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绿岛式共享治污在高校实验室废气治理中的应用

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实验技术与管理 2024年

作者：阮接际刘杰南京工业大学材料科学与工程学院

高校实验室废气治理面临覆盖率低、废气净化效率差、治理设施有效运维难度大等问题。该文提出了“碱改性炭纤维吸附-常温催化再生”的绿岛式共享治污模式，根据实验楼废气排放情况，设置4套碱改性炭纤维吸附装置，再生时共享一套常温催... 详细信息

高校实验室废气治理面临覆盖率低、废气净化效率差、治理设施有效运维难度大等问题。该文提出了“碱改性炭纤维吸附-常温催化再生”的绿岛式共享治污模式，根据实验楼废气排放情况，设置4套碱改性炭纤维吸附装置，再生时共享一套常温催化装置。该模式投资费用和占地面积节约20%以上，运行费用和最大载荷降低50%以上，吸附剂更换周期由6个月延长至36个月，净化效率也得到了提升。对该模式的环境影响特征值进行分析发现，温室效应潜值、酸化潜值和光化学污染潜值削减90%以上，人体健康危害影响削减60%以上。

关键词：废气治理绿岛式共享

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二维金属与CrCl_(3)接触的界面性质

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 1037-1045页

作者：施永飞胡艳梅胡小会中国船舶集团有限公司第八研究院南京211153 南京工业大学材料科学与工程学院南京211816

为了调控金属与CrCl_(3)界面处的势垒,提出二维金属MX_(2)(M=V,Nb;X=S,Se,Te)作为电极与CrCl_(3)形成范德华接触的方法.采用密度泛函理论研究CrCl_(3)/MX_(2)接触界面的电学性质.结果表明:CrCl_(3)/VS_(2)、CrCl_(3)/VSe_(2)和CrCl_(3)/NbTe_(2)形成n型肖特基接触,其n型肖特基势垒值分别为0.49、0.15和0.14 eV;CrCl_(3)/NbS_(2)和CrCl_(3)/NbSe_(2)形成p型肖特基接触,其p型肖特基势垒值分别为0.49和0.65 eV;CrCl_(3)/VTe_(2)形成欧姆接触.CrCl_(3)/MX_(2)界面处可忽略的金属诱导间隙态和较小的界面偶极表明,CrCl_(3)/MX_(2)中存在较弱的费米能级钉扎效应,从而使肖特基势垒高度可以在较大范围可调.因此,通过选择不同功函数的二维金属电极,在CrCl_(3)/MX_(2)接触结构中能够实现接触类型和肖特基势垒高度的调控.研究结果有助于理解不同二维金属电极对CrCl_(3)/MX_(2)接触的势垒调控.

关键词：二维材料界面肖特基势垒电学性质

小麦淀粉生物基水凝胶合成及其辅助NO_(2)^(-)-N的去除

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天津工业大学学报 2024年第2期43卷 68-74页

作者：许世超祖彤彤郝梦琛杨杰天津工业大学化学学院天津300387 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387

针对小麦淀粉(CS)凝胶力学性能较差的缺陷,利用小麦淀粉与聚乙烯醇(PVA)、硼砂(B)、海藻酸钠(SA)等天然/无机材料通过物理/化学交联合成了PVA/B/CS和SA/B/CS 2种生物基水凝胶,考察其力学性能和溶胀性能;并制备生物基水凝胶包埋反硝化菌... 详细信息

针对小麦淀粉(CS)凝胶力学性能较差的缺陷,利用小麦淀粉与聚乙烯醇(PVA)、硼砂(B)、海藻酸钠(SA)等天然/无机材料通过物理/化学交联合成了PVA/B/CS和SA/B/CS 2种生物基水凝胶,考察其力学性能和溶胀性能;并制备生物基水凝胶包埋反硝化菌剂,考察其对水体中亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)的去除性能。结果表明:合成的2种生物基水凝胶均具有良好的力学性能,PVA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达1088%,SA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达562%;PVA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-PVA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 30 h后,去除效率为94.81%;SA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-SA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 40 h后,去除效率为94.99%,说明所合成的生物基水凝胶具有辅助去除水体中氨氮的效果。

关键词：小麦淀粉生物基水凝胶固定载体生物脱氮力学性能

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热塑性聚酯弹性体复合材料的制备与阻燃性能

复合材料学报 2024年第3期41卷 1249-1258页

作者：刘天明赵东沈育才江国栋王庭慰南京工业大学材料科学与工程学院南京211816 江苏先进无机功能复合材料协同创新中心南京211816

由于热塑性聚酯弹性体(TPEE)极易燃烧,严重阻碍了其在电子电气、电线护套、充电桩等领域的应用,为解决此问题,以二乙基次磷酸铝(AlPi)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)为阻燃剂,添加到TPEE中,采用密炼和热压成型方法制备出高阻燃性TPEE复合材料... 详细信息

