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氧化石墨烯—TiO2复合材料对染料的吸附动力学及光催化性能研究

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氧化石墨烯—TiO2复合材料对染料的吸附动力学及光催化性能研究

作者：秦钊中北大学

学位级别：硕士

全国化工各个行业的蓬勃发展,带来了大量的染料污染问题。染料分子结构中含不饱和基团—N≡N—、C=C、—N=O等,拥有不同的色度、极性以及酸碱性,一般方法很难有效破坏这些共扼体系结构。光催化氧化技术具有催化活性高、廉价无毒、无二... 详细信息

全国化工各个行业的蓬勃发展,带来了大量的染料污染问题。染料分子结构中含不饱和基团—N≡N—、C=C、—N=O等,拥有不同的色度、极性以及酸碱性,一般方法很难有效破坏这些共扼体系结构。光催化氧化技术具有催化活性高、廉价无毒、无二次污染和矿化彻底等优点。但光催化降解过程首先要把有机污染物吸附至光催化剂表面,实现有机污染物的富集;再在光照条件下利用TiO产生的羟基自由基把有机污染物降解为CO和HO。纯二氧化钛由于表面大量羟基导致的强亲水性以及低的比表面积,使得对有机污染物的吸附能力极弱,进而制约了光催化降解效率。传统光反应器结构复杂、传质效果差以及催化剂分离困难,同时制约着光催化效率。所以,光催化剂的性能和光反应器特性的选择是未来研究的两大主流。对催化剂改性可显著提高TiO的吸附性能,分离光生电子和空穴,并拓展可见光响应范围,从而提高TiO复合材料的光催化性能,实现染料废水的高效处理。一种可强化传质、制造薄液膜的新型光催化反应器——旋转盘反应器(spinning disk reactor,SDR),应用广、效果好,可用于光催化反应中。液滴在转盘的离心力下,变为很薄的液丝、液膜,增强了光的透过率和溶氧量,对光催化具有强化作用。而负载式催化剂,解决了难分离问题,并且可持续使用。本文通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备不同比例的氧化石墨烯-TiO复合材料(TiO、GO1-TiO、GO5-TiO、GO10-TiO、GO15-TiO和GO20-TiO),采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),全自动比表面及孔径分析仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO对亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)和罗丹明B(Rh B)三种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明:TiO颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO对三种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO对废水中MB,MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2、5.4和23.0 mg/g。对三种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60 min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。采用溶胶-凝胶法制备和负载纯TiO和GO-TiO催化剂薄膜,450℃条件下焙烧2h。对纯TiO和GO-TiO催化剂薄膜进行XRD和SEM表征,结果表明两种催化剂中都存在锐钛矿和金红石混合晶型,薄膜表面出现了很多细小的裂纹,裂纹的增加增大了比表面积,而GO-TiO薄膜表面有裂纹且存在大量黑色絮状物,这种物质为GO。在SDR中用两种负载催化剂薄膜进行光催化降解亚甲基蓝废水研究。实验结果表明,随流量和转速的增加,亚甲基蓝的降解率先增加后降低。转速100 rpm,流量40 L/h是旋转盘反应器光催化最佳实验参数。GO-TiO薄膜对亚甲基蓝光催化降解率较TiO提高了10%。

关键词：旋转盘反应器催化剂负载吸附动力学光催化反应染料废水

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离子液体中一步高效原位水解竹粉的研究

离子液体中一步高效原位水解竹粉的研究

作者：秦钊重庆大学

学位级别：硕士

我国生物质资源的开发利用具有巨大潜力。但由于生物质结构致密,难降解,必须进行预处理和水解后才能实现其有效利用。传统化学法预处理和水解生物质存在能耗高、污染大等问题。以离子液体为溶剂,酶法水解生物质作为一种极具潜力的绿色方... 详细信息

