SMAF-FRCC抗折性能及循环加载性能研究

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作者 徐龙飞 刘世玺 +1 位作者 李艳杰 杨令强 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2378-2387,共10页

将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)以随机分布的方式添加到改性聚丙烯(PP)纤维增强水泥基复合材料(FRCC)混合料中,制成具有自定心的形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料(SMAF-FRCC)复合梁试件。本文研究了SMAF的直径、掺量和长度对SMAF-F... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)以随机分布的方式添加到改性聚丙烯(PP)纤维增强水泥基复合材料(FRCC)混合料中,制成具有自定心的形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料(SMAF-FRCC)复合梁试件。本文研究了SMAF的直径、掺量和长度对SMAF-FRCC复合梁试件抗折强度、自定心性能、耗能能力等性能的影响。结果表明,添加SMAF可明显提高SMAF-FRCC复合梁试件的抗折强度、自定心性能和耗能能力,增强材料的延性和韧性。其中当SMAF的长度为25 mm、掺量为0.50%(体积分数)时,试件抗折强度最高,与对照组相比提升了21.84%;当SMAF的长度为20 mm、掺量为0.75%(体积分数)时,试件自定心性能整体表现最佳,在循环加载抗折试验的最后一轮循环中,自定心比相比于对照组提高了19.57%。研究可为今后开发具有裂缝自修复、挠度自定心的SMAF-FRCC智能材料系统提供一定的试验依据。 展开更多

关键词 纤维增强水泥基复合材料 形状记忆合金纤维 超弹性 抗折强度 自定心 耗能

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利用农业废弃物强化人工湿地处理污水处理厂尾水机理研究 被引量：3

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作者 许兵 郭培勋 +4 位作者 刘佳 张旭 姚兴洁 杨晓彤 张新玉 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期411-418,共8页

为研究3种典型的农业废弃物(玉米芯、玉米秸秆和小麦秸秆)作为人工湿地外加碳源脱氮的可行性,利用三维荧光和高通量测序分析了植物碳源在人工湿地中促进废水脱氮的增强机制。结果表明:农业废弃物材料可以很好地释放有机碳,累计碳释放量... 为研究3种典型的农业废弃物(玉米芯、玉米秸秆和小麦秸秆)作为人工湿地外加碳源脱氮的可行性,利用三维荧光和高通量测序分析了植物碳源在人工湿地中促进废水脱氮的增强机制。结果表明:农业废弃物材料可以很好地释放有机碳,累计碳释放量为119.78~172.84 mg·g^(-1),同时分解释放的溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOMs)主要由腐植酸和黄腐酸组成。在添加农业废弃物的人工湿地中,TN去除效率提高了30.8%~41.2%,并且脱氮菌属Pseudomonas、Thauera等的相对丰度提高了16.38%~22.02%。添加玉米秸秆的人工湿地具有较好的脱氮效果。研究表明,利用农业废弃物作为人工湿地外部碳源处理污水处理厂尾水,可以显著降低尾水中TN,这也为农业废弃物的处理找到了一个新的出路。 展开更多

关键词 脱氮 人工湿地 农业废弃物 植物碳源 碳排放量 尾水

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太阳能界面蒸发可持续离网脱盐技术研究 被引量：1

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作者 许兵 杨晓彤 +4 位作者 刘佳 张旭 姚兴洁 郭培勋 张新玉 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期58-65,共8页

