新时代教育改革背景下“工程热力学”课程思政设计与实践

课程思政在高等院校的教学环节中扮演着重要角色,其重要性不仅体现在公共基础类课程中,而且应在专业课程的实施中得到体现。“工程热力学”是能源动力类专业的必修基础课程,也是专业课程思政教学建设的重要落脚点。为了切实在专业课程中实施对学生的思想政治教育,本文以“工程热力学”课程的应用及内容作为切入点,分析了本课程开展思政教育的必要性,梳理了如何将可持续发展观、中国特色社会主义“四个自信”、科学思辨精神、社会主义核心价值观、“大国工匠”精神、家国情怀以及不畏难的攻坚精神等思政元素有机地嵌入到相应章节的讲授中,使思政教育融入专业知识,实现“教书育人”的目标。

LiF/GAP协同作用改善硼粉的燃烧性能

以氟化锂/缩水甘油叠氮化物聚合物(LiF/GAP)为界面层对微米硼进行改性,研究LiF/GAP协同作用对硼粉热行为、燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响。结果表明,通过硅烷偶联剂处理后,硼粉表面黏结性得以提高,LiF能够较好地包覆在硼粉表面;GAP在400℃之前抑制了LiF与硼表面氧化膜的反应,使LiF的除膜效应延后至硼粉氧化增重阶段,从而将更多的活性硼暴露在空气中发生氧化,促进了硼粉的燃烧;LiF和GAP协同作用显著改善了硼粉的燃烧性能,尤其当LiF和GAP质量分数均为10%时,作用效果最为明显。此外,LiF和GAP协同作用有效抑制了燃烧过程中硼粉团聚,使其凝聚相燃烧产物粒径降低。

Co改性Fe_2O_3/AC催化剂低温SCR脱硝性能

以活性炭(AC)为载体,铁、钴为活性组分,采用等体积浸渍法制备Fe_2O_3/AC催化剂和Co-Fe_2O_3/AC催化剂。探讨了铁含量和钴对催化剂低温脱硝性能的影响。结果表明,当铁负载量为10%时能够取得比其它负载量较佳的NO转化效率;由于铁的存在,钴添加后能够均匀分散在催化剂表面,提供了更多的催化活性位,从而改善了Fe_2O_3/AC催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性。当Co/Fe质量比为0.7时,催化剂表现出较佳的脱硝效果。

层状双金属氢氧化物的原位改性及其吸附性能

为了改善层状双金属氢氧化物(LDHs)材料对水体中碘离子的吸附性能,通过共沉淀法制备铜基LDH材料,利用燉烧及燉烧后还原分别制得层状双金属氧化物(CLDH)和Cu-Cu2O-CLDH材料,并探究这3种LDHs材料对水体中I^-的吸附性能。扫描电镜观察到Cu-Cu2O-CLDH的表面上长出了小颗粒,X射线衍射结果证明这些小颗粒为Cu及Cu2O,比表面积测试结果表明Cu-Cu2O-CLDH的比表面积达到了316.76m^2/g,远远大于LDH及CLDH材料。吸附实验结果显示:LDH和CLDH对I^-的饱和吸附容量分别为23.8,84.8mg/g,而改性后的Cu-Cu2O-CLDH对I^-的饱和吸附容量提升到了134.5mg/g。根据I^-的吸附实验结果及吸附后的样品表征,发现Cu、Cu2O能够与I^-反应生成CuI,加上与CLDH的协同作用,使得材料对I^-的吸附效率进一步提高。

银负载改性焙烧态水滑石及其碘离子吸附性能

为改善水滑石(LDH)对水体中碘离子(I-)的吸附性能,采用共沉淀法制备铜基LDH材料,利用浸渍法使Ag2O负载在材料中,随后对其煅烧制得Ag负载的焙烧态水滑石材料(Ag-CLDH);利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等手段对材料进行表征,同时探讨在不同pH值和干扰离子条件下Ag-CLDH对I-吸附容量的影响。结果表明:Ag的负载并未破坏材料本身的层状结构,说明成功制得Ag-CLDH材料;在中性溶液中吸附容量可以达到166.47 g/kg;Ag-CLDH在不同环境下对I-都保持良好的去除效率,吸附后铜和银能够分别捕获溶液中的I-生成AgI和CuI。

