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过硫酸铵氧化耦合过渡金属氧化物改性炭基催化剂低温SCR性能增强机制研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第8期52卷 1140-1148页

作者：肖岭黄妍乔淑芳赵令葵李思密湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 株洲市生态环境局湖南株洲412000

本工作中利用过硫酸铵氧化耦合过渡金属氧化物改性制备V/OAC、Fe/OAC、Mn/OAC、Cu/OAC炭基催化剂,并通过催化活性测试和物理吸附-脱附、FT-IR、XPS、NH3-TPD、H2-TPR、EPR等表征手段探究改性炭基催化剂的低温SCR性能增强机制。结果表明... 详细信息

本工作中利用过硫酸铵氧化耦合过渡金属氧化物改性制备V/OAC、Fe/OAC、Mn/OAC、Cu/OAC炭基催化剂,并通过催化活性测试和物理吸附-脱附、FT-IR、XPS、NH3-TPD、H2-TPR、EPR等表征手段探究改性炭基催化剂的低温SCR性能增强机制。结果表明,过硫酸铵氧化可向活性炭载体表面引入大量酸性含氧官能团,促进过渡金属氧化物中的氧空位形成,从而提升炭基催化剂的表面酸度和氧化还原性能,进而提升了炭基催化剂低温NH3-SCR性能。本工作发现,过硫酸铵氧化可诱导过渡金属元素(V、Fe、Mn、Cu)的低价态形成。因此,过硫酸铵氧化改性后,活性组分中低价态金属利于NH3-SCR反应的V/OAC、Fe/OAC催化剂性能提升显著,VOx/OAC和FeOx/OAC催化剂在100℃下的NO转化率分别从18.2%提升到34.8%和从34.2%提升到55.6%;而活性组分中高价态金属有利NH3-SCR反应的Mn/OAC和Cu/OAC催化剂性能提升有限,100℃下的NO转化率仅从61.4%提升到70.4%和61.3%提升到69.7%。本工作总结了过硫酸铵氧化改性对炭基催化剂表面金属价态的调控作用,有助于深入认识过硫酸铵氧化改性对炭基催化剂物化性质的调控规律,为高效炭基脱硝催化剂的开发提供指导和参考。

关键词： NH3-SCR 炭基催化剂过渡金属金属价态

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低浓度稀土离子吸附材料研究进展

工程科学学报 2024年第8期46卷 1381-1392页

作者：魏徐一韩俊伟覃文庆中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂... 详细信息

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂萃取等传统提取技术,吸附法因具有操作简单、成本低廉、处理量大和适应性强等优势,成为低浓度稀土深度回收的潜在方法之一.本文汇总了近年来国内外有关于稀土离子吸附材料的研究进展,详细介绍了矿物基、碳基、金属−有机框架基和高分子基等吸附材料的设计与合成思路、微观形貌、吸附行为、材料性能和潜在的应用潜力.最后,对比指出了各种吸附材料的优势和不足,提出开发面向应用的高效绿色靶向吸附材料是未来稀土吸附材料的主要发展趋势,靶向吸附技术也将成为低浓度稀土溶液(废水)资源化的主要方法,以期为稀土资源的高效利用提供参考.

关键词：稀土元素吸附材料水处理资源循环研究进展

基于DIC及CPG技术的热冷循环后花岗岩Ⅰ型断裂特性

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3102-3117页

作者：吴秋红夏宇浩赵延林翁磊王世鸣冯淦湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 湖南科技大学土木学院湖南湘潭411201 四川大学水利水电学院四川成都6100652

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),... 详细信息

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),然后开展3点弯Ⅰ型断裂韧度特性试验。基于裂纹扩展计(CPG)和数字图像相关(DIC)测试技术,研究了热冷循环作用下花岗岩Ⅰ型断裂韧度、断裂过程区(FPZ)、裂纹扩展速率及断裂轮廓特征的影响规律。试验结果表明:当热冷循环次数达到10次以上,花岗岩试样脆性明显减弱,而峰前软化特性和峰后延性增强;花岗岩的断裂过程区由裂缝尖端开始逐步孕育,断裂过程区长度随荷载增大呈先增大后减小的趋势,Ⅰ型断裂韧度、最大断裂过程区长度及裂纹平均扩展速度随热冷循环次数增大而指数减小,Ⅰ型断裂面随热冷循环次数增大越来越不平整。最后,基于X-ray衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试技术,研究了热冷循环作用对花岗岩矿物成分及微观结构的影响规律,结果表明花岗岩4种矿物成分的峰值衍射强度及矿物质量分数均随热冷循环次数增大而降低,而微裂纹大小及数量随热冷循环次数增大而增大。热冷循环作用下花岗岩的损伤劣化机理包含了多次高温热损伤、水冷冲击及水弱化等3方面的联合作用结果。

