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超疏水三维泡沫铜吸油材料的可控制备及其吸油与油水分离性能研究

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超疏水三维泡沫铜吸油材料的可控制备及其吸油与油水分离性能研究

作者：高睿禧四川大学

学位级别：硕士

随着当今社会工业的迅速发展以及人口的持续增长,水资源被污染和原油泄漏事故频繁发生,高效且环保地处理含油废水具有重要的实际价值。随着仿生学的发展,开发利用超浸润材料进行油水分离已经成为解决这一问题的新思路。超疏水材料不仅... 详细信息

随着当今社会工业的迅速发展以及人口的持续增长,水资源被污染和原油泄漏事故频繁发生,高效且环保地处理含油废水具有重要的实际价值。随着仿生学的发展,开发利用超浸润材料进行油水分离已经成为解决这一问题的新思路。超疏水材料不仅具有高效的拒水吸油性能,还可利用其表面的空气膜层增加基底材料的耐腐蚀性能。但是目前超疏水油水分离材料如二维网膜,存在机械性能差且不能快速吸油的缺点,且在大规模的实际运用过程中,二维材料容易变形,从而导致循环使用稳定性遭到破坏。此外,目前使用的低表面能改性材料较为昂贵,限制了超疏水油水分离材料的推广和应用。针对于上述问题,在本论文研究中,设计制备了超疏水三维泡沫铜吸油材料,为研究超疏水油水分离材料提供新的思路与方法。本论文以三维泡沫铜材料为基底,通过电化学沉积法、化学氧化法、浸渍法、水热法等构建微纳米粗糙结构,再利用低表面能的长链烷基进一步化学修饰,制备出超疏水烷基硫醇改性的CeO纳米片负载泡沫铜、棕榈酸改性CuS纳米花负载泡沫铜和硬脂酸改性硅酸铜微球负载泡沫铜油水分离材料。运用SEM、XRD、ATR-FTIR、Raman、XPS、接触角测量仪等表征手段确定改性泡沫铜的形貌、化学组成、润湿性等表面特性;通过吸油实验考察所制备的超疏水改性泡沫铜吸油材料的吸油性能,再通过油水分离实验和油中水含量检测研究所制备三维泡沫铜吸油材料的油水分离效率以及其对油包水乳液的分离性能。本文的主要研究结果和结论总结如下:(1)采用电化学沉积法在泡沫铜表面沉积CeO纳米片结构,再利用低表面能物质正十二烷基硫醇(NDM)进行修饰制备出超疏水NDM-CeO改性泡沫铜。研究电化学沉积过程中电流密度、电沉积时间等对CeO纳米片生长的影响规律,确定最佳反应条件为1.5 m A·cm和20 min。在上述条件下制备出的NDM-CeO负载泡沫铜接触角达到152.4,具有良好的超疏水性。油水分离实验证明NDM-CeO超疏水泡沫铜对煤油/水混合物分离效率大于99.9%,油中水含量为0.008%,而且循环分离使用25次后,对煤油/水混合物仍保持高分离效率(>97.6%)和极低的油中水含量(<0.033%)。吸油实验结果证实NDM-CeO负载泡沫铜的吸油量为自身重量2.3倍,可快速原位收集油污。所制备的超疏水泡沫铜具有良好的耐磨性和化学稳定性:在40次砂纸耐磨循环实验中接触角依旧大于150.1;在p H为1-13的溶液中浸泡12 h后,静态水接触角大于149.8。(2)采用化学氧化法在泡沫铜表面生长出Cu(OH)纳米线,结合浸渍NaS溶液转化生成CuS纳米花状粗糙结构,再通过棕榈酸(PA)表面修饰制备出超疏水PA-CuS改性泡沫铜。明确浸渍时间和硫化钠溶液浓度对CuS生长形貌的影响规律,最佳反应条件为浸渍时间为6 h,硫化钠溶液浓度是1 m M。所制备的PA-CuS改性泡沫铜具有良好的超疏水性和高效油水分离效率,静态水接触角为153.4,吸油能力增加到自身重量的3.9倍,对油水混合物的油水分离效率均大于98.1%,油中水含量低至0.0081%。循环分离试验结果表明所制备超疏水泡沫铜有良好的再生循环能力,循环吸油30次后,分离效率仍保持在97.8%,油中水含量为0.062%。乳液分离实验结果证明了超疏水PA-CuS泡沫铜可成功分离油包水乳液(异辛烷/水),分离效率大于96.3%,分离异辛烷中的水含量低至0.024%。所制备超疏水泡沫铜具有良好的机械性能与抗腐蚀性能,砂纸耐磨擦循环增加至80次后,静态水接触角仍大于150.6;在p H为1-13的溶液中浸泡12 h,静态水接触角大于150.5。与CuS纳米花负载泡沫铜相比,PA-CuS的腐蚀电流密度减小2个数量级,腐蚀电压增大了0.131 V。(3)结合模板法和水热法在三维泡沫铜基底形成CuSiO微球粗糙结构,再通过长链硬脂酸(SA)改性制备出超疏水SA-CuSiO改性泡沫铜。研究了水热反应条件对CuSiO纳米球生成的影响规律,获得最佳水热反应条为水热时间为3 h和氨水浓度是0.3 m M,制备的SA-CuSiO改性泡沫铜具有良好的超疏水性和高效的油水分离能力,静态水接触角达到155.6;对二氯乙烷的吸油能力高至自身重量6.2倍;对煤油/水混合物分离效率高达99.9%,油中水含量低至0.0078%;对油水乳液的分离效率大于98.3%,油中水含量小于0.017%。循环分离实验结果证实所制备泡沫铜良好的循环再生性能,循环分离30次的分离效率仍大于98.3%,油中水含量为0.035%。在抗稳定性实验中材料表面润湿性均无明显变化:600目砂纸上反复摩擦100次,接触角大于152.3;在p H为1-13范围的溶液中浸泡12 h,接触角大于150.8;与CuSiO微球负载泡沫铜相比,SA-CuSiO改性泡沫铜腐蚀电流密度降低1

