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赤泥功能生物炭复合材料活化过硫酸盐降解AO7的性能和机理研究

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赤泥功能生物炭复合材料活化过硫酸盐降解AO7的性能和机理研究

作者：焦乙枭重庆大学

学位级别：硕士

赤泥是工业制取氧化铝过程中产生的固体废弃物,含有大量的强碱性物质,若高碱度的赤泥渗滤液进入地表水或渗入地下水,会使水体p H大幅升高,造成严重的地表水和地下水污染。高级氧化技术是近年兴起的难降解有机废水处理技术,它通过反应产... 详细信息

赤泥是工业制取氧化铝过程中产生的固体废弃物,含有大量的强碱性物质,若高碱度的赤泥渗滤液进入地表水或渗入地下水,会使水体p H大幅升高,造成严重的地表水和地下水污染。高级氧化技术是近年兴起的难降解有机废水处理技术,它通过反应产生具有强氧化性的自由基,可以有效降解有机污染物。赤泥中含有大量的铁氧化物,是高级氧化中常见的催化活性组分。生物炭是环境治理领域的研究重点,其不仅可以用于吸附污染物、改良土壤理化性质等环境治理上,还可以活化过硫酸盐降解有机污染废水。本研究遵循“以废治废”的原则,将赤泥与花生壳生物炭进行共热解,制得赤泥功能生物炭复合材料,热解后会产生FeO磁性物质,将极大地提高处理印染废水后催化剂材料的回收利用率。此外,本研究用该复合材料活化过硫酸钠(PDS),以偶氮染料橙黄Ⅱ(AO7)为目标污染物,对比原始花生壳生物炭研究了催化降解性能,探究了反应动力学规律、反应机理及AO7的降解途径。具体研究内容和结果如下:(1)通过慢速热解法制备了原始花生壳生物炭,并活化PDS降解模拟废水中的AO7。在700℃温度下热解的花生壳生物炭具有最好的活化效果,在花生壳生物炭投加量为0.5 g/L、氧化剂PDS投加量为20 m M、AO7浓度为50 mg/L、p H=6的条件下,10 min内AO7可以完全去除,反应符合准一级动力学;扫描电子显微镜与能量色散X射线谱(SEM-EDS)、比表面积分析(BET)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)等表征结果显示:石墨碳结构、C-O、C=O等表面含氧官能团是花生壳生物炭活化PDS的活性位点;自由基淬灭实验与电子自旋共振实验(EPR)结果表示,生物炭/过硫酸钠体系(BC/PDS体系)中主要由SO、·OH、O三种自由基共同作用降解AO7,三种自由基通过与生物炭表面结合的方式,形成表面键合的自由基来降解AO7;经过四次循环后,花生壳生物炭的回收率为38%,对AO7的降解率下降至27%。(2)将赤泥与花生壳粉共热解制成赤泥功能生物炭复合材料,赤泥功能生物炭复合材料制备最佳条件为:采用硝酸中和赤泥的碱性,赤泥与花生壳质量比(g/g)为3:1,赤泥与硝酸(质量分数约68%)的固液比(g/m L)为1:1.5,热解温度为700℃;通过优化实验参数,在赤泥功能生物炭复合材料投加量为1.5 g/L,PDS浓度为10 m M,AO7初始浓度为50 mg/L、p H=6的条件下,30 min内AO7可以完全去除,反应符合准一级动力学;SEM-EDS、BET、Raman、XRD、FTIR等表征结果表示,除了生物炭中的石墨碳结构、表面含氧官能团以外,FeO和Fe也参与了PDS的活化。自由基淬灭实验与电子自旋共振实验(EPR)结果表示,赤泥功能生物炭复合材料/过硫酸钠体系(RBC/PDS体系)与BC/PDS体系类似,体系中主要由SO、·OH、O三种自由基共同作用降解AO7,三种自由基通过与生物炭表面结合的方式,形成表面键合的自由基来降解AO7;AO7的降解经过偶氮键(-N=N-)断裂脱色,生成1-氨基-2-萘酚与4-氨基苯磺酸钠,随后1-氨基-2-萘酚被氧化、脱氨、开环、脱羧,4-氨基苯磺酸钠经过脱氨、脱硫、羟基化,最后被矿化成二氧化碳和水;赤泥功能生物炭复合材料中含有磁性物质FeO,经过四次循环后,催化剂回收率为88%,对AO7的降解率为65%,使用完毕后可以进行磁回收,资源化利用率更高。

