光催化-光热协同去除和再利用重金属离子,同时回收洁净水。基于mo-TiC@BF膜的协同光催化-光热系统,在2.44 k W·m光照强度下实现4.6 kg·m·h的蒸发速率,97.5%的蒸发效率和100%的冷凝水重金属去除率。在反应90 min后,mo-TiC-2.4@BF膜对浓缩Co(NO)溶液的Co去除率高达80.4%,高于其他重金属离子(Pb、Zn、Mn和Cu)的去除率。高光热转化效率和良好的重金属去除性能归功于多功能膜的综合优化和协同效应:TiC原位氧化形成的mo-TiC异质结增强了重金属离子的光催化还原作用;TiC纳米片和光诱导还原的纳米颗粒的高光热转换效率和良好的导电性实现了水的快速蒸发和光诱导电荷分离;具有强大毛细管力的超亲水BF膜实现重金属溶液的连续输送。这种协同的光催化-光热方法对重金属离子的实际去除和再利用具有巨大潜力。(2)通过一步高温熔盐法研制出NbC MXene负载高分散双金属催化剂,成功应用于电催化还原溴酸盐。探究金属种类及负载量、金属与MXene配比、阴极电位、溶液p H和溴酸盐浓度对基于NbC MXene负载高分散双金属催化剂的电催化还原溴酸盐性能影响,揭示电催化还原溴酸盐机理。Cu/Fe/NbC电极在-1.0 V电位下的电催化还原BrO效率最高,为94.2%,分别是NbC,Fe/NbC和Cu/NbC电极电催化还原效率的1.93,1.34和1.20倍。Cu/Fe/NbC电极中Cu单原子和FeO纳米颗粒协同作用有助于生成原子H,且具有高电导率的MXene促进电荷快速转移,从而提高间接原子H还原BrO至Br效率。Cu/Fe/NbC电极可高效还原水体中BrO至Br,且具有良好的循环稳定性,在去除实际水体中BrO污染物方面具有较好应用前景。

关键词：光催化-光热电催化二维材料MXene 重金属溴酸盐

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地震作用下三相邻结构控制体系动力响应分析

振动与冲击 2023年第8期42卷 177-185页

作者：张尚荣李仕浩刘良坤唐响张弛宁夏大学土木与水利工程学院银川750021 东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523808

为解决两相邻结构同频共振导致结构抗震失效问题,提出一种三相邻结构的减震控制策略。利用单自由度和多自由度力学简化模型,基于Clough-Penzien谱推导相应的随机拓展状态方程,并研究三相邻结构在不同组合方案下各参数对减震效果的影响规... 详细信息

为解决两相邻结构同频共振导致结构抗震失效问题,提出一种三相邻结构的减震控制策略。利用单自由度和多自由度力学简化模型,基于Clough-Penzien谱推导相应的随机拓展状态方程,并研究三相邻结构在不同组合方案下各参数对减震效果的影响规律;基于结构振动总能量最小原则,利用改进遗传算法对减震控制方案进行了优化,得到对应控制方案下阻尼器布置的数量和位置,输入谱模型,分析了控制方案对高阶响应的抑制效果及该体系在7组地震动作用下的减震控制性能。结果表明,三相邻结构可以有效地解决两相邻结构同频共振的减震控制失效问题,抑制高阶响应,并能有效地降低地震响应,具有较好的鲁棒性。

关键词：同频控制三相邻结构随机分析振动能量减震效果

基于Maxwell模型的大底盘双塔楼复合被动控制

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工业建筑 2022年第8期52卷 119-126页

作者：张尚荣刘欣雨李仕浩谭金宝吕欢宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

将层间隔震与塔楼减震的复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构,以结构振动总能量最小为优化控制目标,推导结构的随机响应表达式,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,在等效单自由度简化模型中分析得到最优控制参数以及连接控制参数对控... 详细信息

将层间隔震与塔楼减震的复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构,以结构振动总能量最小为优化控制目标,推导结构的随机响应表达式,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,在等效单自由度简化模型中分析得到最优控制参数以及连接控制参数对控制效果的影响规律,将此参数用于大底盘双塔楼多自由度结构,分别从时域和频域角度对结构响应的控制效果进行分析,通过对比分析抗震方案、隔震方案以及隔减震复合被动控制方案对结构响应的控制情况,验证复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构的合理性和有效性。结果表明:隔震方案与隔减震复合被动控制方案对大底盘双塔结构的能量及位移响应都能起到良好的控制效果,且复合被动控制方案的控制效果更好。

关键词：大底盘双塔楼 Maxwell模型复合被动控制地震激励

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光固化连续液面成型工艺关键技术研究

光固化连续液面成型工艺关键技术研究

作者：李仕浩山东大学

学位级别：硕士

随着工艺和材料的发展,3D打印技术已逐渐从简单的原型制造转向越来越多地用于制造最终用途部件。传统3D打印技术成型速率低下和成型件不具有各向同性的固有缺陷限制了3D打印工艺的发展和这种转变。然而,2015年出现的连续液面成型工艺(Co... 详细信息