我国生物质资源的开发利用具有巨大潜力。但由于生物质结构致密,难降解,必须进行预处理和水解后才能实现其有效利用。传统化学法预处理和水解生物质存在能耗高、污染大等问题。以离子液体为溶剂,酶法水解生物质作为一种极具潜力的绿色方法,引起了学术界和工业界的高度重视。但预处理时间长,分步预处理和水解,离子液体中酶失活等问题,限制了离子液体中酶水解生物质的发展与应用。因此,开发一种在生物相容性离子液体中同时进行预处理和酶解反应的一锅法的水解策略,对于实现生物质高效水解为可发酵糖以及进一步转化为生物燃料和化学品尤为重要。本论文开发了一种在生物相容性离子液体中同时活化和水解竹粉生物质的策略,并研究离子液体的活化机理。进一步利用表面活性剂协同强化纤维素酶的水解能力,并进行了机理分析。此外,构建了以反胶束为基础的酶穿梭载体用于一锅法高效酶解木质纤维素。主要工作及研究成果如下:(1)探究了四种咪唑类ILs([Emim][CHCOO],[Emim][DP],[Bmim][HOOC],[Bmim][Cl])对木质素的提取率和对纤维素溶解能力及其对纤维素酶的毒性,筛选出了生物相容性较好且活化竹粉能力较强的IL[Emim][DP]。在20%w/v的[Emim][DP]和6 g L的酶量下进行同步活化和原位糖化,50℃低温下反应16 h后获得了46.8%的TRS产率。通过一系列物理表征手段发现ILs可以通过脱木质素以及降低纤维素结晶度,从而破坏木质纤维素的致密结构,有利于后续的酶解反应。(2)筛选了四种表面活性剂(吐温80,司班20,AOT,CTAB)用于提高纤维素酶活性和加速竹粉生物质的水解的研究。其中吐温80协同强化效果最好,可以将纤维素酶活性从82.3%提高到86.7%。以0.02 g L的吐温80在50℃低温下进行酶解反应14 h后,获得了58.3%的最大TRS产率。通过一系列物理表征手段发现添加表面活性剂吐温80后,可以进一步提高[Emim][DP]的脱木质素以及降低纤维素结晶度的能力,从而强化破坏木质纤维素的致密结构的效果,有利于后续的酶解反应。(3)通过简单超声法,首次成功制备了吐温80-异辛烷的反胶束体系,为ILs活化和原位同步糖化木质纤维素提供反应微环境。通过改变反胶束的含水量来提高该体系中纤维素酶活性以及TRS产率。在最佳含水量为6,50℃下反应24 h后,TRS的最大产率为71.2%,且相对酶活为91.2%。通过透射电镜(TEM)分析,发现纤维素酶成功进入酶穿梭载体的微环境中,从而避免了与IL的直接接触,因此能保持较高酶活性。此外,通过圆二色谱(CD)测试,对不同体系中纤维素酶的二级结构进行了分析。发现纤维素酶在反胶束中保持较高活性是由于刚性结构α-螺旋的含量较低,而柔性结构的含量较高。

关键词：竹子生物质木质纤维素离子液体表面活性剂反胶束

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面向教育领域的群组多角色互动交流平台

面向教育领域的群组多角色互动交流平台

作者：秦钊济南大学

学位级别：硕士

随着现代信息技术的飞速发展,网络科技在学校信息管理和校园网络文化建设中发挥了巨大的作用。合理地运用信息管理系统,让信息资源在学校成员间高效流动,推动和谐校园建设,是当前学校数字化校园建设的一项重要工作。当前,诸如FaceBook等... 详细信息