关键词：赤泥资源化利用功能化生物炭偶氮染料废水磁性材料高级氧化技术

一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究

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重庆大学学报 2023年第5期46卷 72-82页

作者：安强焦乙枭张晨怡邓舒曼金柠婕杨茂林重庆大学环境与生态学院重庆400044

为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题,以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC),得到菌株生物炭耦合体系(MBC)。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水... 详细信息

为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题,以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC),得到菌株生物炭耦合体系(MBC)。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水的综合处理能力,同时构建序批式间歇反应器(SBR)以探究其在废水处理中的应用潜力。实验结果表明,MBC在48 h内去除了98.46%的锰。与2个独立的实验组(生物炭组,菌株AL-6组)相比,MBC对锰的去除具有良好的协同作用。MBC对锰的平均去除率为15.87 mg/(L·h),是菌株AL-6组的1.09倍,生物炭组的14.33倍。此外,MBC对氨氮的最大去除率为71.92%,对钙镁离子也有一定的去除效果,分别为41.46%和26.95%。在SBR中,MBC能去除90.1%的锰和85.44%的氨氮。结果表明,微生物固定化具有巨大的应用潜力,可用于处理电解锰渣复合污染废水。

关键词：锰去除复合污染生物炭电解锰渣生物固定化

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

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重庆大学学报（自然科学版） 2020年第10期43卷 104-113页

作者：安强乔卢阿里·科阿里金琳黎铮焦乙枭罗倩重庆大学环境与生态学院重庆400045

为了提高对废水中Cr(Ⅵ)的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性... 详细信息

为了提高对废水中Cr(Ⅵ)的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜(scanning electron microscopy)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)、X射线衍射(X-ray diffraction)等方法对原炭(biochar)和改性生物炭(modified biochar)进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。

关键词：玉米秸秆改性生物炭六价铬吸附机理

城市固体废弃物制备衍生燃料技术研究进展及应用现状

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能源与环境 2023年第6期 151-153,160页

作者：于鉴兰李紫龙罗丹刘志华焦乙枭重庆远达烟气治理特许经营有限公司科技分公司重庆401122

城市固体废弃物资源化、减量化和无害化是全球共同关注的问题之一,将其制成垃圾衍生燃料已成为良好的解决方案。该文介绍了将生活垃圾和污泥制作成衍生燃料的制备工艺和应用现状。目前大量燃煤锅炉和水泥窑企业已将衍生燃料的使用计划... 详细信息

城市固体废弃物资源化、减量化和无害化是全球共同关注的问题之一,将其制成垃圾衍生燃料已成为良好的解决方案。该文介绍了将生活垃圾和污泥制作成衍生燃料的制备工艺和应用现状。目前大量燃煤锅炉和水泥窑企业已将衍生燃料的使用计划纳入节能减碳目标中,未来替代燃料的市场应用前景巨大,与此同时,有关部门也需要进一步完善相关的技术规范和市场管理规则。

关键词：衍生燃料生活垃圾污泥燃煤锅炉水泥窑

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燃煤电厂含碳废弃物掺烧技术及其研究进展

能源与环境 2023年第6期 115-117,157页

作者：焦乙枭刘志华李紫龙闫洪远罗丹于鉴兰国家电投集团重庆远达烟气治理特许经营有限公司科技分公司重庆401122

介绍了5种常见的生物质类含碳废弃物利用现状,含碳废弃物与燃煤耦合发电的6种方式,探讨了掺烧含碳废弃物对燃煤机组锅炉燃烧、结渣的影响,并对混燃过程中NOx、SO_(2)、颗粒物、重金属以及二噁英的排放情况进行分析。建议国家在政策层面... 详细信息

