冻融循环下水工混凝土的相对动弹性模量和质量变化规律研究

为了研究冻融循环条件下水工混凝土相对动弹性模量和质量的变化规律,基于混凝土冻融破坏机理和现实情况分析,通过预制混凝土护坡砌块和不同配合比水工混凝土试件的快速冻融试验,分析了质量损失率、相对动弹性模量和冻融循环次数的关系。结果表明:冻融试件质量损失率转为正值时为相对动弹性模量快速降低之时,此时混凝土的含水率为快速破坏含水率;冻融过程中,试件质量前期增加,后期减少,但相对动弹性模量一直降低;可以通过快速修补、防渗处理等方式延缓水工混凝土达到快速破坏含水率,实现提高抗冻性能的目的。

用于CO_(2)分离的Pebax基混合基质膜稳定性研究进展

膜技术在二氧化碳捕集和分离过程中以高效、节能、经济等优势成为当前研究的热潮。聚合物膜由于可加工性强、成本低廉等优点已被广泛商业化,但聚合物膜存在渗透性和选择性的“trade-off”效应问题,即高渗透性膜选择性反而低,反之亦然。将多孔材料加入聚合物基质中制备的混合基质膜能够实现气体渗透性和选择性的同时提升,成为气体分离膜领域的研究趋势。本文综述了聚醚嵌段聚酰胺(Pebax)为聚合物基质、多孔材料为填料所制备的混合基质膜在二氧化碳分离稳定性方面的研究进展。概述了沸石、金属有机骨架和共价有机骨架三类多孔材料在水、酸、碱和有机溶剂等存在下的化学稳定性并对其机理进行解释。重点介绍了以Pebax为基质的混合基质膜在CO_(2)分离过程中抗湿性和长期稳定性的研究现状。最后,针对膜稳定性在气体分离领域的发展,提出了多孔材料和膜在基础研究中的研究重点,指出了理论交叉实验以及多样化手段评估膜稳定性的研究方向。此外,从填料和聚合物的设计制备角度提出了改善膜稳定性的策略,旨在进一步提升Pebax混合基质膜对CO_(2)混合气体的分离稳定性。

化工设计及设计软件课程思政建设探索与实践

打破传统单一的课程模式,将工匠精神、工程伦理意识、民族自豪感和使命感等思政元素与专业知识深度结合,以课赛融合、SPOC课程、翻转课堂、产教结合、企业导师进课堂等多元化教学方式来推动课程思政的实践,在潜移默化中提升学生的价值观,实现育人和育才相统一,有效落实立德树人的根本任务。

埃洛石纳米管在膜分离领域的应用

埃洛石纳米管(halloysite nanotubes,HNTs)作为一种管状的天然矿物材料,在众多领域均有潜在应用价值。结合国内外研究现状,从HNTs的结构特点、表面特性出发,简要介绍了HNTs现有的表面改性方法(物理改性和化学改性),详细阐述了HNTs独特的中空管状结构、大空腔、表面亲水性以及荷电性对膜的物化性质(机械性能、热稳定性、亲水性、Zeta电位)和抗菌防污能力的影响,并对其作用机制进行了分析。同时还对杂化膜中HNTs的中空管状结构、亲水性等特性在气体分子、水分子等的溶解与扩散过程中所起到的重要作用进行了详细描述。此外,基于HNTs优良特性,重点关注了HNTs在膜分离领域的应用:抗菌、防污、油水分离、脱盐、染料分离、气体分离等。最后对HNTs基膜材料的未来可能的应用领域进行了展望,以期在增进对HNTs的认识及设计和制备新型HNTs基杂化膜等方面提供一定的帮助。

共价有机框架液体分离膜的研究进展

传统聚合物膜由于受到渗透通量与选择性的权衡关系的制约,严重阻碍了其在液体分离领域的进一步发展和应用。共价有机框架(covalent organic framework,COF)作为一类新兴的结晶多孔材料,在开发具有快速分子/离子传输和精准筛分领域具有很大的前景。从COF膜结构和表面理化性质出发,讨论了COF的孔径、稳定性、亲疏水性以及表面电荷对COF膜结构与性能的影响,并阐述了这些性质在膜分离过程中的重要作用,同时深入探讨了COF膜结构与功能之间的内在联系;简述了调控COF特性以优化膜性能的方法,主要包括筛选/预先设计单体合成COF膜和对COF膜进行合成后修饰的策略。此外,重点介绍了多种先进COF膜的制备策略:共混、原位生长、真空辅助过滤和界面聚合等,并且综述了COF膜在海水淡化、污水处理、有机溶剂纳滤和渗透能量转换等领域的最新研究进展。最后,从膜材料的制备与商业化需求等方面,指出了当前COF膜所面临的挑战、机遇和未来发展趋势,为新型功能性COF膜的“按需设计”提供了一定启示,并为COF膜在液体分离领域的发展和应用提供参考和借鉴。

