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氯酚类化合物的水生生物毒性效应与生态风险评估

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岩矿测试 2024年

作者：刘泽洋徐春孙述海长春工程学院水利工程学院

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增... 详细信息

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增加环境生态危害。因此从污染源头的角度出发，针对CPs分子进行一定程度分子修饰，可有效地解决在末端处理时产生的问题。本文以源头修饰为手段对CPs生态风险进行减弱替代，并对其进行生态风险评估筛选。基于简易公式评分法辅助构建了CPs水生生物毒性综合效应的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型，依据此模型的三维等势图进行低水生生物毒性综合效应的CPs分子修饰，并将新设计的替代物分子与可表征各环境性质的受体进行分子对接，以打分值作为评价其各项效应的依据，设计并筛选出水生生物毒性较低(毒性降低0.55%～4.62%)、杀虫和防腐性能较强(杀虫性能提升5.27%～30.67%，防腐性能提升0.12%～11.98%)、环境友好性较优(性能提升16.43%～18.76%)的4种CPs替代物分子(2-C2H5取代、2-CH2NH2取代、2-NH2取代与2-SH取代)。并基于分子动力学方法对磷脂双分子层结构与替代物分子进行分子动力学计算，即模拟细胞膜对CPs的吸附能力，表明4种CPs替代物分子均具有较低的生物积累效应(生物积累效应降低9.71%～40.20%)。本研究结果可为CPs水生生物毒性效应及生态风险评估提供新方法，为CPs环境友好性改性技术开发提供理论依据。

关键词：氯酚类化合物水生生物毒性效应生态风险评估特性评价生态风险评估

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预折纹吸能构件恒阻性能优化研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 26-33页

作者：许海亮杜羽宋义敏高晗钧谭安福北方工业大学土木工程学院北京100144

目的防冲吸能构件作为冲击地压发生时保护液压缸正常工作的核心构件,其支护效果是评判吸能防冲液压支架优劣的重要标准。方法基于应用广泛的方形预折纹吸能构件,采用鱼群优化算法,运用数值仿真和数据处理软件协同分析方法,建立吸能构件... 详细信息

目的防冲吸能构件作为冲击地压发生时保护液压缸正常工作的核心构件,其支护效果是评判吸能防冲液压支架优劣的重要标准。方法基于应用广泛的方形预折纹吸能构件,采用鱼群优化算法,运用数值仿真和数据处理软件协同分析方法,建立吸能构件的优化流程,得到吸能构件的加肋区,并与原构件对比,证明方案可行性。结果结果表明:(1)方形预折纹吸能构件由完全相同的8个梯形与8个三角形组成,以中轴线对称排列组成。通过分析构件形变情况,可知其形变较大区域集中在三角形区域上部与梯形区域底部,且有沿两腰预折纹向顶部延伸趋势,梯形侧壁中部出现塑性变形带;(2)通过对方形预折纹吸能构件进行局部加厚,承载力-位移曲线在弹性段形变结束后的衰减程度明显降低;(3)与原构件相比,优化后构件压溃峰值荷载增加,且各项支护性能均得到不同程度提升,吸能构件的优化效果良好。结论本文中的新型加肋优化方法具有可靠性与可行性,对预防冲击地压具有重要意义。

关键词：吸能构件等效塑性应变数值模拟支护性能鱼群优化算法

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镁铈改性生物炭对水中有机磷的吸附性能研究

化工新型材料 2024年第8期52卷 189-195,206页

作者：潘伟亮周毅吴齐叶刘雪羽谭秀晴重庆交通大学环境水利工程重庆市工程实验室重庆400074

为解决工业废水有机磷造成的磷污染,并实现农业废弃物的资源利用,利用MgCl_(2)、CeCl_(3)溶液对农业废弃物生物炭(小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳粉)进行浸渍改性,探究改性生物炭对水中羟基乙叉二膦酸(HEDP)的吸附性能。结果表明:用MgCl_(2... 详细信息