介绍了5种常见的生物质类含碳废弃物利用现状,含碳废弃物与燃煤耦合发电的6种方式,探讨了掺烧含碳废弃物对燃煤机组锅炉燃烧、结渣的影响,并对混燃过程中NOx、SO_(2)、颗粒物、重金属以及二噁英的排放情况进行分析。建议国家在政策层面,明确和细化燃煤电厂含碳废弃物掺烧技术相关污染物排放标准、碳减排核算标准与碳减排补贴标准,大力推动该技术发展,助力传统燃煤电厂能源结构转型成功。

关键词：含碳废弃物燃煤机组耦合掺烧生物质碳减排

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四川巴州区农业产业化经营现状与发展对策

四川巴州区农业产业化经营现状与发展对策

作者：焦枭宵四川农业大学

学位级别：硕士

中国农业产业化经营是农业在市场经济体制下发展的必然产物,在农业结构调整、农民增收和提高农产品国际竞争力方面都有重要现实意义。推进农业产业化,可以很好的解决分散弱小的农户和规模化大市场之间的尖锐矛盾,把销售渠道、技术服务... 详细信息

中国农业产业化经营是农业在市场经济体制下发展的必然产物,在农业结构调整、农民增收和提高农产品国际竞争力方面都有重要现实意义。推进农业产业化,可以很好的解决分散弱小的农户和规模化大市场之间的尖锐矛盾,把销售渠道、技术服务、市场等信息高效便捷的传递给农民,以便提升农业经济效益、扩张农业经营规模,进而推动农业科技进步。四川省巴中市巴州区是老少边穷地区,农业产业化相对滞后,很难完全适应我国农业快速国际化和全面市场化的新形势。因此,本文在对国内外农业产业化的发展历程、发展模式、发展趋势进行分析研究的基础上,以巴中市农业产业化发展为研究对象,通过文献查阅、访谈、典型调查和问卷调查等方法,总结出巴州区农业产业化发展的现实状况和存在的困难问题,结合巴州区农村经济发展要求和农业产业结构的调整,提出创新和完善农业产业化发展的建议和对策,分析探究农业产业化发展的内在运行规律,研究结果对于加快巴州区农业产业化步伐具有重要的参考价值。通过研究得出如下结论：（1）巴州区农产品的种类较多,特色产业发展势态良好,基地园区建设步入正轨,马铃薯、蔬菜、中药材等种植面积不断扩大,产量不断增加,已基本形成优质马铃薯,反季节蔬菜,优质干果（核桃、板栗）,优质瘦肉型猪等优势农产品产区的发展格局。全区农业龙头企业初具规模,品牌创建整合初见成效,其中区级重点龙头企业10家,产值1000万元以上的农产品加工企业24家,产值过亿元的企业5家,实现销售收入5亿元、利税8000万元;全区累计有42个产品获得有机食品、绿色食品标志认证,有17个农产品被认定为无公害农产品,建立了5个国家级农业标准化示范区和8个区级农业标准化示范乡镇。同时,农业对外开放度不断提高,进出口贸易不断增长,2008年农产品出口同比增长44.3%。（2）目前巴州区农业产业化经营还存在以下问题：龙头企业可持续发展带动力不强;全区农业产业规模经营程度低,特色、优质农产品规模小、总量小;产业化程度不高,特色农产品知名品牌少;产业化结构不合理,产业化机制不健全,无法形成有效的一体化经营模式。（3）为进一步深化巴州区农业产业化发展提出了以下发展对策：发挥巴州区地区优势,坚持发展特色种植业和林业相结合、畜牧业与渔业水产业相结合、农副产品生产、乡村旅游业等特色产业的发展;突出重点,大力推进基地园区建设,建设八个特色农业产业园区;狠抓关键,大力发展龙头企业,努力打造核心竞争力强、辐射带动力广泛、市场占有率高、品牌效应大的企业集群,提升企业群体的整体效益,形成农业生产经营的产业链;鼓励支持合作经营模式的开展,形成网络化、层级式组织格局：增强牵引力,大力实施品牌战略,推进标准化生产建设;完善利益联结机制,实现农民与企业共同发展,形成“风险共担、利益均沾”的利益联合体,实现农民增收与企业盈利的双赢局面。