关键词：热冷循环断裂韧度断裂过程区裂纹扩展速度裂纹扩展计(CPG)技术数字图像相关(DIC)技术

轻量化弹道解算系统火控修正和瞄准线滤波预测

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兵工学报 2024年第2期45卷 429-442页

作者：申程张连超张卓朱文亮陈雨康国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 北京精密机电控制设备研究所北京100076

为快速提高轻武器操作人员射击精度、缩短瞄准时间,设计一种超轻型、多种轻武器复用的弹道解算系统,并创新了火控修正方法。建立人体据枪-瞄准-击发过程模型,规划火控诸元解算、实时环境感知、多轻武器复用、交互和数据管理等基本模块,... 详细信息

为快速提高轻武器操作人员射击精度、缩短瞄准时间,设计一种超轻型、多种轻武器复用的弹道解算系统,并创新了火控修正方法。建立人体据枪-瞄准-击发过程模型,规划火控诸元解算、实时环境感知、多轻武器复用、交互和数据管理等基本模块,提出可快速、实时解算,基于国产化硬件平台的火控修正软件架构,通过系统综合设计,实现总重量394 g情况下的有效工作。针对显示滞后、击发装置延迟和传感器噪声等问题,结合人体卧姿射击运动特征提出一种瞄准线非线性扩展卡尔曼滤波预测方法,其误差补偿效果相比于匀加速预测补偿方法要好53.1%。为验证系统整体有效性,搭建600 m外场射击实验进行初学者分组对比测试。研究结果表明,该系统经短暂培训后可使新手迅速掌握白光瞄具射击要领,瞄准偏差方位方向为1.15 mm、俯仰方向为0.9 mm,可降低轻武器射击对个人经验依赖,提高射手的远距离射击能力。

关键词：弹道解算系统轻武器火控修正扩展卡尔曼滤波瞄准偏差

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全株水稻表面优势乳酸菌的筛选与鉴定

草业学报 2024年第1期33卷 117-125页

作者：黄丽娟孙镕基高文婧张志飞陈桂华湖南农业大学农学院湖南长沙410128 水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室湖南长沙410128

本试验旨在对全株水稻表面的优势乳酸菌进行分离、筛选与鉴定,以期挖掘出青贮优良菌种资源。利用平板涂布法对全株水稻上的乳酸菌进行分离,以生长速度和产酸能力进行初筛,以抗氧化能力(H2O2耐受能力、DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子... 详细信息

本试验旨在对全株水稻表面的优势乳酸菌进行分离、筛选与鉴定,以期挖掘出青贮优良菌种资源。利用平板涂布法对全株水稻上的乳酸菌进行分离,以生长速度和产酸能力进行初筛,以抗氧化能力(H2O2耐受能力、DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基清除率)进行复筛,对筛选出的优势乳酸菌进行生理生化特性分析和分子生物学鉴定。结果表明,从水稻植株表面共分离得到154株乳酸菌,培养48 h后,有16株OD_(600nm)值>2且pH值<4的乳酸菌,其中有9株乳酸菌具有抗氧化能力,综合表现最好的菌株是YMA3,对DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基清除率分别为72.23%、72.46%、86.33%。YMA3表现出较强的高温或酸性环境适应性,鉴定为粪肠球菌。

关键词：水稻附生乳酸菌筛选抗氧化能力生理生化特性粪肠球菌

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大直径盾构隧道成型质量巡检方法研究

工程科学学报 2024年第2期46卷 365-375页

作者：赵先琼邓凯张亚洲马英博夏毅敏中南大学机电工程学院长沙410083 中铁十四局集团大盾构工程有限公司南京211899

针对因工业应用成本限制,中、小盾构隧道成型质量无损检测技术迁移至大直径盾构隧道时精度、速度折损严重的问题,以巡检车为载体,集成二维激光扫描仪、编码器和计算机等设备,研制了大盾构隧道成型质量巡检车,并提出一种基于数字图像的... 详细信息

针对因工业应用成本限制,中、小盾构隧道成型质量无损检测技术迁移至大直径盾构隧道时精度、速度折损严重的问题,以巡检车为载体,集成二维激光扫描仪、编码器和计算机等设备,研制了大盾构隧道成型质量巡检车,并提出一种基于数字图像的盾构质量非对称巡检方法.分析大直径盾构的施工环境,滤除地面、车体点云,并采用邻域向量法提取中轴线,建立隧道中心坐标系.偏心布置巡检路线,按照点云密度将采样点云分为稠密侧和稀疏侧点云,通过不同方法实现对管片接缝特征的拾取:将稠密侧点云绕中轴线展开为二维灰度图像,并通过缩放、归一化、梯度阈值分割等方法实现接缝图像分割;基于直线方程对接缝进行分类,结合管片结构、布置点位,推导出稀疏侧接缝与稠密侧接缝的线性分布公式,间接拾取稀疏侧接缝.根据接缝特征点计算两侧管片边缘点云簇,计算管片错台量;剔除接缝点云簇,使用最小二乘法拟合隧道点云,计算隧道椭圆度.最后在某大直径盾构隧道进行巡检试验,试验结果表明:成型质量巡检车在十四米盾构隧道中巡检速度为3 km·h-1,与传统方法的错台量检测偏差小于2 mm,椭圆度检测偏差小于0.1%,可以满足大直径盾构隧道成型质量巡检的高速度、高精度、低成本需求.

