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酸蚀刻剂对钛基体及其IrO_(2)-PbO_(2)涂层表面形貌及电化学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1095-1102页

作者：周键蔺文文韦程嘉李绘如兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心甘肃兰州730070

采用热分解法制备Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极,深入研究硫酸、硝酸、盐酸、草酸、盐酸/草酸蚀刻顺序对Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极性能的影响规律,借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学交流阻抗谱、加速寿... 详细信息

采用热分解法制备Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极,深入研究硫酸、硝酸、盐酸、草酸、盐酸/草酸蚀刻顺序对Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极性能的影响规律,借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学交流阻抗谱、加速寿命试验等考察钛基体及氧化物涂层的形貌、结构及电化学行为。结果表明:钛基体在双酸中的腐蚀效果优于单酸,获得更致密更均匀的表面结构。双酸腐蚀使钛表面拥有完整的TiHx晶型,有助于提高涂层负载量,增强活性层与基体的结合力。改变双酸蚀刻顺序对阳极电化学性能有一定的影响。草酸/盐酸蚀刻剂处理Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极具有最佳的电催化活性与最长的加速寿命。

关键词：酸蚀刻 Ti/IrO_(2)-PbO_(2)阳极电化学性能表面形貌

基于响应面法优化同槽电积锰和二氧化锰工艺研究

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有色金属工程 2024年第2期14卷 41-48页

作者：张悦宋小三兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 寒旱地区水资源综合利用教育部工程中心兰州730070

针对目前生产锰和电解二氧化锰行业能耗大、污染严重的问题,设计了一种同槽电沉积锰和二氧化锰工艺,在提高阴阳极电流效率的同时使得能耗最低,达到节能降耗的目的。结合响应面法对阴极硫酸铵浓度、阳极硫酸浓度、中隔室硫酸浓度、温度... 详细信息

针对目前生产锰和电解二氧化锰行业能耗大、污染严重的问题,设计了一种同槽电沉积锰和二氧化锰工艺,在提高阴阳极电流效率的同时使得能耗最低,达到节能降耗的目的。结合响应面法对阴极硫酸铵浓度、阳极硫酸浓度、中隔室硫酸浓度、温度四个因素与阴阳极电沉积效率之间的交互作用进行分析,得到二次回归拟合模型,确定同槽电积的最佳条件为:阴极硫酸铵浓度为107.11 g/L,阳极硫酸浓度投加量为2.8 mol/L,中隔室硫酸浓度为0.516%,温度为40.2℃。阴极电流效率可达到84.79%、阳极电流效率可达到68.43%。分析表明,硫酸铵和温度对阴极电流效率交互影响最大、硫酸浓度和温度对阳极电流效率交互影响最大。电沉积得到的金属锰沉积紧密。电解二氧化锰粒径均一,形貌良好。

关键词：同槽电积锰电解二氧化锰响应面法

DA-PEI共沉积表面改性阳离子交换膜的制备

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材料研究学报 2024年

作者：周键夏蒙玥张航飞刘俏君兰州交通大学环境与市政工程学院寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心

基于贻贝仿生粘合剂多巴胺（Dopamine,DA）和聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）共沉积制备了阳离子交换膜并使用红外光谱仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等手段表征其性能，研究了DA与PEI浓度比对改性膜性能的影响。结果表... 详细信息

基于贻贝仿生粘合剂多巴胺（Dopamine,DA）和聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）共沉积制备了阳离子交换膜并使用红外光谱仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等手段表征其性能，研究了DA与PEI浓度比对改性膜性能的影响。结果表明，随着PEI浓度的提高改性膜的选择透过性和膜电阻呈先增加后降低趋势，而改性膜的氧化百分比呈先下降后提高的趋势。DA与PEI浓度比为1:1的改性膜其氧化百分比和膜电阻较低，含水率和离子交换容量分别为48.68%和2.49mmol/g，选择透过性高达97.8%，比原膜提高了8.08%。

关键词：有机高分子材料离子交换膜共沉积高选择透过性

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单膜双室电沉积金属锰

有色金属（冶炼部分） 2024年第1期 11-20页

作者：刘波宋小三宋玺琛岳子琳范吉硕兰州交通大学甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070 寒旱地区水资源综合利用教育部工程中心兰州730070

鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。用... 详细信息

鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。用SEM和XRD分析手段分析不同亚硒酸浓度对电解锰的影响,结果表明,当亚硒酸为0.07 g/L时,电解锰微观结构表面均匀、致密性好、光滑、无枝晶且空洞最小,晶体形态为α-Mn。

