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MOFs衍生多孔TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料的制备及其光催化性能

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太阳能学报 2024年第1期45卷 47-55页

作者：谢倩祎程爱华西安科技大学地质与环境学院西安710054

将TiO_(2)加入NH_(2)-MIL-101(Fe)前驱体中,采用溶剂热法制备TiO_(2)/NH_(2)-MIL-101(Fe),进一步经高温热处理得到TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料(TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3))。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行表征。在模拟太阳光照射下对罗丹明B(RhB)溶液进行降解,评价其光催化活性。结果表明,C、N均匀掺杂在Fe_(2)O_(3)中,TiO_(2)复合C、N掺杂Fe_(2)O_(3)后禁带宽度减小,模拟太阳光照射2.5 h后,在0.1 g/L TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3)复合材料的光催化作用下,10 mg/L罗丹明B的去除率达到95%,速率常速为0.0192 min^(-1),效果较TiO_(2)和C、N-Fe_(2)O_(3)有明显提高。所得复合材料稳定性好、可重复利用。MOFs衍生多孔C、N掺杂Fe_(2)O_(3)与TiO_(2)的复合缩短了带隙,强化了空穴与电子的分离从而提高可见光催化活性。

关键词： Fe基-MOFs 光催化 TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3) 罗丹明B

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煤制油气化灰渣防灭火凝胶的制备及性能

材料导报 2024年第3期38卷 251-257页

作者：张铎孙伟郭曦蔓岑孝鑫代爱萍西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 西安科技大学化学与化工学院西安710054

针对煤制油气化灰渣堆积造成环境污染和固废资源浪费等问题,本研究提出以气化灰渣为基料、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为胶凝剂,制备气化灰渣凝胶煤矿防灭火材料,使用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析其微观形貌与表面官能团特征。考察了材... 详细信息

针对煤制油气化灰渣堆积造成环境污染和固废资源浪费等问题,本研究提出以气化灰渣为基料、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为胶凝剂,制备气化灰渣凝胶煤矿防灭火材料,使用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析其微观形貌与表面官能团特征。考察了材料的胶凝时间、热稳定性及保水性,确定了气化渣凝胶最优配方为水灰比1∶1.25、HPMC添加量1.5%(质量分数)。该凝胶较好抑制了煤自燃过程中羟基、甲基、亚甲基、取代芳烃、醚碳氧键等官能团反应,与未经凝胶处理的煤样相比,经凝胶处理的煤样在80℃时芳香烃峰面积减小11.85%,脂肪烃峰面积减小43.07%,120℃时芳香烃峰面积减小27.36%,脂肪烃峰面积减小44.23%。凝胶处理的煤样在氧化升温过程中,100℃时CO浓度降低65.07%,200℃时CO浓度降低53.09%,C 2H 4浓度降低23.68%。微观和宏观结果表明,气化灰渣凝胶较好地抑制了煤自燃进程,阻化性能优于CaCl 2,可有效防治煤自燃灾害,解决灰渣堆积问题,实现固废资源化利用。

关键词：气化灰渣煤自燃防灭火凝胶

陕西省农田生态系统服务价值评估及其空间规划建议

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中国农业资源与区划 2024年

作者：张娜西安科技大学

[目的] 分析陕西省农田生态系统服务价值的时间和空间变化规律，为陕西省农业绿色发展点明方向，同时为西部其他省份农田生态系统的发展提供借鉴参考。[方法] 文章以陕西省农田生态系统作为研究对象，构建农田生态系统服务价值核算指标... 详细信息

