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工业固废改良膨胀土研究进展
1
作者 宋慧平 孙春雨 +3 位作者 冯政君 李文军 申午艳 陈璋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第27期11451-11464,共14页
膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的不良工程性质,反复胀缩变形使膨胀土体易发生路基变形、边坡失稳和滑坡崩塌等地质灾害。当前工业固废的生成量持续攀升,且其堆积规模呈现显著增长态势,是制约经济、社会、环境的重要问题。根据近年来中... 膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的不良工程性质,反复胀缩变形使膨胀土体易发生路基变形、边坡失稳和滑坡崩塌等地质灾害。当前工业固废的生成量持续攀升,且其堆积规模呈现显著增长态势,是制约经济、社会、环境的重要问题。根据近年来中外学者围绕工业固废改良膨胀土工程特性取得的研究成果,总结了膨胀土胀缩及改良机理,介绍了能有效改良膨胀土工程特性的多种工业固废,并按照产生方式将其分为煤电类、化工类、冶金类、矿业类及其他工业类,分别对其性质、改良机理、改良效果和应用现状展开详细阐述。在改良膨胀土施工技术和方法上,文章着重介绍了膨胀土路基和边坡处置方法。最后,对未来研究重点和方向进行展望。 展开更多
关键词 工业固废 膨胀土 化学改良 改良机理 胀缩机理
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杂质离子对冷析结晶硫酸镁形貌影响的规律研究
2
作者 杨敏航 徐楷 +2 位作者 成怀刚 程文婷 宋慧平 《无机盐工业》 北大核心 2025年第4期22-30,共9页
冷析结晶是生产结晶硫酸镁的常用方法之一,但得到的硫酸镁晶体往往形貌不规则且表面粗糙,限制了硫酸镁晶体在涂层、复合材料等领域的应用。针对原料卤水中常见离子Li^(+)、K^(+)、Ca^(2+)对结晶硫酸镁微观形貌的影响开展研究,以更好地... 冷析结晶是生产结晶硫酸镁的常用方法之一,但得到的硫酸镁晶体往往形貌不规则且表面粗糙,限制了硫酸镁晶体在涂层、复合材料等领域的应用。针对原料卤水中常见离子Li^(+)、K^(+)、Ca^(2+)对结晶硫酸镁微观形貌的影响开展研究,以更好地满足后续应用的需要。根据冷析法提取高纯硫酸镁水合物工艺,在MgSO_(4)-NaCl共饱和溶液的静置结晶中,对介稳态溶液及结晶产物进行表征。结果表明,降温过程中NaCl会附着在结晶表面影响晶体形貌。杂质离子会提高溶剂共享型离子对(Mg^(2+)-H_(2)O-SO_(4)^(2-))的比例,使其更有利于MgSO_(4)·6H_(2)O的生长和析出;不改变降温结晶产物组成的同时,杂质离子会促使晶体表面Na含量降低,优化晶体形貌;当K_(2)SO_(4)浓度为300 mmol/L时,产品中Na质量分数可从0.57%降低至0.03%,得到规整的结晶产物。推测杂质离子会与Na^(+)竞争位于晶体表面的结晶位点,阻止钠盐成核,并采用分子动力学模拟验证了上述推测。因此,溶液中少量杂质离子的存在有助于获得表面光滑、性质稳定的硫酸镁晶体。 展开更多
关键词 硫酸镁 冷析结晶 微观形貌 杂质离子
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粉煤灰基注浆材料的研究进展 被引量：4
3
作者 魏芳 宋慧平 +3 位作者 周建军 段德丹 刘倩 成怀刚 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期673-676,共4页
综述了粉煤灰基注浆材料的研究现状,并对粉煤灰基注浆材料的工程应用进行了总结。针对提高注浆材料中粉煤灰的利用率,进行了粉煤灰活化方式的评估,对改善粉煤灰基注浆材料各项性能的方法进行了论证和建议,以期为固体废弃物的规模化应用... 综述了粉煤灰基注浆材料的研究现状,并对粉煤灰基注浆材料的工程应用进行了总结。针对提高注浆材料中粉煤灰的利用率,进行了粉煤灰活化方式的评估,对改善粉煤灰基注浆材料各项性能的方法进行了论证和建议,以期为固体废弃物的规模化应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 粉煤灰 注浆材料 激发活化 凝结时间 流动性 力学性能
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超临界350 MW循环流化床锅炉宽负荷NO_(x)排放特性及控制技术 被引量：2
4
作者 杨敬池 王菁 +2 位作者 王鹏程 王飞 杨凤玲 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期78-85,共8页