纳米Fe掺杂MIL-101(Cr)及其吸附放射性碘研究

目的改进并提高MIL-101(Cr)吸附气态碘单质的性能,以期用于核事故放射性碘富集吸收。方法通过水热法制备MIL-101(Cr)材料,并利用纳米Fe掺杂改性,运用SEM、XRD等对掺杂前后的材料进行表征。将材料在75℃条件下对气态碘单质进行吸附,并比较不同Fe掺杂量下材料对气态碘吸附性能的差异。结果纳米Fe成功掺杂于基体材料MIL-101中,并对基体材料晶体结构无破坏作用。吸附性能研究表明,掺杂纳米Fe质量分数为1%的Fe@MIL-101吸附性能最优,对气态碘的饱和吸附量可达3.42g(I2)/g(MIL-101)。结论纳米Fe掺杂改性的MIL-101材料在高温条件下对气态碘单质具有良好的吸附效果,有望应用于核反应堆事故中对放射性碘的富集或捕集。

微波法制备Cu_(2)O@ZIF-8及其对废水中U(Ⅵ)吸附性能

为提高氧化亚铜对废水中铀酰离子U(Ⅵ)的吸附性能,采用微波法将沸石咪唑锌(ZIF-8)附着在正八面体氧化亚铜(Cu_(2)O)基底材料上,获得氧化亚铜复合沸石咪唑锌(Cu_(2)O@ZIF-8)改性吸附剂,采用扫描电镜和X射线衍射图谱对改性材料进行表征,并依据U(Ⅵ)吸附实验前后的样品表征结果进行吸附机理分析。结果表明:运用微波法制备的Cu_(2)O@ZIF-8粒径约为3μm,形貌规整均匀,ZIF-8均匀地附着在正八面体Cu_(2)O上面;吸附U(Ⅵ)后的U-Cu_(2)O@ZIF-8为粒径约为200~800 nm的球形团聚颗粒;Cu_(2)O@ZIF-8吸附容量可达到115.5 mg/g,吸附速度较快,能在10 h内达到吸附饱和;环境中的金属干扰离子基本不影响Cu_(2)O@ZIF-8的吸附U(Ⅵ)性能;Cu_(2)O@ZIF-8对U(Ⅵ)的吸附过程包含物理吸附和化学吸附;溶液中U(Ⅵ)被ZIF-8吸附到表面后再转移到Cu_(2)O内核,并与Cu_(2)O发生还原反应生成U(Ⅳ),实现了对U(Ⅵ)的还原性去除。

以ZIF-8为模板的Cu-Zn@C制备与吸附性能

为了提高材料对水体中放射性碘离子的吸附性能,以双金属Cu-Zn ZIFs为前驱体,煅烧制备金属铜掺杂多孔碳(Cu-Zn@C)复合材料,利用SEM、XRD等方法对材料进行表征。结果表明:Cu的引入不会破坏ZIF-8的结构,经高温碳化后,材料的形貌无明显变化;Cu的引入有利于提高多孔碳材料对碘离子的吸附性能;酸性条件有利于Cu-Zn@C对碘离子的吸附,在pH=3时,吸附容量达到230 mg/g;在大量干扰离子存在时Cu-Zn@C仍能对碘离子具有较高的吸附容量。

热解Cu-BTC衍生制备Ag@CuO复合材料

为了改变铜基金属有机骨架Cu-BTC的功能活性,提高吸附碘离子的能力,对其进行可控热解,制备出具有合适孔道和疏水性能的MOF衍生材料Cu-Cu_(2)O,随后浸渍负载纳米Ag,并进一步热解,制备Ag@CuO复合材料,同时进行吸附实验。结果表明:在温度为343℃的氮气条件下,热解Cu-BTC制备的Cu-Cu_(2)O衍生材料,最大吸附量为95.8 mg/g;在引入纳米Ag后,质量分数为10%的Ag@CuO复合材料最大吸附量达到205.0 mg/g;Cu-Cu_(2)O在120 min时接近于吸附平衡,Ag@CuO在15 min能达到平衡吸附量的50%,在90 min时接近于吸附平衡。通过可控热处理和引入纳米Ag,在Ag、Cu双活性位点和碘离子作用下,Ag@CuO复合材料对碘离子的去除速率增加25.0%,去除效率提高114.0%。

ZIF-8@LDO多孔复合材料的合成及表征

为了提高材料对亚甲基蓝的光催化性能,通过原位生长对不同锌铝物质的量比的Zn-Al层状双氧化物(LDO)进行修饰,合成ZIF-8@LDO复合材料;采用X射线衍射、扫描电子显微镜等方法对复合材料进行详细的表征。结果表明:相较于未修饰的LDO材料,所制备的复合材料对亚甲基蓝具有较好的吸附性能和光催化降解活性。通过改变ZIF-8@LDO合成过程中锌铝物质的量的比,发现其值为2时,ZIF-8@LDO-2复合材料在150 min内,对亚甲基蓝的去除率超过99.3%;在pH为4~6范围内效果最佳,重复使用4次后,仍能保持86.1%的降解率。