由于热塑性聚酯弹性体(TPEE)极易燃烧,严重阻碍了其在电子电气、电线护套、充电桩等领域的应用,为解决此问题,以二乙基次磷酸铝(AlPi)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)为阻燃剂,添加到TPEE中,采用密炼和热压成型方法制备出高阻燃性TPEE复合材料。采用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧(UL-94)测试、锥形量热(CONE)测试等对TPEE复合材料的阻燃性能进行了测试。结果表明:AlPi和MPP复配可以实现TPEE的高效阻燃,添加22wt%复配阻燃剂的TPEE材料的LOI由19.3%提升至31.5%,UL-94达到V-0级,总热释放和峰值热释放速率下降27.6%和64.8%。采用热失重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜、力学性能测试仪及电绝缘性能测试仪等对TPEE材料的热稳定性、力学性能、电性能及其烧蚀前后的微观形貌进行了表征。结果表明:复配阻燃剂的阻燃机制为膨胀炭层凝聚相阻隔型阻燃,且促进了TPEE分解成炭;力学性能、电绝缘性能和微观形貌测试表明复配的AlPi和MPP能够提升TPEE材料的电绝缘性,但其与TPEE相容性较差,导致TPEE材料的力学性能下降。

关键词：热塑性聚酯弹性体二乙基次磷酸铝三聚氰胺聚磷酸盐阻燃性能电绝缘性能

枯草芽孢杆菌NRCB002发酵液的促生效应及高产乙偶姻发酵条件优化

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南京农业大学学报 2024年

作者：李林梅刘柠马长义胡椿李珊珊沈慧高南南京工业大学生物与制药工程学院

[目的] 旨在明确枯草芽孢杆菌发酵液组分对番茄幼苗生长的影响，针对有效代谢产物进行发酵条件优化，为制备高效微生物肥料提供技术支持。[方法] 以枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilis subsp. subtilis)NRCB002为供试菌株，通过温... 详细信息

[目的] 旨在明确枯草芽孢杆菌发酵液组分对番茄幼苗生长的影响，针对有效代谢产物进行发酵条件优化，为制备高效微生物肥料提供技术支持。[方法] 以枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilis subsp. subtilis)NRCB002为供试菌株，通过温室盆栽试验，明确NRCB002发酵液组分对番茄幼苗生长和根系形态的影响；以NRCB002菌株生长量及代谢产物乙偶姻产量为评价指标，通过单因素优化法确定碳源和氮源的种类、浓度、发酵温度和发酵时间，通过正交试验设计和极差分析优化无机盐成分。[结果] 与去离子水和发酵培养基对照相比，重悬菌液、发酵液上清、发酵液及含乙偶姻的重悬菌液均显著提高了株高、茎粗、叶面积、根冠比、总根长、总根表面积、总根体积、侧根数、地上部和根部的干重；其中，发酵液上清及含乙偶姻的重悬菌液处理的番茄幼苗地上部干重显著高于重悬菌液处理幼苗地上部干重；发酵液上清、发酵液及含乙偶姻的重悬菌液处理的番茄幼苗根部干重显著高于重悬菌液处理幼苗根部干重。NRCB002菌株以80g ·L–1蔗糖为碳源、以25 g·L–1酵母浸粉为氮源时NRCB002的生物量和乙偶姻产量均较高；最优无机盐组合为：KH2PO41.5 g·L–1、MgSO4·7H2O 1.0 g·L–1和MnSO4·H2O 0.2 g·L–1；优选的发酵温度为37 ℃，发酵时间96 h。使用优化后的发酵条件，用1 L摇瓶进行发酵，NRCB002生物量(OD600)为15.70，乙偶姻产量为29.65 g·L–1，分别是初始发酵培养基的3.4倍和11.8倍。[结论] 菌株NRCB002发酵液对番茄的生长具有良好的促生作用，乙偶姻是其发酵液中关键的促生物质；优化后的发酵培养基为：蔗糖80 g·L–1、酵母浸粉为25 g·L–1、KH2PO41.5 g·L–1、MgSO41.0 g·L–1和MnSO4·H2O 0.2 g·L–1；发酵温度37 ℃，发酵时间96 h。可为制备功能稳定的芽孢杆菌类微生物肥料提供一定的借鉴。

关键词：枯草芽孢杆菌植物根际促生菌乙偶姻发酵条件优化微生物肥料

虚拟火灾场景下应急逃生能力量化评估实验设计

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实验室研究与探索 2024年第6期43卷 179-183,208页

作者：张孝春滕韶明张建岗陈铭钊广东工业大学环境科学与工程学院广州511400

为了探讨个体在高层建筑火灾逃生时的应对状况和差异性,使用Blender等软件创建高层建筑模型,导入Unity 3D软件进行相应VR环境的配置,为个体营造沉浸式的灾害场景。利用Ergo LAB人机环境同步平台及最大信息系数(MIC)对参与虚拟火灾逃生... 详细信息