随着全球环境污染问题愈发严重,淡水资源日趋匮乏,脱盐淡化技术成为研究热点。传统的脱盐淡化能耗高,太阳能界面蒸发技术能够直接利用可再生能源,清洁环保,是一种环境友好型离网脱盐工艺,可实现降低海水淡化成本和零碳排放的目标。介绍... 随着全球环境污染问题愈发严重,淡水资源日趋匮乏,脱盐淡化技术成为研究热点。传统的脱盐淡化能耗高,太阳能界面蒸发技术能够直接利用可再生能源,清洁环保,是一种环境友好型离网脱盐工艺,可实现降低海水淡化成本和零碳排放的目标。介绍了离网脱盐技术的研究意义及前景,太阳能界面蒸发技术的基本内涵,并详细介绍了各类高效光热转换材料,主要包括光热碳材料、金属及氧化物、高分子聚合物及相关复合材料;归纳总结了太阳能驱动的各类界面蒸发脱盐工艺,主要包括太阳能界面多级闪蒸和多效蒸馏技术、膜蒸馏技术、温室海水淡化技术、太阳能加湿除湿技术及多能耦合脱盐技术等;最后针对当前全球环境和能源问题对未来利用太阳能界面蒸发技术进行离网脱盐未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 太阳能 离网脱盐 可再生能源 界面蒸发 纳米材料

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基于太阳能驱动界面蒸发设计的碳基光热材料研究进展

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作者 许兵 周晶 +6 位作者 刘佳 张旭 杨晓彤 姚兴洁 郭培勋 马良 张新玉 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期44-56,共13页

太阳能驱动界面蒸发(solar-driven interfacial evaporation, SDIE)能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽,为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台,产生的热量可以直接用来加热蒸... 太阳能驱动界面蒸发(solar-driven interfacial evaporation, SDIE)能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽,为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台,产生的热量可以直接用来加热蒸发。近年来,人们在提高太阳能水蒸发效率方面做了大量的工作,许多创新光热材料被用于实现可控和高效的太阳能-热能转换,以应对从微观尺度到分子水平的能源-水关系挑战。在此基础上,以碳基光热材料为基础,综述了SDIE技术中最新研究进展,重点介绍了石墨烯、碳纳米管、天然植物碳材料以及碳基复合材料等目前应用较为广泛的光热材料在SDIE领域的设计、合成和应用概况,并总结了蒸发水收集速率相关的研究成果,以期为设计低成本、高效光吸收、化学稳定、可重复使用和宽谱吸收的SDIE装置,实现离网脱盐提供参考;最后,对未来碳基材料在SDIE结合人工智能、发电、灭菌及全天候运行等领域的发展前景进行了展望,以期实现环保高效、多用途的水处理净化技术。 展开更多

关键词 太阳能驱动界面蒸发 光热转换 碳基材料 海水淡化 离网脱盐

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核壳结构Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@介孔TiO_(2)的合成及其光电催化降解水中有机污染物 被引量：1

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作者 张博 李雪梅 +2 位作者 刘萍 孔琪琪 朱文祺 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期160-169,共10页

为了实现太阳能光催化和光电催化降解污染物实用化,需要研发高效、稳定、易分离的催化剂。采用溶胶-凝胶法和水热法制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@介孔TiO_(2)(FST)复合光电催化剂。通过表征分析证实了纳米FST成功合成,Fe_(3)O_(4),SiO_(2)... 为了实现太阳能光催化和光电催化降解污染物实用化,需要研发高效、稳定、易分离的催化剂。采用溶胶-凝胶法和水热法制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@介孔TiO_(2)(FST)复合光电催化剂。通过表征分析证实了纳米FST成功合成,Fe_(3)O_(4),SiO_(2)和TiO_(2)纳米颗粒层层包裹,具有独特的核壳结构。在外加磁场的作用下,FST催化剂可以很容易地从悬浮液中分离出来。FST的表面光电流响应和阻抗测试结果显示其活性显著增强。利用制备的FST对其他有机污染物在可见光下的光电催化降解进行了研究,对亚甲基蓝、罗丹明B、甲基橙、阿莫西林光电催化90 min,降解率分别为98%,95%,92%,90%。主要活性物种捕获实验表明,FST通过光电耦合作用产生大量h^(+)和·OH从而使污染物降解为CO_(2),H_(2)O和无机离子。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 水热法 Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@介孔TiO_(2) 光电催化 降解机理

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电容去离子技术去除水中硝酸盐的研究进展 被引量：1

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作者 房金峰 曲莹 +5 位作者 赵玉博 刘汝鹏 张震 齐震 樊浩宇 朱炜臣 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期29-37,共9页