基于Cu-BTC骨架的Cu_(2)O-CuO复合材料的制备及吸其附性能

为了提高材料对放射性碘的吸附性能,在制备立方体和十二面体铜基均苯三甲酸(Cu-BTC)材料的基础上,通过调节煅烧气氛环境,获得更为疏松多孔的氧化亚铜-氧化铜(Cu_(2)O-CuO)复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等手段对材料进行表征,发现所得材料分别为立方体和十二面体的Cu_(2)O-CuO,并依旧保留大部分Cu-BTC结构骨架。对碘离子的吸附实验结果显示,立方体和十二面体的Cu_(2)O-CuO饱和吸附容量分别能够达到49.72、91.91 mg/g。热力学和动力学吸附研究结果表明,2种形貌的Cu_(2)O-CuO均属于以化学吸附为主,符合Langmuir吸附模型的单分子层吸附。制备的Cu_(2)O-CuO能够在吸附时与碘离子生成CuI。吸附剂在弱酸条件吸附性能更强,干扰离子中,弱酸根离子会阻碍材料对碘离子的吸附,而强酸根离子则能一定程度上促进吸附,提升吸附剂吸附性能。

PP-g-AO织物制备及其铀酰离子吸附性能

为了有效处理含铀废水以防止其污染环境,通过对聚丙烯织物进行预辐射接枝引入环氧基团,待1,3-丙二胺开环后,再通过氮杂迈克尔加成和胺肟化制备了PP-g-AO织物;利用扫描电镜、红外光谱和热重分析对PP-g-AO织物进行了表征,研究了pH值、铀酰离子平衡浓度、反应时间和反应温度对PP-g-AO织物的吸附性能的影响,并进行了等温吸附模型、动力学和热力学分析。结果表明:PP-g-AO织物的吸附容量随铀酰离子平衡浓度的增大而增大;在pH为6时,吸附容量达到峰值;当反应时间为4 h时,吸附容量接近饱和;PP-g-AO织物吸附铀酰离子过程更符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;吸附过程较符合准二级动力学模型,是由材料表面活性位点数目和结构共同决定的;吸附过程为自发的吸热过程,提高温度有利于吸附铀酰离子。

碳氮结构空心管材料及其对钍离子的吸附性能研究

目的合成碳氮结构空心管材料,用于稀土矿山开采中放射性钍离子的吸附去除,方法通过三聚氰胺和三聚氰酸超分子自组装,经水热碳化及高温热解,制备碳氮结构空心管材料。采用SEM、XRD等对材料进行表征。在不同热解温度和pH值下进行钍离子吸附实验,比较不同钍离子的初始浓度和吸附时间下吸附容量的差异。结果600℃时,材料形貌为均匀的中空管状结构;pH=3.5,热解温度为800℃时,材料最大吸附容量达到133.87 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型且遵从准二级动力学规律。结论碳氮结构空心管材料对钍离子具有良好的吸附效果,有望用于稀土开采过程中产生的放射性废钍离子的去除。

人工智能对深度融合高校党建与能源动力专业建设的作用

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,必须持续完善高校党建工作,把控好党对高校能源动力专业建设的领导权,为保障国家能源战略地顺利实施而培养人才。因此,全文基于党建工作必须服务于专业建设,而专业建设必须坚持党的路线方针,才有利于缓解“两张皮”问题的思路,阐述借助人工智能技术构建“互联网+”等高校智慧平台的重要性。并且,还探索党建工作科技化与智慧新能源专业建设的深度融合路径与改善方法,有助于将来不断创新基层党支部工作和能源动力专业建设的融合与发展。

基于新工科背景的“学科竞赛”&“科研训练”双驱模式下学生工程实践能力和创新创业能力的培养

随着《中国制造2025》、“互联网+”等战略的实施,社会对高校培养工程技术人才的实践能力和创新能力提出了更高的要求。该文从分析我国高等工程教育现状出发,针对目前存在的问题进行了思考,提出以“学科竞赛”“科研训练”这两种训练模式锻炼学生的工程实践能力和创新创业能力,以及这种模式顺利开展的保障条件和关键因素,形成“双驱炼双能”的实践模式。