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聚丙烯/聚硅氧烷-二氧化硅中空纤维膜的制备与性能分析

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化工进展 2024年第9期43卷 5106-5112页

作者：阳梦萍孙军军张晨曦薛昊龙肖长发上海工程技术大学纤维材料研究中心上海201620 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

为了提高气液分离用聚丙烯(PP)微孔膜的疏水性能,本研究将聚硅氧烷-二氧化硅纳米粒子和聚丙烯树脂熔融共混,采用熔融-拉伸法制备疏水聚丙烯中空纤维膜,进行了差示扫描量热仪、综合热分析仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、孔隙率、水... 详细信息

为了提高气液分离用聚丙烯(PP)微孔膜的疏水性能,本研究将聚硅氧烷-二氧化硅纳米粒子和聚丙烯树脂熔融共混,采用熔融-拉伸法制备疏水聚丙烯中空纤维膜,进行了差示扫描量热仪、综合热分析仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、孔隙率、水接触角、气体/纯水通量等测试与表征,研究了不同含量的聚硅氧烷-二氧化硅对中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随着聚硅氧烷-二氧化硅质量分数的增加,膜的水接触角逐渐增大,平均孔径、纯水通量和气体通量均呈现先增大后减小的趋势。当聚硅氧烷-二氧化硅质量分数为2%时,膜的水接触角从108.6°增加到127.6°,表明PP微孔膜的疏水性能得到明显改善。膜孔隙率为59.4%,气体通量为61.76L/(m^(2)·s),是纯PP膜的2.16倍。同时聚硅氧烷-二氧化硅可以起到异相成核的作用,改善聚丙烯PP微孔膜的退火效果,使主片层结构变得稳定,孔结构依然由分离的片晶组成。

关键词：聚硅氧烷二氧化硅聚丙烯微孔膜疏水性

京津冀2000—2021年地表水面积时空变化及其影响因素

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水土保持通报 2024年第4期44卷 309-320页

作者：马彩依曹洪涛崔铁军张甲波孙艳艳天津师范大学京津冀生态文明发展研究院天津300387 河北省海洋岸线生态修复与智慧海洋监测工程研究中心河北秦皇岛066000

[目的]分析京津冀地区各市2000—2021年地表水面积的时空变化趋势、典型湿地的地表水空间形态演变及影响因素,为该区域水资源保护及合理开发利用提供科学参考。[方法]利用JRC全球地表水产品数据集提取2000—2021年京津冀各市不同类型的... 详细信息

[目的]分析京津冀地区各市2000—2021年地表水面积的时空变化趋势、典型湿地的地表水空间形态演变及影响因素,为该区域水资源保护及合理开发利用提供科学参考。[方法]利用JRC全球地表水产品数据集提取2000—2021年京津冀各市不同类型的地表水,分析京津冀各市近22 a地表水面积时空变化趋势,利用形态学空间格局分析模型(MSPA)分析典型区域白洋淀、七里海湿地的地表水空间形态演变,结合气候和人类活动数据,采用相关性分析法,阐明不同城市地表水时空变化的驱动机制。[结果](1)从时间上看,2000—2021年京津冀永久性水体面积整体呈下降趋势,而季节性水体面积整体呈增长趋势。从空间上看,地表水面积动态度减少的重心区域主要集中在都市圈北京、天津、廊坊等城市,而南北方向上“南水北调”中线沿线城市邯郸市、邢台市、石家庄市等城市地表水面积动态度呈现增加趋势。(2)近22 a白洋淀核心湿地地表水面积在2000—2005年逐渐减少,2005年后开始逐渐增加。七里海的核心湿地面积在2000—2010年逐渐减少,2010年后开始逐渐增加。(3)京津冀南部城市最大水体面积与降水量呈正相关,而东部沿海城市呈负相关,显示人类活动与自然补给之间的不平衡性。北京市、承德市、唐山市的用水量与最大地表水面积之间存在显著正相关,显示跨流域调水和生态补水的影响较大。而秦皇岛和天津市则表现为显著负相关和极显著负相关,显示地下水超采对地表水资源有着不利影响。[结论]地表水面积变化受气候和人类活动的显著影响,未来京津冀应通过跨流域调水、节水宣传、生态恢复和减少地下水的开采,有效保护地表水资源,以应对气候和人类活动的影响。

