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水合氧化锰改性氧化石墨烯分离膜制备及其重金属离子去除性能研究

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水合氧化锰改性氧化石墨烯分离膜制备及其重金属离子去除性能研究

作者：杨博深景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

近年来,工业规模不断扩大,重金属离子污染逐年加剧,对人类的生活和生命安全造成巨大的隐患。膜分离法由于其高效、不易产生二次污染等优点,在重金属离子去除领域具有广阔的应用前景。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)因其具有二维纳米片... 详细信息

近年来,工业规模不断扩大,重金属离子污染逐年加剧,对人类的生活和生命安全造成巨大的隐患。膜分离法由于其高效、不易产生二次污染等优点,在重金属离子去除领域具有广阔的应用前景。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)因其具有二维纳米片结构、高比表面积、优异的耐酸碱性能和丰富的含氧官能团等特点,被作为优选的膜原料而被广泛探究。但目前氧化石墨烯膜还存在易溶胀、力学强度较差、稳定性较差和渗透通量偏低等关键问题,导致该膜在实际应用中仍然受到一定的限制。本文首先采用干压法制备了氧化铝多孔载体,借助(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)对该载体进行表面改性,解决了氧化石墨烯膜与氧化铝载体的结合强度问题。另外,借助脒基硫脲(Amidinothiourea,AT),交联氧化石墨烯纳米片,制备了具有高稳定性和抗溶胀的AT交联GO膜(AT crosslinked GO membrane,AGM)。同时,通过优化氧化石墨烯膜的制备方法,提升了氧化石墨烯膜的水渗透通量。本文还通过氧化石墨烯合成废液,制备了纳米δ-MnO2型水合氧化锰(Hydrate manganese oxide,HMO),并采用其对氧化石墨烯膜改性,制备得到HMO 改性 GO 膜(HMO modified GO membrane,HMO-GOM),探究了该膜对重金属离子的去除率和抗污染性能。主要研究内容和结论如下:(1)系统探究了 APTES的改性工艺。当APTES浓度为0.15 wt%,GO膜与氧化铝载体具有较高的结合稳定性,纯水通量达到了 29.70 L·m-2·h-1·bar-1。APTES的改性作用机理主要为,在改性过程中,APTES水解后与载体表面的羟基结合,经热处理后,脱水形成稳定的化学键,另一端的胺基也能与GO纳米片产生有效交联。(2)探究了 AT的改性工艺,优化了膜的制备方法。AT分子上的双胺基能够与GO纳米片的羧基和环氧基产生稳定交联,从而保障了 AGM在水中浸泡稳定性。同时,AT改性也使得AGM的水接触角降低至44.50,有力提升了膜的亲水性,使用不同厚度的AGM探究其对重金属离子的去除性能,结果表明:以Pb2+为例,膜层厚度为120nm时,去除率为27.10%,渗透通量为23.74L·m-2·h-1·bar-1;膜层厚度为200 nm时,去除率为61.87%,渗透通量为1.44 L·m-2·h-1·bar-1。(3)使用改进Hummers法废液制备了 δ-MnO2型纳米HMO,探究了纳米HMO改性GO膜的工艺,制备得到HMO-GOM,经XPS和FTIR分析发现,HMO和GO通过形成Mn-O-C基团实现稳定交联。引入HMO后,膜的稳定性提升,对重金属离子能够实现高效去除。该膜对10 mg·L-1的Pb2+、Cd2+和Cu2+的去除率,分别为96.44%、85.02%和75.95%。当离子浓度为50 mg·L-1时,对Pb2+去除率为63.2%。HMO-GOM对不同重金属离子的去除率规律为:RPb2+>RCd2+>RCu2+。同时,牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)污染实验表明,HMO-GOM有优异的抗污染性能。

关键词：氧化石墨烯水合氧化锰改性分离膜重金属去除

艾米替诺福韦与丙酚替诺福韦酯治疗慢性乙型肝炎的有效性与安全性研究

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艾米替诺福韦与丙酚替诺福韦酯治疗慢性乙型肝炎的有效性与安全性...

作者：张济深宜春学院

学位级别：硕士

耐用光热超疏水涂层的防/除冰性能及其稳定性研究

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表面技术 2024年

作者：刘亚华宋文卓李文宗詹海洋王世许肖炳忠魏全茂张珂柯卢晨光大连理工大学

目的开发具有优异防/除冰性能和耐用性的光热超疏水涂层。方法将聚硅氮烷（PSZ）和环氧树脂（EP）混合后作为成膜树脂，掺入疏水纳米SiO2颗粒以及多壁碳纳米管（MWCNT），通过喷涂法制备光热超疏水涂层。综合考虑涂层的润湿性、光热... 详细信息

