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不同细粒含量与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀的CFD-DEM数值模拟

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2677-2689页

作者：刘垒雷邓刚李维朝陈锐周超徐立强哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 广东省土木工程智能韧性结构重点实验室广东深圳518055 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 香港理工大学土木与环境工程系中国香港999077

基于CFD-DEM方法,开展了不同细粒含量(质量分数,下同)与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀数值试验,从宏细观角度研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理。研究结果表明:土体侵蚀率随间断比的增大而增加,当间断比G较小(G<3)时,土样内... 详细信息

基于CFD-DEM方法,开展了不同细粒含量(质量分数,下同)与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀数值试验,从宏细观角度研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理。研究结果表明:土体侵蚀率随间断比的增大而增加,当间断比G较小(G<3)时,土样内部未发生颗粒迁移现象,表现出较好的内部稳定性,与KéZDI判别准则吻合。当细粒含量不同时,间断比对渗蚀宏细观特征行为影响程度差异显著。当细粒含量较低(如15%)时,细颗粒较少参与土体内部应力传递,渗蚀过程中土样体积、强接触力链以及细颗粒应力分担系数几乎不发生改变,粗颗粒间孔隙直径增大,导致更多弱接触细颗粒流失,从而使得侵蚀率随间断比增加;相反,当细粒含量较高(如35%)时,参与应力传递的细颗粒比例相对较高,间断比增大导致粗颗粒数量减少,细颗粒流失易导致整个土体力链体系破坏,引起骨架颗粒重组变形,进而释放更多约束颗粒,加剧颗粒流失,故侵蚀率增加是孔隙直径增大和渗蚀过程中土骨架不断发生变形共同作用的结果。

关键词： CFD-DEM 渗蚀间断比不连续级配土侵蚀率颗粒迁移

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聚己内酯负载萘酐衍生物纳米纤维膜的制备及性能研究

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化学研究与应用 2024年第1期36卷 163-169页

作者：庄泽钊郑楠林管铮彭鸿靖蔡海东曾燕艳焦哲赵晓芳王玥婷梁志辉生态环境与建筑工程学院东莞理工学院广东东莞523808 国际微电子学院东莞理工学院广东东莞523808

本文通过静电纺丝法成功制备了掺杂2-氨基-6-肼基-1h-苯并[de]异喹啉-1,3-(2H)-二酮(AHB)分子的聚己内酯(PCL)纳米纤维膜(AHB-PCL),通过改变纺丝液浓度、纺丝工艺参数,确定最优纺丝工艺并对纤维微观形貌和荧光特性进行了测试。实验结果... 详细信息

本文通过静电纺丝法成功制备了掺杂2-氨基-6-肼基-1h-苯并[de]异喹啉-1,3-(2H)-二酮(AHB)分子的聚己内酯(PCL)纳米纤维膜(AHB-PCL),通过改变纺丝液浓度、纺丝工艺参数,确定最优纺丝工艺并对纤维微观形貌和荧光特性进行了测试。实验结果表明,该复合荧光纳米纤维膜具有良好的荧光性能,其平均直径为110.0 nm。纤维膜与甲醛接触后,在254 nm紫外光激发下,纤维上负载的AHB分子与甲醛分子结合,使得AHB分子的化学结构发生变化,从而抑制光诱导电子转移效应,使得纤维发出明亮的黄绿色荧光,且发光强度随甲醛浓度的增大而增大,随暴露时间的延长而加强。该复合纳米纤维膜最佳反应时间为20 min,当甲醛浓度为0.03-9.0 mmol/m~3范围内呈现良好的线性相关。本研究为工作场所中宽浓度范围甲醛的可视化检测提供一种便捷的方法,同时拓展了荧光薄膜的学科内涵。

关键词：纳米纤维膜光诱导电子转移荧光检测甲醛

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新工科视阈下“结构力学”教学改革研究

职业技术 2024年第6期23卷 22-27页

作者：王传林汕头大学工学院土木与环境工程系广东汕头515063

“结构力学”是土木工程专业的一门重要基础课,在专业人才培养中发挥承上启下的作用。文章剖析了“结构力学”课程的教学困境,结合新工科培养要求和《高等学校课程思政建设指导纲要》,进行了“结构力学”课程教学改革探索。文章基于教... 详细信息