关键词：超疏水泡沫铜油水分离吸油材料油包水乳液

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放射性废树脂光催化处理技术的可行性分析

化学工程与装备 2022年第4期 264-266页

作者：何风顾文露王涵之吴光辉高睿禧范椿欣贾占举中国核动力研究设计院

核工业发展进程中不可避免的会产生大量的放射性废物，离子交换树脂作为主要的放射性固废之一，其处理和处置方法一直是核科研工作者研究的热点和难点。目前废树脂主要的处理方法有水泥固化、催化湿式氧化、热解焚烧等。但由于废树脂自... 详细信息

核工业发展进程中不可避免的会产生大量的放射性废物，离子交换树脂作为主要的放射性固废之一，其处理和处置方法一直是核科研工作者研究的热点和难点。目前废树脂主要的处理方法有水泥固化、催化湿式氧化、热解焚烧等。但由于废树脂自身的特性，其传统处理方法的处理效果均不理想，导致大量废树脂累积暂存于核设施之中，其贮存安全难以保证。光催化氧化技术因其绿色性、经济性、高效性，目前已成为有机废水降解领域的研究热点，采用光催化降解废树脂的可行性在于羟基自由基可使大分子有机物逐渐分解为小分子有机物或氧化为CO2和H2O等无机物，可有效实现废树脂的减容甚至可能实现废树脂的完全处理。因此，展开光催化技术降解废树脂的可行性研究和工艺研究具有重要意义。

关键词：放射性废树脂水泥固化催化湿法氧化光催化氧化

基于多依赖图和知识融合的方面级情感分析模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 737-747,837页

作者：何勇禧韩虎孔博兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070

方面级情感分析存在以下问题:句法依赖解析方式单一,语法信息的提取和利用不完善;外部知识库使用有限,无法提供足以判断情感的背景知识与信息;引入的知识过多,导致结论出现偏差.为此提出新的方面级情感分析模型,使用2种不同的句法解析... 详细信息

方面级情感分析存在以下问题:句法依赖解析方式单一,语法信息的提取和利用不完善;外部知识库使用有限,无法提供足以判断情感的背景知识与信息;引入的知识过多,导致结论出现偏差.为此提出新的方面级情感分析模型,使用2种不同的句法解析方式对句子构建2种句法依赖图.依据外部情感知识构建情感关系图,引入概念知识图谱增强句子中的方面词本体,构建与经过概念知识图谱增强的句子对应的可见矩阵.使用双通道图卷积神经网络处理依赖图、情感关系图与可视矩阵,融合依赖图与情感关系图,对特定方面的特征表示进行语义、句法双交互.实验结果表明,所提模型在多个数据集上的准确率和宏F1值均显著优于主流模型.