“双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一... “双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一行业共性难题,以某超临界350 MW循环流化床锅炉为研究对象,分析深度调峰条件下锅炉机组运行数据,综合床温、煤种特性、固硫剂添加等多方面因素对NO_(x)质量浓度的影响,探究变负荷及中低负荷工况下NO_(x)排放特性及影响机制。研究发现床温的变化与负荷呈正相关,温度降低时挥发分氮的氧化作用明显削弱,减少了NO_(x)的生成;但随着锅炉负荷连续降低,为保持流化状态,密相区过量空气系数增加,导致NO_(x)质量浓度相对中高负荷时更高;同时燃用硫分更高的煤种时,炉内脱硫所需的石灰石量增加,对NO_(x)的催生作用越明显。为控制NO_(x)超低排放,采用分区低氮燃烧技术和上二次风SNCR脱硝技术来进行调节。分区低氮燃烧精细化合理化控制给煤量、布风量分布,合理匹配燃料与空气量使得NO_(x)得到精细化控制;而上二次风SNCR改造技术则在更合适位置喷入还原剂,使得脱硝反应处在较合理的温度区间内,从而提高脱硝效率。结果表明这2种技术可以有效控制低负荷工况下的NO_(x)排放,为火力发电机组在新能源频繁波动的背景下保持稳定运行提供了可行的技术路径,对实现更低的排放水平、保障电网稳定运行具有重要意义。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 宽负荷运行 石灰石对NO_(x)影响 分区低氮控制 二次风SNCR
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生物质基碳材料的制备及其在超级电容器中的研究进展
5
作者 李鑫蕊 张金才 +1 位作者 宋慧平 程芳琴 《功能材料》 CAS 2024年第3期3051-3063,共13页
生物质基碳材料具有可再生性和灵活的微观结构可调性,作为高效、廉价的超级电容器电极材料受到越来越多的关注,但原生生物质衍生炭存在有低孔隙率、低比表面积和比电容不足等缺点。电极材料的比表面积、孔隙结构和导电性等都会影响超级... 生物质基碳材料具有可再生性和灵活的微观结构可调性,作为高效、廉价的超级电容器电极材料受到越来越多的关注,但原生生物质衍生炭存在有低孔隙率、低比表面积和比电容不足等缺点。电极材料的比表面积、孔隙结构和导电性等都会影响超级电容器的储能性能,故如何制造具有高比电容、快速充放电且兼具一定柔性的电极材料成为了目前的研究重点。综述了超级电容器的类别、储能机理以及生物质基碳材料的制备方法和研究现状,分析了高质量负载电极的关键性能评价参数,并对其电化学性能影响因素进行了系统讨论,未来的发展趋势是将不同种类的储能器械集成复合型能源存储器械,以满足各领域需求。复合型的能源存储器械,大大提高了超级电容器的综合性能,因此研发高效、稳定的电能存储技术对于缓解能源短缺、减少环境污染和推动可持续发展具有重要的意义。 展开更多
关键词 生物质 碳材料 制备方法 超级电容器 电化学性能
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多种晶型纳米碳酸钙制备及生长机理的研究进展
6
作者 李裕兴 张金才 程芳琴 《无机盐工业》 CAS 2024年第5期1-10,共10页
纳米碳酸钙作为一种通用材料,具有广泛的应用前景和市场需求,近年来备受关注。然而,由于纳米碳酸钙晶型的多样性,导致其在不同领域具备不同的应用潜力。因此,对不同晶型纳米碳酸钙的制备方法、生长影响因素及形成机制进行了深入研究,并... 纳米碳酸钙作为一种通用材料,具有广泛的应用前景和市场需求,近年来备受关注。然而,由于纳米碳酸钙晶型的多样性,导致其在不同领域具备不同的应用潜力。因此,对不同晶型纳米碳酸钙的制备方法、生长影响因素及形成机制进行了深入研究,并且有目标地制备特定晶型产品已成为当前研究的焦点。首先概述了纳米碳酸钙结构,并总结了两种常见制备方法的优缺点和机理;其次重点阐述了晶型控制剂和制备工艺对纳米碳酸钙晶型调控方面的研究进展,并介绍了两种反应器能够增强溶液间微观混合效果,从而大幅提高整体反应效率;最后综述了纳米碳酸钙结晶过程同时受晶体成核和晶体生长共同控制。通过研究这两个结晶过程可以更好地理解内在机理,最终实现晶型和形貌的精确调控。 展开更多
关键词 纳米碳酸钙 晶型调控 形成机理 晶型控制剂
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煤矸石基多孔基质对土壤溶质运移的影响 被引量：1
7
作者 柴春镜 冯政君 +3 位作者 吴海滨 史晓凯 张俊杰 宋慧平 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期107-116,共10页