随着现代信息技术的飞速发展,网络科技在学校信息管理和校园网络文化建设中发挥了巨大的作用。合理地运用信息管理系统,让信息资源在学校成员间高效流动,推动和谐校园建设,是当前学校数字化校园建设的一项重要工作。当前,诸如FaceBook等SNS社交网络,以及微信已成为人们进行互动交流的重要平台。将SNS、微信应用于校园网络文化建设,有助于创新校园网络交流方式、提升校园网络文化传播水平,也是数字化校园建设的一个重要方式。基于SNS的校园多角色交流互动系统是在对学校校园网络信息共享、校园SNS网站应用功能和微信平台的研究分析的基础上完成的。论文介绍了系统的整体功能、各业务模块功能,以及数据库概念结构、逻辑结构设计、系统功能实现和运行测试结果。系统基于B/S架构,综合运用微信平台、插件技术、Ajax技术,结合MVC设计模式和ThinkPHP框架思想实现。系统包括后台管理和校园SNS网站两个大的模块,设置了管理员、家长、教师、学生等多种角色,包含了常见的多种互动交流方式。系统以关系为核心,根据现实关系,自动将相关联的教师、家长、学生绑定为同一群组,同一群组中的成员可以进行互动交流,沟通方便。系统引导教师、家长、学生使用校园SNS网站发布、交流学习生活经验、问题等,发表观点,交换意见。与传统的师生、家长交流方式相比本系统有效地提高了解决校园生活问题的效率。基于SNS的校园多角色交流互动系统将学校信息与SNS服务有机结合,并利用微信平台,有效地增进了校园内各成员间的互动交流,改变了传统单一的垂直信息传递,扩宽了信息传播的途径,方便信息数据的传输、保存、查询,提高学校校园网络运行效率,节省工作成本,解放人力资源,协调各部门工作,实现各部门信息共享。

关键词：校园网络 SNS B/S架构 PHP

雄激素性脱发的临床调查与中医证型相关性研究

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雄激素性脱发的临床调查与中医证型相关性研究

作者：秦钊南京中医药大学

学位级别：硕士

目的：通过对雄激素性脱发患者进行调查,获得临床相关资料及中医辨证情况,探讨影响雄激素性脱发发病的各相关因素及其意义,并根据中医理论对其与中医证型的相关性进行研究,为今后辨证治疗雄激素性脱发提供临床调查数据。方法：自制雄激... 详细信息

目的：通过对雄激素性脱发患者进行调查,获得临床相关资料及中医辨证情况,探讨影响雄激素性脱发发病的各相关因素及其意义,并根据中医理论对其与中医证型的相关性进行研究,为今后辨证治疗雄激素性脱发提供临床调查数据。方法：自制雄激素性脱发临床调查问卷,对门诊已确诊的雄激素性脱发患者进行调查,调查结束后,在导师的指导下,对所调查的每例患者进行辨证分型,所得的数据用SPSS16.0进行处理,以对各因素及其与证型的相关性进行统计分析。结论：通过本课题调查研究发现：雄激素性脱发的发病与年龄、性别、学历、职业、婚姻、家族史、发质、生活习惯等诸多因素相关;脱发的严重程度与发病年龄、家族史、病程及生活习惯等因素相关;发病年龄与家族史及精神因素相关;发质与家族史及使用电脑时间相关;不规律的生活习惯可引起和加重脱发;AGA可合并重症痤疮;头顶和两鬓角同时开始脱发者较多;夏秋季节脱发可加重。中医辩证分型74例湿热蕴结证,25例血虚风燥证,21例肝肾不足证;发病年龄与中医证型有显著差异;中医证型与脱发分型无统计学意义。先天因素可引起脱发,后天因素也可引起和加重脱发,提示我们在药物治疗脱发的同时,还要改变生活习惯,减轻精神压力,以健康的方式生活学习工作,才有助于脱发的治疗和延缓脱发的发生发展速度。

关键词：雄激素性脱发临床研究中医分型相关性研究

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硼基复合金属燃料单颗粒点火与燃烧特性

火炸药学报 2022年第6期45卷 862-869页

作者：于润田马曼曼张睿秦钊刘冬南京理工大学能源与动力工程学院&先进燃烧实验室江苏南京210094 西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

为解决硼点火困难和燃烧性能较差的问题,采用立式管式流化床反应炉研究了硼及硼基复合金属颗粒的点火和燃烧特性;应用能谱分析(EDS)和扫描电镜分析(SEM)对硼及硼基复合金属燃料单颗粒燃烧前后的微观形貌及元素进行分析,并采用双色法测... 详细信息

