热膨胀剥离法制备石墨烯及其表征

以-48um高纯鳞片石墨为原料，先采用Hummers法制备氧化石墨，再采用高温热膨胀剥离法制备石墨烯。利用x射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-1R）、原子力显微镜（AFM）、M吸附-脱附（BET）等研究了氧化石墨及石墨烯的晶体结构、表面官能团、表面形貌、比表面积、孔径分布等。XRD研究结果表明，氧化石墨层间距为0．94nnl，原有的石墨峰消失；热膨胀所得石墨烯（20=25．6°，d（002）=0．348nm）为无定形态。FT-IR分析表明，石墨氧化过程中结构层间形成大量含氧官能团，经高温还原后仅残存部分含氧官能团。石墨烯具有较高的比表面积（336．7m2／g），其厚度在0．4～0．7nm之间，为1～2层石墨烯。

镍铝基柱撑蒙脱石的热行为研究

以钠基蒙脱石为原料,采取共聚法制备镍铝基柱化剂,并用湿法工艺合成镍铝基柱撑蒙脱石,采用X射线衍射、傅里叶红外光谱分析以及N2吸附-脱附等分析方法对柱撑蒙脱石的热处理（300～700℃）产物进行研究.研究结果表明：随着焙烧温度的升高,镍铝柱撑蒙脱石层间的聚合羟基阳离子发生脱水脱羟基反应,羟基阳离子释放的质子进入Si-O八面体层,与Si-O-Al键反应形成Si-OH和Al-OH键.柱撑蒙脱石随焙烧温度的升高,结晶性变差,当温度达到600℃时,（001）面衍射峰已不明显,层结构受到严重破坏,比表面积大幅减小.d（001）由1.9023 nm减小至1.3591 nm,比表面积由156.39 m2/g减小到71.02 m2/g,而平均孔径由5.126 nm增加至9.362 nm.

热膨胀剥离法制备石墨烯作为负极材料的研究

以天然鳞片石墨为原料，使用改进的Hummers法制取氧化石墨，再通过热膨胀剥离法制备石墨烯，使用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、循环伏安及恒流充放电测试对样品进行表征，结果表明，所得产品为1～2层的蠕虫状褶皱型石墨烯。在0.2下，石墨烯电极首次可逆比容量为1108 mAh/g，20次循环后可逆比容量稳定在780 mAh/g附近，在0.5下，首次可逆比容量为713 mAh/g，20次循环后可逆比容量稳定在520 mAh/g附近。

武汉某地下式污水处理厂工程设计实例

与传统地面式污水处理厂相比,地下式污水处理厂具有节约土地资源、降低二次污染风险、减少病原体传播、可多元化利用地面空间等优点,近年来成为我国城市污水处理设施建设的热点和趋势。武汉市某地下式污水处理厂设计规模为10×10^(4)m^(3)/d,占地2.91×10^(4)m^(2),以AAO+MBR作为核心生物组合工艺处理合流制污水,出水水质除TN和SS限值分别为15 mg/L和10 mg/L,其他主要出水水质指标达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中IV类水质标准,处理后的尾水排入明渠作为生态补水。文中总结了狭长形用地红线内全地下式污水处理厂同标高共底板的设计思路,最大程度发挥竖向空间作用,结合池体竖向分布特点,利用生物反应池临近空间设置溢流调节泵房,作为同类地下式污水处理厂工艺设计及功能布局的参考。

基于水质目标可达性分析的城市内河生态补水方案

为改善城市内河生态基流小、水动力不足、水体流动性差、水环境容量小、黑臭水体现象严重等问题,文中以黄孝河明渠为例,进行不同调度方案条件下水质目标可达的生态补水方案探究。结合地下污水处理厂和调蓄池等工程措施对调度方案的影响,考虑旱天和雨天工况下不同补水水量和补水方式设置生态补水方案。采用MIKE11建立一维水动力水质模型,模拟分析不同生态补水方案条件下,主要污染物COD_(Cr)、氨氮和TP削减率及实现水质目标所需的补水时长。结果表明:旱天有排口排污工况下,无法实现水质控制目标;旱天无排口排污工况,补水量不少于6万t/d时,可通过生态补水方式实现明渠水质控制目标,且补水量越大,水质改善效果越好;持续补水和间歇补水方式均可实现雨后水质目标可达,相较持续补水,间歇补水方案下COD_(Cr)、氨氮和TP达到地表水V类水质标准所需补水时长较短,水质改善效果较好。文中基于水质目标可达,提出黄孝河明渠生态补水方案,为雨源型河流生态补水提供了理论依据和科学借鉴,为高密度建成区城市内河黑臭水体治理提供了系统的解决方案。