随着工艺和材料的发展,3D打印技术已逐渐从简单的原型制造转向越来越多地用于制造最终用途部件。传统3D打印技术成型速率低下和成型件不具有各向同性的固有缺陷限制了3D打印工艺的发展和这种转变。然而,2015年出现的连续液面成型工艺(Continous Liquid Interface Production,CLIP)完美解决了上述问题。该工艺自问世以来就以其惊人加工效率和良好的加工质量,备受瞩目。但该工艺在成型效率和质量上仍存在待优化的问题,本文对存在的问题进行了研究。本文分析了 CLIP工艺的过程、原理以及死区形成机理。根据CLIP工艺的原理,搭建了原型机,分别对原型机的机械系统、软件系统和控制硬件系统进行了设计,为该工艺的进一步探索奠定了基础。为了保障顺利成型,本文基于CLIP工艺的特点对模型处理进行了研究。设计了符合CLIP工艺特点的支撑结构以及为STL模型手动添加支撑的算法。针对CLIP工艺下大横截面积模型树脂填充效率低下的问题,提出了将模型镂空并为镂空模型内外自动生成树形支撑的算法;通过区分内外轮廓,改进了传统扫描线算法,解决了支撑与STL模型相交造成的切片图像孔洞问题,成功生成了无缺陷图像。通过实验证明了该算法镂空后的模型在顺利成型的基础上,有效提升了成型效率和节省了材料。由于CLIP过程中死区太薄,树脂填充效率受限。本文针对不同粘度树脂提出了两种工艺优化方案。为了解决小粘度树脂在模型的不同截面积部分中填充率不同的问题,提出一种基于工件模型信息的变速CLIP运动方案,并通过对掩膜图像的灰度处理,改变投影机辐照度,使工件达到最佳固化精度,实验结果表明该方案在不牺牲精度情况下能最大程度利用树脂流动性,实现更大的成型效率。对于连续运动CLIP工艺不能填充的大粘度树脂,根据平行板间隙流动理论,提出了一种旋转树脂盘加速树脂填充方案,探究了旋转树脂盘方案下的树脂填充能力,通过成型实验证明了该方案能有效提升树脂填充的效率和扩展可用树脂种类。最终,将模型镂空算法和变速CLIP工艺两种方案融合进一步提升小粘度树脂的成型效率。然后,又将模型镂空、变速CLIP工艺和旋转树脂盘工艺三种方案融合进行大粘度树脂的成型实验,进一步提升成型效率和扩展该工艺可利用树脂的种类。

关键词：立体光固化连续液面成型工艺模型镂空速度规划树脂填充

高湿挤压工艺对植物肉品质特性影响的研究进展

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食品工程 2023年第4期 7-11页

作者：李仕浩孔欣欣王瑞环郑州科技学院食品科学与工程学院河南郑州450064

以植物蛋白为主要原料,利用高湿挤压技术生产高品质植物基仿肉制品,是食品行业研究热点。介绍了高湿挤压的技术原理、特点,以及高湿挤压设备的结构、工作原理。在此基础上总结了高湿挤压技术研究进展,重点分析了挤压温度、水分含量、螺... 详细信息

以植物蛋白为主要原料,利用高湿挤压技术生产高品质植物基仿肉制品,是食品行业研究热点。介绍了高湿挤压的技术原理、特点,以及高湿挤压设备的结构、工作原理。在此基础上总结了高湿挤压技术研究进展,重点分析了挤压温度、水分含量、螺杆转速、喂料速度和冷却温度对产品品质的影响及机理,并提出挤压参数的优化方向。

关键词：植物肉高湿挤压挤压参数产品品质

基于不同绕组形式双定子低速大转矩永磁直驱电机转矩脉动的分析与抑制

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3646-3657页

作者：刘佶炜狄冲李仕豪鲍晓华合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

双定子低速大转矩永磁直驱电机(DLHPMDM)具有高转矩密度和高效率等优点,是传统低速大转矩传动系统的良好替代方案。DLHPMDM可以看作由内、外两台电机构成的整体。绕组形式选择不仅直接影响内、外电机的转矩性能,内、外电机不同绕组形式... 详细信息

双定子低速大转矩永磁直驱电机(DLHPMDM)具有高转矩密度和高效率等优点,是传统低速大转矩传动系统的良好替代方案。DLHPMDM可以看作由内、外两台电机构成的整体。绕组形式选择不仅直接影响内、外电机的转矩性能,内、外电机不同绕组形式的组合还会改变内、外电机输出转矩的叠加效果,最终影响DLHPMDM的转矩脉动水平。首先,基于双定子电机的转矩叠加原理,提出一种抑制DLHPMDM转矩脉动的设计方法,采用解析法分析内、外电机反电动势谐波相位差如何影响纹波转矩的叠加效果,并对内定子采用不同绕组形式时DLHPMDM的转矩性能进行仿真分析和初步验证。其次,考虑到绕组谐波引起的谐波电流对转矩脉动的影响,采用以电压源为激励的有限元分析进一步验证了内、外电机选用合理的绕组形式组合时,内、外电机纹波转矩的叠加削减作用能够有效降低DLHPMDM的转矩脉动。最后,采用转矩脉动最低的设计方案试制了一台DLHPMDM样机并完成相关实验,实验结果验证了分析的准确性。