关键词：巴州区农业产业化发展对策

新高考“3+1+2”模式下高中化学教学中职业生涯教育的现状研究

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新高考“3+1+2”模式下高中化学教学中职业生涯教育的现状研究

作者：周枭枭华东师范大学

学位级别：硕士

进入二十一世纪以来,随着社会的高速发展,我国的职业生涯教育逐渐走上快速发展的道路,特别是在新高考改革大规模施行的背景下,学校需要改变以往的教学模式,将职业生涯教育融入基础教育刻不容缓。但是由于我国职业生涯教育施行时间较短,... 详细信息

进入二十一世纪以来,随着社会的高速发展,我国的职业生涯教育逐渐走上快速发展的道路,特别是在新高考改革大规模施行的背景下,学校需要改变以往的教学模式,将职业生涯教育融入基础教育刻不容缓。但是由于我国职业生涯教育施行时间较短,存在着政策不全面、师资力量缺乏等问题,这就需要探索新的道路。新高考改革过程中已遇到的“物理遇冷”、“化学遇冷”的现象表明职业生涯教育并不仅仅是职业生涯教师的事情,学科教师也必须积极参与,所以课堂教学渗透职业生涯教育具有重要的意义和价值。本文以高中阶段的化学学科为研究对象,首先考察课程标准以及教材中涉及职业生涯教育的要求与内容,接着通过学生问卷了解学生对于职业生涯的认知现状,再从教材、教师、家长三个层面分析学生对职业生涯认知现状不佳的原因,最后提出高中化学课堂教学渗透职业生涯教育的教学策略。本研究分为三个部分:第一部分,结合文献了解美国、加拿大主流高中化学教材,对比分析人教版高中化学新老教材涉及“职业生涯教育”的相关内容,了解课程规划和编排的原则,并掌握课堂教学渗透职业生涯教育的第一手资料。第二部分,调查学生对职业生涯认知的现状,从教材、教师、家长三个层面分析学生对职业生涯认知现状不佳的原因,发现:“化学与职业”专栏中对职业的介绍很完整和丰富,但采用的介绍模式比较古板,难以引起学生阅读的兴趣,解决办法是对栏目进行改进优化,并通过学生、教师问卷最后一题对“栏目改进”进行反馈,反馈结果较好;学生对职业生涯认知不足的根源在于学校教育和家庭教育对于职业生涯教育意识的薄弱。第三部分,结合文献分析、教材分析和问卷调查,提出以下两个阶段的高中化学课堂教学渗透职业生涯教育的教学策略,并进行实践教学:（1）职业引领:开学第一课教学设计;（2）课堂教学渗透职业生涯教育的常规课设计策略:（1）创设生活情景,将生活问题提炼为化学问题,同时渗透职业生涯教育;（2）调查化学名人史事,撰写名人记事,从榜样中渗透职业生涯教育;（3）进行职业生涯体验。

关键词：新高考高中化学职业生涯教育

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振荡子预加热模型中广义相对论效应的研究

振荡子预加热模型中广义相对论效应的研究

作者：寇枭枭中国科学技术大学

学位级别：硕士

暴胀结束时,宇宙处于温度非常低的状态,需要通过再加热过程过渡到传统的热大爆炸。而再加热的开始阶段可能通过预加热的形式发生,预加热阶段由于参数共振等原因是一个高度非微扰的过程,可以伴随产生非常丰富的物理现象。当前观测数据表... 详细信息