MIKE11、InfoWorks ICM和HEC-RAS在明渠水面线计算中的应用对比研究

采用MIKE11、Infoworks ICM和HEC-RAS模型对武汉市黄孝河明渠水面线进行了计算,对比分析了三者计算成果的差异。并综合考虑糙率对模型计算精度的影响,对其进行了敏感性分析。结果表明:HEC-RAS计算水面线成果最大,InfoWorks ICM次之,MIKE11最小,且HEC-RAS和InInfoWorks ICM计算成果较为接近。经对比分析,与MIKE11相比,HEC-RAS和InfoWorks ICM模型对糙率的敏感性更强。

大东湖深隧智慧运营系统功能设计及架构规划

针对深隧工程运营日常管理监测、调度需求,设计了合适的智能深隧控制系统,以满足深隧运行的智能调度、精细化管理、内部结构的精准探测、深隧模型的三维仿真需求,确定深隧控制系统总体架构,对控制系统及数据传输方式进行选择,明确了开发平台、硬件需求及系统功能逻辑。通过物联网的感知技术,计算机协同工作技术(数据集成、流程集成、界面集成),实现资源共享、系统与系统之间的协同运行。通过模型技术以及计算机的数据分析、处理能力,对感知的基础数据进行了整理、加工、分析,将数据转化成有用的信息,帮助管理者作出快速而正确的决策。最终实现了物联网、计算机协同工作和智能化技术的理念在水务领域的深度结合。

1979-2019年武汉市重点水体多要素协同的时空演变特征

城市发展对水体多方面要素产生了巨大影响,尤其是对水资源丰富的城市,迫切需要开展相关监测研究。研究以武汉市为例,通过梳理国内外相关研究以及武汉水体保护政策,提出融合水体面积、水质、水体景观、滨水区生态环境4个方面要素的分析技术路线以更为全面的反映城市尺度的水体时空演变特征,具体的,利用随机森林模型基于1979—2019年遥感影像获取武汉67个重点水体信息,并以此获取水体面积和水体景观的变化特征;同时,通过梳理多年水质监测数据分析水质变化特征;另外,基于遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI)分析滨水区生态环境变化;最后,采用多尺度地理加权回归模型(Multi-scale Geographically Weighted Regression, MGWR)对重点水体面积变化的影响因素研究,希冀为政府制定差异化的水体保护政策提供科学支撑,并为其他地区水体的多要素分析提供有益借鉴。结果表明:(1)武汉市水体面积呈下降趋势,水体总面积、重点水体面积分别减少10.75%及13.12%,中心城区及郊区水体变化存在显著差异;(2)水体景观呈退化趋势,周长面积分维数、平均斑块面积、聚合指数及结合指数分别减少了6.43%,79.35%,1.55%及10.94%;(3)重点水体水质总体呈恶化趋势,其中江河及水库多数常年为Ⅲ类及以上水体,中心城区湖泊多为V类及以下水体,郊区湖泊多为Ⅳ类及Ⅴ类水体;(4)中心城区及郊区滨水区遥感生态指数(RSEI)分析表明滨水区生态环境呈恢复态势,其中中心城区滨水区平均RSEI增长了14.29%;(5) MGWR分析表明,自然气象因素中,相对湿度的增加对江夏区湖泊恢复影响更为显著,降水对水面较小的水体恢复影响更为显著;社会经济因素中,各行政区GDP的增加有助于水体恢复,对中心城区、黄陂及新洲的水体保护影响更为显著;滨水缓冲区内不透水面占比(IS)的增加导致大多数水体面积的减少,然而,对于少数重点修复水体,IS增加是受相关保护政策影响,IS增加有助于这些水体恢复。

装配式乡镇污水处理厂的设计与施工

针对污水处理厂现浇工艺施工周期长、施工过程易受天气影响,且劳动力投入大的特点,在某乡镇生活污水处理厂的建设过程中采用了装配式建造工艺。重点介绍了该污水处理厂的拆分设计、构件拼接处的防渗处理、构件的深化设计以及施工方法等,并总结了装配式污水池的优点,可为类似工程提供参考和借鉴。