目的开发具有优异防/除冰性能和耐用性的光热超疏水涂层。方法将聚硅氮烷（PSZ）和环氧树脂（EP）混合后作为成膜树脂，掺入疏水纳米SiO2颗粒以及多壁碳纳米管（MWCNT），通过喷涂法制备光热超疏水涂层。综合考虑涂层的润湿性、光热能力以及基底粘附性优化其配方。采用接触角测量仪对涂层表面的润湿性进行表征；通过光热除冰/霜实验来测定涂层的除冰/霜性能，通过静态结冰/霜实验、低温表面液滴碰撞实验等测试涂层的防冰与防霜性能；通过线性摩擦实验、胶带剥离实验和热失重实验等测定涂层的机械稳定性。结果涂层表面的接触角为156°±2°，滚动角为7°±1°，表现出优异的超疏水性；在光热除冰实验中，对于表面上冻结的水滴仅需43s的模拟太阳光照射即可脱落；对于覆盖在表面的冰层，经历12min的光照后完全从表面脱落；在光热除霜实验中，全覆盖的表面积霜在两分钟的光照后完全融化；在静态结冰实验中，涂层表面液滴的冻结时间延迟了6倍；在-10℃的低温碰撞实验中，液滴撞击过冷表面后能完全弹起脱离表面；在防霜实验中，涂层表面能够大幅延迟结霜并减少其覆盖。此外，线性摩擦实验和胶带剥离实验表明，涂层具有良好的耐磨损性以及坚实的基底附着力；热重曲线和高温加热实验表明，聚硅氮烷赋予了涂层良好的热稳定性，使涂层在300℃环境下烘烤1h后仍可保持超疏水性。结论制备的耐用光热超疏水涂层具有极佳的光热防/除冰性能以及机械稳定性，涂层在经历摩擦磨损后仍具有出色的抗结冰和光热转换能力，为实现节能环保的防/除冰应用提供了富有前景的解决方案。

关键词：超疏水涂层光热除冰/霜抗结冰耐磨性聚硅氮烷多壁碳纳米管

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氢气分离有机膜

化工学报 2024年第1期75卷 138-158页

作者：朱娇栾丽萍从深震刘新磊天津大学化工学院化学工程研究所天津300072 天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室化学工程联合国家重点实验室(天津大学)天津300072 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

氢气是重要的化工原料和燃料,其分离纯化的效果将直接影响使用成本。有机聚合物膜具有成本低、可加工性强、结构多样、性能稳定等优点,已成为H2分离领域应用最多的膜材料。介绍了H2分离有机膜的分离机理,讨论了H2分离有机膜的种类、制... 详细信息

氢气是重要的化工原料和燃料,其分离纯化的效果将直接影响使用成本。有机聚合物膜具有成本低、可加工性强、结构多样、性能稳定等优点,已成为H2分离领域应用最多的膜材料。介绍了H2分离有机膜的分离机理,讨论了H2分离有机膜的种类、制备方法和性能,综述了其应用现状,并对未来的发展前景进行了展望。

关键词：氢气聚合物膜分离

流线箱梁弯扭耦合气动力非线性特性与颤振行为预测

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中国公路学报 2024年第3期37卷 273-282页

作者：赵林王达方根深崔巍葛耀君同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室上海200092

传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化... 详细信息

传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化的结构阻尼比和颤振导数,实现了颤振后状态结构振幅的预测分析,并与风洞试验结果进行了对比验证。结果表明:试验范围(竖向振幅Ah/B≤1.0,扭转振幅Aα≤12°)内,流线箱梁断面弯扭耦合气动力近似满足叠加性;节段模型风洞试验中结构阻尼和气动力的幅值依赖性是系统非线性的主要表现形式,在复模态特征值分析中引入幅变的颤振导数和结构阻尼比可以较好地预测滞回颤振振幅随风速的变化关系。

关键词：桥梁工程流线箱梁断面非线性气动力颤振后气动力叠加性复模态特征值法

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矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统及实验研究

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1964-1975页

作者：许献磊陈令洲彭苏萍梁鹏赵禹深中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

煤岩界面识别技术是煤矿智能化开采的关键技术之一。基于高频雷达波探测技术可实现煤岩界面的随采高精度探测,但仍存在矿井超大采高(≥6 m)片帮垮落带来设备的安全风险及采高突变(采高≤2 m)时空间限制设备通过的问题。在前期工作基础... 详细信息

煤岩界面识别技术是煤矿智能化开采的关键技术之一。基于高频雷达波探测技术可实现煤岩界面的随采高精度探测,但仍存在矿井超大采高(≥6 m)片帮垮落带来设备的安全风险及采高突变(采高≤2 m)时空间限制设备通过的问题。在前期工作基础上提出了一种矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统并进行了煤岩界面探测实验研究,主要内容包括:①阐述矿井节点式雷达观测系统原理,根据矿井工作面实际环境设计煤岩界面识别观测系统方案及雷达传感单元安装方式;②研究并提出节点式采集控制系统和信息交互传输设计方案,实现数据动态采集控制及存储;③针对节点式采集方式及煤岩界面雷达反射回波特征,研究提出了节点探测数据增强处理方法、煤岩界面识别算法,可有效的实现煤岩界面智能识别与追踪、煤层厚度及空间坐标解算。为验证该方法的可行性,采用多个中心频率为1.5 GHz的探地雷达传感单元进行物理模型验证实验,并对节点式数据采集和连续数据采集结果进行了对比分析,实验结果表明:节点式采集方法与连续采集方法均可有效识别出煤岩界面,与连续采集方法相比,本文提出的节点式探测方法可实现数据的快速动态重复性采集,单次采集时长控制在10 s以内,煤层厚度探测结果平均误差为1.07 cm,最大误差为1.47 cm,平均误差百分比为7.64%。本方法为矿井智能化开采中煤岩界面的动态高精度探测提供技术支撑。