关键词：京津冀地区地表水面积湿地时空变化影响因素

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基于K-means的水下控制系统集成测试风险分析

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中国海洋平台 2024年第1期39卷 45-50页

作者：陈泽峰李华山张宪阵孙广斌李海寿海洋石油工程股份有限公司特种设备分公司天津300450 海洋石油工程股份有限公司海洋工程技术中心天津300450

采用危险源辨识分析(HAZID)工具对南海某水下控制系统集成测试进行风险识别,研究水下电力和通信设备的联合测试等过程存在的风险,针对HAZID技术识别的测试风险,定义风险的3个指标,包括风险发生可能性、风险后果严重程度和风险预防控制能... 详细信息

采用危险源辨识分析(HAZID)工具对南海某水下控制系统集成测试进行风险识别,研究水下电力和通信设备的联合测试等过程存在的风险,针对HAZID技术识别的测试风险,定义风险的3个指标,包括风险发生可能性、风险后果严重程度和风险预防控制能力,将风险进行K-means聚类分析,采用SPSS软件将风险分为重大风险、高风险、中风险、低风险等4个聚类等级,识别4类共21个测试风险。在实际运用中,该方法可为水下控制系统集成测试风险制定有针对性的措施,可高效、科学和系统地指导水下控制系统集成测试工作开展。

关键词：水下控制系统集成测试风险分析 HAZID K-means 聚类轮廓系数

沉积物活性铁锰特征对比研究及其对有机碳矿化的意义——以长江口、黄海中部陆架泥质区和黄河口为例

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海洋科学进展 2024年第4期42卷 643-662页

作者：韦世金孟倪韦钦胜庄光超中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心山东青岛266100 中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 自然资源部第一海洋研究所海洋生态环境科学与技术重点实验室山东青岛266061

铁锰的早期成岩是海洋沉积物有机碳矿化的重要途径之一,活性铁锰的含量和分布情况对评估铁锰异化还原作用下的有机碳矿化具有重要意义,然而目前针对中国近海不同沉积环境下活性铁锰的分布对比研究还比较少。2021年8—9月长江口(CJK1-3)... 详细信息

铁锰的早期成岩是海洋沉积物有机碳矿化的重要途径之一,活性铁锰的含量和分布情况对评估铁锰异化还原作用下的有机碳矿化具有重要意义,然而目前针对中国近海不同沉积环境下活性铁锰的分布对比研究还比较少。2021年8—9月长江口(CJK1-3)、黄海中部陆架泥质区(YSCW-1)和黄河口(NS-37)三个站位沉积物中活性铁锰的含量及分布特征显示,长江口沉积物中碳酸盐结合态铁(Fe_(carb))的平均质量摩尔浓度(91.23μmol·g^(-1),干重)分别为黄海中部陆架泥质区沉积物(19.35μmol·g^(-1),干重)和黄河口沉积物(14.15μmol·g^(-1),干重)的4.71倍和6.45倍,无定形和弱结晶铁氧化物(Fe_(ox1))的平均质量摩尔浓度顺序为CJK1-3(111.63μmol·g^(-1),干重)>YSCW-1(79.99μmol·g^(-1),干重)>NS-37(61.63μmol·g^(-1),干重)。3个站位沉积物中锰氧化物的质量摩尔浓度都低于铁,可还原态锰(Mn_(re))平均质量摩尔浓度分别为Fe_(ox1)的1.56%、0.91%和2.29%。培养实验结果表明铁锰异化还原在原位有机质条件下发生,铁锰异化还原的评估结果表明铁异化还原是近海(河口)沉积物有机碳矿化的重要途径,而锰还原是次要途径。研究结果加深了对中国近海(河口)沉积物中铁锰生物地球化学的认识。