为解决工业废水有机磷造成的磷污染,并实现农业废弃物的资源利用,利用MgCl_(2)、CeCl_(3)溶液对农业废弃物生物炭(小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳粉)进行浸渍改性,探究改性生物炭对水中羟基乙叉二膦酸(HEDP)的吸附性能。结果表明:用MgCl_(2)和CeCl_(3)摩尔比为2∶1改性的小麦秸秆生物炭WS-2Mg/Ce对水中HEDP的去除效果最佳,吸附量为(3.48±0.06)mg/g,去除率为(84.56±1.43)%。当WS-2Mg/Ce投加量为2.5g/L、pH=6、HEDP初始质量浓度为10mg/L时HEDP的去除率最大,反应2880min后基本平衡,共存阴离子对吸附几乎无影响。吸附结果更符合准二级动力学方程,表明该吸附过程是化学吸附为主导;等温吸附实验表明,Freundlich模型拟合的相关系数更大,吸附过程为多层吸附且升温有利于反应的进行。

关键词：生物炭农业废弃物有机磷吸附

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光子拓扑绝缘体:超快激光直写加工与应用(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 199-214页

作者：楼旻晗谭德志之江实验室浙江杭州311121 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310058

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦... 详细信息

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦,手性边缘态、局域态与拓扑不变量之间的关系),介绍最新的拓扑光子学进展与应用(如高阶拓扑绝缘体、Floquet拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑,以及量子拓扑保护),重点综述在超快激光直写平台下实现的拓扑现象与应用。

关键词：激光光学光子拓扑绝缘体超快激光直写 Floquet光子拓扑绝缘体非厄米拓扑非线性拓扑光子芯片

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偏心辊式破碎机性能分析及试验优化研究

偏心辊式破碎机性能分析及试验优化研究

作者：吴述伟吉林大学

学位级别：硕士

偏心辊式破碎机作为一种新型破碎机,具有高效节能、结构紧凑的优点。然而,目前关于偏心辊式破碎机的研究较少,关于偏心辊式破碎机的运动特性、破碎机理与性能分析尚不清楚。为了适应国内开发偏心辊式破碎机的需要,结合矿山节能减排的要... 详细信息

偏心辊式破碎机作为一种新型破碎机,具有高效节能、结构紧凑的优点。然而,目前关于偏心辊式破碎机的研究较少,关于偏心辊式破碎机的运动特性、破碎机理与性能分析尚不清楚。为了适应国内开发偏心辊式破碎机的需要,结合矿山节能减排的要求,本文结合国家自然科学基金项目(No.52375098)和沈阳市揭榜挂帅项目“偏心辊式破碎机关键技术攻关”(No.22316120),对偏心辊式破碎机辊体的运动特性、破碎机机理以及破碎机工作性能分析进行仿真和试验研究。本文综述了国内外破碎机的发展,分析了偏心辊式破碎机的工作原理,建立了偏心辊式破碎机与物料的动力学模型。考虑了物料在破碎腔中自由落体、滑动以及碰撞挤压的运动状态建立了物料的流动模型。根据物料的流动模型计算出压缩比与碰撞次数以及物料在破碎机堵塞层处的位置与速度分布。从而计算出破碎机在一个运动周期内排出的体积。基于以上内容提出了偏心辊式破碎机生产率计算方法。并通过实验室试验验证了该方法的正确性。针对利用离散元方法模拟破碎过程,其中的参数不明确问题,提出了矿石颗粒粘结模型(BPM)参数的标定方法。通过Placket-Burman试验确定微观参数对宏观响应的敏感性,再通过最陡峭爬坡试验缩小敏感参数的范围。在此基础上,考虑到微观参数之间的交互作用,通过Box Behnken Design(BBD)试验探究微观参数与宏观特征的规律。最后,以抗压强度与宏观刚度为目标值,通过将仿真和单轴压缩试验进行对比从而验证了该标定方法的正确性。针对如何准确地利用仿真手段模拟破碎效果的问题,对大型偏心辊式破碎机进行离散元与多体动力学耦合仿真(DEM-MBD)。首先,对矿石破碎过程进行了模拟。随后将标定好的离散元参数输入到模型中,分析了主轴转速对于偏心辊式破碎机的生产率以及衬套反转规律的影响。得到“生产率随主轴转速增大而先增大后减小,衬套反转速度随主轴转速增大而增大”的规律。根据企业需要,搭建了偏心辊式破碎机破碎试验平台,进行了偏心辊式破碎机试验优化。以偏心辊式破碎机转速、排料口尺寸以及入料粒度分布为研究变量。以生产率、单位比功耗以及排料粒度期望为指标建立预测模型。并通过遗传算法进行优化。优化结果表明生产率提高5.87%,比功耗提高7.99%,排料粒度期望提高0.96%。综上所述,本文对偏心辊式破碎机的工作原理与运动特性进行了研究,提出了生产率计算方法并通过试验验证了该方法的正确性。对离散元参数进行了标定,通过DEM-MBD耦合仿真的方法进行了破碎模拟。最后,进行了物料的破碎试验以及多目标优化。本文的研究内容为我国偏心辊式破碎机产品设计与开发提供了理论参考。