关键词：方面级情感分析多依赖图知识图谱图卷积网络情感知识概念知识

2023年度“勃林格殷格翰杯”杰出兽医提名奖甘肃省张掖市高台县骆驼城镇畜牧兽医工作站郑禧

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兽药市场指南 2024年第8期 20-22页

作者：郑禧梧州市藤县埌南镇农业农村中心

主要奖励/奖项2012年被评为甘肃省畜牧工作先进个人;2009-2011年度被评为甘肃省张掖市动物防疫先进个人;2017年被评为甘肃省张掖市动物防检疫先进个人;2021-2023年被甘肃省张掖市高台县确定为县管拔尖人才;2018--2020年度被评为甘肃省... 详细信息

主要奖励/奖项2012年被评为甘肃省畜牧工作先进个人;2009-2011年度被评为甘肃省张掖市动物防疫先进个人;2017年被评为甘肃省张掖市动物防检疫先进个人;2021-2023年被甘肃省张掖市高台县确定为县管拔尖人才;2018--2020年度被评为甘肃省张掖市动物防疫优秀工作者;.2021年被评为甘肃省张掖市高台县农业农村工作先进个人;2019年被甘肃省张掖市高台县骆驼城镇评为先进工作者;2022年被甘肃省张掖市高台县骆驼城镇评为“巩固脱贫攻坚成果与乡村振兴有效衔接工作先进个人”。

关键词：乡村振兴畜牧兽医工作站脱贫攻坚甘肃省张掖市拔尖人才有效衔接动物防疫农业农村工作

莺琼盆地高温高压井地层温度计算方法研究与应用

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石油物探 2024年第3期63卷 663-670页

作者：王禧润中海油田服务股份有限公司天津300459

南海西部海域莺琼盆地地质环境非常复杂,地层温度分布范围较广,最高地层温度超过240℃。目前探井地质设计时地温计算沿用的方法大多是利用最大测井温度或完井测试温度计算的地温梯度来预测井底温度,存在较大的局限性和误差。为了降低井... 详细信息

南海西部海域莺琼盆地地质环境非常复杂,地层温度分布范围较广,最高地层温度超过240℃。目前探井地质设计时地温计算沿用的方法大多是利用最大测井温度或完井测试温度计算的地温梯度来预测井底温度,存在较大的局限性和误差。为了降低井底温度的预测误差,优化勘探开发地质设计,对随钻测量温度和电缆测井温度的影响因素进行了分析,利用外推法建立了地层温度的计算模型,与测试所得的静止温度基本一致。此外,利用外推法计算得到区域单井的井底温度数据,建立了莺琼盆地不同地质层组的地温梯度模型,同时,采用地质分层组地温梯度累加计算井底温度的方法,对单井井底温度进行预测,预测结果与测试静止温度误差较小。结果表明,利用外推法计算地层温度是正确且可行的,可以用于钻前井底地层温度的预测。

关键词：地层温度外推法回温速率高温高压莺琼盆地地温梯度

高含盐放射性废水膜处理技术研究进展及可行性分析

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四川环境 2023年第5期42卷 334-339页

作者：范椿欣骆枫高睿禧王涵之冉洺东杨静洁中国核动力研究设计院第一研究所成都610000

放射性废水高效处理是制约核能行业发展的重要问题,其中高含盐放射性废水处理是直接影响放射性废水最终处理处置效果安全性和经济性的一个关键环节。目前,在高含盐放射性废水处理方面,国内外在技术先进性和经济性方面差距仍然非常明显... 详细信息

放射性废水高效处理是制约核能行业发展的重要问题,其中高含盐放射性废水处理是直接影响放射性废水最终处理处置效果安全性和经济性的一个关键环节。目前,在高含盐放射性废水处理方面,国内外在技术先进性和经济性方面差距仍然非常明显。膜处理技术由于自身的技术特点,在非放射性高含盐废水处理和国外放射性高盐废水处理方向有一定应用。因此,本文系统地就膜技术的特点、在非放射性行业以及目前在国内外高含盐放射性废液的应用进行调研、分析和论证。对膜处理技术在放射性高含盐废水的应用的可行性进行了初步的判断,并对后续研究提供了一定的初步建议,以期为后续的高含盐放射性废液处理提供一定的理论指导。

关键词：高含盐废液放射性废液膜处理研究进展

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中医尺肤诊断学(法)概论

中华中医药杂志 2024年第8期39卷 4123-4127页

作者：王培禧贵阳市南明区永新堂尺肤诊疗中医院贵阳550002

文章主要围绕王氏在经典文献基础上进行探索及临床实践,形成王氏尺肤诊断特色。介绍了尺肤诊断法5种基本诊疗法与“位”“象”结合,以及诊疗的相关具体操作及临床运用。尺肤诊断学是以脏腑经络学说为基础,运用“诊局部知整体”的全息对... 详细信息