电容去离子技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新兴的电化学硝酸盐脱除技术,具有结构和操作简单、成本低、能耗低、对环境友好等优点,但存在吸附容量不足、选择性较差、脱盐能力有限等问题。针对CDI存在的问题,国内外学者在CDI装... 电容去离子技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新兴的电化学硝酸盐脱除技术,具有结构和操作简单、成本低、能耗低、对环境友好等优点,但存在吸附容量不足、选择性较差、脱盐能力有限等问题。针对CDI存在的问题,国内外学者在CDI装置结构优化及电极材料改性方面进行了深入研究。介绍了CDI装置在膜电容去离子技术(MCDI)、流动电极电容去离子技术(FCDI)、电容-电催化耦合技术等结构优化方面的研究进展。电极材料改性研究进展主要从树脂类涂覆、表面改性、金属氧化物/氢氧化物掺杂、结构调控等方面进行了介绍。通过CDI装置结构优化和电极材料改性,提高了电容去离子技术去除硝酸盐的性能,扩大了其去除硝酸盐的适用范围,使得电容去离子技术在去除硝酸盐方面有十分广阔的应用前景。最后针对提高选择性与去除率、提高电极吸附容量、增强电极可持续利用性、实际应用等方面提出相应建议,以期为CDI的进一步发展提供参考。 展开更多

关键词 电容去离子技术 电极改性 结构优化 硝酸盐

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基于逻辑斯谛方程对纳滤膜污染预测的建模分析

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作者 张超 张立卿 +1 位作者 胡吉玉 刘贵彩 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期162-167,共6页

为了解决目前应用较广泛的膜种纳滤膜的膜污染极大地限制了纳滤膜工艺发展的问题,从而在错流过滤条件下更好地预测纳滤膜污染的过程,对减缓纳滤膜污染进行指导,基于逻辑斯谛方程,对纳滤膜通量衰减曲线进行拟合,建立逻辑斯谛纳滤膜污染... 为了解决目前应用较广泛的膜种纳滤膜的膜污染极大地限制了纳滤膜工艺发展的问题,从而在错流过滤条件下更好地预测纳滤膜污染的过程,对减缓纳滤膜污染进行指导,基于逻辑斯谛方程,对纳滤膜通量衰减曲线进行拟合,建立逻辑斯谛纳滤膜污染预测模型;利用所建立模型对不同型号纳滤膜的膜通量衰减曲线进行拟合,考察污染物种类、纳滤膜型号、跨膜压差、错流速率、水力条件等关键因素对纳滤膜通量衰减速率的影响。结果表明:所建立模型通过了显著性检验,实验数据与所建立模型拟合数据的拟合度较高,决定系数R2大于0.95;纳滤膜通量衰减速率越小,则过滤稳定后的纳滤膜通量累积衰减率越大,进而通过调整运行条件和原水质条件等因素,达到调整纳滤膜通量衰减速率,减少纳滤膜污染的目的。 展开更多

关键词 膜污染 衰减速率 逻辑斯谛方程 纳滤膜 膜通量

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添加生态型植物碳源对人工湿地脱氮除磷效果的研究 被引量：7

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作者 张旭 刘佳 +2 位作者 许兵 王庆荣 成小翔 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期199-204,220,共7页