暴胀结束时,宇宙处于温度非常低的状态,需要通过再加热过程过渡到传统的热大爆炸。而再加热的开始阶段可能通过预加热的形式发生,预加热阶段由于参数共振等原因是一个高度非微扰的过程,可以伴随产生非常丰富的物理现象。当前观测数据表明,暴胀场的势能应该非常平坦。在这样的势能下,预加热过程中可能会产生出大量的称为振荡子的局域场构型(振荡子为一类非拓扑准孤立子),并伴随产生出早期宇宙随机引力波背景。振荡子预加热模型在平直的Friedmann-Lema(?)tre-Robertson-Walker(FLRW)背景下的演化行为已经得到了广泛的研究。本论文在数值相对论的框架下,考虑完整的广义相对论的修正,系统地研究了一类振荡子预加热模型的演化及其随机引力波背景的产生过程。通过与FLRW背景下的对应模拟结果的比较,我们仔细分析广义相对论修正对模型参数的依赖关系,探讨强引力效应以及度规与暴胀场的非线性耦合对振荡子形成及演化过程的影响。我们发现,在某些模型参数区域内,即当预加热过程中的参数共振较弱时,广义相对论效应修正会非常显著,这些修正会导致更多且更加致密的振荡子产生。并且当这些修正足够强时,振荡子内的强引力效应使得振荡子能量密度不断增加,并最终塌缩形成黑洞。然后,我们在数值相对论框架下研究了振荡子预加热过程中的引力波产生,并计算了在不同模型参数下的引力波功率谱。通过与FLRW背景下的微扰领头阶的结果的比较,我们发现,以往基于FLRW背景计算的引力波功率谱在很大的参数空间内是很好的近似。但是,当预加热过程中的参数共振较弱时,广义相对论的修正会变得比较显著,此时,考虑完整数值相对论得到引力波功率谱会有显著的增强。我们也讨论了非微扰层次上引力波能谱对规范的依赖关系。我们发现,推广的辐射规范以及1+log规范可以显著降低引力波功率谱中的规范任意性,相比同步规范,它们是利用数值相对论研究振荡子预加热中引力波产生的较合适规范。

关键词：振荡子预加热数值相对论引力波规范选取

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行政机关参与涉罪未成年人观护帮教研究

行政机关参与涉罪未成年人观护帮教研究

作者：晋枭枭云南大学

学位级别：硕士

公民社会权利受损且难以通过自身努力摆脱困境时,需要行政机关积极履行行政职责以保障公民的社会权利。而涉罪未成年人心智与行为发生偏差时更需行政机关履行观护帮教职责,部分地区采取观护帮教措施来达到对涉罪未成年人教育矫治和正常... 详细信息

公民社会权利受损且难以通过自身努力摆脱困境时,需要行政机关积极履行行政职责以保障公民的社会权利。而涉罪未成年人心智与行为发生偏差时更需行政机关履行观护帮教职责,部分地区采取观护帮教措施来达到对涉罪未成年人教育矫治和正常回归社会的目的。观护帮教具有广泛的行政职责内容,行政机关参与涉罪未成年人观护帮教有应然的行政职责。观护帮教与安置帮教二者的差别主要在刑事诉讼阶段不同,观护帮教把对未成年人安置帮教的内容提前到侦查和检察阶段。仅诉讼阶段的不同,却导致行政机关参与的状态大不一样,与行政机关参与安置帮教的常态化和普遍化相对比,本应为“行政职责+司法职责”的涉罪未成年人观护帮教模式,实践中却是行政机关完全缺位为多数,部分缺位为少数的行政机关参与缺位型涉罪未成年人观护帮教模式为常态,行政机关出现同种类的行政相对人不同对待的内在参与逻辑错误。究其原因,法律体系和行政命令的缺失让行政机关参与涉罪未成年人观护帮教存在内在逻辑断裂,外在参与自觉差异的困境。《未成年人保护法》、《预防未成年人犯罪法》确立了行政机关为主导的未成年人保护体系,但并未对涉罪未成年人观护帮教制度进行具体规定和细化。故应完善法律体系填补行政机关参与逻辑的缺失,确定行政机关参与模式和内容以统一参与自觉,健全行政机关参与的实施机制以保障行政机关参与顺利实施的保障,达到涉罪未成年人观护帮教中“行政职责+司法职责”的应然状态与实然状态达到统一。

关键词：行政机关参与涉罪未成年人观护帮教行政机关参与缺位型