“结构力学”是土木工程专业的一门重要基础课,在专业人才培养中发挥承上启下的作用。文章剖析了“结构力学”课程的教学困境,结合新工科培养要求和《高等学校课程思政建设指导纲要》,进行了“结构力学”课程教学改革探索。文章基于教学方法、课程内容和课程评价三个方面展开混合式教学探索;通过教学实践,证明改革后的课程激发了学生的学习兴趣,优化了学习效果,提高了学生的人文素质和动手实践能力,课程也得到了学生的认可和喜爱。

关键词：结构力学新工科教学方法课程内容课程评价

CuO/CeO_(2) p−n异质结光催化降解亚甲基蓝的性能及机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1951-1964页

作者：陈欢欢罗绍华雷雪飞滕飞纪献兵李晓东东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校河北省电介质与电解质功能材料重点实验室秦皇岛066004 河北环境工程学院环境工程系秦皇岛066102

采用简单微波回流法和均相沉淀技术合成CuO/CeO_(2) p−n异质结复合材料,并对其光催化降解亚甲基蓝溶液的性能进行研究。CuO/CeO_(2)异质结复合材料的降解效率明显强于CeO_(2)。结果表明,以Cu/Ce摩尔比为1/3制备的复合材料(1/3 Cu/Ce)的... 详细信息

采用简单微波回流法和均相沉淀技术合成CuO/CeO_(2) p−n异质结复合材料,并对其光催化降解亚甲基蓝溶液的性能进行研究。CuO/CeO_(2)异质结复合材料的降解效率明显强于CeO_(2)。结果表明,以Cu/Ce摩尔比为1/3制备的复合材料(1/3 Cu/Ce)的光催化活性最高,在180 min内降解效率达到96.2%。CuO和CeO_(2)之间形成的p−n异质结促进了光生载流子的分离和传输,从而提高了其光催化活性。计算了CuO/CeO_(2)异质结的能带位置偏移,其价带偏移(∆EVBO)为1.58 eV,导带偏移(∆ECBO)为−0.48 eV。计算结果进一步证明CuO与CeO_(2)之间形成了p−n异质结。

关键词： CuO CeO_(2) p−n异质结光催化机理亚甲基蓝

二维MXene负载MoO_(3)/Ni-NiO异质结催化材料用于高效碱性电催化析氢反应

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2546-2558页

作者：刘寿达刘娟娟刘潞潞董梦飞李瑞高晓明高楼军简选延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室延安716000 太原理工大学环境科学与工程学院晋中030600

氢能作为低碳和零碳能源,是未来国家能源体系的重要组成部分,开发高效、低廉的碱性析氢(HER)电催化剂对于氢能的大规模制备和利用具有重要的意义。本文以二维Nb_(2)CT_(x)MXene为载体,通过一步电化学共沉积法在其表面负载MoO_(3)/Ni-Ni... 详细信息

氢能作为低碳和零碳能源,是未来国家能源体系的重要组成部分,开发高效、低廉的碱性析氢(HER)电催化剂对于氢能的大规模制备和利用具有重要的意义。本文以二维Nb_(2)CT_(x)MXene为载体,通过一步电化学共沉积法在其表面负载MoO_(3)/Ni-NiO异质结构,得到具有优异电催化HER性能的MoO_(3)/NiNiO/Nb_(2)CT_(x)催化材料。采用XRD、SEM和TEM等手段对MoO_(3)/Ni-NiO/Nb_(2)CT_(x)的表面形貌和结构进行表征,发现通过一步电化学共沉积法成功地将MoO_(3)/Ni-NiO异质结构紧密负载于Nb_(2)CT_(x)MXene纳米片表面。在1.0 mol/L KOH电解质中测试其HER性能,在10 mA·cm^(-2)和100 mA·cm^(-2)的电流密度时,MoO_(3)/NiNiO/Nb_(2)CT_(x)表现出较低的过电压,分别为8 mV和201 mV,Tafel斜率为51 mV·dec^(-1);并且在电流密度分别为10 mA·cm^(-2)和50 mA·cm^(-2)下连续电解产氢20 h,活性几乎保持不变,具有优异的碱性HER稳定性。此外,本文还采用工况电化学阻抗谱对不同催化电极材料在过电压从0~220 mV(vs可逆氢电极(RHE))进行HER工况表征,结果表明MoO_(3)/Ni-NiO/Nb_(2)CT_(x)可有效促进水解离过程和活性氢吸附过程,从而提高HER活性。

