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硫酸环境下电流强度对碳纤维表面电化学活化的影响

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1788-1797页

作者：马崇攀张洋张恒高爱君王宇北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

碳纤维的碳含量在90%以上,表面惰性强,表面活化处理是其制备过程中的重要工艺。研究采用XPS、Raman、动态接触角、单丝拉伸和界面剪切强度等测试方法,借助非接触式阳极氧化装置,明确了稀H2SO4作为电解液时电流强度对电化学活化碳纤维表... 详细信息

碳纤维的碳含量在90%以上,表面惰性强,表面活化处理是其制备过程中的重要工艺。研究采用XPS、Raman、动态接触角、单丝拉伸和界面剪切强度等测试方法,借助非接触式阳极氧化装置,明确了稀H2SO4作为电解液时电流强度对电化学活化碳纤维表面结构和性能的影响。结果表明:活性氧[O]进攻碳纤维表面使其含氧活性官能团含量增加,在本研究范围内电流越大活化效果越显著;处于阳极附近的碳纤维,受静电与扩散作用影响,SO_(4)^(2−)和S_(2)O_(8)^(2−)进入碳结构内部间隙,碳纤维表面S/C升高,直径增大。在SO_(4)^(2−)刻蚀作用下,碳纤维表面无序碳结构脱落而缺陷减少,石墨化程度降低;SO_(4)^(2−)和S_(2)O_(8)^(2−)插层进入碳结构内部,通过静电作用形成缔合结构,在刻蚀和插层的共同作用下,碳纤维的单丝拉伸强度提升,最高提高了16.77%。0.5 A电流处理后,碳纤维表面粗糙度提升,表面可与环氧树脂基体反应的羟基、羧基官能团含量最高,碳纤维表面极性最强,与去离子水的动态接触角由未处理时的89.9°降低到50.6°,相应的复合材料界面剪切强度提高了47.70%。

关键词：碳纤维电化学活化表面结构稀硫酸活性氧[O]

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单叶蔷薇种群结构与结实能力

应用生态学报 2024年第6期35卷 1534-1542页

作者：张晓龙李娜钟浚锋张晨洁于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的... 详细信息

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的不规则金字塔型分布。虽然4个单叶蔷薇种群整体上为增长型,但易受外部环境干扰(V_(pi)′>0,P_(max)>0),死亡率(q_(x))和消失率(K_(x))均在第Ⅴ龄级时达到最大值,植株数量锐减;期望寿命(e_(x))随龄级增加呈递减趋势,且均在第Ⅷ龄级时出现最小值,说明在此阶段植株活力最低。时间序列分析表明,未来4个单叶蔷薇种群的第Ⅰ~Ⅳ龄级个体数量缺乏,第Ⅴ~Ⅷ龄级将占主导地位,单叶蔷薇种群在未来会趋于老龄化。种群空间分布主要为聚集类型,4个种群的聚集强度大小排布为P_(4)>P_(3)>P_(1)>P_(2)。P_(3)、P_(4)种群植株结实能力优于P_(1)、P_(2)种群。百果重与株高、冠幅,种子总数量与冠幅、百果重之间呈显著正相关。

关键词：单叶蔷薇年龄结构空间结构结实能力致危机理

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苏州市初夏臭氧污染成因及年际变化

环境科学 2024年第3期45卷 1392-1401页

作者：吴也正张鑫顾钧缪青魏恒熊宇杨倩吴斌沈文渊马强苏州市环境监测站苏州215000 江苏省环境保护空气复合污染物监测重点实验室苏州215000 生态环境部环境规划院大气环境规划研究所北京100041 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100871 江苏省苏州环境监测中心苏州215000

以2017~2021年的5~6月苏州市城区站点的大气污染物浓度为研究对象,分析了臭氧(O_(3))、氮氧化物(NO_(x))、总氧化剂(O_(x))、一氧化碳(CO)和挥发性有机物(VOCs)等污染物的变化特征,利用基于观测的模型(OBM)研究了O_(3)污染成因及其年际... 详细信息