关键词：双定子永磁直驱电机绕组形式转矩叠加原理纹波转矩转矩脉动

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X80管道环焊缝GTN损伤模型参数标定及应用

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油气储运 2024年

作者：崔忠浩刘艳贺王海涛罗艳龙张新军李仕力周少坤中国特种设备检测研究院.国家市场监管技术创新中心(油气管道与储存设备安全) 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

【目的】数值模拟方法在研究高钢级油气管道的损伤演化行为方面发挥了重要作用。然而，模拟结果的准确性往往受损伤模型参数的精确度所制约，确定准确的损伤参数既是保证模拟结果准确性的必要条件，也是分析工作的难点所在。【方法】通... 详细信息

【目的】数值模拟方法在研究高钢级油气管道的损伤演化行为方面发挥了重要作用。然而，模拟结果的准确性往往受损伤模型参数的精确度所制约，确定准确的损伤参数既是保证模拟结果准确性的必要条件，也是分析工作的难点所在。【方法】通过材料拉伸试验、数值模拟和响应面法相结合的有限元反向标定法，建立不同孔洞体积分数与反映材料弹塑性变形以及损伤断裂行为的特征参数之间的拟合关系，实现对X80管道环焊缝Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）损伤模型参数的有效标定；利用该参数标定结果对材料的拉伸试验过程进行数值反演，通过比较仿真与试验结果的断口特征和应力应变曲线完成对模型的参数精度的验证；同时，基于上述GTN损伤模型对X80管道环焊缝的单边缺口拉伸和单边缺口弯曲试验过程进行数值模拟及结果分析，完成针对该GTN损伤模型的适用性验证。【结果】针对参数标定结果精度验证方面，完成参数标定后的仿真呈现出的断口位置以及断裂特征与试验结果相符合，其应力应变曲线在整个损伤断裂过程中存在良好的一致性，通过对比抗拉应力、抗拉应变、断裂应力以及断裂应变四个特征点的差值后发现，两者存在的最大误差不超过10%；在模型适用性验证方面，单边缺口拉伸试样和单边缺口弯曲试样所对应表观韧性值分别为0.3993和0.3242，两者所对应的最终转化率在1.23左右。【结论】参数验证结果证实了本文所提出的GTN模型及其参数标定方法对X80管线环焊缝的损伤演化行为预测方面的有效性，同时，基于该GTN模型所搭建的小尺寸断裂韧性试验模型数值模拟结果验证了不同试样之间由于裂尖拘束度影响所造成的断裂韧性的差异性问题，试验结果进一步说明了该GTN模型在X80高钢级油气管道损伤断裂领域具有较强的应用价值。

关键词： X80管线钢环焊接头损伤模型响应面法断裂韧性

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中国民俗题材陶瓷雕塑的当代表现研究

中国民俗题材陶瓷雕塑的当代表现研究

作者：李仕燊景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

中国民俗文化是广大人民群众所创造、享用和传承的文化,既是历史积淀的反映,也是现代生活的需要。民俗文化包罗万象,其丰富的内容,多元的发展以及深厚的文化内涵为陶瓷雕塑创作提供了丰富的养料。同时陶瓷雕塑通过其丰富的表现内容以及... 详细信息

中国民俗文化是广大人民群众所创造、享用和传承的文化,既是历史积淀的反映,也是现代生活的需要。民俗文化包罗万象,其丰富的内容,多元的发展以及深厚的文化内涵为陶瓷雕塑创作提供了丰富的养料。同时陶瓷雕塑通过其丰富的表现内容以及深刻的文化内涵,生动而又直观地表现出人民生产生活、社会活动、精神面貌等特征,是创作者对于文化的传承与时代的回应。以中国民俗题材陶瓷雕塑为研究对象,可以深入而全面地了解中华文明发展历史,能够更加有效地继承中国优秀传统民俗文化,有利于推动中国传统文化的创造性转化与创新性发展。本文运用文献研究法、风格研究法、图像分析法、田野考察法,对中国古代民俗题材陶瓷雕塑进行梳理,并深入分析在中国民俗文化影响下的当代陶瓷雕塑创作的典型案例,探究当代陶瓷雕塑艺术对传统民俗文化的传承发展与创新转化,分析民俗题材陶瓷雕塑创作的当代价值和意义。最后结合自身创作,将理论与实践相结合,在创作中体现民俗文化的精神内涵与审美趣味。

关键词：陶瓷雕塑中国民俗民俗艺术当代表现

架空线路微风振动能量回收装置研制与实验研究

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架空线路微风振动能量回收装置研制与实验研究

作者：李仕洵东北电力大学

学位级别：硕士