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酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体增强对Sb(Ⅴ)的吸附性能

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硅酸盐学报 2024年第1期52卷 143-153页

作者：于生慧张元诏王艳冯馨怡郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

重金属Sb污染水体的处理一直是环境领域关注的重要课题。以天然纳米棒状粘土矿物海泡石为基础材料,通过酸处理和微波冷却回流法制备具有大比表面积和良好磁性的酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体。并通过批量吸附实验系统研究初始pH... 详细信息

重金属Sb污染水体的处理一直是环境领域关注的重要课题。以天然纳米棒状粘土矿物海泡石为基础材料,通过酸处理和微波冷却回流法制备具有大比表面积和良好磁性的酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体。并通过批量吸附实验系统研究初始pH值、反应时间、Sb(Ⅴ)溶液初始浓度、吸附剂用量、异质离子(SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)和腐殖酸)等因素对复合粉体吸附Sb(Ⅴ)的影响规律。研究结果表明,酸处理海泡石负载Fe_(3)O_(4)复合粉体对Sb(Ⅴ)展现出优秀的吸附性能,复合粉体对Sb(V)的最大吸附容量达到92.3 mg/g,远高于未被负载的Fe_(3)O_(4)(79.2 mg/g)、酸处理海泡石(42.3 mg/g)和海泡石原样(35.6 mg/g)对Sb(Ⅴ)的吸附量。复合粉体对Sb(Ⅴ)的吸附主要为静电吸引和化学吸附,吸附动力学过程更符合拟二级动力学模型,热力学更符合Langmuir吸附等温线模型。

关键词：海泡石酸处理四氧化三铁复合粉体锑(Ⅴ) 吸附

采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化数值方法

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 103-113页

作者：杜飞田镇熊刘宏磊郭书哲郭俊康李宝童西北工业大学航天学院西安710072 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描... 详细信息

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描述方法,搭建了结构的描述框架并构建了流体与固体间的材料属性插值模型;针对自然对流中增强散热能力与增强物质传输能力问题,提出了拓扑优化的数学模型,明确了设计变量、目标函数以及约束条件,建立了自然对流拓扑优化方法框架;通过3个算例,验证了提出的数学模型和求解方法,并与商业软件COMSOL进行了对比。结果表明:提出的自然对流求解方法与COMSOL计算结果相比,压力、速度、温度的数值误差均小于3%;对于增强散热能力问题,采用提出的拓扑优化方法获得的最高温度优于COMSOL结果。所提基于有限体积法的自然对流拓扑优化方法的可行性和有效性得到了验证。

关键词：自然对流拓扑优化有限体积法强化散热流体固体统一描述

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微生物-矿物相互作用:机制与重金属固定效应

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环境化学 2024年第2期43卷 377-392页

作者：刘洵赖潘民旺张敏张超郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

微生物-矿物相互作用是地表中最基本的地球化学过程,影响着重金属的迁移转化与生态效应.重金属胁迫下,微生物演化出了一系列适应机制,改变着矿物的表面反应活性,而矿物反过来刺激着微生物的分泌活动.在两者的协同作用下实现了对重金属... 详细信息

微生物-矿物相互作用是地表中最基本的地球化学过程,影响着重金属的迁移转化与生态效应.重金属胁迫下,微生物演化出了一系列适应机制,改变着矿物的表面反应活性,而矿物反过来刺激着微生物的分泌活动.在两者的协同作用下实现了对重金属的钝化.本文综述了微生物-矿物相互作用机制,并重点总结了微生物-硅酸盐矿物、微生物-铁矿物体系中微生物和矿物的协同作用对重金属的固定机制.微生物与矿物之间的作用机制主要包括生物力学和生物化学作用.一些真菌、放线菌能利用菌丝沿着矿物晶面、解理、裂缝和晶界,在纳米尺度上对矿物进行穿插、挤压、剥蚀等生物力学作用,甚至形成矿物隧道化.而大多数微生物主要通过分泌铁载体、有机酸以及氧化还原作用改造矿物.两者相互作用改变着矿物表面及微生物活性,影响着重金属的形态.微生物-硅酸盐矿物体系主要通过提高固有活性位点利用率,增加额外吸附位点,改变与重金属的作用方式,影响矿物或微生物内部分散性,破坏矿物的结构,改变微生物的分泌活动等方式实现重金属的钝化.而微生物-铁矿物体系则主要通过加速电子转移的方式促进变价金属向低毒或无毒形态转变.期望本综述能为微生物-矿物联合修复重金属污染提供理论支持.

