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基于磷容量的污水处理厂除磷效能提升控制技术研究

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环境污染与防治 2024年第4期46卷 497-501页

作者：王刚李魁晓姜大伟王慰许骐贺赟张新勃北京城市排水集团有限责任公司北京100022 北京市污水资源化工程技术研究中心北京100124

针对污水处理厂回流污泥除磷能力无法准确表征以及除磷药剂使用效率低的问题,首次建立了污泥磷容量的检测方法,研究了除磷药剂种类及用量对污泥磷容量的影响,同时开展了除磷药剂效能提升研究工作。结果表明,使用化学除磷工艺的污水处理... 详细信息

针对污水处理厂回流污泥除磷能力无法准确表征以及除磷药剂使用效率低的问题,首次建立了污泥磷容量的检测方法,研究了除磷药剂种类及用量对污泥磷容量的影响,同时开展了除磷药剂效能提升研究工作。结果表明,使用化学除磷工艺的污水处理厂污泥有不同程度的磷去除能力,即“磷容量”,通过现场实测及拟合计算得到污水处理厂磷容量为0.32~3.25 mg/g(以单位污泥混合液悬浮固体的溶解态活性磷酸盐(sRP)去除量计),折合除磷药剂投加量为0~15.85 mg/L。除磷药剂种类与投加量是影响回流污泥磷容量的关键因素,相同投加量水平下,投加硫酸铝的污泥磷容量较投加聚合氯化铝(PAC)的污泥磷容量高,除磷药剂的预水解程度是导致磷容量差异的主要原因。污泥磷容量与除磷药剂投加量呈正相关。基于污泥磷容量的检测结果,污水处理厂可以采用改变污泥外回流比或将剩余污泥回流到初沉池的方式提高除磷药剂使用效率,可使进水的sRP下降10%以上。此外,剩余污泥回流初沉池可以减少30%的污泥排放量,既强化了除磷效果又实现了污泥的减量化,对污水处理厂绿色发展具有非常重要的指导意义。

关键词：磷容量检测方法除磷药剂除磷效能调控技术

非富勒烯聚合物光伏体系的电荷产生及复合机制研究

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非富勒烯聚合物光伏体系的电荷产生及复合机制研究

作者：林浩勃广州大学

学位级别：硕士

近年来,非富勒烯有机太阳能电池的相关研究取得巨大进步。目前,非富勒烯有机太阳能电池的能量转换效率(Ph.toelectric conversion efficiency,PCE)已经超过20%。然而,非富勒烯太阳能电池的光电转换过程还不是很清楚,探明该过程对于设计... 详细信息