关键词：偏心辊式破碎机性能分析生产率联合仿真试验优化

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铅盐半导体红外探测器的封装与应用研究

铅盐半导体红外探测器的封装与应用研究

作者：邹述财南昌大学

学位级别：硕士

红外探测器是一种能够将红外光线转换为电信号的物理器件,是人类可以观察红外光线信息的另一只眼睛,在军事和民用领域都有很多应用。铅盐半导体是一种经典的红外材料,在红外探测器发展的早期就已经在很多领域有应用。本文将介绍一种新... 详细信息

红外探测器是一种能够将红外光线转换为电信号的物理器件,是人类可以观察红外光线信息的另一只眼睛,在军事和民用领域都有很多应用。铅盐半导体是一种经典的红外材料,在红外探测器发展的早期就已经在很多领域有应用。本文将介绍一种新工艺制备的铅盐红外探测器,使用与铅盐材料(Pb S、Pb Se)晶格常数相匹配的钛酸锶基底,能够生长出大面积的铅盐单晶薄膜,该铅盐红外探测器有较宽的光谱响应范围(0.4-3μm)和超快的响应时间(1μs),在室温条件下无需制冷就能正常工作,基于光热电效应在器件一端受到光照时,能够在器件两端自驱动形成电压。基于该红外探测器的优良性能,本文还将介绍单点铅盐红外探测器的封装及其在红外气体分析中的应用,以及四象限铅盐红外探测器在位置定位中的应用。在红外气体分析应用中,本文搭建了以1580 nm半导体激光器、多反射气体池和单点铅盐红外探测器为核心器件的分析平台,探测下限为10 ppm,线性度、重复性、零点漂移和量程漂移均在1%以内,达到商用气体分析仪对光电探测器的应用要求。此外,在位置定位中,通常使用四象限探测器接收目标激光的光斑,根据四个象限的光能量分布不同,四个象限根据光敏面上的光能量大小,产生对应大小的光响应电流,再通过放大电路以及特定的算法就能得到目标的位置信息。本文借助光刻工艺制备四象限铅盐红外探测器,使用光电流扫描系统测试了四象限铅盐红外探测器各像元的光响应分布,并且根据铅盐器件基于光热电效应的光响应分布,提供了一种适用于四象限铅盐红外探测器再位置定位的算法。

关键词：红外探测器铅盐半导体封装气体分析位置定位

数字化转型下纺织服装企业价值链成本管理研究 ——以波司登为例

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数字化转型下纺织服装企业价值链成本管理研究 ——以波司登为例

作者：马述峰武汉纺织大学

学位级别：硕士

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《经典常谈》整本书阅读教学研究

《经典常谈》整本书阅读教学研究

作者：黄述敏广州大学

学位级别：硕士

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表面调控Ni基材料催化甘油水相重整的研究

表面调控Ni基材料催化甘油水相重整的研究

作者：葛述超齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着能源需求的不断上升,有限的化石燃料正面临快速耗尽的风险。化石燃料的燃烧不仅加速了资源的枯竭,还释放了大量的温室气体和有毒物质,对环境造成严重影响。因此,寻找可再生能源替代品,推动可持续发展已成为当务之急。氢气（Hydroge... 详细信息