[目的] 分析陕西省农田生态系统服务价值的时间和空间变化规律，为陕西省农业绿色发展点明方向，同时为西部其他省份农田生态系统的发展提供借鉴参考。[方法] 文章以陕西省农田生态系统作为研究对象，构建农田生态系统服务价值核算指标体系，分析2006-2021年间陕西省农田生态系统相关数据，探讨陕西省农田生态系统服务价值的变化规律。[结果] (1) 从时间上看，2006-2021年陕西省农田生态系统总服务价值呈现逐渐增长的趋势。其中，供给服务牢牢占据主导地位，价值贡献远高于其他服务，且呈不断扩大趋势；调节服务占第二位，呈现波动上升趋势；支持服务较低，呈波动上升趋势；在负价值方面，环境污染价值呈现先增加后减小的趋势；（2）从空间上看，2021年陕西省各市农田生态系统总服务价值介于9.36～443.98亿元之间。单位面积农田生态系统服务价值在23 832.91～197 856.75元/公顷间波动，差距较大。从空间分布上看，呈现出中间高、南北低的特点。[结论] 陕西省要在加快农业基础设施建设，改善生态环境的同时，因地制宜，推进农业产业化经营，推进农村经济的全面发展。关中区域注重发展高效特色农业；陕北区域注重发展可持续生态农业；陕南区域注重发展生态休闲农业。

关键词：农田生态系统服务价值评估时空变化陕西省

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西安市乡村地域系统脆弱性测度及差异化分析

中国农业资源与区划 2024年

作者：王珍西安科技大学

[目的] 明晰西安市乡村地域脆弱性水平、区域差异和影响因素，为乡村可持续发展研究和工作奠定基础。[方法] 基于乡村脆弱性内涵构建评价指标体系，然后运用乡村地域系统脆弱性VSD模型评价方法对西安市乡村地域脆弱性时空变化和区域差... 详细信息

[目的] 明晰西安市乡村地域脆弱性水平、区域差异和影响因素，为乡村可持续发展研究和工作奠定基础。[方法] 基于乡村脆弱性内涵构建评价指标体系，然后运用乡村地域系统脆弱性VSD模型评价方法对西安市乡村地域脆弱性时空变化和区域差异进行综合分析。[结果] （1）2010—2021年，西安市乡村暴露度指数和适应力指数均较高，且呈现逐年上升趋势，而敏感性等级长期处于中等及中等偏低水平，并表现为逐年下降趋势。（2）2021年西安市暴露度指数最高值分布于灞桥区，最低值处于蓝田县；敏感度以周至县、蓝田县最高，高陵区和灞桥区最低；适应力指数中以阎良区等级最高，适应能力最强，长安区和周至县最低。从区域变化来看，暴露度指数的区域差距最大，敏感度指数和适应力指数的区域差距相对较小。（3）中心城区附近乡村（包括高陵区、灞桥区、长安区、临潼区、阎良区）城镇化水平高，乡村区位条件和基础条件优越，适应力长期处于较高水平，敏感度较低，但是暴露度很高；而边缘乡村（包括蓝田县、鄠邑区、周至县）与之相反，虽然暴露度偏低，但是适应力也偏低，敏感度最高。距离中心城市最近的灞桥区和最远的周至县乡村脆弱性最高，其他区域介于其间。[结论] 近10年来，西安市乡村地域系统遭受外部不利因素扰动程度较大，随着城市的快速扩张，乡村地域系统受到非自然因素影响越来越大；另一方面，随着西安市的积极应对措施，使乡村适应力不断提升，乡村地域系统稳定性整体略有增加，脆弱性表现为降低趋势。未来如何平衡好发展和生态环境之间的问题仍是西安市乡村可持续发展的关键。

关键词：乡村地域系统脆弱性可持续发展 VSD模型西安市

陕西省耕地多功能空间分布格局与集聚特征研究

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中国农业资源与区划 2024年

作者：张研钱磊西安科技大学

[目的] 用统计学方法定量分析陕西省耕地多功能的时空分异格局、变化趋势及其功能相互转换关系，为耕地的多元化管护提供参考。[方法] 构建陕西省耕地多功能评价指标体系，以县域为研究单元，采用熵权法、综合指数评价法、Spearman 秩... 详细信息