近年来,非富勒烯有机太阳能电池的相关研究取得巨大进步。目前,非富勒烯有机太阳能电池的能量转换效率(Ph.toelectric conversion efficiency,PCE)已经超过20%。然而,非富勒烯太阳能电池的光电转换过程还不是很清楚,探明该过程对于设计高性能有机光伏器件有重要意义。因此,本论文本着从纯膜到共混膜的研究思路,采用稳态和时间分辨光谱技术,研究了非富勒聚合物光伏体系的光电转换过程,具体工作如下:本论文选取高性能光伏体系PTzBI-dF:Y6为研究对象,采用稳态和时间分辨光谱技术,研究了纯膜和共混膜中的激发态动力学。温度依赖发光光谱研究发现,PTzBI-dF薄膜从辐射态转变为非辐射态的活化能为～58 meV。激发光强度依赖的时间分辨光谱研究发现,PTzBI-dF薄膜有着很高的激子扩散长度,这得益于其长激子寿命(～327.8 ps),其激子寿命相比于P3h.和PM6等聚合物给体长得多。通过对PTzBI-dF:Y6共混膜的研究发现,在h.MO能级差为0.13 eV和LUMO能级差为0.23 eV的情况下,受体激子和给体激子均可以发生有效解离,此体系的给受体能级差远小于富勒烯体系激子解离所需的最小驱动力0.3 eV。此外,研究还发现PTzBI-dF:Y6共混膜中的电荷复合方式是以双分子复合为主,热退火对于超快时间尺度上的电荷生成和复合具有较弱的影响。静态旋涂和动态旋涂是制备有机太阳能电池活性层薄膜的两种制备工艺,然而,两种制备工艺背后的光电转换动力学差异尚不清楚。因此,在上述研究基础上,本论文进一步研究了静态旋涂和动态旋涂工艺对PTzBI-dF:Y6薄膜光电转换动力学的影响。通过自主搭建的原位动态光谱仪,实现了对活性层薄膜成膜过程中稳态吸收的动态测试。通过对比两种工艺成膜薄膜过程的原位吸收光谱,可以发现两者在成膜时间、吸收特性和薄膜结晶性上存在差异,静态旋涂薄膜成膜的时间较长,制备出的薄膜较厚且结晶性更强。研究还发现,成膜过程的重要阶段主要是溶液状态到薄膜状态的快速转变,这一转变仅仅在10 ms内完成,并在这个极速转变的过程中就确定了薄膜的吸收特性。通过瞬态吸收技术,研究了两种工艺制备的共混膜的电荷产生和复合特性,在此体系中,旋涂工艺并不会对电子转移、空穴转移产生较大影响,同时在两种工艺制备的共混膜中,双分子复合仍是电荷复合过程的主导方式。此外,我们还研究了界面能级差对非富勒烯聚合物光伏体系电荷产生及复合过程的影响。其中聚合物材料PTzBI-dF、PTQ10、PM6、PTVT-T作为给体,A4T-16非稠环小分子作为受体,组成LUMO能级差在0.30-0.59 eV范围,h.MO能级差在0.06-0.31 eV范围变化的模型体系。稳态光学特性研究,发现给体激子的光致发光淬灭效率接近～100%,给体激子的发光淬灭主要包括电子转移和能量转移两个路径,电子转移解离所占比重随LUMO能级差的增大而逐渐增加,而能量转移所占比重则随着LUMO能级差的增大而降低。研究发现,部分给体激子通过“先能量转移后空穴转移”途径解离,在所研究体系中,对于LUMO能级差最大的光伏体系PTVT-T:A4T-16,约有～27.6%给体激子通过该途径发生解离,说明能量转移在非富勒烯太阳能电池电荷产生过程中的作用不可忽略。研究还发现,h.MO能级差越大,受体激子的解离效率越高。此外,还发现在四组体系中,孪生复合是其电荷复合方式的主要方式,更大h.MO能级差对电荷复合过程有一定的抑制作用。上述的研究结果,有助于理解非富勒烯聚合物光伏体系的电荷产生及复合机制,可以为给受体材料的设计和器件性能优化提供一定的指导。

关键词：有机光伏体系非富勒烯界面光生电荷动力学瞬态吸收技术原位技术

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激光散斑测试微位移控制系统研究

激光散斑测试微位移控制系统研究

作者：朱鹏勃西安工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,激光散斑测试技术的应用越来越广泛。激光散斑测试技术自从应用于无损检测以来,发展迅速,目前已经进入激光错位剪切技术时代。激光错位剪切技术也称为剪切干涉技术,在剪切干涉技术中,能产生不同相位的微位移系... 详细信息

随着科学技术的不断发展,激光散斑测试技术的应用越来越广泛。激光散斑测试技术自从应用于无损检测以来,发展迅速,目前已经进入激光错位剪切技术时代。激光错位剪切技术也称为剪切干涉技术,在剪切干涉技术中,能产生不同相位的微位移系统是剪切光路中重要的组成部分[1],而在微位移系统中,压电陶瓷凭借分辨率高、位移小等优点,已经成为产生微位移的理想元件。因此,本论文以剪切干涉光路中的相移技术所需的压电陶瓷微位移控制系统作为重点研究工作,设计一款能够一边驱动压电陶瓷进行相位位移一边进行相机采图工作的微位移系统。论文主要内容如下:首先,介绍了压电陶瓷驱动电源的不同种类和研究现状,对压电陶瓷驱动电源进行了分类和优缺点的分析,在不同的驱动电源方案中选择出适合本次设计的基础理论支撑方案。针对于设计需求,对所需要达到的技术指标进行了要求。其次,基于技术指标,对总体方案进行了规划构思,通过压电陶瓷的特性确定微位移控制系统中压电陶瓷的驱动方式。同时,对系统的软件、硬件控制方案进行了设计和规划,介绍了激光散斑测试系统的原理和本论文所需两个光学系统的原理,并且对图像分析所使用到的参数进行了计算。对于驱动电源的硬件电路,选择STM32单片机作为主控制芯片,通过触摸屏幕下发指令,实现下位机一体形式进行控制。对于软件方案,使用C语言对单片机程序进行编写,以满足各个部分的功能实现。最后,需要对电压放大电路进行测试实验,符合要求后,进行压电陶瓷在施加驱动电压后的位移特性实验,找出相机拍摄散斑图的时间,并对硬件电路中的电压输出电路和采集电路的线性关系进行测试。再通过搭建迈克尔逊干涉系统对压电陶瓷在不同电压下输出的位移进行测量,通过图像处理软件拟合出曲线方程,并且计算压电陶瓷输出不同相位位移所需要的驱动电压。最终搭建剪切干涉光路对上述得到的实验结果进行应用和分析。