针对矿区存在的养分贫瘠、干旱缺水、表土缺乏等问题,提出了利用煤矸石制备多孔基质,并选择其作为矿区表土重构材料进行生态修复的思路,以及从溶质运移的角度评估其可行性。通过垂直土柱易混置换试验,研究了煤矸石基多孔基质对土壤中Cl^... 针对矿区存在的养分贫瘠、干旱缺水、表土缺乏等问题,提出了利用煤矸石制备多孔基质,并选择其作为矿区表土重构材料进行生态修复的思路,以及从溶质运移的角度评估其可行性。通过垂直土柱易混置换试验,研究了煤矸石基多孔基质对土壤中Cl^(−)和Na^(+)运移特征的影响,揭示了多孔基质对土壤孔隙分布、饱和土壤溶质运移的影响规律。结果表明,当多孔基质掺量为10%~30%(体积分数)时,会缩短Cl^(−)和Na^(+)的穿透时间,这是由于少量掺杂的多孔基质与土壤颗粒相互填充,小孔隙数量增加,形成了更为复杂的运移路径及多孔基质对Na^(+)具有较强的吸附性,会延长Cl^(−)和Na^(+)的穿透时间;随着多孔基质添加量的继续增加(>30%),由于多孔基质容重较小,导致饱和导水率增加,反而会逐渐缩短Cl^(−)和Na^(+)的穿透时间。添加30%多孔基质时,出流液中的Cl^(−)和Na^(+)浓度分别降低了1.65%~46.30%和10.12%~32.88%,Cl^(−)和Na^(+)运移方式以对流为主。土壤孔隙分布和土壤对溶质的吸附性是影响溶质运移的主要因素。煤矸石基多孔基质和黄土以体积比为3∶7混合的复配模式,可以有效减少溶质运移。 展开更多
关键词 多孔基质 溶质运移 穿透曲线 CDE模型 煤矸石
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生态毯不同上层承载材料对土壤水分及植物生长的影响
8
作者 赵仲鹤 涂盼盼 +3 位作者 陈欢 邹炎 宋慧平 冯政君 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期129-135,共7页
生态毯是一种使用便捷的边坡修复材料,但因承载材料的限制,实际应用中植被恢复效果差。为提高生态毯的性能,比较纤维纸、薄无纺布、厚无纺布、针织布4种不同上层承载材料对边坡植物生长状况、水分入渗率以及土壤含水率等指标的作用差异... 生态毯是一种使用便捷的边坡修复材料,但因承载材料的限制,实际应用中植被恢复效果差。为提高生态毯的性能,比较纤维纸、薄无纺布、厚无纺布、针织布4种不同上层承载材料对边坡植物生长状况、水分入渗率以及土壤含水率等指标的作用差异。结果表明:种植30 d后,植物生长指标表现为针织布组>薄无纺布组>纤维纸组>厚无纺布组;坡面水分入渗量表现为针织布组(0.52 L)>纤维纸组(0.47 L)>薄无纺布(0.44 L)>厚无纺布(0.41 L);24 h内土壤含水率降低率表现为厚无纺布组(12.7%)<薄无纺布组(16.2%)<针织布组(17.2%)<纤维纸组(28.4%)。针织布在水分入渗、减少蒸发方面表现良好,也不会阻碍植物出苗,植被恢复情况最佳,是一种较为理想的上层承载材料,可以替代传统的无纺布,改善生态毯的性能。 展开更多
关键词 生态毯 承载材料 植被恢复 土壤水分状况
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粉煤灰负载光催化材料的研究进展
9
作者 张世蕊 范朕连 +4 位作者 宋慧平 张丽娜 高宏宇 程淑艳 程芳琴 《化工进展》 EI CAS 2024年第7期4043-4058,共16页
粉煤灰是煤炭燃烧最主要的固体废弃物,大量的堆积对人类身体健康及环境均造成了严重的威胁。基于粉煤灰的多孔结构和吸附性能,将其与纳米光催化材料复合可以达到分散和稳定光催化剂的效果,显著提高光催化活性,同时实现吸附与光催化的协... 粉煤灰是煤炭燃烧最主要的固体废弃物,大量的堆积对人类身体健康及环境均造成了严重的威胁。基于粉煤灰的多孔结构和吸附性能,将其与纳米光催化材料复合可以达到分散和稳定光催化剂的效果,显著提高光催化活性,同时实现吸附与光催化的协同作用。本文主要围绕半导体光催化材料易团聚的问题,对近几年来国内外粉煤灰负载光催化材料的制备方法及应用进行了简要概述。首先,分析了粉煤灰的性质及改性方法,重点介绍了溶胶-凝胶法、水热法、液相沉淀法三种制备粉煤灰光催化复合材料的方法,并对比分析三种方法的优缺点,从水中污染物的降解,NO_(x)、VOCs气体污染物的降解以及自清洁性能,CO_(2)还原性能等几方面的应用,分析了材料的性能和粉煤灰复合光催化剂的积极影响,表明粉煤灰主要作为吸附剂与载体参与其中。但是粉煤灰作为载体,其活性位点少,改性技术不够成熟,且研究还处于实验阶段,未能进行工程化生产,因此还需要不断完善粉煤灰改性技术,同时进一步研究附加粉煤灰负载光催化材料的功能性建筑材料,提高其实用性。 展开更多
关键词 粉煤灰 吸附 光催化 载体 复合材料 降解
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