目前多采用直接投放的方式在人工湿地系统中加入植物碳源,但植物碳源在初期会释放过量的有机物,造成系统出水中COD、TN偏高。为解决这一问题,选用经碱处理、热处理和简单处理3种不同方式预处理过的玉米芯植物,通过静态释放试验,探究玉... 目前多采用直接投放的方式在人工湿地系统中加入植物碳源,但植物碳源在初期会释放过量的有机物,造成系统出水中COD、TN偏高。为解决这一问题,选用经碱处理、热处理和简单处理3种不同方式预处理过的玉米芯植物,通过静态释放试验,探究玉米芯对有机碳、氮、磷的潜在释放能力,并在此基础上利用玉米芯制备生态型植物碳源,作为人工湿地外加碳源处理低碳氮比(C/N)污水,研究其对强化人工湿地脱氮除磷效果的影响。结果表明:玉米芯经过碱处理后,其对COD、TN的释放量分别为104 mg/L、2.58 mg/L,能有效地增加人工湿地的反硝化能力;向低碳氮比(C/N=2)污水的人工湿地系统中投加生态型植物碳源,在人工湿地系统出水中COD不显著提高的前提下,系统出水中TN、TP的去除率分别提高了35.82%和9.70%,Thauera、Dechloromonas等脱氮菌属的相对丰度提高了21.95%,说明利用玉米芯制备的生态型植物碳源可有效提高人工湿地的脱氮除磷效果。 展开更多

关键词 生态型植物碳源 人工湿地 脱氮除磷 玉米芯

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植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响 被引量：5

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作者 许兵 张旭 +1 位作者 刘佳 成小翔 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期89-94,114,共7页

碳源不足已成为人工湿地脱氮受限的重要因素。植物材料因富含丰富的纤维素,且成本低廉、可再生,在自然环境中可广泛获取,具有作为外加碳源应用于人工湿地脱氮过程中的潜力。为研究添加植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响,选取3种常见植... 碳源不足已成为人工湿地脱氮受限的重要因素。植物材料因富含丰富的纤维素,且成本低廉、可再生,在自然环境中可广泛获取,具有作为外加碳源应用于人工湿地脱氮过程中的潜力。为研究添加植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响,选取3种常见植物材料作为潜在碳源,探究其释放特性,并作为外加碳源,研究在不同条件下对人工湿地脱氮效果和N;O的释放量的影响。研究结果表明:植物材料可以很好地释放有机碳,其累积释碳量为119.78~172.84 mg/g,添加植物碳源进行人工湿地试验,HRT为3 d、碳氮比为6、温度为30℃时,脱氮效率最高。其水解产物多为类腐殖酸化合物,TN去除率从24.5%~37%提升至64.1%~75.7%,但投加植物碳源可使N;O释放量升高。植物材料作为外加碳源可以有效提高人工湿地的脱氮效率。 展开更多

关键词 外加碳源 植物碳源 反硝化 人工湿地

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水华鱼腥藻(Anabaena aquae)不同生长阶段的产嗅特征和藻源有机物特性 被引量：2

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作者 张孟雨 米记茹 +5 位作者 李桂芳 宋武昌 张素珍 孙韶华 王永磊 贾瑞宝 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期254-264,共11页

水华鱼腥藻(Anabaena aquae)是一种水体中常见的优势蓝藻,为水中嗅味的重要来源,且生长过程中释放的藻源有机物(AOM)对于水质有较大的影响。研究水华鱼腥藻不同生长阶段的产嗅特征和AOM特性对于藻污染控制有重要意义。建立水华鱼腥藻生... 水华鱼腥藻(Anabaena aquae)是一种水体中常见的优势蓝藻,为水中嗅味的重要来源,且生长过程中释放的藻源有机物(AOM)对于水质有较大的影响。研究水华鱼腥藻不同生长阶段的产嗅特征和AOM特性对于藻污染控制有重要意义。建立水华鱼腥藻生长曲线,提取不同生长阶段的胞内与胞外有机物,通过气质联用分析、三维荧光扫描和液相-有机碳测试(liquid chromatography coupled with organic carbon detection,LC-OCD)等表征手段,对水华鱼腥藻生长过程中的胞内外嗅味物质和有机物的变化情况进行多维度解析。结果表明,本实验培养条件下水华鱼腥藻所产的嗅味物质主要是β-紫罗兰酮和β-环柠檬醛,主要存在于胞内有机物,平均浓度为2.90μg·L^(-1)和1.53μg·L^(-1)。其产嗅能力随着藻细胞的生长而减弱。AOM呈现出低分子亲水性的特征。三维荧光分析结果表明,胞外有机物主要含有类腐殖质物质和溶解性微生物代谢产物,胞内有机物内主要含有溶解性微生物代谢物质、络氨酸和色氨酸。生长过程中胞内有机物和嗅味物质随藻细胞的破裂逐渐泄露到胞外,胞内外有机物的组分不会发生较大变化,其浓度随生长阶段的不同会发生相应的改变。LC-OCD结果显示,AOM主要由低分子有机物构成,且溶解性有机氮含量较高。 展开更多