为解决硼点火困难和燃烧性能较差的问题,采用立式管式流化床反应炉研究了硼及硼基复合金属颗粒的点火和燃烧特性;应用能谱分析(EDS)和扫描电镜分析(SEM)对硼及硼基复合金属燃料单颗粒燃烧前后的微观形貌及元素进行分析,并采用双色法测量硼及硼基复合材料的燃烧温度分布。结果表明,硼及硼基复合金属颗粒的燃烧过程主要分为点火和燃烧两个阶段;铝、碳纳米管和石墨烯的加入减少了硼基复合材料点火延迟时间和燃烧时间;掺混燃料的比例越高,对点火延迟时间的影响也越大;此外,纳米铝的加入对点火延迟时间的影响最大;碳纳米管和石墨烯的加入对燃烧时间的影响最大。单颗粒纳米硼颗粒的燃烧温度为1772K,纳米铝的加入使得复合材料的燃烧温度提高到1830K;相反纳米铁的加入使混合材料的燃烧温度降低到1680K;石墨烯和碳纳米管的加入对复合材料的温度几乎没有影响。

关键词：物理化学硼复合金属燃料单颗粒点火延迟燃烧特性

听觉障碍对聋人视觉功能影响的理论之争:缺陷还是补偿?

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心理科学 2021年第5期44卷 1266-1272页

作者：闫国利秦钊教育部人文社会科学重点研究基地天津师范大学心理与行为研究院天津300074 天津师范大学心理学部天津300387

听觉通道受损,是否会影响聋人的视觉功能?有三种理论对此做出了解释。缺陷理论:聋人视觉功能存在缺陷,包括听觉脚手架假说和劳动分工假说。补偿理论:聋人视觉功能会表现出增强,包括响应增强假说、知觉增强假说、超通道功能假说和背侧通... 详细信息

听觉通道受损,是否会影响聋人的视觉功能?有三种理论对此做出了解释。缺陷理论:聋人视觉功能存在缺陷,包括听觉脚手架假说和劳动分工假说。补偿理论:聋人视觉功能会表现出增强,包括响应增强假说、知觉增强假说、超通道功能假说和背侧通路假说。整合理论:聋人视觉功能既可能表现为缺陷,也可能表现为增强,与实验任务和被试年龄有关。本文评述了听觉障碍对聋人视觉功能影响的三种理论,并对其今后的发展趋势进行了展望。

关键词：聋人视觉功能缺陷理论补偿理论整合理论

铝基合金燃料的研究及其在固体推进剂中的应用进展

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火炸药学报 2023年第2期46卷 101-116,I0007页

作者：张建侃赵凤起秦钊李辉西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

为了阐明元素组成和相组成与铝基合金燃料本征特性的关系,分别总结了低沸点金属、低熔点金属和高熔点金属作为合金元素时对理化特征和燃烧特性的影响规律,分析了不同铝基合金燃料点火和燃烧机制的差异。铝基合金燃料在燃烧过程中,存在Al... 详细信息

为了阐明元素组成和相组成与铝基合金燃料本征特性的关系,分别总结了低沸点金属、低熔点金属和高熔点金属作为合金元素时对理化特征和燃烧特性的影响规律,分析了不同铝基合金燃料点火和燃烧机制的差异。铝基合金燃料在燃烧过程中,存在Al-MLB的微爆、Al-MLM中的合金化放热/氧化通道、Al-MHM中的亚稳相放热等多种燃烧效率提升的机制。从能量提升和燃速调控两方面归纳了铝基合金燃料在固体推进剂中的应用研究概况,指出铝基合金燃料通过理论比冲提升、燃烧效率提升、二相流损失降低和密度提升等途径提高了推进剂的能量性能;铝基合金燃料对推进剂燃速的影响是配方各组分相互作用的结果,调控效果随着配方中的氧化剂、黏合剂成分而发生改变。掌握铝基合金燃料“制备工艺-结构-性能”的关系、解决安全性和长期储存活性降低问题和完善燃速调节机制及燃烧反应释能机理,是铝基合金燃料的设计、应用和性能调控的关键。附参考文献75篇。

关键词：固体推进剂铝基合金燃料燃烧金属燃料铝粉燃速

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纳米硼基复合金属颗粒弥散燃烧的诊断研究

光谱学与光谱分析 2023年第10期43卷 3252-3259页

作者：于润田马曼曼秦钊刘冠楠张睿刘冬南京理工大学能源与动力工程学院先进燃烧实验室江苏南京210094 西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