关键词：微生物矿物重金属环境修复微生物-矿物相互作用

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大尺寸天线在轨组装测量方案的设计与评价

成组技术与生产现代化 2024年第2期41卷 1-15页

作者：郭俊康秦礼房光强曾令斌西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 上海宇航系统工程研究所宇航空间机构全国重点实验室上海201108 中国航天科技创新研究院未来智能系统中心北京100048

针对在轨组装测量场景需求,提出了基于摄影测量与激光雷达扫描测量组合的测量方案设计与测量不确定度分析方法。对大尺寸结构型面几何测量的仪器和方法进行探讨,确定了在轨组装天线型面精度测量的总体方案,建立了摄影测量与激光雷达扫... 详细信息

针对在轨组装测量场景需求,提出了基于摄影测量与激光雷达扫描测量组合的测量方案设计与测量不确定度分析方法。对大尺寸结构型面几何测量的仪器和方法进行探讨,确定了在轨组装天线型面精度测量的总体方案,建立了摄影测量与激光雷达扫描测量组合的测量不确定度分析计算模型;对在轨组装天线型面精度测量的多测站布局方案进行评价,并对测量不确定度受到的影响进行了分析,为大尺寸天线在轨组装测量方案的设计、评价与方案优化提供了依据。

关键词：在轨组装摄影测量激光雷达扫描测量不确定度组合测量

Effects of EDTA and plant growth-promoting rhizobacteria on plant growth and heavy metal uptake of hyperaccumulator Sedum alfredii Hance

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Journal of Environmental Sciences 2020年第2期32卷 361-369页

作者： junkang guo Xin Lv HongLei Jia Li Hua XinHao Ren Haris Muhammad Ting Wei Yongzhen Ding School of Environmental Science and Engineering Shaanxi University of Science&TechnologyXi'an 710021China Agro-Environmental Protection Institute Ministry of AgricultureTianjin 300191China

Phytoremediation is a cost-effective and environment-friendly strategy for decontaminating heavy-metal-contaminated ***, the practical use of phytoremediation is constrained by the low biomass of plants and low bioavailability of heavy metals in soil.A pot experiment was conducted to investigate the effects of the metal chelator ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA) and EDTA in combination with plant growth-promoting rhizobacteria(Burkholderia sp.D54 or Burkholderia sp.D416) on the growth and metal uptake of the hyperaccumulator Sedum alfredii *** to the results, EDTA application decreased shoot and root biomass by 50% and 43%, *** soil respiration and Cd,Pb, Zn uptake were depressed, while the photosynthetic rate, glutathione and phytochelatin(PC) contents were increased by EDTA ***, Burkholderia sp.D54 and Burkholderia sp.D416 inoculation significantly relieved the inhibitory effects of EDTA on plant growth and soil *** with the control, EDTA + D416 treatment increased the Cd concentration in shoots and decreased the Pb concentration in shoots and roots, but did not change the Zn concentration in *** ***,EDTA, EDTA + D54 and EDTA + D416 application increased the cysteine and PC contents in ***(p < 0.05);among all tested PCs, the most abundant species was PC2, and compared with the control, the PC2 content was increased by 371.0%, 1158.6% and 815.6%,*** results will provide some insights into the practical use of EDTA and PGPR in the phytoremediation of heavy-metal-contaminated soil by ***.

关键词： Phytoremediation EDTA Plant-growth-promoting bacteria Sedum alfredii Hance Phytochelatin

乙基黄药对施氏矿物吸附Cr(Ⅵ)的影响研究

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环境科学学报 2022年第12期42卷 61-69页

作者：于生慧王艳王翼远郭军康张蕾陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

选矿药剂在矿产资源开发中被大量使用,环境中残留的选矿药剂及其衍生物对重金属的迁移、转化等环境行为产生重要影响.施氏矿物是广泛存在于酸性矿山废水中的一种典型的羟基硫酸盐铁矿物,对重金属具有明显的吸附作用.然而,浮选药剂对施... 详细信息

选矿药剂在矿产资源开发中被大量使用,环境中残留的选矿药剂及其衍生物对重金属的迁移、转化等环境行为产生重要影响.施氏矿物是广泛存在于酸性矿山废水中的一种典型的羟基硫酸盐铁矿物,对重金属具有明显的吸附作用.然而,浮选药剂对施氏矿物富集重金属的影响有待深入研究.本研究采用快速化学法合成施氏矿物,通过批量吸附实验法系统探究典型浮选药剂乙基黄药存在条件下,反应体系pH、接触时间、浮选药剂浓度、Cr(VI)初始浓度等因素对施氏矿物吸附Cr(VI)的影响规律.结果表明:在酸性条件下,乙基黄原酸钠抑制施氏矿物对Cr(Ⅵ)的吸附作用;在碱性条件下,乙基黄原酸钠对施氏矿物吸附Cr(Ⅵ)具有明显的促进作用.在初始pH条件为8.5时,施氏矿物对Cr(VI)的最大去除容量达到56.96 mg·g^(-1),与最佳条件下施氏矿物对Cr(VI)的吸附容量(40.4 mg·g^(-1))相比,吸附容量提升了41%.乙基黄原酸钠存在条件下施氏矿物对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学,表明该吸附过程以化学吸附机制为主.在Cr(VI)的吸附过程中,黄原酸基将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而增强了了施氏矿物在碱性条件下对Cr(VI)的去除能力.研究结果表明乙基黄药的存在能够显著影响施氏矿物对Cr(VI)的吸附过程及吸附机制.