关键词：激光散斑测试系统剪切干涉测量压电陶瓷驱动电源

基于源项解耦的物理信息神经网络方法及其在放电等离子体模拟中的应用

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物理学报 2024年第14期73卷 155-166页

作者：方泽潘泳全戴栋张俊勃华南理工大学电力学院广州510641

近年来,以物理信息神经网络(PINNs)为代表的人工智能计算范式在等离子体数值模拟领域获得了极大关注,但相关研究考虑的等离子体化学体系较为简化,且基于PINNs求解更为复杂的多粒子低温等离子体流体模型的研究还尚处空白.本文提出了一个... 详细信息

近年来,以物理信息神经网络(PINNs)为代表的人工智能计算范式在等离子体数值模拟领域获得了极大关注,但相关研究考虑的等离子体化学体系较为简化,且基于PINNs求解更为复杂的多粒子低温等离子体流体模型的研究还尚处空白.本文提出了一个通用的PINNs框架(源项解耦PINNs,Std-PINNs),用于求解多粒子低温等离子体流体模型.Std-PINNs通过引入等效正离子,并将电流连续性方程替代各粒子输运方程作为物理约束,实现了重粒子输运方程源项与电子密度、平均电子能量的解耦,极大降低了训练复杂度.本文通过两个经典放电案例(低气压氩气辉光放电、大气压氦气辉光放电)展示了Std-PINNs在求解多粒子低温等离子体流体模型的应用,并将结果与传统PINNs和有限元(FEM)模型进行了对比.结果显示,传统PINNs输出了完全错误的训练结果,而Std-PINNs与FEM结果之间的L2相对误差能达到约10–2量级,由此验证了Std-PINNs在模拟多粒子等离子体流体模型的可行性.Std-PINNs为低温等离子体模拟提供了新的思路,并拓展了深度学习方法在复杂物理系统建模中的应用.

关键词：物理信息神经网络低温等离子体源项解耦流体模型

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数字经济视域下劳动新异化的逻辑批判与价值共鸣

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南京师大学报（社会科学版） 2024年第1期 102-111页

作者：仝联勃孙悦吉林大学马克思主义学院长春130012

马克思在政治经济学批判中深刻揭示了生产力发展对劳动方式和生产要素的变革具有决定性的作用。在如今信息时代背景下,技术进步使生产力实现了质的飞跃,传统劳动方式与生产要素都发生了变革,资本在数字经济中虽隐于其表,但依然继承其剥... 详细信息

马克思在政治经济学批判中深刻揭示了生产力发展对劳动方式和生产要素的变革具有决定性的作用。在如今信息时代背景下,技术进步使生产力实现了质的飞跃,传统劳动方式与生产要素都发生了变革,资本在数字经济中虽隐于其表,但依然继承其剥削和奴役的本性。与此同时,全面的“数字化”在社会经济发展中成为显性要素,使得劳动出现了新形态——数字劳动,并催生了数字经济中的劳动新异化。而这种异化使得数字劳动二重性既有传统的延续,又外延出新的界定。数字经济作为现代化发展的重要组成部分,逐渐成为世界改造社会新常态、构建竞争新秩序、赋能经济新动力的重要手段。准确把握劳动新异化在数字经济发展中的新特征及其影响,深刻认识其发展逻辑与趋势判断,对中国数字经济产业的持续健康发展至关重要。

