MXenes基纳米材料在水处理脱盐领域研究进展

二维材料中,MXenes材料由于具有超薄结构、良好的导电性、表面功能可调性、优异的光热转化等特性而受到广泛欢迎。使用MXenes材料对一系列脱盐材料进行改进,使其在脱盐领域得到了广泛应用。综述了MXenes材料脱盐策略的最新发展,介绍了MXenes材料在电容去离子、太阳能界面蒸发、渗透气化脱盐等领域中的应用和发展。MXenes材料具有优异的脱盐能力,可以为当前日益严峻的淡水危机提供解决途径。

Noria-PEI改性PVA载体固定化溶菌酶用于污泥发酵产VFAs研究

生物酶促进污泥厌氧消化具有反应温和、高效环保等优点,然而回收困难和催化稳定性差严重制约其应用,固定化酶是解决上述问题的关键。采用水轮酚(Noria)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积法改性聚乙烯醇(PVA)载体,并研究了Noria-PEI改性PVA载体固定溶菌酶对污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)效能的影响。结果表明,固定化溶菌酶可强化污泥发酵提高SCOD,在36 h内SCOD最高浓度达到2 892.4 mg/L,相比空白组提升3.4倍(第6天),VFAs质量浓度在第4天达到峰值2 130.8 mg/L,乙酸和丙酸占比达到61.8%~80.7%。固定酶系统中污泥的平均粒径为42.957μm,比表面积为0.413 m^(2)/g,固定化溶菌酶强化了颗粒态污泥水解。微生物群落结构分析显示,在固定酶系统中Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroides等水解产酸菌门占比较高;在属水平上,以Macellibacteroides、Petrimonas、Lactobacillus和Clostridium_sensu_stricto_1菌属为主,从微观层面上解释了固定酶强化污泥发酵产酸机理。

高等工程教育线上实践教学模式构建与实践——基于突发公共卫生事件背景下的实践教学改革

突发公共卫生事件对传统的高校教学形态产生了强烈的冲击,尤其对工科实践教学环节影响巨大。文章以新冠疫情突发时期哈尔滨工业大学给排水科学与工程专业的毕业实习为切入点,探索了线上工程实践教学模式的创新性构建和实施方略,深入反思了疫情时期应急性教学的不足,及疫情常态化背景下线上实践教学模式系统性重构策略,以期为推动高等工程实践教学改革和面临突发事件干扰时的实践教学保障提供思路。

苯磺酸甜菜碱表面改性阳离子交换膜

采用等离子体辉光放电技术,在以聚苯乙烯为基膜的阳离子交换膜表面接枝苯磺酸甜菜碱(SBMA)单体,制备出具有高选择透过性的阳离子交换膜。对改性前后的膜进行扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)及氯离子泄漏率测试,表征膜的改性效果。结果表明:在SBMA浓度为60g/L,等离子照射强度为0.7 W/cm2,照射时间为7min,照射气体氛围为氩气的条件下,改性效果最佳。改性膜含有的活性基团明显增多,表面致密均匀,氯离子泄漏率由原膜的14%降低至2%以下。

1,4-丁炔二醇温和条件下Pd-Ni基加氢催化剂的研究

鉴于1,4-丁炔二醇加氢制1,4-丁二醇的生产工艺一般涉及高压高温,分别以α-Al2O3和碳纳米管(CNTs)为载体,研究了近室温(30℃)近常压(0.2MPa)下1,4-丁炔二醇的Pd(Ni)基催化剂的加氢性能及其结构特征.结果发现,Pd-Ni双金属催化剂可以实现1,4-丁炔二醇的完全转化.对于产物1,4-丁二醇的选择性,还原法制备的1%Pd-1%Ni/CNTs仅达60.6%,而分步浸渍法制备的1%Pd-1%Ni/α-Al2O3和1%Pd-1%Ni/CNTs则分别达到89.1%和98.9%.X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)及透射电镜(TEM)等表征结果表明:具有合适相互作用、合金形式(部分)以及高度分散的Pd-Ni物种对1,4-丁炔二醇加氢具有重要作用,有利于反应中间产物1,4-丁烯二醇进一步加氢至1,4-丁二醇;且CNTs具有较优的储氢能力,以CNTs为载体有利于提高Pd-Ni基催化剂表面的氢浓度,进而促进1,4-丁烯二醇加氢.

