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氧化石墨烯纳米颗粒对抗生素类污染物吸附特征及影响因素

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环境化学 2024年第2期43卷 633-641页

作者：李艳香陈玖妍张文波张玉强马龙栾日坚祁志冲中国冶金地质总局山东局测试中心济南250014 河南大学化学化工学院开封475004

本文通过吸附动力学和吸附等温线探究了氧化石墨烯(GO)纳米颗粒对3种典型的四环素类抗生素(即四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC))吸附特征.结果表明,伪二级动力学模型可以很好的拟合吸附动力学的结果,吸附速率可能受化学吸附控制.... 详细信息

本文通过吸附动力学和吸附等温线探究了氧化石墨烯(GO)纳米颗粒对3种典型的四环素类抗生素(即四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC))吸附特征.结果表明,伪二级动力学模型可以很好的拟合吸附动力学的结果,吸附速率可能受化学吸附控制.吸附等温线的结果显示GO对3种抗生素均有较高的吸附能力,且吸附能力依次为:CTC>OTC>TC.这主要是由于四环素类抗生素可以通过π-π作用、阳离子-π键、疏水作用以及静电作用等机制与GO产生结合.此外,四环素类抗生素在GO上的吸附行为与背景溶液的水化学条件(如pH、离子强度和二价金属离子)密切相关.总体来讲,由于静电斥力的增强,抗生素在GO上的吸附量随着背景溶液pH值的升高或离子强度(NaCl)的增加而降低,这主要是由于静电引力和吸附点位的减少所致;二价阳离子(Cu^(2+))可以通过表面桥连作用,显著促进抗生素在GO上的吸附.本研究结果清楚地表明抗生素本身的化学性质和背景溶液的水化学条件在GO去除抗生素的过程起着重要作用.

关键词：氧化石墨烯四环素类抗生素水化学条件吸附

Intercalated MXene-based layered composites:Preparation and application

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Chinese Chemical Letters 2020年第4期31卷 961-968页

作者： Shumeng Wu He Wang Li Li Meixia Guo zhichong qi qingyou Zhang Yanmei Zhou Henan Joint International Research Laboratory of Environmental Pollution Control Materials College of Chemistry and Chemical EngineeringHenan UniversityKaifeng 475004China

Combining high conductivity,hydrophilicity and excellent electrochemical perfo rmance in one,MXe nes have attracted increasing attention since their ***,easy to stack caused by the van der Waals’force between the layers limits their practical ***,intercalating other substances between layers of MXe nes and getting intercalated MXene-based layered composites(IMLCs)with open structure can improve their physical and chemical properties *** available surface helps expose more active sites and enlarged layer spacing facilitates ion *** addition,other substances fixed in the interlayers by MXenes’two-dimensional confinement effect can produce synergistic effect and expand their applicable range *** review is dedicated to summarizing the preparation methods and applications of IMLCs,emphasizing the advantages of them in the fields of energy storage,catalysis,sensors,electromagnetic interference(EMI)shielding and ***,prospects and further developments in these gratifying fields are also commented.

关键词： MXenes Layered composites Energy storage Catalysis Sensors EMI shielding Biomedicine

Effects of phosphate on the transport of graphene oxide nanoparticles in saturated clean and iron oxide-coated sand columns

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Journal of Environmental Sciences 2021年第5期33卷 80-92页

作者： Jiuyan Chen Weifeng Chen Taotao Lu Yumeng Song Haojing Zhang Mengjie Wang Xinhai Wang zhichong qi Minghua Lu Henan International Joint Laboratory of Medicinal Plants Utilization Henan Joint International Research Laboratory of Environmental Pollution Control MaterialsEngineering Research Center for Industrial Recirculation Water Treatment of Henan ProvinceCollege of Chemistry and Chemical EngineeringHenan UniversityKaifeng 475004China Ministry of Education Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria Nankai UniversityTianjin 300350China Ministry of Education Key Laboratory of Humid Subtropical Eco-geographical Process Fujian Provincial Key Laboratory for Plant Eco-physiologyCollege of Geographical ScienceFujian Normal UniversityFujian 350007China Department of Hydrology University of BayreuthBayreuth D-95440Germany

In this study, transport behaviors of graphene oxide(GO) in saturated uncoated(i.e., clean sand) and goethite-coated sand porous media were examined as a function of the phosphate. We found that phosphate enhanced the transport of GO over a wide range of solution chemistry(i.e., pH 5.0–9.0 and the presence of 10 mmol/L Na^(+) or 0.5 mmol/L Ca^(2+)). The results were mainly ascribed to the increase of electrostatic repulsion between nanoparticles and porous media. Meanwhile, deposition site competition induced by the retained phosphate was another important mechanism leading to promote GO transport. Interestingly, when the phosphate concentration increased from 0.1 to 1.0 mmol/L, the transportenhancement effect of phosphate in goethite-coated sand was to a much larger extent than that in clean sand. The observations were primarily related to the difference in the total mass of retained phosphate between the iron oxide-coated sand and clean sand columns, which resulted in different degrees of the electrostatic repulsion and competitive effect of phosphate. When the background solution contained 0.5 mmol/L Ca^(2+), phosphate could be bind to sand/goethite-coated sand surface by cation bridging;and consequently, promoted competition between phosphate and nanoparticles for deposition sites, which was an important mechanism for the enhanced effect of phosphate. Moreover, the DLVO theory was applicable to describe GO transport behaviors in porous media in the absence or presence of phosphate. Taken together, these findings highlight the important status and role of phosphate on the transport and fate of colloidal graphene oxide in the subsurface environment.