关键词：长江口黄海黄河口铁锰有机碳

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基于Helicopter Multi-Block 3优化的导流罩水轮机水动力特性分析

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中国测试 2024年第8期50卷 86-93页

作者：刘葳兴胡婉婷王梓恒陈少华郑雄波孙成娇张之阳崔琳江苏海洋大学海洋工程学院江苏连云港222005 江苏海洋大学马卡洛夫海洋工程学院江苏连云港222005 哈尔滨工程大学理学院黑龙江哈尔滨150001 湖北文理学院计算机工程学院湖北襄阳441053 国家海洋技术中心天津300112

水平轴潮流能水轮机作为目前技术最成熟的潮流能获能装置,其水动力性能关系到整个潮流能量的转换效率。为提高潮流能的转换效率,对水轮机设计一种“M”型导流罩,基于Helicopter Multi-Block 3方法优化导流罩入口的开口角度,结合Fluent... 详细信息

水平轴潮流能水轮机作为目前技术最成熟的潮流能获能装置,其水动力性能关系到整个潮流能量的转换效率。为提高潮流能的转换效率,对水轮机设计一种“M”型导流罩,基于Helicopter Multi-Block 3方法优化导流罩入口的开口角度,结合Fluent仿真软件探讨不同导流罩入口角度对水轮机水动力的影响。结果表明,加导流罩后水轮机水动力性能有明显提升,并且在导流罩入口角度为22.5°时水轮机水动力性能最佳,此时水轮机能量利用系数也较裸机的能量利用系数增大10%。

关键词：水平轴水轮机水动力 CFD 导流罩

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膜法捕集CO_(2)技术及工业示范

科技成果管理与研究 2024年第1期19卷 60-61页

作者：王志王纪孝原野生梦龙天津大学化工学院化学工程研究所/天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室/化学工程联合国家重点实验室(天津大学)/天津化学化工协同创新中心天津300350

碳达峰碳中和是全球应对气候变化和低碳转型的世纪大考,也是我国重大战略部署.中国是当前世界上最大的碳排放国,发展CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS)技术是目前实现化石能源低碳化利用的仅有的技术选择.燃煤电厂烟道气是CO_(2)排放的主要... 详细信息

碳达峰碳中和是全球应对气候变化和低碳转型的世纪大考,也是我国重大战略部署.中国是当前世界上最大的碳排放国,发展CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS)技术是目前实现化石能源低碳化利用的仅有的技术选择.燃煤电厂烟道气是CO_(2)排放的主要来源,捕集难度大,因而捕集燃煤电厂烟道气CO_(2)最具代表性,是煤炭清洁高效利用的重要内容.

关键词：碳中和碳排放化石能源低碳转型重大战略部署应对气候变化

道面平整度对湿滑道面-飞机轮胎相互作用影响分析

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科学技术与工程 2024年第13期24卷 5583-5594页

作者：蔡靖黄钰岱李岳赵海戴轩中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 民航机场智能建造与工业化工程技术研究中心天津300456 广州白云机场集团广州510403

湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全。因此,引入国际平整度指数(international roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响... 详细信息

湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全。因此,引入国际平整度指数(international roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响;结合IRI,对比不同飞机轮胎速度、积水厚度条件下道面视摩擦因数较平整道面的降低幅度,分析IRI对道面摩擦性能的影响;并依据某机场视摩擦因数实测试验结果,对仿真实验结果进行修正,探究IRI对飞机刹车效应的影响。结果表明:道面平整段积水厚度一定时,飞机临界滑水速度随IRI增加而降低,当IRI=5时,飞机临界滑水速度较平整道面降低约30%;飞机轮胎速度一定时,视摩擦因数随道面平整度等级降低而减小,当IRI=5时,视摩擦因数较平整道面降低幅度高达98%,严重影响飞机运行安全;道面平整度等级为“好”时,相同平整度段积水厚度下,飞机轮胎与道面视摩擦因数随IRI的增加而减小;综合考虑IRI和经试验数据修正后的视摩擦因数对飞机刹车效应产生的影响发现,随着平整度指数与平整段积水厚度逐渐增加,飞机刹车效应会产生降级。国内某机场道面在1.5程中须尤为注意。