化工过程开发人员的创新思维培养

随着社会的发展,化工过程开发人员在具备化工专业技能的基础上还要具备创新思维。因此,我国在化工过程开发人员的培训中,要注重创新思维的培养,来推动化工产业升级转型,增强化工产业在市场中的竞争力。本文首先阐述了化工过程开发人员创新思维培养的重要性,然后分析了化工过程开发人员创新思维培养的对策。

粉细砂地层群桩施工对邻近地铁既有线结构的影响研究

采用MIDAS GTS NX有限元模拟粉细砂地层群桩施工对地铁隧道结构的变形影响,并与监测实测值对比,对跨线桥粉细砂层群桩施工引起的邻近既有地铁既有线的水平位移和竖向位移规律开展了研究。在粉细砂地层中群桥桩施工是影响紧邻地铁既有线正常运营的一个重要性因素。但施工方案不当或保护措施不够,很可能导致区间隧道发生过大的不均匀变形[1]。经数值模拟及结合实测监测数据分析,各监测点的位移均较小,说明在粉细砂层地层中采用全套管全回转钻机成孔桥桩对邻近地铁既有线的扰动较小。

LNG接收站典型竖向优化设计分析

LNG接收站建设投资巨大,工艺流程复杂,为积极响应国家号召,降低项目的建设成本,提升项目效益,宜根据项目本身的特性,从合适的角度出发,节约投资。本文主要从某LNG接收站土石方重新利用的角度,计算、分析、核实接收站最合适的标高,既能满足工艺、海水取排水的需求,又能达到最佳经济效益。

市政隧道上跨既有地铁区间变形影响分析

在跨越既有地铁区间基坑施工期间,由于开挖和地层损失等因素导致地层移动和变形,进而影响临近的地铁区间结构的安全性。本文通过分析基坑工程和主体结构回筑过程对临近地铁区间的安全影响,利用Midas GTS三维有限元分析软件评估施工过程对邻近既有地铁区间产生的位移和应力变化。分析结果表明,合理的基坑设计方案能够确保对既有地铁区间结构产生的位移、变形和内力满足安全运营要求。

环境温度对地下管廊温度场与力学特性的影响

季冻区季节性温度变化对地下管廊的工程应用性能产生显著影响,为了研究季冻区环境温度对地下管廊温度场和力学特性的影响,采用ABAQUS有限元数值模拟技术分别研究了季节性环境温度作用下地下管廊温度场和土压力的变化规律。数值分析结果表明:管廊竖向截面最大冻深明显滞后于最低环境温度出现时刻;在升温与降温过程中,管廊上部及附近区域温度场先后出现“冷核区”和“热核区”等特殊现象,随着升温与降温的持续作用而逐渐消失;在降温与升温过程中,管廊顶板土压力先后出现增加与减小趋势;当季节性温度变化作用结束后,管廊顶板土压力显著大于初始状态。

基于新型光催化材料的水处理膜研究进展

光催化水处理膜在实现分离要求的同时,可利用其光催化能力对膜表面污染物进行降解并抑制细菌生长,降低膜污染,在水体净化和废水处理中展现了独特优势。文章首先简要介绍了光催化的基本机理,总结了不同新型光催化材料的结构和性能特点。然后,围绕光催化水处理膜的设计与开发,着重论述了石墨碳氮化物(g-C_(3)N_(4))、碳量子点(CQDs)、层状双氢氧化物(LDHs)、金属碳/氮化物(MXenes)、金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)基光催化水处理膜的应用及其水处理性能。最后,对光催化水处理膜存在的问题进行了深入分析,并对其未来发展进行了展望。

MOFs基丙烯/丙烷高效分离混合基质膜研究进展

丙烯是三大合成材料的基本原料之一,在国民经济中占有十分重要的地位,但其生产过程存在分离与纯化能耗较高的问题。将功能纳米填料引入聚合物基质制备的混合基质膜具有良好的渗透选择性,有望大幅降低丙烯分离与纯化所需的能耗,是膜分离领域的研究热点。本文综述了聚合物结构对丙烯/丙烷膜分离性能的影响规律,总结了混合基质膜丙烯/丙烷分离性能的重要影响因素。然后,分别从聚合物基质和MOFs填料入手,介绍了MOFs基丙烯/丙烷高效分离混合基质膜的研究现状,并从改善界面相容性、调控膜填料结构和调控膜基质结构三个方面,详细讨论了混合基质膜分离性能的优化方法。最后,针对混合基质膜丙烯/丙烷分离过程中存在的问题,对丙烯、丙烷分子在混合基质膜中传递机制进行了深入的分析,并对丙烯/丙烷分离混合基质膜的设计制备和应用研究进行了展望。

