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纤维素/聚乙烯醇/聚苯胺阻燃气凝胶传感器的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2024年第7期40卷 145-152页

作者：伍秋萍马兑新方凤莹石绍宏孙建平广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

为制备一种兼具良好阻燃性能和传感性能的复合材料,文中使用聚乙烯醇(PVA)和微晶纤维素(MCC)制成的水凝胶作为基底(MP),采用原位聚合法制备了纤维素/聚乙烯醇/聚苯胺气凝胶(MPP),并对气凝胶的结构特征、阻燃性能和传感性能进行了测试与... 详细信息

为制备一种兼具良好阻燃性能和传感性能的复合材料,文中使用聚乙烯醇(PVA)和微晶纤维素(MCC)制成的水凝胶作为基底(MP),采用原位聚合法制备了纤维素/聚乙烯醇/聚苯胺气凝胶(MPP),并对气凝胶的结构特征、阻燃性能和传感性能进行了测试与分析。结果表明,聚苯胺附着在气凝胶的表面和空隙中,赋予了气凝胶良好的导电性,电导率高达0.34 S/m,比MP提高了约4个数量级。同时,随着聚苯胺的加入,气凝胶的内部结构更加密实,MPP_(1.25)可以承受1.7 MPa的拉伸变形。更重要的是,MPP_(1.25)具有良好的阻燃效果,极限氧指数高达29.2%,热释放率和总热释放率相比MP分别降低了250%和14%。最后,由于MPP_(1.25)的多孔形貌,气凝胶具有良好的传感性能,不仅能够监测人体手指关节运动,还能依据不同质量反馈出不同的电信号,表明MPP_(1.25)气凝胶在可穿戴传感器上具有长远的发展潜力。

关键词：聚苯胺纤维素气凝胶阻燃传感

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协同开采技术的演化原理与模型

工程科学学报 2024年第6期46卷 1054-1064页

作者：黄昊陈庆发广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

为推动传统开采技术变革,弥补协同开采技术基础理论的部分空缺.从技术分类、技术构成等方面对协同开采技术体系进行了完善;通过协同开采技术协同演化支持证据、自组织演化条件及自组织演化特征的分析,论证了协同开采技术的形成与实施过... 详细信息

为推动传统开采技术变革,弥补协同开采技术基础理论的部分空缺.从技术分类、技术构成等方面对协同开采技术体系进行了完善;通过协同开采技术协同演化支持证据、自组织演化条件及自组织演化特征的分析,论证了协同开采技术的形成与实施过程是协同演化的过程,揭示了协同开采技术的协同演化原理:前提是开放与非平衡态,动力是由竞争与协同产生的非线性相互作用,诱因是随机涨落,路径是相变与分叉;论证了基于哈肯模型构建协同开采技术演化模型的适用性,结合协同开采协同演化类型的分析,构建了普适于协同开采技术的协同演化模型,得出了协同开采技术的协同演化方程及势函数,指出了构建协同演化方程及势函数的意义;引入基于哈肯模型的实证分析方法,提出了协同开采技术协同演化模型的应用方法,主要分为指标体系构建、子系统状态测算、协同演化机制分析3个步骤.结合高峰矿105号矿体的协同开采技术实例,对模型进行了应用验证.研究结果可为协同开采技术的实践及决策提供理论依据.

关键词：协同开采自组织理论协同演化原理协同演化模型哈肯模型

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协同开采技术效应的动态演化模型及应用

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 668-682页

作者：黄昊陈庆发广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

为量化表征协同开采技术的有序状态及协同效应,保证协同开采技术的持续高协同性能,构建了协同效应的动态演化模型。此演化模型主要分为5个步骤:基于协同学经典演化方程选择模型的关键参量,围绕协同效应内涵构建模型的底层计算逻辑;吸取... 详细信息

为量化表征协同开采技术的有序状态及协同效应,保证协同开采技术的持续高协同性能,构建了协同效应的动态演化模型。此演化模型主要分为5个步骤:基于协同学经典演化方程选择模型的关键参量,围绕协同效应内涵构建模型的底层计算逻辑;吸取改进的群决策层次分析法、熵权法及模糊综合评价法的优点对关键参量量化表征;根据模型的底层计算逻辑计算协同效应;基于灰色关联度计算控制参量与协同效应的关联度;结合计算结果对协同效应的动态演化及控制参量的调控能力进行分析,对工程实践给出评价及建议。最后以高峰矿105号矿体的协同开采技术为例对模型进行应用验证。