关键词：机场工程临界滑水速度道面平整度国际平整度指数视摩擦因数刹车效应

磁性聚氨基噻唑吸附剂脱除水体Hg^(2+)性能

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化工学报 2024年第6期75卷 2283-2298页

作者：王岩周佳文孙培亮陈勇齐元红彭冲临港石油天然气储运技术国家地方联合工程研究中心浙江海洋大学石油化工与环境学院浙江舟山316022 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐830000

聚多巴胺(PDA)辅助负载聚氨基噻唑(PAT)法制备了磁性颗粒吸附剂Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT。对吸附剂进行了XRD、VSM、TG、SEM、XPS、EDS和Zeta电位等表征分析,考察了吸附剂对Hg^(2+)的吸附性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有超顺磁性,在pH小于2时Zeta电位为正,pH大于2时Zeta电位为负。在303 K和Hg^(2+)浓度为50 mg/L模拟废水中,当pH为1.3和5.0时,Hg^(2+)的平衡吸附量分别为121.9 mg/g和153.1 mg/g。在强酸(如pH 1.3)和弱酸(如pH 5.0)环境下Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)的过程均是自发过程,且符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。强酸环境下(如pH 1.3)Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)是焓驱动的放热过程,弱酸(如pH 5.0)环境下是熵驱动的吸热过程。用2 mol/L混酸(盐酸和硝酸摩尔比为1∶1)作为解吸液可使Hg^(2+)解吸率达91%以上。在303 K、pH 1.3、Hg^(2+)浓度20 mg/L条件下,当Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)质量浓度为Hg^(2+)的20倍时,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT的Hg^(2+)平衡吸附量分别下降了33.2%、32.1%、20.6%、26.7%、21.2%、29.6%、17.8%。在模拟海水下,Hg^(2+)吸附量下降40.9%。Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有较好的Hg^(2+)选择性,具有净化海水脱除重金属的应用潜力。

关键词：聚氨基噻唑磁性吸附剂四氧化三铁含Hg^(2+)废水

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矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验模拟与应用

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中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 421-434页

作者：武强张小燕赵颖旺李会平徐华王潇中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心北京100083 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 北京石油化工学院信息学院北京102617

为弥补矿井突(涌)水蔓延过程试验研究空白,科学揭示矿井巷道系统中水流蔓延规律,提出了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验方法,并深入探讨了突(涌)水蔓延范围演变规律、巷道水深分布规律、水速影响特征以及巷道局部水流流动效应... 详细信息

为弥补矿井突(涌)水蔓延过程试验研究空白,科学揭示矿井巷道系统中水流蔓延规律,提出了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验方法,并深入探讨了突(涌)水蔓延范围演变规律、巷道水深分布规律、水速影响特征以及巷道局部水流流动效应.基于巷道类型、布置方式、几何和结构特征,设计了矿井巷道系统试验原型,并依据重力相似准则按1∶10的比尺建立了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程正态试验模型.根据突(涌)水位置分布及其流量曲线演变特征分析,建立了多组试验工况,采用重力式循环供排水系统实现了不同工况下突(涌)水蔓延过程.研究结果表明:巷道水流蔓延具有以突(涌)水点为中心按高程分布的分区分级演变特性;巷道水深时变关系与突(涌)水流量呈正相关,正相关性下蔓型水深比上涨型水深显著;巷道整体水速与突(涌)水流量曲线增长幅度有关,增幅越大蔓延水速越快,累积突(涌)水量越多.单流程水速与突(涌)水量、水深和巷道坡度呈正相关,与巷道断面宽度呈负相关,其中水速对水深和巷道坡度变化最敏感;巷道局部结构突变位置下蔓水流会发生偏转效应,沿程或沿断面呈现水深和流速双值分布特性.试验结果与实际井下涌水数据相吻合,在水害智能防控与应急救援工程实践中具有广泛的应用价值.

关键词：矿井水害物理仿真试验突(涌)水蔓延过程巷道水深巷道水速