磷酸活化法制备棉秆基活性炭实验优化及其孔隙结构表征

本文首先将棉花秸秆热解制得生物炭,而后以磷酸为活化剂对所制备的生物炭进行活化得到棉秆基活性炭,采用正交实验方法研究了活化剂与生物炭比例、浸渍时间、活化温度和活化时间对棉秆基活性炭的持水能力的影响,采用极差分析方法对实验条件进行优化,并对所制备的样品进行了比表面积、SEM等性能测定。结果表明:最优化实验方案为磷酸与生物炭质量比为2∶1,浸渍时间12 h,活化温度450℃,活化时间30 min,该条件下所制备的棉秆基活性炭持水能力为5.11 g/g,平均孔径为3.58 nm,最可几孔径为1.81 nm。

基于多光谱图像角度融合测定库尔勒香梨理化指标

基于多光谱图像角度融合,提出了一种库尔勒香梨快速无损检测的方法。以库尔勒香梨为研究对象,应用多光谱成像采集系统,以10°为间隔,获取了相对方位角为10°~90°内的多光谱图像。使用ENVI5.1软件进行多光谱图像角度融合并提取感兴趣区域(ROI),获得多光谱数据。对光谱反射率、波段和相对方位角进行了皮尔逊相关性分析,发现波段和相对方位角都对光谱反射率呈极显著相关性,且相对方位角相关系数为0.1大于波段相关系数0.053,有必要在建模过程中加入相对方位角因素。采用标准正态变量变换(SNV)、均值中心化变换(MC)、卷积平滑处理(S_G)和归一化处理(Nor)等预处理方法,选用偏最小二乘回归(PLSR)建立全波段检测模型,通过校正集相关系数(R_(c))、预测集相关系数(R_(p))、校正集均方根误差(RMSEC)和预测集均方根误差(RMSEP)对模型的效果进行评价,对比探究特征角度下和角度融合下库尔勒香梨关键指标的模型检测效果。结果表明:采用角度融合处理后,所建立的PLSR和SVM模型预测效果都有显著提升。预测库尔勒香梨含水率最优模型为采用角度融合的偏最小二乘回归模型(AF-PLSR),其R_(c)为0.936, RMSEC为0.298,R_(p)为0.901, RMSEP为0.285;预测库尔勒香梨硬度和糖度的最优模型为以角度融合的支持向量机模型(AF-SVM),R_(c)分别为0.894、 0.905, RMSEC为0.527、 0.376;R_(p)为0.830、 0.901, RMSEP为0.532、 0.379。角度融合将不同角度下的光谱数据结合在一起,获得了比单一角度更加丰富的信息,得到了更加完善的光谱。所建立的检测模型精度更高。结果证明:基于多光谱图像角度融合技术预测库尔勒香梨的含水率、硬度和糖度是可行的。为提高多光谱无损检测精度和高光谱无损检测精度提供了一种新的思路。

基于透、反射高光谱技术信息融合的库尔勒香梨轻微损伤检测

采用高光谱成像技术采集轻微损伤库尔勒香梨反射、透射高光谱图像,并提取感兴趣区域平均光谱。对光谱进行预处理后,采用多种方法选择特征波长,并建立光谱None-SIMCA识别模型。结果表明,CARS-SPA法使反射、透射光谱特征波长个数分别降为9个和2个,模型总体识别率分别达到100.00%和76.47%。为了进一步提高模型性能,分别采用透射和反射光谱的数据层融合、特征层融合进行信息融合建模。结果表明,2种方法所建SPA-None-SIMCA模型总体识别率均达100.00%,但透射和反射光谱的数据层融合方法所选特征波长个数仅3个,提高了模型运行速度。该方法为库尔勒香梨快速在线检测提供了理论支持。

生物炭粒径对猪粪好氧堆肥中养分影响

为了探究生物炭的不同粒径对猪粪好氧堆肥中堆体养分变化的影响,以猪粪和稻草秸秆为堆肥原料,分别添加0.15(F1)、4.00(F2)、20.00(F3)mm粒径的生物炭进行好氧堆肥(未添加生物炭为处理F4),测定了堆肥过程中不同粒径生物炭堆体理化性质、养分形态及含量,并结合扫描电镜和傅里叶红外光谱分析其机理。结果表明:F1、F2和F3比F4提前进入高温期,F1处理组比F2和F3处理组提前2 d进入高温期,比F4处理组提前3 d进入高温期,其中F2处理组高温停留天数最久;F1、F2和F3处理组与F4处理组相比堆体pH含量增加;F1、F2和F3可降低堆肥盐渍化风险,F3处理组降低堆肥盐渍化效果最好;堆肥过程中F1、F2、F3和F4含水率分别下降了58.57%、52.23%、66.18%、60.90%,有机质含量分别减少了45.33%、42.46%、42.97%、46.67%,F1、F2和F3可有效减少NH3的挥发;在堆肥结束时F1、F2、F3和F4比初始全氮提高46.08%、41.21%、35.70%、26.28%,硝态氮含量提高6.45%、9.37%、6.25%、3.22%,全钾含量提高33.21%、33.05%、33.67%、25.83%,全磷含量提高60.82%、66.62%、102.6%、57.51%。综合分析,0.15 mm生物炭与猪粪堆肥可有效提高堆体氮素含量,因此,0.15mm的生物炭可作为提高堆肥氮素的优质粒径。