关键词：单膜双室电解锰影响因素电流效率亚硒酸

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高铁泥岩隧道围岩蠕变对仰拱底鼓的影响

铁道工程学报 2024年第3期41卷 80-85页

作者：梁庆国岳建平周稳弟孙纬宇李景兰州交通大学兰州730070

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地... 详细信息

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地符合泥岩表现出的明显的衰减蠕变和稳定蠕变特征;(2)随着时间的增加,围岩不断向洞内发生变形,且隧道拱顶沉降、水平收敛和拱底隆起一直在增大,并经历了三个阶段:瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段;(3)仰拱结构内力随着蠕变时间增加同样在增大,并在蠕变一定年限后,仰拱填充中心的拉应力将超过混凝土的抗拉强度,导致仰拱填充沿中心位置开裂;(4)锚杆支护的最优长度为5 m,最佳间距为0.9~1.2 m,在此基础上通过加强仰拱来进一步抑制仰拱底鼓变形,并且建议仰拱支护强度选用C30~C40;(5)本研究结果可为类似工程的建设与施工提供建议与参考。

关键词：泥岩隧道仰拱底鼓参数反演数值模拟底鼓控制

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环流生物反应器降流区输氧浓度影响因素

兰州交通大学学报 2024年第04期 110-118页

作者：闫心王进辉何林锟赵俊光丁昀付月宝杨庆兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃省建筑设计研究院有限公司寒旱地区水资源综合利用教育部重点实验室

环流生物反应器降流区输氧浓度主要受导流筒直径、导流筒溢流堰口高度及曝气量等因素影响，其对反应器污水脱氮除磷处理效果有重要影响。为考察以上影响因素对降流区输氧能力影响，采用数值模拟与实验结合的方法对环流反应器降流区输氧... 详细信息

环流生物反应器降流区输氧浓度主要受导流筒直径、导流筒溢流堰口高度及曝气量等因素影响，其对反应器污水脱氮除磷处理效果有重要影响。为考察以上影响因素对降流区输氧能力影响，采用数值模拟与实验结合的方法对环流反应器降流区输氧能力进行研究，通过自定义程序耦合Higbie传质理论模拟氧传质，对比不同曝气强度下反应器溶解氧浓度及溢流量模拟与实测值，结果显示误差在8%以内，表明数值模拟模型及方法正确可行。随后探究了曝气量、导流筒直径及导流筒溢流堰口高度对降流区输氧能力的影响。结果表明：曝气量由20 L/min增至50 L/min时，氧体积传质系数由2.04 h-1增至4.45 h-1;导流筒直径由325 mm降至250 mm时，氧体积传质系数由3.99 h-1增至4.42 h-1;导流筒溢流堰口高度由10 mm增至25 mm时，氧体积传质系数由4.17 h-1降至4.00 h-1;增大曝气量和减小导流筒直径能明显提升降流区输氧能力。总之，可通过调整曝气量，导流筒直径及导流筒溢流堰口高度控制降流区输氧能力，以构建耗缺氧区域。通过响应面分析，得到导流筒直径250 mm、导流筒溢流堰口高度10 mm时，反应器降流区输氧能力较优。

关键词：环流反应器气液两相流输氧能力溢流量数值模拟

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城市内涝场景下的微地图制作方法

地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1166-1179页

作者：富璇闫浩文王小龙闫晓婧王卓马文骏兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070 兰州大学资源环境学院兰州730000 西部环境教育部重点实验室兰州730000 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

随着我国城市化进程的加快,城市内涝灾害愈加频繁,人民的生命和财产安全受到了严重的威胁。然而,城市内涝灾害在愈加频繁的同时,产生了诸如信息获取不及时、制图时效性低、地图信息冗余等问题,难以为救援提供及时响应。基于此,本文提出... 详细信息