以2017~2021年的5~6月苏州市城区站点的大气污染物浓度为研究对象,分析了臭氧(O_(3))、氮氧化物(NO_(x))、总氧化剂(O_(x))、一氧化碳(CO)和挥发性有机物(VOCs)等污染物的变化特征,利用基于观测的模型(OBM)研究了O_(3)污染成因及其年际变化,解析了环境空气VOCs的主要来源及其变化趋势.结果表明:(1)近年来苏州O_(x)平均体积分数以及NO_(x)和CO平均浓度整体呈下降趋势,但VOCs的体积分数整体呈上升趋势;O_(3)污染天光化学反应前体物浓度水平仍较高,且显著高于优良天.(2)近年来苏州O_(3)生成处于VOCs控制区;苏州市VOCs和NO_(x)长期减排比例应不低于5∶1,在VOCs控制方面应注重对芳香烃和烯烃的减排.(3)源解析结果显示,工业排放、汽油车尾气和柴油机尾气是苏州市VOCs的主要排放源;近年来工业排放源和溶剂使用源有所下降,但汽油车尾气源和油气挥发源贡献率上升明显,且上述两类污染源排放VOCs的O_(3)生成潜势较高.(4)综合分析各排放源对O_(3)生成潜势的贡献发现,溶剂使用源和汽油车尾气源的VOCs排放是影响苏州市O_(3)生成的关键因素.

关键词：臭氧 O_(3)-NO_(x)-VOCs敏感性源解析基于观测的模型(OBM) 苏州市

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流域人居系统科学的框架探索与研究展望

自然资源学报 2024年第5期39卷 997-1007页

作者：汪芳刘永贺金生胡燮覃栎王乐业北京大学建筑与景观设计学院/流域人居系统研究中心北京100871 北京大学环境科学与工程学院北京100871 北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学计算机学院/高可信软件技术教育部重点实验室北京100871

在人与水的适应过程中,流域成为孕育人类文明和见证城乡演化的容器与纽带。“流域人居系统”是指流域环境与人居环境在不同时、空间尺度上交互作用和共同演化的适应系统,具有整体性、动态性、协同性等特征。基于多学科的共性问题,流域... 详细信息

在人与水的适应过程中,流域成为孕育人类文明和见证城乡演化的容器与纽带。“流域人居系统”是指流域环境与人居环境在不同时、空间尺度上交互作用和共同演化的适应系统,具有整体性、动态性、协同性等特征。基于多学科的共性问题,流域人居系统科学涉及要素耦合、尺度关联、系统演化三方面关键问题,提炼形成“节点—背景—联系”结构理论与“地方—适应”演化理论,并提出多学科交叉与智慧流域人居的新范式。流域人居系统科学作为一个适应时代需求的领域方向,面向人与自然和谐共生的可持续发展目标,综合运用多个学科领域的知识和方法,开展学科交叉的系统研究,将助力新时期流域生态文明和高质量发展建设。

关键词：流域人居系统科学地方适应性要素耦合尺度关联系统演化

增强型集气覆盖层闭气能力影响因素及优化布置

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浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 121-129页

作者：李光耀刘思达李鹤詹良通夏敏北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 北京工业大学重庆研究院重庆401151 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

为了实现我国生活垃圾填埋场的高效集气,消除填埋气无序逸散造成的环境污染及人身安全问题,提出由HDPE土工膜、膜下集气管和土质调节层构成的增强型集气覆盖层(EGCC)结构.采用Geo-studio软件中的Air/W模块,分析增强型集气覆盖层的闭气... 详细信息