WO_3-ZnO复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备WO3-ZnO复合膜,并用其对亚甲基蓝进行光降解,研究了复合膜的焙烧时间、光源、pH、溶液初始浓度及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明,在35 mL pH 12.47、浓度为5 mg/L的亚甲基蓝溶液中放置焙烧2.0 h的WO3-ZnO复合膜,紫外光光照60 min后亚甲基蓝的降解率可达98.1%。

WO_3-ZnO复合膜对罗丹明B溶液的降解

以WO3-ZnO复合膜为催化剂,研究WO3-ZnO复合膜的焙烧时间、溶液pH值、光源、溶液初始浓度及光照时间对罗丹明B溶液降解效果的影响。结果表明,WO3-ZnO复合膜的光催化活性大于单一ZnO的光催化活性;WO3-ZnO复合膜降解罗丹明B的最佳参数是:以在300℃焙烧2 h的WO3-ZnO复合膜为催化剂,溶液pH值为1.26,初始浓度为5 mg/L时,紫外光照射40 min后,罗丹明B的降解率达到99.3%。

氯化锌活化法制备棉秆基活性炭及结构表征

以新疆棉花秸秆为原料,以氯化锌为活化剂制备棉秆基活性炭.采用正交试验方法研究了氯化锌与生物炭的质量比、浸渍时间、活化温度和活化时间对活性炭持水能力的影响.以持水能力为参考指标,极差分析结果表明,制备棉秆基活性炭的最佳工艺条件为:氯化锌与生物炭质量比为3∶2、浸渍时间为20h、活化温度为550℃、活化时间为90min,此时活性炭的持水能力为7.77g/g.活性炭的SEM、比表面积测试结果表明,所制备的活性炭孔洞结构已被破坏成为碎片,在碎片上还可看到更为微小的孔洞;活性炭的平均孔径为3.73nm,最可几孔径为1.81nm.

氢氧化钠活化法制备棉秆基活性炭实验条件优化

以氢氧化钠为活化剂,对以棉花秸秆为原料制备的生物炭进行活化,得到棉秆基活性炭。采用正交实验方法,研究了活化剂与生物炭比例、浸渍时间、活化温度和活化时间对所制备的棉秆基活性炭持水能力的影响。通过极差分析方法,以持水能力为参考指标,得到制备棉秆基活性炭的最佳工艺:氢氧化钠与生物炭质量比为3∶2、浸渍时间为16h、活化温度为500℃、活化时间为90min,在该工艺下得到的棉秆基活性炭的持水能力为7.89g·g^(-1),平均孔径为10.11nm,最可几孔径为3.75nm。SEM结果表明,所制备的活性炭大部分孔洞结构被破坏,在孔壁上分布有更小的孔洞。

不同活化剂制备棉秆活性炭工艺优化及其性能表征

首先采用棉花秸秆为原料制备出棉秆生物炭,而后分别以磷酸、氢氧化钠和氯化锌为活化剂对生物炭进行活化,采用正交实验方法研究活化剂与生物炭比例、浸渍时间、活化温度和活化时间对活性炭碘吸附值影响,以碘吸附值为参考指标,采用极差分析方法得到各种活化剂制备活性炭的最佳工艺.并采用SEM和FTIR对最优化实验方案下制备的活性炭进行了表征.SEM结果表明:三种活化剂制备的活性炭管状结构均已被破坏,在碎裂的管壁上可看到更小的孔结构存在,这使得活性炭的比表面积进一步增大.FTIR结果表明:以磷酸和氯化锌为活化剂制备的活性炭FTIR图谱强度相差不大,而以氢氧化钠为活化剂制备的活性炭FTIR图谱强度却大大减弱.

罗丹明B的ZnO膜光催化降解

采用纳米ZnO膜为催化剂对罗丹明B进行光催化降解试验。研究溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时间对罗丹明B降解效果的影响,确定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数。结果表明,酸性环境可以提高ZnO膜的光催化活性;罗丹明B初始浓度越低光降解的速度越快;H2O2可提高罗丹明B的降解速度;三层膜对罗丹明B的降解率高于单层膜的降解率。采用三层膜为催化剂,在35 mL初始浓度为5 mg/L、pH 1.46的罗丹明B溶液中加入适量的H2O2水溶液后进行光降解,紫外光照射60 min后,罗丹明B的降解率达到99.6%。