关键词：施氏矿物 Cr(Ⅵ) 乙基黄药吸附还原

Ca-Fe基磁性纳米复合材料对水体中磷的结晶回收

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环境工程学报 2023年第9期17卷 2937-2948页

作者：于生慧王艳张元诏冯馨怡郭军康张蕾陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

人类活动导致大量的不可再生的磷资源流失到水环境中造成水体富营养化,磷的结晶回收对废水治理、地表水管理和可持续发展具有重要意义。采用微波-冷却-回流和超声的方法制备Ca-Fe基磁性纳米复合材料(CaCO_(3)-Fe_(3)O_(4)),通过批量吸... 详细信息

人类活动导致大量的不可再生的磷资源流失到水环境中造成水体富营养化,磷的结晶回收对废水治理、地表水管理和可持续发展具有重要意义。采用微波-冷却-回流和超声的方法制备Ca-Fe基磁性纳米复合材料(CaCO_(3)-Fe_(3)O_(4)),通过批量吸附实验法系统探究了体系pH、接触时间、磷的初始浓度、共存离子等因素对复合材料去除水体中磷的影响规律。结果表明,CaCO_(3)-Fe_(3)O_(4)纳米磁性复合材料在pH=3.0~6.0内对磷表现出良好的去除效果,对磷的最大去除容量为189.21 mg·g^(−1)。复合材料对水体中的磷主要通过吸附-结晶耦合机制去除,在高浓度含磷废水中,磷以CaHPO_(4)·2H_(2)O的形式被回收。综合考虑磁分离的简易性、磷的去除容量和环境友好性,所制备的Ca-Fe基磁性复合材料在磷资源回收领域具有潜在的应用价值。

关键词：方解石磁性纳米复合材料磷吸附结晶回收

导轨五自由度运动误差的光学与倾角传感器组合测量方法

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西安交通大学学报 2021年第2期55卷 64-72页

作者：郭俊康李鑫波李勰西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了准确、高效地对直线导轨多自由度运动误差进行测量,提升精密机械装配效率与质量,提出了一种运用光学与倾角传感器组合方式实现直线导轨系统五自由度运动误差同时测量的方法。首先对所提出的测量系统各测量模块进行光路分析,建立直... 详细信息

为了准确、高效地对直线导轨多自由度运动误差进行测量,提升精密机械装配效率与质量,提出了一种运用光学与倾角传感器组合方式实现直线导轨系统五自由度运动误差同时测量的方法。首先对所提出的测量系统各测量模块进行光路分析,建立直线度测量模型,并提出了基于共光路的激光漂移分离检测与补偿方法。其次基于直线度测量模型,进一步分析了角度与平移误差串扰及解耦方法,消除由移动部件姿态变化和阿贝误差引起的误差串扰。最后,针对激光漂移的补偿方案进行了实验验证,并通过与激光干涉仪、电子水平仪的测量对比实验,俯仰角、偏摆角、滚转角误差最大偏差分别为5.55″、4.28″、2.21″,水平和竖直平移误差最大偏差分别为2.47、1.92μm,验证了组合测量系统的测量精度,为直线导轨准确、高效测量提供了一种结构简单、成本低的测量系统与方法。

关键词：直线导轨多自由度组合测量激光漂移补偿

基于连杆机构旋转法则的平面单环闭链结构装配误差不确定性分析

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机械工程学报 2018年第11期54卷 29-38页

作者：赵强强郭俊康洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

影响平面单环闭链结构装配精度的主要误差源有杆件加工偏差、装配约束误差以及铰链间隙。而铰链间隙的随机性导致平面单环闭链结构装配误差具有不确定性。为了能够实现装配精度预测和获得装配误差边界,通过分析平面单环四杆结构装配特点... 详细信息

影响平面单环闭链结构装配精度的主要误差源有杆件加工偏差、装配约束误差以及铰链间隙。而铰链间隙的随机性导致平面单环闭链结构装配误差具有不确定性。为了能够实现装配精度预测和获得装配误差边界,通过分析平面单环四杆结构装配特点,提出单杆件固定和双杆件连接两种装配单元,并建立两种单元的误差模型。在此基础上,完成了无间隙平面单环闭链结构装配误差建模。然后通过引入连杆机构旋转法则,以虚拟杆件表征铰链间隙并将其视为“短杆”,从而基于杆件旋转不变性建立了考虑间隙的平面单环闭链结构装配误差不确定性分析模型,并给出了装配误差边界计算方法。最后以平面五杆单环结构作为数值案例,验证了所提出方法与模型的可行性与实用性。

关键词：装配单元旋转法则平面单环结构装配误差