为了实现我国生活垃圾填埋场的高效集气,消除填埋气无序逸散造成的环境污染及人身安全问题,提出由HDPE土工膜、膜下集气管和土质调节层构成的增强型集气覆盖层(EGCC)结构.采用Geo-studio软件中的Air/W模块,分析增强型集气覆盖层的闭气效果及其影响因素.结果表明,土质调节层的固有渗透率、膜下集气管的抽气压力和单层填埋垃圾的厚度是影响增强型集气覆盖层闭气效果的3个主要因素.膜下最大气压随着土质调节层的固有渗透率的降低、膜下集气管抽气压力的提高和单层填埋垃圾厚度的提高而增大.提出基于土质调节层的固有渗透率和膜下集气管抽气压力的膜下集气管布置间距估算公式,建议优先选用当地容易获得的中砂或更粗的土料作为土质调节层.在深圳下坪填埋场采用增强型集气覆盖层并结合集气井技术后,2014—2019年期间填埋气收集量提升7倍以上,收集率由不到30%提升至超过90%.

关键词：垃圾填埋场填埋气增强型集气覆盖层(EGCC) 集气管间距优化布置

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基于文献计量学的SWAT模型发展趋势研究

灌溉排水学报 2024年第2期43卷 85-95页

作者：冯紫微吴琳娜穆田宝王丹张广映贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵阳550025

【目的】梳理国际上SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型研究进展,揭示SWAT模型研究发展趋势。【方法】汇总分析WebofScience(WOS)核心合集数据库中1994—2022年间与SWAT模型的相关论文,采用VOSviewer、Cite Space和基于R语言的Biblioshiny3种文献计量工具对文献计量分析。从发文量、发文期刊、研究机构和作者影响力、高被引文献、关键词和主题演化等多个角度分析了SWAT模型的受关注程度、知识基础和研究前沿。【结果】(1)1994—2022年间SWAT模型研究领域论文共有3496篇,2006年后与该研究主题相关论文数量快速增长,2008年以来中国发文量迅速增长,在2019年超过了美国,成为全球SWAT模型研究发文量最多的国家。(2)SWAT模型研究的主要发文期刊有《JOURNAL OF HYDROLOGY》《HYDROLOGICAL PROCESSES》《WATER》等。最具影响力的国外发文作者是美国的SRINIVASAN R和ARNOLD J G,国内发文作者是沈珍瑶、陈磊、欧阳威等。(3)北京师范大学、德克萨斯农工大学、中国科学院大学、河海大学、武汉大学等是SWAT模型的重要研究机构。各国及各研究机构之间对于SWAT模型的研究密切合作,极大地推动了这一领域全球化发展。(4)SWAT模型应用研究领域主要集中在水资源、环境科学与生态学等学科。(5)SWAT模型研究的热点主要聚焦于径流模拟、土地利用和气候变化对水文过程影响的评估、土壤侵蚀、污染负荷等方面。【结论】未来SWAT的研究也面临着诸多挑战,讨论SWAT模型参数率定以及模型不确定性、不同流域尺度对于模型构建的影响、SWAT模型的改进、考虑多种应用情景下的模型耦合、气候变化和人类活动对水资源的影响将成为未来SWAT模型的研究重点。

关键词： SWAT模型文献计量学知识图谱水文学 Web of Science

Fe/Co双金属材料活化过一硫酸盐氧化降解水中2,4-D

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农业环境科学学报 2024年第3期43卷 665-674页

作者：张荣罗新宇杨琦生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国地质大学(北京)水资源与环境工程北京市重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083

为了处理有机氯除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)造成的环境污染,本研究采用液相还原法制备了铁钴双金属纳米颗粒(n-Fe/Co),并通过Fe、Co的合成比例优化了活化过一硫酸盐(PMS)体系对2,4-D的降解性能。结果表明:在pH为4.5的条件下,使用0.0... 详细信息