论汉代社会变迁对史书阐释空间的影响

对于两汉三史文化阐释空间的变迁,以往学者研究的角度大多集中在史学家思想观念的差异对史书体例变迁的影响上,过分强调了史学家个人思想观念对史书阐释空间的决定性作用。这种思想进一步发展,就会沦为历史不可知论或者历史循环论。而通过对社会变迁对两汉三史阐释空间变迁影响的研究发现,社会变迁不但对史事阐释具有决定性的意义,而且对史书阐释空间的变迁也具有决定性的意义,史书著者个人思想因素对历史阐释空间的影响是次要的。从这个意义上说,历史是可知的,历史学具有科学性。

一步法预硫化型Ni-Mo/Al_2O_3催化剂的性能研究

以水溶性复合硫化物为硫化剂经一步法制备了预硫化型Ni-Mo/Al_2O_3催化剂FS-1,以氧化型Ni-Mo/Al_2O_3催化剂FO-1为参比剂,通过X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)等方法对催化剂物化性质进行了表征,并对比考察了FS-1与FO-1对焦化汽油的加氢脱硫脱氮性能。结果表明:FS-1对焦化汽油的加氢脱硫脱氮性能优于FO-1,这可能是由于FS-1具有更高的硫化度、适宜的MoS_2堆积层数和片晶长度,更易形成高加氢活性的Ⅱ型Ni-Mo-S相,使其具有更高本征加氢活性所致。

基于膜法钴电积工艺中阳离子交换膜改性

基于表面涂覆改性的方法,使用吡咯为改性单体对阳离子交换膜进行改性,通过对改性前后的膜进行扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)及氯离子泄露率的测定表征膜的改性效果。结果表明,在吡咯与氯化铁的浓度比4∶1、掺杂剂为1 mol/L盐酸、单体反应时间1 h、氧化聚合时间4 h的条件下,改性效果最佳,氯离子泄漏率降低最大,降低了8.4%。

基于膜法含钴废水处理工艺中均相离子交换膜改性研究

基于等离子体照射技术,在磺化聚偏氟乙烯接枝苯乙烯均相阳离子交换膜(PVDF-g-PSSA膜)上接枝两性离子聚合物,改性使其具有高选择透过性及优异的抗污染能力。实验通过对改性膜离子迁移数、接触角及面电阻的测定来表征膜的改性效果,并通过应用实验来表征膜优异的实用性能。结果表明,改性膜的阳离子迁移数达到98.2%,较PVDF-g-PSSA膜提升了9.4%,亲水角下降了31°,面电阻下降了5.2Ω·cm^2。

铝盐、铁盐对侧流磷回收及生物除磷性能的影响

为研究铝盐、铁盐对厌氧释磷上清液中的磷进行化学回收潜能及对主流系统生物除磷性能造成的影响,设计两组平行运行的SBR反应器,分别以铝盐、铁盐作为侧流除磷药剂,对出水指标、污泥性能和磷回收情况进行分析.结果表明,两个系统的厌氧最大释磷率可以分别达到进水磷量的2.58倍与2.63倍,铝盐与铁盐在一个运行周期平均分别可以回收1.57倍、2.68倍的进水磷资源.整个实验过程中两个系统的COD去除效果均没有发生明显的变化.而由于侧流操作不断剥夺主流系统的磷,导致PAOs的胞内聚磷颗粒合成减少,厌氧释磷率下降,系统生物除磷性能受到抑制.因此,在停止磷的剥夺后,两个系统对TP去除率均明显下降.但由于铝盐对主流系统磷的剥离量较铁盐少,铝盐系统能快速恢复,而铁盐系统所需时间较长.侧流过程中,返回上清液中存在的少量Al 3+、Fe 3+促使两个系统的胞外聚合物质量分数均有明显增加,铝盐系统的胞外聚合物(EPS)质量分数相对侧流之前增加了62.93%,铁盐系统的胞外聚合物增加了94.52%.综上铝盐系统所受的影响较铁盐系统小,磷回收量少,但可以在较短的时间恢复并进行下一次侧流操作,最大化磷资源回收利用,降低时间成本.