随着我国城市化进程的加快,城市内涝灾害愈加频繁,人民的生命和财产安全受到了严重的威胁。然而,城市内涝灾害在愈加频繁的同时,产生了诸如信息获取不及时、制图时效性低、地图信息冗余等问题,难以为救援提供及时响应。基于此,本文提出了一种面向城市内涝场景下的微地图制作方法。首先,调用微博API获取任意时间段内特定主题下的社交媒体文本数据,对数据进行清洗与预处理;接着,选取BiLSTM-CRF模型提取社交媒体中有关城市内涝的地名地址信息;然后,结合Dijkstra算法为用户推荐避开危险路段的最优路径;最后,结合灾害信息与实际场景,制作城市内涝场景下的微地图。实验结果表明:①该方法能够有效识别城市内涝点,总体准确率达到92.7%;②对比官方发布的积水点,本文提取的积水点与官方积水点大部分重叠,能够有效为传统监测方法提供补充信息;③根据所得内涝点生成道路网级别的城市内涝地图,能够克服在海量地理空间信息中可视化冗余的不足,即有效缓解地理信息冗余的问题。由此可知,实时显示城市内涝信息,能够为用户掌握灾害现场的信息提供便利,调动他们参与制作微地图的积极性。与此同时,结合最优路径推荐,能够提高灾害应急场景下的制图时效。

关键词：城市内涝微地图社交媒体自然语言处理 Dijkstra算法 BiLSTM-CRF 最优路径

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面向微地图的手绘地图符号自动提取方法

地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1646-1658页

作者：余懿韬闫浩文李精忠王小龙富璇王卓侯宇豪兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070 甘肃大禹九洲空间信息科技有限公司院士专家工作站兰州730070 兰州大学资源环境学院兰州730000 西部环境教育部重点实验室兰州730000 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

微地图作为自媒体时代出现的新型地图,具有大众参与、个性化、快速传播等特征,然而现有微地图研究在点符号设计方面存在一定局限,难以完全满足大众个性化制图的需求。为解决这一问题,本文从微地图制作角度出发,选择手绘地图的通用地图... 详细信息

微地图作为自媒体时代出现的新型地图,具有大众参与、个性化、快速传播等特征,然而现有微地图研究在点符号设计方面存在一定局限,难以完全满足大众个性化制图的需求。为解决这一问题,本文从微地图制作角度出发,选择手绘地图的通用地图符号作为研究对象,构建了一个包含多种类型和样式的手绘地图数据集。在现有研究的基础上,通过对比选择目标检测中常用的YOLOv5(You Only Look Once v5)系列模型,深入探索手绘地图中通用地图符号的自动提取方法,并采用YOLOv5-X模型进行手绘地图通用地图符号的提取。实验结果显示,该模型在手绘地图数据集上的point类别提取精确度、召回率和F1得分分别达到了98.42%、94.72%和97%。同时在Quick Draw涂鸦数据集上进行模型泛化能力的测试,本文所使用的模型在该数据集上展现出良好的提取效果。本研究的开展不仅扩充了微地图个性化点符号的研究数据集,还改进了通用地图符号的提取方法,为微地图制图注入了更多元化的元素,也为自媒体时代的地图制作提供了更为灵活和个性化的解决方案。

关键词：通用地图符号手绘地图手绘地图数据集微地图微地图符号库点符号提取 YOLOv5-X

大风区高速铁路路基双侧挡风墙周围沙粒沉积数值模拟研究

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铁道学报 2024年第6期46卷 148-155页

作者：张凯赵礼明王正辉邓育辉谭立海兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000

兰新高速铁路横穿多个大风区,对其安全运营造成严重影响。为降低强风对线路的危害,在大风区修筑大量防风构筑物,其中以路基挡风墙最为常见,挡风墙降低了风害的影响,但是带来严重的线路积沙问题。通过数值模拟研究不同风速下路基双侧挡... 详细信息

兰新高速铁路横穿多个大风区,对其安全运营造成严重影响。为降低强风对线路的危害,在大风区修筑大量防风构筑物,其中以路基挡风墙最为常见,挡风墙降低了风害的影响,但是带来严重的线路积沙问题。通过数值模拟研究不同风速下路基双侧挡风墙周围的流场特征,利用风产生的壁面剪切应力与沙粒剪切应力的比值确定地表沙粒沉积与侵蚀类型。研究发现,气流在两道挡风墙之间分别形成一个顺时针涡流和一个逆时针涡流,在第二道挡风墙背风侧形成一个顺时针大涡,随着来流风速增大,漩涡尺寸和涡流强度均在增大;由于涡流的存在,部分沙粒被卷走,路堤背风坡附近以及路基面上的沙粒沉积显著减少,当来流风速为24、30 m/s时,南北侧线路道床面均出现沙粒反向侵蚀;单双侧挡风墙的积沙规律对比结果表明,设置双侧挡风墙时,线路积沙显著减少。研究揭示了大风区铁路双侧挡风墙周围路基面上的沙粒沉积规律,对未来风区铁路的防护建设具有指导意义。

关键词：大风区高速铁路路基挡风墙数值模拟沙粒沉积