新工科建设背景下国际研究生高质高效培养模式探索

国际研究生培养进入提质增效的发展阶段,结合郑州大学化工学院国际研究生的培养现状及存在问题分析,探索建立健全高质高效的研究生培养模式,强化国际研究生培养的全过程管理,助力新工科建设。

基于相似度的三参数区间灰数决策方法

为了解决复杂决策环境中的多属性群决策问题,考虑问题的灰数特质及决策者的心理因素,提出了基于相似度的三参数区间灰数决策方法。首先,从区间长度和重心的角度出发,提出了相似度计算公式。其次,考虑决策者与环境的关系,建立基于相似度的决策者心理认知场,引入数据势理论,求得决策者权重;结合距离公式和熵权法求得属性权重;最后,构建了基于前景理论、相似度和逼近理想解排序法相结合的方案决策模型。采用算例证明了模型具有优化方案之间的差异度的效果,并验证了可操作性及合理性。

机器学习预测筛选MOF气体分离膜的研究进展

金属有机框架(MOFs)气体分离膜因其优异的分离性能在碳捕集、能源气体分离等领域得到广泛关注。尽管采用高通量分子模拟计算可以实现高性能MOF膜的筛选,但随着MOFs数量的激增,逐一计算MOF膜的气体分离性能需要消耗大量的计算资源,而基于机器学习方法可以快速进行MOF膜的性能预测与筛选,进而加速高性能MOF膜的设计制备流程.本综述系统介绍了机器学习预测筛选MOF膜的方法与流程,总结了当前的研究进展,分析了机器学习预测筛选MOF膜未来的方向与挑战.

基于区域对比度的图像清晰度评价算法

高效、准确的图像清晰度评价是实现自动调焦的关键。在分析了现有图像清晰度评价方法优缺点的基础上,提出了一种基于图像区域对比度的清晰度评价新方法,建立和分析了评价函数的数学模型,并对航空摄像机采集的系列图像进行实验和仿真。与其他算法比较的结果表明:该方法具有精确度高、对比度明显等优点,能够应用于实际的图像清晰度评价和自动对焦中,克服了单纯依靠计算灰度差带来的不足,具有较高的实用性和可靠性。

后疫情时代创新型本科生海外科研训练工作与思考

随着国家和区域经济社会发展,对人才培养、技术研发的国际化水平提出了更高要求。以一流学科建设为引领世界一流大学建设的发展战略路径,满足培养国际化创新型人才的需求,充分利用海外合作高校在教学、科研、培训和设备等方面的优势,开展化工类及相关领域的科研和培训方面的合作十分必要。

硬化砂浆中水泥含量试验制样方法探讨

为探索处理硬化砂浆试样的方法,使水泥含量测定结果更接近真实值,首先成型不同粉煤灰掺量的砂浆试样,在砂浆试样标准养护到一定龄期后,基于硬化胶凝材料中结合水的损失过程,利用Ca O测定法研究不同的试样处理方法对硬化砂浆中水泥含量测定结果的影响,得到处理硬化砂浆试样的方法:即无水乙醇终止水化后,60℃鼓风烘干,然后以10℃/min的速度由室温升到(520±10)℃,保持1 h,并且通过实验证明结合水含量是影响硬化砂浆中水泥含量测定结果的关键因素之一。采用该方法处理后,不同龄期相同胶凝材料含量和同一龄期不同粉煤灰掺量硬化砂浆中水泥含量测定结果的相对误差都在±5%以内。

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/水滑石纳米复合高吸水性树脂的制备及表征

首先用尿素法合成了水滑石(HT),然后用甲基丙烯磺酸钠(SMAS)对水滑石进行插层,得到了插层的水滑石(SMAS-HT),最后通过反相悬浮聚合制备了一种新型的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/水滑石纳米复合高吸水性树脂,其中N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等手段表征其结构和形貌。考察了SMAS-HT的含量对其吸水(盐)性能的影响。结果表明,插入SMAS的水滑石片层在聚合后发生了剥离,添加少量的SMAS-HT可以明显提高树脂的吸水(盐)性能,当SMAS-HT含量为3.0%(质量)时,树脂的吸(盐)水性能达到最大。

膜技术去除密闭空间中CO_2的研究进展

综述了近年来膜技术在去除密闭空间中CO2的应用,分别介绍了支撑液膜技术、膜基气体吸收技术、凝胶膜技术及新型促进传递复合膜用于去除密闭空间中CO2的研究现状及优缺点。针对目前膜技术用于去除密闭空间中CO2中的不足,提出了今后研究工作的发展方向。