关键词：协同开采技术动态协同效应动态模型关联度分析综合评价

隔离层下单漏斗放矿力链演变的参数敏感性分析

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 344-356页

作者：陈庆发刘军龙恩林广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量... 详细信息

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量先减少后增加;力链长度的概率分布曲面呈指数形式递减,短力链所占比例逐渐减少,长力链所占比例逐渐增加;力链强度表现出先减少后增加的规律;力链强度的概率分布先呈指数式上升,后呈指数式递减;四种因素对正交试验指标影响的主次顺序为CDAB;对应的最优方案为颗粒摩擦因数0.8、颗粒半径0.008 m、隔离层厚度0.004 m、隔离层界面摩擦因数0.5,此时散体介质体系在放矿过程中最为稳定。

关键词：散体介质流力链表征正交试验参数敏感性矩阵分析

掺镍ZnFe_(2)O_(4)复合材料的制备及其除藻性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4160-4170页

作者：邓冬祝李铃曹传麒廖丹伶莫创荣许雪棠广西大学资源环境与材料学院南宁530000 广西大学化学化工学院南宁530000

水体富营养化导致的有害藻华(HABs)爆发日益严重,对水环境和人类健康构成了巨大的威胁。本文采用简单的水热法制备了磁性可回收的镍掺杂ZnFe_(2)O_(4)(Ni-ZFO)吸附剂,用于去除水体中的铜绿微囊藻。通过SEM、XRD、EDS、XPS和振动样品磁力... 详细信息

水体富营养化导致的有害藻华(HABs)爆发日益严重,对水环境和人类健康构成了巨大的威胁。本文采用简单的水热法制备了磁性可回收的镍掺杂ZnFe_(2)O_(4)(Ni-ZFO)吸附剂,用于去除水体中的铜绿微囊藻。通过SEM、XRD、EDS、XPS和振动样品磁力计(VSM)对材料进行了表征。在30 min内,Ni-ZFO复合材料的藻细胞去除率最高可达99.09%,在25℃、p H=3~8的条件下,去除率保持在90.41%以上。此外,Ni-ZFO的饱和磁化强度为67.93 emu/g,比ZnFe_(2)O_(4)(ZFO)高10.74 emu/g,便于回收利用。吸附过程中藻胆蛋白含量并未增加,藻细胞在吸附过程中不会破裂,这就避免了藻毒素进入水环境而造成的二次污染。经过4次循环使用后除藻率仍保持在75%以上。本文合成的Ni-ZFO吸附剂对藻细胞具有较强的去除效率,且不会造成二次污染,在缓解水体富营养化的实际应用中显示出巨大的潜力,同时也充实了改性ZFO在吸附领域的应用。

关键词：铜绿微囊藻铁酸锌吸附除藻复合材料富营养化

基于UHOFe处理制浆造纸废水体系的计算模拟与优化

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中国造纸 2024年第6期43卷 154-164页

作者：梁琛黄闻宇董怡武蒙李杰韦子深高宇凡王双飞广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

在保证废水水力停留时间的情况下,为研究上流式多相废水处理氧化塔(UHOFe)的结构及进水参数、搅拌转速对反应器内部流态均匀度的影响,通过计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,考察装载搅拌桨叶对UHOFe反应器内部流场的影响情况。首先建立... 详细信息

在保证废水水力停留时间的情况下,为研究上流式多相废水处理氧化塔(UHOFe)的结构及进水参数、搅拌转速对反应器内部流态均匀度的影响,通过计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,考察装载搅拌桨叶对UHOFe反应器内部流场的影响情况。首先建立了反应器的参数化模型,通过引入平面内速度变异系数(MF)作为进水均匀度的评价指标,然后使用计算机流体力学软件ANSYS 2022,结合单因素实验以及正交实验,对反应器的内部流体流态进行三维流场数值模拟仿真。模拟仿真结果表明,装载搅拌桨叶可加强反应器内部液体的混合,且当出水口高度为12850 mm、入水口速率为3 m/s、搅拌桨叶尺寸为1300 mm、搅拌转速为140 r/min时,反应器内的进水均匀度效果最优,最有利于提升Fenton体系的药剂间混合效率,最终提高废水处理效率。

关键词：上流式多相废水处理氧化塔计算流体力学进水均匀度数值模拟仿真

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环境因素对水体中四环素光催化降解行为的影响

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化工进展 2024年第1期43卷 551-559页

作者：徐诗琪朱颖陈宁华陆彩妹江露莹王俊辉覃岳隆张寒冰广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 广西环境科学保护研究院广西南宁530022