为了探讨个体在高层建筑火灾逃生时的应对状况和差异性,使用Blender等软件创建高层建筑模型,导入Unity 3D软件进行相应VR环境的配置,为个体营造沉浸式的灾害场景。利用Ergo LAB人机环境同步平台及最大信息系数(MIC)对参与虚拟火灾逃生场景的个体进行生理指标分析,并基于疏散路径及疏散时间风险量化对每个实验者的逃生能力进行评估。本实验设计在应急疏散虚拟仿真实验教学方面进行有益探索,能够甄别个体面对火灾时的逃生能力,从而能够对个体开展有针对性的培训,为进一步构建“安全+高效+可重复性”的实验平台提供参考。

关键词：虚拟现实危害量化应急逃生能力

CuZn/CeO_(2)催化剂在CO_(2)加氢制甲醇中的应用研究

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低碳化学与化工 2024年第8期49卷 100-106页

作者：张兰陈标华王宁北京工业大学环境科学与工程学院北京100124

CO_(2)加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结,导致催化剂严重失活。而CeO_(2)亲水性较弱,具有较高的水热稳定性,可以增强CuZn物种的分散。因此,通过水热合成法制备了一系列CeO_(2)载体晶面可调控... 详细信息

CO_(2)加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结,导致催化剂严重失活。而CeO_(2)亲水性较弱,具有较高的水热稳定性,可以增强CuZn物种的分散。因此,通过水热合成法制备了一系列CeO_(2)载体晶面可调控的CuZn基催化剂,并在其中引入了适当浓度的氧空位。采用TEM、XRD和H_(2)-TPR等表征手段研究了合成的CeO_(2)载体及CuZn/CeO_(2)-y催化剂(y为rod、cube或otca)的形貌、结构和还原性能等物理化学性质,并考察了CuZn/CeO_(2)-y催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中的催化性能。结果表明,暴露(110)晶面的纳米棒结构的CeO_(2)载体(CeO_(2)-rod)更有利于CuZn基物种的分散,并且CeO_(2)-rod与Cu物种形成了Cu—O—Ce界面,增强了催化剂同时吸附和活化CO_(2)和H_(2)的性能。因此,CuZn/CeO_(2)-rod表现出较高的CO_(2)转化率和甲醇选择性,在260℃、3MPa的条件下,甲醇时空收率为433.4g/(kg·h),甲醇选择性高达68.5%。同时,利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱对CO_(2)加氢制甲醇的反应路径和重要中间物种的演变进行了详细研究,发现在CuZn/CeO_(2)催化剂的作用下,反应主要遵循甲酸盐路径,载体的晶面效应没有改变反应路径,但是提高了重要中间物种达到平衡的速率。

关键词： CuZn/CeO_(2)催化剂 CO_(2)加氢甲醇选择性氧空位

Fe改性分子筛催化剂CH_(4)选择性催化还原N_(2)O

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化工环保 2024年第3期44卷 398-404页

作者：温鹏刘宁陈标华代成娜北京工业大学环境科学与工程学院北京100124

针对N_(2)O的CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR),采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明:2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性,在进气(N_(2)O 40%(φ,下同),CH_(4)10%,N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12000 h^(–1)的条件下,250℃时的N_(2)O转化率达99.5%,CH_(4)转化率达94.6%;反应器连续运行20 h,N_(2)O转化率基本保持不变,CH_(4)转化率仅略有下降。表征结果显示,2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe^(3+)活性物种密切相关,而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种,故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N_(2)O的CH_(4)-SCR遵循自由基反应机理,形成羟基自由基和甲氧基自由基,并可经进一步氧化,通过甲酸盐路径生成CO_(2)和H2O。

关键词： N_(2)O CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR) Fe-BEA分子筛反应机理

碱改性餐厨垃圾生物炭的制备及其对结晶紫染料废水的处理研究

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给水排水 2024年第7期50卷 71-77页

作者：袁道迎王靖善颜素邵琰张雪英南京万德斯环保科技股份有限公司南京211100 南京工业大学环境科学与工程学院南京211816

以餐厨垃圾作为原始生物质材料,采用一步热解法和KOH共热解法分别制备了餐厨垃圾生物炭NKB和KOH活化改性餐厨垃圾生物炭MKB,并对比研究了两种材料对结晶紫染料的吸附性能。结果表明,对初始质量浓度为50 mg/L的结晶紫溶液,生物炭投加量为... 详细信息

以餐厨垃圾作为原始生物质材料,采用一步热解法和KOH共热解法分别制备了餐厨垃圾生物炭NKB和KOH活化改性餐厨垃圾生物炭MKB,并对比研究了两种材料对结晶紫染料的吸附性能。结果表明,对初始质量浓度为50 mg/L的结晶紫溶液,生物炭投加量为1 g/L、pH为9.0的条件下吸附平衡后,NKB吸附率可达64.22%,MKB吸附率可达95.06%;两种生物炭的吸附过程均符合伪二级动力学模型和Freundlich模型,活化后餐厨生物炭的最大吸附容量为196.08 mg/g,相较于原始生物碳材料吸附容量有显著提升。

关键词：餐厨垃圾生物炭改性结晶紫吸附