关键词： Graphene oxide Phosphate Goethite Transport Sand

开敞式TBM滑板式步进技术在引松工程的应用

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隧道建设 2017年第A1期37卷 184-188页

作者：齐志冲贺飞中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016

以引松工程为背景,结合TBM施工前的基建要求,详细介绍开敞式TBM滑板式步进机构的组成、步进原理,并概述滑板式步进技术对步进洞、始发洞、不良地质预处理段步进洞、检修洞的建造要求。最后,根据实际应用情况对滑板式步进技术始发和接收... 详细信息

以引松工程为背景,结合TBM施工前的基建要求,详细介绍开敞式TBM滑板式步进机构的组成、步进原理,并概述滑板式步进技术对步进洞、始发洞、不良地质预处理段步进洞、检修洞的建造要求。最后,根据实际应用情况对滑板式步进技术始发和接收的操作流程、步进过程中的注意事项、出现的问题及步进效果进行总结,并结合基建要求对该种步进机构的优缺点进行阐述,可为类似TBM工程的前期基建及步进作业提供参考。

关键词：开敞式TBM 步进技术引松工程

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水刀辅助破岩技术的搭载及应用

隧道建设（中英文） 2023年第8期43卷 1404-1412页

作者：齐志冲吕旦贺飞徐光亿中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016

为解决硬岩隧道掘进机在硬岩地层掘进时遇到的掘不动、掘进慢等难题,研发出一种掘进机搭载辅助破岩系统,即在现有硬岩掘进机开挖系统的基础上集成水射流破岩技术,在水射流与滚刀共同作用下进行破岩。针对水刀辅助破岩技术的搭载及应用... 详细信息

为解决硬岩隧道掘进机在硬岩地层掘进时遇到的掘不动、掘进慢等难题,研发出一种掘进机搭载辅助破岩系统,即在现有硬岩掘进机开挖系统的基础上集成水射流破岩技术,在水射流与滚刀共同作用下进行破岩。针对水刀辅助破岩技术的搭载及应用进行研究:1)系统介绍辅助破岩系统的搭载设计理念,并对其配套的射流系统泵站、输送系统、喷射系统等进行工作原理和性能参数介绍。2)采用模拟现场工况试验的方法,实现水刀辅助破岩技术搭载的试验研究,得到破岩效果指标参数与高压水射流参数之间的关系。3)基于水刀辅助破岩搭载技术现场应用情况,采用实时采集数据的方法,得到应用过程中的试验方法、试验数据、掘进效果、环境温度、系统功率、存在问题等结果,并提出相应的解决措施。4)基于辅助破岩技术的现场工业性试验,提出辅助破岩技术的优化改进方向。结果表明:硬岩掘进机水刀辅助破岩技术的搭载及应用可行,270 MPa水压耦合掘进时场切深指数均值下降约38.1%,转矩切深指数下降约16.9%,破岩效果显著提升。然而,高压水系统的搭载带来隧道内温度的升高、高压水系统管路异常磨损2方面的问题,从而影响设备的正常掘进,是提升水刀辅助破岩搭载技术应用性的重点努力方向。

关键词：硬岩隧道掘进机水刀辅助破岩高压水射流耦合破岩试验研究

大直径硬岩掘进机(TBM)在吉林中部城市引松供水工程四标TBM3的应用

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隧道建设 2016年第8期36卷 1016-1022页

作者：贺飞曾祥盛齐志冲中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016

为了研究中铁工程装备集团有限公司自主研制的首台 TBM的各项技术特点与工程适应性，结合 TBM在引松供水工程总干线四标段的掘进施工情况，分析了 TBM掘进地层特点以及主要设计参数。引松供水工程四标段掘进岩层复杂多变，富含大量断层... 详细信息

为了研究中铁工程装备集团有限公司自主研制的首台 TBM的各项技术特点与工程适应性，结合 TBM在引松供水工程总干线四标段的掘进施工情况，分析了 TBM掘进地层特点以及主要设计参数。引松供水工程四标段掘进岩层复杂多变，富含大量断层破碎地层以及风化灰岩地层，部分地层岩石强度大且石英含量高，对 TBM刀盘及刀具要求极高，TBM刀盘面板采用270 mm 厚板设计，且刀座基座直接在刀盘面板上加工而成，刀具按非线性方式布置且刀间距控制在82～90 mm；设计了有效的 TBM初期支护系统和材料运输平台，并且搭载了激发极化超前地质预报系统。工程掘进结果表明：该台 TBM刀盘设计可靠性强且能保证高效破岩，创造了最高月进尺1226 m、日进尺70．8 m 的优异成绩，TBM在不良地质下支护高效快速，超前地质探测结果可靠，各系统运行情况良好。