关键词：数字经济数字劳动劳动价值劳动新异化

磁序与拓扑的耦合:从基础物理到拓扑磁电子学

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物理学报 2024年第1期73卷 24-30页

作者：刘恩克中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物... 详细信息

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物态,通过拓扑增强的贝利曲率产生了一系列新奇的磁/电/热/光效应;而外尔电子与磁序的相互作用也使得拓扑电子物理有望成为磁电子学应用的新原理和驱动力.当前,新物态与新效应的发现是磁性拓扑材料第一阶段的主要任务和特征,而动量空间拓扑电子与实空间磁序的相互作用已经开始进入人们的视野.这两个阶段的深入发展,将为拓扑磁电子学积累必要的物理基础和应用尝试.本文着眼于磁性拓扑材料发展的两个阶段,讲述磁性拓扑材料的提出和实现、均一磁序下的拓扑电子态及新奇物性、局域磁态与拓扑电子的相互作用3个方面,阐述当前领域内的热点内容和发展趋势,并对拓扑磁电子学的未来发展进行了思考和展望,以助力未来拓扑自旋量子器件的快速发展.

关键词：拓扑物理磁性外尔半金属拓扑磁电子学

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“两个文明”协调发展的思想探赜

上海财经大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期26卷 3-17页

作者：吕小宁曹东勃上海财经大学马克思主义学院上海200433 上海财经大学中国式现代化研究院上海200433

物质文明与精神文明协调发展是中国式现代化的中国特色之一。回溯历史,中国共产党以先秦“物质元素与精神元素”的激烈辩驳、近代以来“物质优先与精神优先”的救国探索和马克思主义关于“物质世界与精神世界”的科学理论为思想材料,在... 详细信息

物质文明与精神文明协调发展是中国式现代化的中国特色之一。回溯历史,中国共产党以先秦“物质元素与精神元素”的激烈辩驳、近代以来“物质优先与精神优先”的救国探索和马克思主义关于“物质世界与精神世界”的科学理论为思想材料,在领导革命、建设和改革的伟大实践中始终坚持协同推进社会经济建设和文化建设,逐步探索生发出“两个文明”协调发展的治国方略。无论客观条件发生何种变化,“高水平”“螺旋式”“赋能型”始终作为“两个文明”协调发展的核心要义贯穿其中。立足现实,当前推进“两个文明”建设仍然面临不平衡不充分的发展特征,面对数字化转型的革新任务,亟待形成新的理论总结等诸多时代挑战。展望未来,面向以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的新征程,应当从坚持党的全面领导、发展数字文化产业、深化人文经济研究等多方面入手,不断开创“两个文明”协调发展的新篇章。

关键词：物质文明精神文明协调发展中国式现代化

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“大思政课”的唯物史观阐释

思想理论教育导刊 2024年第8期 104-109页

作者：仝联勃孙玥吉林大学马克思主义学院

“大思政课”开门办思政课,强化问题意识、突出实践导向,充分调动全社会力量和资源。深入阐释“大思政课”的学理依据为我们透视理论本质,明晰思想内涵,全面推进“大思政课”建设,落实立德树人根本任务并理解其实践意义具有重要作用。... 详细信息

“大思政课”开门办思政课,强化问题意识、突出实践导向,充分调动全社会力量和资源。深入阐释“大思政课”的学理依据为我们透视理论本质,明晰思想内涵,全面推进“大思政课”建设,落实立德树人根本任务并理解其实践意义具有重要作用。“大思政课”丰富了思想政治教育的内容,拓展了思想政治教育的“社会生活”维度,因而是“社会存在决定社会意识”这一原理在思想政治教育中的应用。思想政治教育既存在按照“教材理论—教学理论”这种从理论到理论的教育逻辑的维度,也有在唯物史观的意义上建构“实践—理论—实践”的教育逻辑的维度,后者构成了“大思政课”的“感性认识上升到理性认识”的认识论结构。“大思政课”所具有的强烈“实践亲和力”和“现实针对性”,彰显了其“理论引导现实”的实践论指向。

关键词：大思政课唯物史观认识论实践论

h.Fe6Ge6型Yb基笼目晶格材料的磁性及电输运性质

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HfFe6Ge6型Yb基笼目晶格材料的磁性及电输运性质

作者：吕勃东江西理工大学

学位级别：硕士