体育明星及其消费文化功能研究

体育明星作为消费文化时代的大众文化消费产品,以其独特的人格魅力和潜在的经济、文化价值,吸引人们的情感投入,并满足人们对旺盛生命力的审美需求。体育明星是连接个体消费者和文化世界的大众媒介;消费与体育明星的紧密结合作为一种文化现象反映了社会转型期人、社会和文化之间的双向互动和意义建构。

中学物理与大学物理的有效衔接

中学物理教学过程中实行模块化教学,即分为必修模块与选修模块,而大学物理教学内容较系统化,特别是针对理工科学生的教学内容更为全面,更为深入。中学的教学内容、教学方式和思维方法导致大学生在物理学习过程中遇到各种困难,严重影响了大学物理教学质量。笔者结合塔里木大学学生实际情况及教学经验提出从教学方法、思维方式等方面实现中学物理到大学物理的过渡,实现中学物理与大学物理二者的有效衔接,从而达到提高学生学习大学物理的积极性和主动性,进而提高教学质量的目的。

非物理类大学物理实验教学改革与探索

通过分析地方院校大学物理实验教学的现状,指出了实验教学过程中存在的一些问题,针对这些问题提出了几点教学改革的建议,真正做到提高学生的动手能力,培养他们的创新能力。

棉秆基活性炭对棉花生长及新疆南疆沙化土壤物理性质影响

本试验针对新疆南疆地区土壤沙化现象严重,棉秆资源未得到高效利用的问题,分别以NaOH、H_(3)PO_(4)和ZnCl_(2)为活化剂制备棉秆基活性炭,研究其对棉花生长和土壤性能影响。结果表明:NaOH体系在现蕾期对棉花生长有抑制作用,而在吐絮期对棉花生长有促进作用;ZnCl_(2)体系在现蕾期促进株高增加,而在后期对株高影响强度减弱,仅为0.4%。NaOH体系、H_(3)PO_(4)体系和ZnCl_(2)体系使棉花产量较对照组分别提高了18.5%、8.3%和-3.5%。因活性炭自身的理化性质,使得土壤容重和毛管孔隙度增加,非毛管孔隙度减少,土壤水分蒸发减缓,保水性能提高。经NaOH活化的棉秆基活性炭有效增加了棉花对磷与钾的吸收。

单色仪定标过程及定标曲线绘制与分析

采用汞灯与钠灯作为定标光源,以WGD-300型光栅单色仪为对象,讨论了单色仪的定标过程,得出了最佳调整参数;使用MATLAB设计程序对实验数据进行了处理,采用偏最小二乘法拟合得到了定标曲线和曲线解析式,改进了传统实验数据处理方法。

地方院校非物理类专业大学物理教学改革的几点建议

大学物理对于地方院校非物理类专业学生的后续专业课程的学习、科学素养、科学思维能力及分析问题解决问题能力培养起着非常重要的作用,结合塔里木大学各专业大学物理教学,分析地方性院校大学物理教学现状,并对大学物理教学改革提出建议。

TiO_2纳米管的制备方法

研究了几种制备TiO2纳米管的常用方法:模板法、水热法和阳极氧化法,并分析总结了每一种制备方法的优点和缺点。模板法中可以选择不同孔径的模板制备不同管径的TiO2纳米管,但不易合成孔径小的纳米管,且生成的TiO2纳米管长度不均;水热法操作比较简单,且制备的TiO2纳米管管径小,但其产物的形成机理、成分等方面还存在争议;阳极氧化法可制备排列有序的TiO2纳米管,但价格昂贵。

WO_3-ZnO复合膜光催化降解甲基橙工艺研究

针对染料废水引起的环境污染问题,以WO3-ZnO复合膜为催化剂对甲基橙进行光催化降解,研究了焙烧温度、焙烧时间、复合膜的层数、甲基橙初始浓度、pH及光照时间对甲基橙降解率的影响。结果表明,3层复合膜于300℃焙烧2.0 h、甲基橙初始浓度为10 mg/L、pH 11.15时,光催化降解甲基橙效果最好,在此条件下,光照60 min时甲基橙降解率达到99.8%。

钛酸纳米管光催化降解甲基橙的研究

在紫外灯照射下,以钛酸纳米管为催化剂对甲基橙溶液进行光催化降解。结果表明,甲基橙初始浓度、催化剂用量及光照时间均对甲基橙降解率有一定程度的影响,而pH则几乎无影响。在35 mL初始浓度为10 mg/L甲基橙溶液、30 mg催化剂、pH中性、紫外光照60 min条件下,甲基橙降解率达到99.6%。

密度泛函理论研究(CdTe)_n和(HgTe)_n团簇的基态结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对(CdTe)n和(HgTe)n(n=2～8)团簇的几何结构进行优化,计算了其能量,研究了其电子性质。结合能、最高占据轨道和最低未占据轨道的能隙计算结果表明,n=3、6是团簇的幻数;比较2种团簇的基态结构,发现2种团簇的最低能量结构不同,这可能是导致块体材料CdTe是宽带隙半导体材料,而HgTe是半金属材料的原因。