关键词：二维Nb_(2)CT_(x)MXene MoO_(3)/Ni-NiO异质结电催化碱性条件析氢反应

整体式钴基复合金属催化剂微波催化燃烧甲苯特性

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1253-1264页

作者：赵思蕊卜龙利代菁雯黄思宁罗梦垚刘楠王嘉乐西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710055 陕西省环境工程重点实验室西安710055

以蜂窝状堇青石为载体,通过将钴与过渡金属铜锰铈复合,浸渍法制备系列整体式钴基复合金属催化剂,探究其在微波辐照下对典型VOCs—甲苯的催化活性.结果表明,甲苯进气浓度1000mg/m^(3),进气流速4L/min时,催化剂对甲苯的催化活性为CoCuCeOx... 详细信息

以蜂窝状堇青石为载体,通过将钴与过渡金属铜锰铈复合,浸渍法制备系列整体式钴基复合金属催化剂,探究其在微波辐照下对典型VOCs—甲苯的催化活性.结果表明,甲苯进气浓度1000mg/m^(3),进气流速4L/min时,催化剂对甲苯的催化活性为CoCuCeOx>CoCuOx>CoCuMnCeOx>Co CuMnOx,CoCuCeOx对甲苯的T50=220℃、T90=295℃.表征可知,钴铜氧化物的复合使得催化剂表面颗粒态的CoOx、CuOx和Cu Co_(2)O_(4)尖晶石相互搭建形成有空隙的球状结构,而锰的加入不利于该球状结构生成.Cu^(2+)取代了一部分Co3O4尖晶石结构中的Co^(2+)形成Cu Co_(2)O_(4)尖晶石,CuCo_(2)O_(4)尖晶石中的Co-O和Cu-O键容易断裂,从而促进气态氧的吸附与活化,产生表面活性氧物种参与甲苯的氧化反应.Ce的加入会存在Ce^(3+)/Ce4+价态的转化,促使CoCuCeOx催化剂表面产生丰富的氧空位,进而作为活性中心促进甲苯的氧化降解.钴、铜、铈之间的复合改变了活性组分结构,提高了催化剂的吸波性能与催化活性,可应用于微波催化燃烧VOCs技术中.

关键词：钴基复合金属钴铜尖晶石整体式催化剂微波催化燃烧甲苯

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聚丙烯酰胺对水泥砂浆性能影响研究

汕头大学学报（自然科学版） 2024年第2期39卷 59-69页

作者：崔飞王传林郑跃群关嘉琪陈宏达汕头大学工学院土木与环境工程系广东汕头515063

机制砂是天然河砂替代品,受建筑业广泛关注,然而生产过程引入的聚丙烯酰胺(PAM)对混凝土性能影响较大且研究成果不成体系,限制了机制砂的应用推广.本文选用市面常见十一种PAM,探究不同离子类型、分子量、掺量对水泥砂浆工作性能、力学... 详细信息

机制砂是天然河砂替代品,受建筑业广泛关注,然而生产过程引入的聚丙烯酰胺(PAM)对混凝土性能影响较大且研究成果不成体系,限制了机制砂的应用推广.本文选用市面常见十一种PAM,探究不同离子类型、分子量、掺量对水泥砂浆工作性能、力学性能影响.研究表明,PAM掺量对胶砂流动度的干扰明显大于分子量和离子类型,其中阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)在0.005%掺量时对水泥胶砂流动度影响较大(-10.7%).PAM令胶砂28天强度略有上升,其中阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对强度提升较大,CPAM600万0.005%标养28d强度提升最高为14.3%,APAM800万0.005%强度提高9.3%.此外,PAM会显著降低聚羧酸高效减水剂(PCE)减水效果,流动度最低降低15%,最高降低28.6%,强度最低降低11.6%,是因为PCE、PAM与水泥颗粒结合时存在竞争关系,PAM会干扰PCE对水泥颗粒的分散作用,抑制该干扰将成为后续探索PAM不利影响的解决方案新思路.另外掺PAM试块的收缩试验数据对水分条件异常敏感,干燥收缩与化学收缩所得结论相反,因此建议选用机制砂作为细骨料的工程养护时需格外注意养护湿度.