关键词 藻源有机物 水华鱼腥藻 产嗅特征 生长曲线

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陶瓷膜处理油田采出水的膜清洗方法研究 被引量：4

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作者 鞠伟澎 焦文海 +3 位作者 刘玉田 张媛媛 吕莹 张守彬 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期101-105,共5页

陶瓷膜凭借机械强度高、化学稳定性好、不易受到微生物侵蚀等优点,在油田采出水处理领域应用广泛。然而膜污染的问题制约了其发展,为此进行了膜清洗方法的研究。发现物理清洗对污染膜的清洗效率较低,通量恢复率低于40%。筛选了氧化剂、... 陶瓷膜凭借机械强度高、化学稳定性好、不易受到微生物侵蚀等优点,在油田采出水处理领域应用广泛。然而膜污染的问题制约了其发展,为此进行了膜清洗方法的研究。发现物理清洗对污染膜的清洗效率较低,通量恢复率低于40%。筛选了氧化剂、表面活性剂、强酸、强碱等四个类型的清洗剂,发现不同类型清洗剂中硝酸、氢氧化钠对膜的通量恢复率最高,分别为83%、49.5%。进行组合式化学清洗方案的开发,研究了药剂浓度对通量恢复率的影响,最终筛选出“2%氢氧化钠+2%硝酸”的清洗方案。在长期运行发现该方法的通量恢复率稳定在92%~100%,且陶瓷膜本身的过滤性能正常。对比污染膜和清洗后膜的SEM和EDS,发现膜表面污染层主要由有机物和无机金属元素组成,该清洗方案能对其进行有效的去除,且没有破坏膜结构。接触角的测定结果表明化学清洗提高了膜的亲水性,增加了膜的抗污能力。 展开更多

关键词 陶瓷膜 油田采出水 膜污染 化学清洗

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接触氧化沉淀-超滤-纳滤处理引黄水库水中试 被引量：2

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作者 许斐 马卫江 +2 位作者 李桂芳 杨晓亮 贾瑞宝 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期89-93,97,共6页

开展了生物接触氧化沉淀-超滤-纳滤组合工艺处理引黄水库水的中试,考察组合工艺连续稳定运行条件下除污染效能。结果表明,组合工艺对常规污染物、特征污染物均有良好的去除效果,浊度、TOC、UV254和CODMn等常规污染物去除率分别为95%、90... 开展了生物接触氧化沉淀-超滤-纳滤组合工艺处理引黄水库水的中试,考察组合工艺连续稳定运行条件下除污染效能。结果表明,组合工艺对常规污染物、特征污染物均有良好的去除效果,浊度、TOC、UV254和CODMn等常规污染物去除率分别为95%、90%、90%和85%;总硬度、总碱度、溶解性总固体的去除率分别达到了97%,86%和91%,总脱盐率在95%以上;色氨酸、酪氨酸、SMPs、富里酸、类腐殖酸等荧光类有机物及消毒副产物前质消减率达到了88%和50%以上。组合工艺的除污染效能主要集中在纳滤单元,生物接触氧化沉淀和超滤单元对原水浊度和大分子有机物具有一定的去除效果,能为后续工艺减轻操作压力。定期对超滤、纳滤膜进行清洗可有效恢复工艺各项参数,延长膜工艺使用寿命。 展开更多

关键词 引黄水库水 生物接触氧化沉淀 超滤 纳滤 组合工艺

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