金属燃料的添加不仅能够提高推进剂的能量密度,还能缓解冲压发动机高频燃烧的不稳定现象。硼具有较高的质量热值和体积热值,受到了广泛关注。然而由于硼自身熔点高、沸点高且表面存在氧化层,导致点火困难,燃烧性能差。铝和铁的存在会使... 详细信息

金属燃料的添加不仅能够提高推进剂的能量密度,还能缓解冲压发动机高频燃烧的不稳定现象。硼具有较高的质量热值和体积热值,受到了广泛关注。然而由于硼自身熔点高、沸点高且表面存在氧化层,导致点火困难,燃烧性能差。铝和铁的存在会使得氧化过程表面反应的放热增加,提高温度,促进硼的点火和燃烧。同时由于铝和铁具有较高的燃烧热和较快的能量释放速率,理论燃烧热利用率高,可引入铝和铁来提高硼的燃烧效率和实际燃烧热值。针对硼点火困难和燃烧性能差的问题,将硼分别和铝、铁掺混得到兼具较好点火性能和较高能量密度的复合金属燃料。采用弥散燃烧系统研究了纳米硼基复合金属颗粒云的弥散燃烧特性,利用高速相机获得硼及硼基复合金属颗粒云的燃烧过程,并利用双色法测量了其温度分布变化,应用光纤光谱仪、扫描透射电镜、X射线衍射和元素分析对硼基复合金属颗粒的燃烧特性及机理进行分析。结果表明,铝和铁的加入缩短了硼的点火延迟时间和燃烧时间,并且使得同一时间内被点燃的硼颗粒数量增加,硼的燃烧过程更加剧烈。铝的加入提高了复合燃料的燃烧温度;铁的加入降低了复合燃料的燃烧温度。硼基复合金属颗粒弥散燃烧测温过程中观察到明显的绿光,结合光谱图,分析该绿光来自于硼燃烧生成的中间产物BO_(2)。硼基复合金属颗粒弥散燃烧后团聚物主要为氧化产物,其中也含有少量的氮元素。硼基复合金属颗粒弥散燃烧后产物团聚现象更为明显,且不规则块状硼的破裂更加严重。硼基复合金属颗粒进入管式炉后,受到热辐射后在短时间内快速升温,铝和铁颗粒率先达到着火温度开始燃烧,燃烧释放的热量积聚在颗粒内部,被硼颗粒吸收,硼表面氧化层破裂,内部硼与空气接触,继而温度上升至硼的着火点,硼开始燃烧,从而促进了硼的燃烧。

关键词：纳米颗粒硼基复合金属弥散燃烧燃烧诊断

运动心理坚韧对排球运动员运动投入的影响:有调节的中介效应

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沈阳体育学院学报 2016年第3期35卷 53-58页

作者：张潮秦钊韩晓伟山西师范大学教师教育学院山西临汾041004 山西省心理与认知行为实验教学中心山西临汾041004 北京体育大学运动训练学教研室北京100084

提出了一个有调节的中介模型,揭示了运动心理坚韧"怎样"影响排球运动员运动投入及这种影响"何时"更强或更弱。采用运动心理坚韧问卷、运动员投入问卷、运动员主观幸福感量表和负面身体自我量表对全国232名排球运动员进行调查。结果显示... 详细信息

提出了一个有调节的中介模型,揭示了运动心理坚韧"怎样"影响排球运动员运动投入及这种影响"何时"更强或更弱。采用运动心理坚韧问卷、运动员投入问卷、运动员主观幸福感量表和负面身体自我量表对全国232名排球运动员进行调查。结果显示:1)排球运动员主观幸福感对运动心理坚韧与运动员投入的关系具有部分中介效应,运动心理坚韧既对运动员投入产生直接影响,也通过运动员主观幸福感对运动员投入产生间接影响;2)负面身体自我对运动员主观幸福感的中介作用具有调节效应,负面身体自我调节了中介过程的后半段路径;运动员主观幸福感对运动员投入的影响,随其负面身体自我得分的增加而降低。因此,运动心理坚韧对排球运动员运动投入的影响是有调节的中介模型,对于提高其运动投入程度具有理论及参考价值。

关键词：运动心理坚韧运动员投入运动员主观幸福感负面身体自我排球运动员