[目的] 用统计学方法定量分析陕西省耕地多功能的时空分异格局、变化趋势及其功能相互转换关系，为耕地的多元化管护提供参考。[方法] 构建陕西省耕地多功能评价指标体系，以县域为研究单元，采用熵权法、综合指数评价法、Spearman 秩相关系数法、空间自相关分析法，综合探析陕西省耕地多功能时空分异格局和集聚特征，划定耕地功能协调/权衡分区。[结果] （1）2010—2022年，陕西省耕地生产功能所占比例最大，其次是社会保障功能，生态功能最低；从变化趋势来看，陕北和陕南生产功能逐年提升，陕南社会保障功能提升明显，各功能区域间差异均逐年减小，整体呈现均衡发展态势。（2）陕西省县域耕地功能区域差异明显。其中，生产功能中、高水平主要分布于关中渭河平原和陕南的低山平坝区，低、较低水平多分布于陕北黄土高原和陕南秦岭两麓；社会保障功能中、高水平区县零星分布于渭北黄土塬区、关中平原及陕北黄土高原区；生态功能中、高水平县域主要分布于陕南低山平坝区。（3）2010—2022年陕西省耕地生产功能与社会保障功能表现为协同关系；生产与生态功能，2016年以期表现为协同关系，2016年以后为权衡关系；社会保障功能与生态功能基本为权衡关系。（4）陕西省耕地功能协同区主要分布于关中平原、渭北黄土塬、陕南低山区，其次是商洛山地丘陵和陕北长城沿线风沙区；权衡区主要分布于陕南秦岭两麓、少部分分布于陕北黄土高原区和风沙区。[结论] 陕西省关中渭河平原区、渭北黄土塬区、陕南低山平坝区耕地多功能整体呈现向健康有序的方向发展，而陕南秦岭两麓、部分陕北黄土高原区和风沙区耕地多功能协同性差。未来需在全面分析不同区域资源状况，各功能变化趋势和协同/权衡关系的基础上，挖掘区域资源优势，因地制宜采取多元化的耕地保护和利用政策。

关键词：耕地多功能时空分异集聚特征协同/权衡关系陕西省

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突发事件协同研判行为的演化博弈分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 900-910页

作者：袁晓芳于鸿志曹玉静王新平西安科技大学管理学院西安710054 西安科技大学人因与管理工效学研究中心西安710054

突发事件协同研判中多个主体决策立足的收益路径不同,易导致突发事件研判失效、风险事件损失扩大,是目前亟待解决的关键性问题。该文以前景理论-心理账户(PT-MA)为基础,应用演化博弈模型研究了突发事件协同研判的参与主体(公众、一线人... 详细信息

突发事件协同研判中多个主体决策立足的收益路径不同,易导致突发事件研判失效、风险事件损失扩大,是目前亟待解决的关键性问题。该文以前景理论-心理账户(PT-MA)为基础,应用演化博弈模型研究了突发事件协同研判的参与主体(公众、一线人员、应急指挥部)之间复杂行为的互动机制,分析了各博弈主体策略选择的稳定性,并对关键参数变化下的行为演化路径进行仿真分析。模型分析结果表明:三方主体的协同研判策略选择存在3个平衡点;当应急指挥部的感知收益提高且处罚力度加大时,系统将达到最优。仿真分析结果表明:通过调整初始概率、收获感知参照点和惩罚力度3个参数,主体策略趋于正向,且收敛速度随着参数的增加而显著提升。因此可以通过加大奖励措施,提升决策初始概率值;通过表彰先进个人和组织公益宣讲等,降低收益感知参考点;通过完善相关惩罚条例并增加监督举报措施,提高消极策略的惩罚力度。以此促进协同研判主体的策略选择向积极方向演化。

关键词：突发事件协同研判前景理论心理账户演化博弈

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改性镁渣的湿法碳酸化工艺

化工进展 2024年第4期43卷 2161-2173页

作者：孙伟吉刘浪方治余朱梦博解耿何伟高宇恒西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学矿山功能性充填技术研究中心陕西西安710054

碱基工业固废的碳酸化反应是一种矿化吸收CO_(2)并减少温室气体排放的固碳策略之一。本研究首次引入湿法碳酸化工艺,通过借助X射线衍射、红外光谱测试、热重分析等实验测试,重点探究了温度变化、搅拌速度、碳酸化时间和液固比例对改性... 详细信息