关键词：引松供水工程大直径硬岩掘进机(TBM) 刀盘厚板技术超前地质预报

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TBM两级螺旋式刀盘出渣机制数值模拟研究

现代隧道技术 2023年第2期60卷 84-93,124页

作者：耿麒张兴宇贺飞齐志冲汪学斌叶敏张大庆长安大学公路养护装备国家工程实验室西安710064 中铁工程装备集团有限公司设计研究总院郑州450016 山河智能装备股份有限公司长沙410100

针对现有全断面岩石隧道掘进机(TBM)两级刀盘出渣缺乏合理的结构方案和优化设计方法,采用颗粒离散元方法构建数值模型模拟TBM两级刀盘出渣过程,并进行出渣缩比试验验证数值模型的可靠性。通过数值模拟研究出渣口排布与尺寸、螺旋形式与... 详细信息

针对现有全断面岩石隧道掘进机(TBM)两级刀盘出渣缺乏合理的结构方案和优化设计方法,采用颗粒离散元方法构建数值模型模拟TBM两级刀盘出渣过程,并进行出渣缩比试验验证数值模型的可靠性。通过数值模拟研究出渣口排布与尺寸、螺旋形式与螺距、一/二级刀盘直径比、刀盘转速等因素对出渣性能的影响规律。结果表明:螺旋式结构是TBM两级刀盘有效的出渣结构方案;各因素对两级刀盘综合出渣性能的影响程度由大到小依次为刀盘转速>一级刀盘背部出渣口长度>后螺旋螺距。对于掘进直径为8 m的两级螺旋式刀盘,建议其最优结构形式和参数为:面、背部出渣口同位且有前后螺旋,后螺旋螺距0.85 m,一级刀盘背部出渣口长0.9 m,一/二级刀盘直径比不大于0.55,刀盘转速不大于6 r/min。

关键词：全断面岩石隧道掘进机两级刀盘出渣螺旋颗粒离散元

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TBM滚刀布置方案对比分析与评价

隧道建设（中英文） 2018年第3期38卷 474-480页

作者：崔胤贺飞齐志冲贺开伟中铁工程装备集团有限公司

刀盘是全断面岩石掘进机(TBM)的核心部件,滚刀布置设计是刀盘结构设计的关键,直接决定着刀盘的综合掘进性能。基于硬岩TBM的2种滚刀设计方案,对比分析不同滚刀布置方式对TBM刀盘力学性能的影响。从刀盘整体受力平衡的角度,对比计算2种... 详细信息

刀盘是全断面岩石掘进机(TBM)的核心部件,滚刀布置设计是刀盘结构设计的关键,直接决定着刀盘的综合掘进性能。基于硬岩TBM的2种滚刀设计方案,对比分析不同滚刀布置方式对TBM刀盘力学性能的影响。从刀盘整体受力平衡的角度,对比计算2种方案的滚刀群径向不平衡力和倾覆力矩;从刀盘局部变形和应力分布的角度,提出滚刀分布密度的评价指标,并与刀盘面变形有限元计算结果进行关联分析。研究结果表明:1)滚刀分布密度可作为滚刀布置的设计评价指标;2)溜渣板对刀盘的力学性能影响较大;3)随机式滚刀布置方案优于米字型滚刀布置方案。

关键词： TBM 刀盘滚刀米字型布刀随机式布刀滚刀分布密度

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生态堆技术修复老化油泥污染土壤

环境工程学报 2017年第11期11卷 6142-6146页

作者：张强傅晓文季蕾祁志冲王加宁山东省科学院生态研究所山东省应用微生物重点实验室济南250014

通过添加海藻酸钠包埋菌剂、缓释肥料,并辅以通风工艺及浇水设备建立了修复石油污染土壤的生态堆,对胜利油田一处油泥暂存点的石油污染土壤进行了生态堆修复。修复结果显示:生态堆能高效修复污染土及油泥中的石油烃,一年后,C6~C16的脂... 详细信息

通过添加海藻酸钠包埋菌剂、缓释肥料,并辅以通风工艺及浇水设备建立了修复石油污染土壤的生态堆,对胜利油田一处油泥暂存点的石油污染土壤进行了生态堆修复。修复结果显示:生态堆能高效修复污染土及油泥中的石油烃,一年后,C6~C16的脂肪烃降解至检出限以下,C17~C36的脂肪烃一年内降解率为93.5%,总PAHs的降解率能达到78%以上,但随着PAHs苯环数的增加,降解率呈下降趋势;缓释肥料及包埋菌剂的添加,以及生态堆顶部植物的种植,使生态堆内的环境条件保持较为稳定的状态,为石油烃的降解创造良好的条件。

关键词：生态堆油泥生物修复