为探索实际水体中四环素(tetracycline,TC)的降解规律,以ZnO作为光催化剂研究四环素在复杂的自然环境条件(曝气、重金属、光照)下反应时间、pH、腐殖酸(humic acid,HA)浓度及四环素浓度对光催化降解过程的影响。结果表明,3种环境条件均... 详细信息

为探索实际水体中四环素(tetracycline,TC)的降解规律,以ZnO作为光催化剂研究四环素在复杂的自然环境条件(曝气、重金属、光照)下反应时间、pH、腐殖酸(humic acid,HA)浓度及四环素浓度对光催化降解过程的影响。结果表明,3种环境条件均促进了四环素的降解:曝气情况下大量的溶解氧会和催化剂协同促进超氧自由基和羟基自由基的生成,使TC达到99%的光催化降解率;重金属Cu(Ⅱ)的加入使溶液中形成TC-Cu(Ⅱ)-ZnO络合物,显著提高了ZnO对TC的降解效率,在30min时达到89%的降解率;自然光拥有全光谱,相比可见光展现出更强的TC降解作用,TC降解率达到86%,比可见光下降解率提高了14%。三因素协同作用可以有效降低TC的降解时间,在75min时达到降解平衡,降解率为99%。通过动力学分析比较了不同环境状态下的光催化活性,结果为:曝气>重金属>光照。

关键词：水体四环素光催化曝气 Cu(Ⅱ)共存自然光

番石榴树叶/镁铝类水滑石复合材料对镉的吸附性能及机制

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环境工程学报 2024年第6期18卷 1541-1549页

作者：朱玉祺尹涓涓钟凯卢定添顾心怡张超兰广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学农学院南宁530004

采用共沉淀法将番石榴树叶(guava leaf,Gl)和镁铝类水滑石(MgAl-layered double hydroxide,MgAl-LDH)复合得到一种环保的新型复合吸附剂Gl/MgAl-LDH,并将其用于吸附溶液中的镉(cadmium,Cd)。通过吸附动力学、等温吸附探究了Gl/MgAl-LDH对Cd^(2+)的吸附性能,并使用各种表征手段探究了材料的理化性质及吸附机理。结果表明,Gl/MgAl-LDH在60 min时即可达到吸附平衡,吸附量为37.50 mg·g^(-1),高于MgAl-LDH和Gl。Gl/MgAl-LDH对Cd^(2+)的吸附过程符合拟二级动力学模型及Freundlich模型,最大吸附量为68.43 mg·g^(-1)。表征结果表明LDH通过金属离子与Gl上的有机官能团发生络合反应,成功构筑到Gl表面。Gl/MgAl-LDH吸附后的XPS图谱中出现了Cd元素的谱峰,证实了Cd^(2+)被有效吸附到材料表面。Gl/MgAl-LDH去除Cd^(2+)的主要机理为吸附沉淀和有机络合。以上研究结果可为生物质作为吸附剂的资源化利用提供参考。

关键词：吸附生物质镁铝类水滑石复合材料镉资源化利用

各向异性纤维素双交联水凝胶的制备与应用研究

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化工新型材料 2024年第3期52卷 226-230,235页

作者：朱伟志李雯静贺媚吴天宇程芳超广西大学资源环境与材料学院南宁530004

各向异性水凝胶因其有序聚合物链取向排列而表现出优异的功能性。以剑麻纤维素为原料,LiOH/尿素/水溶液为溶解体系,通过双交联与拉伸处理相结合,制备出各向异性纤维素双交联纤维素水凝胶。结果表明:拉伸比为1.9的纤维素水凝胶薄膜表现... 详细信息

各向异性水凝胶因其有序聚合物链取向排列而表现出优异的功能性。以剑麻纤维素为原料,LiOH/尿素/水溶液为溶解体系,通过双交联与拉伸处理相结合,制备出各向异性纤维素双交联纤维素水凝胶。结果表明:拉伸比为1.9的纤维素水凝胶薄膜表现出优异的力学性能,其拉伸强度可达2.98MPa,较未拉伸水凝胶薄膜提升105%。此外,该薄膜表现出良好的光偏振作用,在偏振光下呈现出光亮的彩虹图案。水凝胶具有较好的Cu^(2+)吸附能力,对100mg/L Cu(NO_(3))2溶液的最大吸附量为65.2mg/g。这项研究为扩宽各向异性纤维素水凝胶应用提供了一定的思路。

关键词：纤维素各向异性力学性能光学偏振 Cu2+吸附