关键词：大直径盾构隧道激光扫描阈值分割错台检测变形检测

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公路建设行业营商环境分析及优化路径研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2499-2510页

作者：李晶晶姜杭毛静怡长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我... 详细信息

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我国31个省域营商环境评价值,据此分析省域与地区的水平特征、聚类特征、空间特征和组态特征,提出公路建设行业营商环境优化策略。研究结果表明:1)我国公路建设行业营商环境省域差异显著,存在地区内各省发展不平衡的现象;2)具有行业标杆型、领先型、追赶型、落后型聚类特征,整体稳定、微幅提升的时序特征,显著正向关联和东、中部地区显著优于西部、东北部的空间集聚特征;3)存在产生高水平公路建设行业营商环境的4个核心要素、7种组态、3处代表性集聚区域;4)提出“认清现实基础+利用空间集聚效应自我优化+匹配组态路径持续提升”的营商环境优化路径,行业领先型省份可通过组态S3、S6升级至行业标杆型,行业落后型与追赶型省份充分利用空间集聚特征,借助“辐射”效应自我优化,再根据组态配置适宜的建设路径,实现营商环境持续优化。研究结论为公路建设行业持续优化营商环境,建设全国统一大市场提供理论参考。

关键词：营商环境 RSR-CRITIC法模糊集定性比较分析优化路径公路建设行业

考虑黏土蠕变特性的大埋深盾构复推总推力增量解析解研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 139-150页

作者：王树英钟嘉政付循伟龚振宇中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075 中国土木工程集团有限公司北京100038 中铁五局集团电务工程有限责任公司湖南长沙410205

由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹... 详细信息

由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹性理论推导盾壳-地层径向接触应力的黏弹性解,进而通过积分和分段计算求解复推总推力增量与停机时间的理论关系式。结合水工盾构隧洞停机实例,对比复推总推力增量实际值与理论值。研究结果表明:复推总推力增量实际值与理论值平均相对误差为13.81%,验证了该解析解的可靠性;隧洞埋深越大,复推总推力增量越大,表明大埋深段停机需更关注复推推力控制;盾壳-地层界面摩阻力随超挖间隙增大而减小,而复推总推力增量随之增大;此外,总推力增量随着盾壳-地层界面摩擦因数减小而显著减小。因此,设置合适的超挖间隙和长时间停机时采取往盾壳外注入膨润土等润滑减阻措施能有效预防大埋深段停机的次生风险。

关键词：黏土蠕变特性盾壳-地层接触应力复推总推力增量超挖间隙摩擦因数

受损PPC斜拉桥主梁灌缝加固后疲劳性能试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1068-1081页

作者：袁晟颜东煌王文熙刘昀潘权袁明长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工检测咨询有限责任公司湖南长沙410076 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南交通职业技术学院路桥工程学院湖南长沙410132

为进一步研究受损部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁裂缝灌浆加固后的疲劳性能,对受较大疲劳及静力损伤的PPC斜拉桥节段缩尺模型主梁进行裂缝灌浆加固,并开展疲劳及疲劳后静载试验研究。研究结果表明:在疲劳荷载作用下,灌浆裂缝未重新开... 详细信息

为进一步研究受损部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁裂缝灌浆加固后的疲劳性能,对受较大疲劳及静力损伤的PPC斜拉桥节段缩尺模型主梁进行裂缝灌浆加固,并开展疲劳及疲劳后静载试验研究。研究结果表明:在疲劳荷载作用下,灌浆裂缝未重新开裂,在疲劳加载初期(约20万次),结构体系刚度下降较快,后期下降较平缓;250万次疲劳加载后,主梁L/4、L/2和3L/4截面处的结构体系刚度分别降低12.83%、9.48%、13.62%,较原主梁第4轮疲劳加载下结构体系刚度下降幅度大,但疲劳结束时结构体系刚度仍然比原主梁第4轮疲劳加载初始结构体系刚度大;对裂缝进行灌浆处置能有效恢复PPC斜拉桥主梁的抗裂强度及结构体系刚度;随着荷载增大,灌浆裂缝逐步张开,但最大裂缝宽度对应位置发生转移,同时不断有新裂缝产生,且裂缝分布区域范围增大,环氧树脂胶的作用极大地延缓了裂缝宽度的增大,提高了主梁的抗裂性能;环氧树脂胶不仅能修复混凝土裂缝界面,同时能有效恢复钢筋与混凝土间的黏结滑移损伤;对受严重损伤的PPC斜拉桥主梁仅进行裂缝灌浆处置后,主梁仍然具有良好的抗疲劳性能,同时,其疲劳后的抗裂性能及刚度也得到较大恢复。

关键词：桥梁工程混凝土斜拉桥部分预应力灌缝加固疲劳性能模型试验