碱基工业固废的碳酸化反应是一种矿化吸收CO_(2)并减少温室气体排放的固碳策略之一。本研究首次引入湿法碳酸化工艺,通过借助X射线衍射、红外光谱测试、热重分析等实验测试,重点探究了温度变化、搅拌速度、碳酸化时间和液固比例对改性镁渣碳酸化反应的影响,进而讨论了4种因素下改性镁渣的碳酸化产物与固碳效率。结果表明,改性镁渣的矿物成分主要以β-C_(2)S为主,是一种具有良好储存CO_(2)能力的工业固废,碳酸化产物主要以方解石型碳酸钙晶体和二氧化硅凝胶为主。碳酸化反应后,改性镁渣碳酸化产物的粒径显著增大,比表面积减小,粒径分布变均匀,粒径分布范围变窄。当碳酸化反应温度为60℃、通气时间为30min、液固比为10mL/g、搅拌速度为600r/min时,改性镁渣的固碳效率达到最大(28.4%),即1kg改性镁渣可以矿化吸收0.284kg CO_(2)。因此,湿法碳酸化工艺对改性镁渣的回收利用及CO_(2)捕集均具有很大的应用潜力。

关键词：二氧化碳捕集多相反应废物处理湿法碳酸化固碳效率

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地面-钻孔直流电法超前探测技术

地球科学 2024年第1期49卷 324-334页

作者：王鹏西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

为实现煤矿巷道掘进前方隐蔽含水体的长距离、高精度超前探测,提出一种在地面供电、井下长距离超前钻孔中接收的地面-钻孔直流电法.模型计算结果表明:(1)孔旁异常体视电阻率曲线表现正负交替异常特征;(2)地面供电点和异常体的距离与异... 详细信息

为实现煤矿巷道掘进前方隐蔽含水体的长距离、高精度超前探测,提出一种在地面供电、井下长距离超前钻孔中接收的地面-钻孔直流电法.模型计算结果表明:(1)孔旁异常体视电阻率曲线表现正负交替异常特征;(2)地面供电点和异常体的距离与异常响应幅值负相关,异常体规模与异常宽度正相关;(3)依据视电阻率曲线可解释异常中心位置、相对测线方位和异常体宽度,提出了快速解释方法;(4)地面现场模拟试验验证了理论响应结果和解释方法的正确性.地面-钻孔直流电法超前探测技术能有效探测到钻孔旁侧的电性异常体,可以实现“一孔多用”,能够为长距离超前精细探查提供一种新的地球物理勘探手段.

关键词：地面-钻孔装置直流电法超前探测隐蔽含水体快速解释视电阻率地球物理

大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采理论与技术

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煤炭学报 2024年第1期49卷 280-297页

作者：伍永平皇甫靖宇王红伟胡博胜罗生虎西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工... 详细信息

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术构想,工作面走向推进过程中沿倾向对采空区下部进行局部充填,充填体既与巷旁支护作用形成沿空巷道,取消区段保护煤柱,实现大倾角煤层无煤柱开采,又增大了工作面倾向下部充填压实区长度,加强了工作面“支架-围岩”系统稳定性。根据大倾角走向长壁采场特点,优选确定了大倾角膏体局部充填工艺,设计了大倾角局部充填回采系统、采充工艺。并采用理论分析、模拟实验、数值计算等相结合的方法,分析了局部充填对大倾角走向长壁采场围岩采动力学行为的调节机制。结果表明:充填体影响基本顶岩梁的变形破坏及采场倾向下侧煤岩体承载特征,基本顶、运输巷顶板变形量及运输巷倾向下侧煤岩体所受约束均随充填长度的增大而减小;为防止采空区未充填区悬顶灾害,充填长度不应超过工作面长度的1/3。局部充填体限制了工作面下部区域顶板破断,降低覆岩关键域形成层位,形成稳定的巷帮,减小沿空留巷围岩变形量;同时工作面倾向下部充填区长度增大,中、上部围岩结构不稳定区域的长度缩小,“支架-围岩”系统稳定性提升。充填体改变了采场围岩应力传递路径,承担了部分覆岩载荷,工作面下侧支承压力及超前支承压力均随充填长度的增大而减小,工作面倾向下部充填区域的超前支承压力降幅最大,沿空巷道及工作面应力状态得到改善。大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术具有提高资源采出率、降低掘进率、缓解采掘接替紧张、加强工作面“支架-围岩”系统稳定性等优势。

关键词：大倾角煤层无煤柱开采局部充填沿空留巷采动应力