关键词：普通硅酸盐水泥聚丙烯酰胺工作性能力学性能干燥收缩

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常州市PM_(2.5)中水溶性离子组分污染特征及来源分析

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长江流域资源与环境 2024年第8期33卷 1753-1767页

作者：刘敬琰胡彦钧叶招莲赵竹子江苏理工学院资源与环境工程学院江苏常州213001 黄土与第四纪地质国家重点实验室中国科学院地球环境研究所陕西西安710075

常州是长三角中部重要的现代制造业基地,是长三角地区25个监测城市点中空气污染较为严重的城市之一;为研究常州市大气细颗粒物(PM_(2.5))中水溶性离子的污染特征,于2020~2021年春(2020年5月)、夏(2020年7月)、秋(2020年9月)以及冬(2021... 详细信息

常州是长三角中部重要的现代制造业基地,是长三角地区25个监测城市点中空气污染较为严重的城市之一;为研究常州市大气细颗粒物(PM_(2.5))中水溶性离子的污染特征,于2020~2021年春(2020年5月)、夏(2020年7月)、秋(2020年9月)以及冬(2021年1月),于常州城区进行了为期4个月PM_(2.5)样品的采集,获得PM_(2.5)的质量浓度及主要水溶性离子的质量浓度,结合相关性分析、后向轨迹模型和主成分分析等方法,探讨了不同季节、不同污染阶段水溶性离子组分的变化特征及主要来源。结果显示,采样期间,常州市PM_(2.5)的年均浓度51.88±20.47μg/m^(3),是GB3095-2012中规定的PM_(2.5)年均二级浓度限值的1.5倍,其季节特征为冬季>春季>夏季>秋季;水溶性离子年均总质量浓度为24.37±11.54μg/m^(3),在污染最严重的冬季,离子对PM_(2.5)的贡献率高达56.24%,显著高于其他季节,NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和Cl^(-)在冬季显著升高,反映出燃烧排放源、机动车排放及其二次生成源的重要影响。硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)分析结果表明,NOR(0.14±0.07)小于SOR(0.40±0.10),表明相同大气背景下,SO_(2)的二次转化率更高;两者季节变化趋势不同,SOR和NOR的差异分别受相对湿度的影响和NH_(4)^(+)浓度及周边交通源的影响。进一步对不同污染阶段的离子特征展开分析,从洁净阶段到污染阶段,SOR和NOR都有不同程度的升高,表明污染阶段SO_(2)和NOx的转化率更高;比较不同污染阶段下离子的百分占比发现,在相对洁净时期,PM_(2.5)中的离子组分表现为以硫酸盐和钙离子为主的类型;而在相对污染较重时期,硝酸根和铵根的大幅度提升是导致污染产生的重要因素。主成分分析结果表明,冬季常州主要受到燃烧排放源(32.23%)、机动车、二次气溶胶(29.97%)以及土壤源(22.63%)的影响;夏季则主要受到二次气溶胶和燃烧排放混合源(44.20%)、土壤源和海盐源(23.51%)、以及工业或燃烧排放源的影响。

关键词： PM_(2.5) 水溶性离子污染特征来源分析常州

不同外源Cd(Ⅱ)对Pseudomonas aeruginosa EPS的胁迫效应--产量、组分、吸附特性变化及其机制

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中国环境科学 2024年第1期44卷 537-547页

作者：陈丽瑶连泽阳宋卫锋戴文灿杨佐毅孙梦格黄祥武白晓燕广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006

以CdCl_(2)、CdSO_(4)和Cd(NO_(3))_(2)为胁迫因子,比较了不同阴离子在胁迫/诱导过程中对Pseudomonas aeruginosa(***)胞外聚合物(EPS)的产量和特性的影响以及对Cd(II)吸附性能的变化.研究发现,当Cd(NO_(3))_(2)胁迫/诱导浓度为50mg/L时,EPS产量达到214.91mg/g VSS,其中蛋白质含量达到136.75mg/g VSS,较胁迫/诱导前增加了409.31%.此时EPS的吸附性能最好,对Cd(II)的平衡吸附量最大,较胁迫/诱导前增加了近一半.HPLC分析表明,EPS蛋白质中氨基酸的变化与EPS的吸附特性密切相关.3D-EEM、XPS和FTIR结果表明,EPS中C=O、C-N和N-H含量增加,有利于重金属的结合.竞争吸附实验发现,EPS对Cd(II)的亲和力高于Zn(II).

关键词：革兰氏阴性菌胞外聚合物蛋白质氨基酸竞争吸附重金属