关键词：煤岩识别探地雷达节点式雷达观测系统误差分析

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清镇市民生愿景变幸福图景

当代贵州 2024年第4期 64-65页

作者：胡俯茂许发顺罗文福清镇市融媒体中心贵州日报

清镇市把发展成果不断转化为生活品质,打造触手可及的便利、近在咫尺的服务,居民可一站式享受购物、社交、文化、休闲等多种便民服务,实现家门口的幸福。一幅百姓乐享高品质生活的画卷在一份份民生清单落实中徐徐展开,现代化建设成果正... 详细信息

清镇市把发展成果不断转化为生活品质,打造触手可及的便利、近在咫尺的服务,居民可一站式享受购物、社交、文化、休闲等多种便民服务,实现家门口的幸福。一幅百姓乐享高品质生活的画卷在一份份民生清单落实中徐徐展开,现代化建设成果正惠及千千万万人民群众。

关键词：便民服务高品质生活一站式清镇市乐享现代化民生生活品质

6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯的合成、晶体结构及抗肿瘤活性研究

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人工晶体学报 2024年第7期53卷 1257-1268页

作者：毛云虹赵春深贵州大学药学院贵阳550025 贵州省合成药物工程实验室贵阳550025

喹喔啉类化合物由于具有显著的生物活性而被广泛应用于医药、化工领域,特别是抗癌药物研发领域。本文通过四步反应法首次合成了6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯,经溶液结晶法获得其单晶体。晶体学分析表明,该化合... 详细信息

喹喔啉类化合物由于具有显著的生物活性而被广泛应用于医药、化工领域,特别是抗癌药物研发领域。本文通过四步反应法首次合成了6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯,经溶液结晶法获得其单晶体。晶体学分析表明,该化合物属单斜晶系,空间群C2/c,晶胞常数a=1.28663(10)nm,b=2.25249(17)nm,c=1.01564(7)nm,Z=8,ρ_(c)=1.359 g·cm^(-3),R=0.0538,R_(w)=0.1406。在B3LYP/6-311+G(2d,p)模式下使用密度泛函理论(DFT)计算了该化合物的最佳结构,与X射线单晶衍射确定的晶体结构基本一致。抗肿瘤活性研究表明其有良好的抗肿瘤作用。此外,通过DFT计算了分子的静电势和前沿分子轨道。

关键词：喹喔啉类化合物 6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯晶体结构密度泛函理论合成抗肿瘤活性

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钢筋混凝土结构移动式精准检测技术开发

工程力学 2024年第1期41卷 1-16页

作者：吴智深侯士通黄玺黄璜东南大学土木工程学院江苏南京211189 东南大学城市工程科学技术研究院江苏南京211189 日本茨城大学工学部都市系统工程系茨城日立316-8511

无损检测技术是一种在不损害材料及结构服役性能的前提下,对其性质进行评估和测量的检测技术。然而,随着无损检测技术的发展和实践,结构内部的复杂损伤检测缺乏多层次精准性成为该领域的难点和核心问题。该文旨在结合国内外的研究成果,... 详细信息

无损检测技术是一种在不损害材料及结构服役性能的前提下,对其性质进行评估和测量的检测技术。然而,随着无损检测技术的发展和实践,结构内部的复杂损伤检测缺乏多层次精准性成为该领域的难点和核心问题。该文旨在结合国内外的研究成果,对无损检测技术的发展、分类和挑战进行梳理和分析,并在此基础上,介绍作者研究团队建立的一套由宏观到细观,再到内部的全面精准检测系统研究成果。针对表面宏观识别与细观定量识别,作者团队开发了表观病害视觉检测技术,包括构建的空间基准点自动追踪融合和亚像素级病害分割的全景图像快速拼接及表观病害厘米级定位方法,以及提出的全景图像中0.05 mm~0.2 mm多尺寸微细裂缝同步识别及真伪判别的人工智能算法。针对结构内部损伤识别,作者团队首创了智能变频敲击声波扫描及各类损伤精准识别新原理,发明建立了自适应激励分布移动敲击声波的损伤检测评估理论方法、声波及声纹图像特征人工智能算法及智能装备关键技术。经过实验验证,裂缝检测中宽度为0.05 mm时最大深度可达40 mm,剥离检测中最大深度可达400 mm,最小识别范围为50 mm。

关键词：无损检测变频敲击图像处理内部损伤裂缝识别钢筋混凝土敲击检测