为了处理有机氯除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)造成的环境污染,本研究采用液相还原法制备了铁钴双金属纳米颗粒(n-Fe/Co),并通过Fe、Co的合成比例优化了活化过一硫酸盐(PMS)体系对2,4-D的降解性能。结果表明:在pH为4.5的条件下,使用0.03 g·L^(-1)的n-Fe/Co和0.5 mmol·L^(-1)的PMS,2,4-D(10 mg·L^(-1))在30 min内完全去除,与单纯的纳米零价铁(nZVI)相比,2,4-D的去除率提升了60.9个百分点。n-Fe/Co可以在很宽的pH范围(2~9)和复杂的阴离子条件下有效去除2,4-D。自由基抑制实验表明羟基自由基是参与反应的主要活性物种(贡献率达到62.2%)。在中间产物分析的基础上,提出了2,4-D在n-Fe/Co-PMS体系中的降解机理和降解途径。研究表明,n-Fe/Co复合材料活化PMS系统在处理水中的2,4-D除草剂污染方面有很大的应用前景。

关键词： 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D) 纳米零价铁双金属过一硫酸盐自由基

MILD粉体燃烧技术研究进展与关键问题分析

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煤炭学报 2024年第1期49卷 224-234页

作者：吕俊复冯乐乐吴玉新张海清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已... 详细信息

MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已相对成熟,而关于煤粉和生物质等固体燃料的MILD燃烧机制和实现条件的研究仍相对缺乏。基于高动量氧化剂射流来实现内部再循环,不再需要外部高温预热来建立MILD燃烧,极大拓宽了MILD燃烧的应用范围。从颗粒弥散、受热、着火、燃烧、污染物等方面概述了MILD粉体燃料燃烧的基础特性,由于颗粒的不均匀弥散和反应,煤粉等碳基固体燃料的MILD燃烧进程较气体燃料更复杂。高速射流MILD燃烧在增加点火延迟的同时也扩展了点火区和反应区,需要对燃烧各阶段的特征和机理开展系统研究。介绍了固体燃料MILD燃烧理论设计和装备研发领域所取得的研究成果,建议通过高精度数值模拟,改进现有燃煤锅炉燃烧器、调节工艺参数以匹配MILD燃烧模式,增加焦炭颗粒的停留时间以提高燃烬率,提高燃烧稳定性并抑制包括细颗粒物在内的各类污染物排放。基于互联能源系统的整体方法,推进MILD燃烧与各类新型燃烧技术的耦合研究,尤其加强煤粉、生物质与氢、氨等可燃气体共燃特性研究,助力能源转型。探究粉体MILD燃烧中的湍流两相流特征、湍流相间传热作用以及湍流-化学耦合作用是加深对粉体MILD燃烧理解的关键,涉及多变量分析和高精度模拟,是未来研究的重点和难点。

关键词：低氧稀释燃烧(MILD) 高速射流煤燃烧污染物湍流

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基于投影的嵌入式系统需求分析方法

软件学报 2024年

作者：王小齐陈小红金芝顾斌綦艳霞高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 上海高可信计算重点实验室(华东师范大学) 北京控制工程研究所北京大学计算机学院

嵌入式系统正变得越来越复杂,其软件系统的需求分析成为嵌入式系统开发的瓶颈问题.设备依赖性和执行逻辑的交织性是嵌入式软件系统的典型特征,要求需求分析方法能根据所依赖的设备进行有效的需求解耦.从基于环境建模的需求工程思想出发... 详细信息

嵌入式系统正变得越来越复杂,其软件系统的需求分析成为嵌入式系统开发的瓶颈问题.设备依赖性和执行逻辑的交织性是嵌入式软件系统的典型特征,要求需求分析方法能根据所依赖的设备进行有效的需求解耦.从基于环境建模的需求工程思想出发,针对嵌入式软件系统的特征,提出一种基于投影的从系统需求到软件需求的分析方法,帮助需求工程师对需求进行有效解耦.首先总结嵌入式软件系统的系统需求与软件需求描述,基于交互环境特性定义嵌入式软件系统的需求解耦策略,并设计从系统需求到软件需求的规约过程.在航天器太阳搜索系统进行实际案例研究,并通过耦合度与内聚性两个指标对5个代表性案例场景进行量化评估,展示所提方法的有效性.

关键词：嵌入式系统需求分析需求解耦问题投影软件需求