随着能源需求的不断上升,有限的化石燃料正面临快速耗尽的风险。化石燃料的燃烧不仅加速了资源的枯竭,还释放了大量的温室气体和有毒物质,对环境造成严重影响。因此,寻找可再生能源替代品,推动可持续发展已成为当务之急。氢气（Hydrogen,H）作为一种理想的能源载体,具有广泛的应用前景。它不仅可以通过化石燃料制得,还能利用生物质和水进行生产。然而,利用化石燃料生产H会伴随着碳排放,从而加剧温室效应。相比之下,生物质作为地球上最丰富的可再生资源之一,通过光合作用将二氧化碳（Carbon dioxide,CO）固定在大气中,具有天然的碳中和能力。因此,生物质制氢被认为是一种环境友好的无碳排放制氢方式。生物质制氢主要有两种途径:蒸汽重整（SR）和水相重整（APR）。SR需要高温（通常超过800°C）,而APR则在较低的温度（约220～270°C）下进行。较低的反应温度有助于减少反应物的汽化,从而节约能源。此外,APR的条件有利于进行水气变换反应（WGS）,从而提高H的产量。基于以上背景,我们选择多元醇衍生物作为反应物,通过浸渍法制备了一系列Ni基催化剂,探究了氧化物载体、活性金属载量、活性组分相互作用等对催化多元醇APR制氢的影响。首先,通过一系列参数优化实验,确定了使用2 wt.%甘油水溶液作为反应底物,在240°C下进行的APR体系。在初步实验中,比较了不同氧化物载体（如Ti O、Si O、AlO和CeO）载Ni基催化剂在甘油水溶液中APR制氢反应中的活性,以探究载体对催化性能的影响。结果显示,Ni/CeO催化剂展现出了最高的活性。为了深入理解不同氧化物负载的Ni基催化剂的物化特性,采用了一系列表征手段进行分析。其中,从H-TPR表征结果得出,氧化物载体与活性金属相互作用形成多种形态的活性物种时,氧化物负载的Ni基催化剂在多元醇的APR中才会保持较高的活性。其次,在上一个体系基础上,知道当CeO作为Ni基催化剂载体时,展现了比Ti O、Si O和AlO更高的APR活性。因此,本部分重点研究Ni/CeO催化剂在甘油水溶液APR反应中保持高活性的原因。采用六水合硝酸镍作为Ni的前驱体,通过浸渍法将其负载在CeO载体上,制备了不同Ni含量的x Ni/CeO（x=5,20,50）催化剂,并用于甘油的APR制氢实验,分析不同Ni含量对甘油APR制氢性能的影响。结果显示,Ni含量为20～30wt.%时,催化剂的脱氢和脱羰（C-C键断裂）速率达到最佳平衡,从而实现了最高的产氢速率。互补表征表明,小载量的Ni负载到CeO上时,形成的小粒径的氧化镍(Ni)主要作为脱氢的活性位点,但由于缺乏C-C键裂解功能,因此限制了整体的产氢速率。相反,大载量的Ni载到CeO上时,形成金属镍（Ni）和氧化镍(Ni)两种活性物种,分别负责脱羰和脱氢的位点。若进一步增加金属Ni的含量会引发更多的甲烷化反应,从而消耗掉部分产生的H。只有当脱氢和脱羰基两个步骤协调良好,且反应路径平衡,才能实现最大程度的H生成。最后,在Al O（OH）载体上,通过浸渍法制备了不同质量比（1:x,x=2,5,10,20,30）的1Pt-x Ni双金属催化剂,并应用于乙二醇（Ethylene Glycol,EG）的APR反应中,以考察Pt与Ni的协同作用对EG水溶液APR制氢的影响。实验结果表明,当Pt与Ni的质量比为1:20时,即1Pt20Ni/Al O（OH）催化剂,对EG的产氢效果最佳。为了验证Pt和Ni之间的协同作用确实提高了在EG水溶液中的活性,进行了活性评估实验,比较了等质量的1Pt/Al O（OH）、20Ni/Al O（OH）和1Pt20Ni/Al O（OH）在2 wt.%EG水溶液中的产氢性能。实验结果显示,1Pt20Ni/Al O（OH）催化剂的产氢量是1Pt/Al O（OH）和20Ni/Al O（OH）产氢量总和的两倍,证实了Pt和Ni之间存在相互修饰,这种修饰显著提高了在EG水溶液APR反应中的活性。为了深入探究Pt和Ni之间的相互作用,进行了一系列表征分析,包括Raman、H-TPR和原位红外吸脱附等。H-TPR结果显示,当Pt和Ni共同负载在Al O（OH）载体上时,两者之间会发生相互修饰。被Pt修饰的Ni在更低的温度下就能与H发生反应。通过原位红外吸脱附实验研究了催化剂在催化EG制氢过程中的反应路径。结果表明,在Pt和Ni共存的情况下,Pt-Ni双金属催化剂能够促进中间产物（甲酸盐）的分解,分解产生的一氧化碳与水发生WGS反应,进而促进更多H的生成。

关键词：水相重整 Ni基催化剂脱氢 C-C键断裂 Pt-Ni协同水气变换反应