文章主要围绕王氏在经典文献基础上进行探索及临床实践,形成王氏尺肤诊断特色。介绍了尺肤诊断法5种基本诊疗法与“位”“象”结合,以及诊疗的相关具体操作及临床运用。尺肤诊断学是以脏腑经络学说为基础,运用“诊局部知整体”的全息对比合参诊断法,将尺肤、掌指、经络、爪甲与诊寸口脉搏有机融为一体的诊疗方法,以尺肤分配脏腑形身定病位,审尺肤、掌指、经脉、爪甲色泽形态变化配合诊寸口脉动定病性,“位”“象”结合,色脉尺合参,多局部(尺肤、掌指、经脉、爪甲)多层次(骨、脉、筋、肉、皮)全方位地、最大限度地获取五脏六腑反映于外的生理病理信息,从而充分、辨证、合理地运用各种诊察过程中的生理病理信息,作出最佳治疗选择;使中医学达到“能合色脉,万举万全”的特有的、辨证的“神用无方”的学术境界;拓展了中医学的诊断范围,是中医诊断学的补充和完善,是中医临床诊疗的基础,具有一定的学术理论及临床指导价值,值得广泛推广应用。

关键词：尺肤诊断法非物质文化遗产中医操作源流

基于CiteSpace的壮、侗民族织锦研究知识图谱分析

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丝绸 2024年第1期61卷 76-85页

作者：梁韵陈千禧广西师范大学设计学院桂林541006 广州大学美术与设计学院广州510006

壮、侗民族织锦名列民族特需用品和国家级非物质文化遗产保护名录,具有多重身份,同时也是反映民族特征及多样性的重要文化符号。文章借助CiteSpace软件对源自中国知网期刊数据库的706篇有效文献绘制知识图谱,并对国内壮、侗民族织锦研... 详细信息

壮、侗民族织锦名列民族特需用品和国家级非物质文化遗产保护名录,具有多重身份,同时也是反映民族特征及多样性的重要文化符号。文章借助CiteSpace软件对源自中国知网期刊数据库的706篇有效文献绘制知识图谱,并对国内壮、侗民族织锦研究的格局、高水平科研机构及核心作者、热点动态等进行了可视化分析,主要涵盖了文献计量分析、可视化分析、共现分析等研究方法。研究结果表明:壮、侗民族织锦研究范围及主题日渐扩大及丰富;高水平科研机构的研究合作网络关系较弱,跨学科共同研究的态势还未形成;学术界研究热点动态与国家政策紧密结合,研究视角也日益多元化。但同时发现学术界的研究预见性还有待提升,学术界不仅应具备整理、保存、研究及发展壮、侗民族织锦的能力,还应具备对当下时事问题进行快速响应的意识,尽早布局,在面临新挑战时能有序从容地提出对策建议。

关键词： CiteSpace 壮族织锦侗族织锦热点动态可视化分析 “一带一路”倡议

一种轻量化尺度感知调制Swin Transformer模型的轴箱轴承故障诊断方法

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西安交通大学学报 2024年第9期58卷 83-93页

作者：邓飞跃郑守禧郝如江石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 河北省工程机械动力与传动控制重点实验室石家庄050043

针对当前Transformer网络模型运算效率偏低,且难以用于复杂工况条件下高速列车轴箱轴承故障诊断的问题,提出了一种基于时频多域融合与轻量化结构的尺度感知调制Swin Transformer(SMST)模型的轴箱轴承故障诊断方法。首先,采用格拉姆角场... 详细信息

针对当前Transformer网络模型运算效率偏低,且难以用于复杂工况条件下高速列车轴箱轴承故障诊断的问题,提出了一种基于时频多域融合与轻量化结构的尺度感知调制Swin Transformer(SMST)模型的轴箱轴承故障诊断方法。首先,采用格拉姆角场法、双谱法与Chirplet变换法,将轴承振动信号转化为时域、频域与时频域内的二维图像,基于多域特征融合思想集成为新的特征图像;然后,设计了一种新的轻量化结构SMST模块,在其内部实现了卷积运算与Transformer自注意力运算的进一步融合;最后,在层次化模型框架中引入特征金字塔模块(FPB),弥补不同层输出特征的不一致性,实现了上下文信息的特征深度融合及复杂工况条件下轴箱轴承故障诊断。实验结果表明:相比格拉姆角场法、双谱法、Chirplet变换法、短时傅里叶变换法、连续小波变换法等单一领域图像生成方法,时频多域融合方法生成的图像特征信息表征能力更好;所提网络模型在1010、760、505 r/min这3种转速变工况任务中的轴箱轴承故障识别准确率分别为99.88%、99.92%与99.96%;对比ResNets、GoogleNet、ViT、Swin Transformer和SMT这5种模型,所提方法的故障识别准确率更高,模型轻量化程度更好。所提方法可为实际工况中列车轴箱轴承故障诊断提供参考。

关键词：故障诊断轴箱轴承多域融合轻量化尺度感知调制