胞内酶敏感肿瘤靶向递药体系的合成及应用

目的利用对乳腺癌肿瘤细胞MDA-MB-435内特有酶豆蛋白酶(legumain)敏感的多肽(AANL)连接阿霉素(DOX)构建具有胞内特异性释药功能的纳米递药系统,并对AANL在含有legumain环境下的断裂效率进行研究。方法将DOX用AANL修饰得到AANL-DOX(AD),再将AD连接至4-arm PEG上,最后将细胞穿膜肽(TAT)连接至4-arm PEG-AD上,制备出TAT-PEG-AD并自组装形成纳米粒(TPAD)。核磁表征TAT-PEG-AANL-DOX;粒度分析仪和透射电镜测定纳米粒的粒径及外观形貌;模拟体内、肿瘤微环境和胞内环境通过动态透析法研究legumain对AANL的断裂效率并模拟DOX的药物控释效率;细胞毒性研究TPAD对MDA-MB-435细胞的毒性作用。结果核磁共振氢谱证实TAT-PEG-AANL-DOX合成成功;测定TPAD的粒径为126.3 nm;透射电镜(TEM)观察纳米粒结构圆整,粒径为80 nm;24 h的累积释药量为82.2%;体外细胞毒性研究表明,TPAD对MDA-MB-435细胞有较好的杀伤作用,其效果接近游离DOX的细胞毒性。结论利用legumain敏感多肽连接DOX制备具有胞内特异性释药功能的纳米粒,能够有效实现肿瘤细胞内晚期内涵体和溶酶体精准释药,提高抗肿瘤药物的生物利用度,值得进一步研究。

大鼠前庭性血压调控中MVN和RVLM的功能联系

目的探讨急性低血压时,通过前庭感受器兴奋前庭内侧核(MVN)对延髓头端腹外侧(RVLM)区c-Fos蛋白表达的影响及MVN区部分谷氨酸(Glu)受体机制。方法选用前庭器官正常的大鼠,制备压力感受器受损(SAD)大鼠模型(n=36),随机分为6组,对照组、MVN阻断[利多卡因(LIDO)+硝普钠(SNP)、Glu受体阻断剂(MK-801)+SNP和CNQX+SNP]组、MVN激动剂[Glu受体激动剂N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)和α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA)]组,每组6只。经微量注射泵在MVN区注入LIDO和离子型Glu受体阻断剂(MK-801、CNQX)及激动剂(NMDA、AMPA)后,结合免疫组织化学方法观察静脉注射SNP诱发急性低血压(对照组、LIDO+SNP组、MK-801+SNP组、CNQX+SNP组)及无SNP诱发低血压(NMDA组、AMPA组)时RVLM内c-Fos蛋白表达情况。结果对照组MVN区注入人工脑脊液后,静脉注射SNP使RVLM区c-Fos蛋白表达明显增多;LIDO+SNP组、MK-801+SNP组、CNQX+SNP组SNP作用明显减弱(P<0.05);NMDA组、AMPA组RVLM区c-Fos蛋白表达显著增加(P<0.05)。结论SNP诱发的急性低血压,通过兴奋外周前庭感受器兴奋MVN后,经MVN区离子型Glu受体兴奋RVLM。

分子筛调变氧化铝载体对Ni-Mo催化剂加氢脱氮活性的影响

分别以SAPO-5,Beta,Y分子筛与拟薄水铝石打浆成型制备载体,然后在载体上负载Ni-Mo金属组分制备成加氢催化剂,考察了氧化铝载体中引入不同类型分子筛对催化剂酸性、金属形貌与加氢脱氮性能的影响。NH_3-TPR,Py-IR,H_2-TPR,HR-TEM等表征结果表明:与单纯采用氧化铝载体制备的催化剂相比,载体中引入分子筛提高了催化剂的酸强度与酸量,调变了载体表面性质,减小了MoS_2片晶长度,增加了片晶的堆积层数,分子筛类型不同对催化剂的酸性与金属形貌影响程度亦有所差异。4种催化剂对焦化蜡油加氢脱氮性能的评价结果表明:氧化铝载体中引入分子筛可提高催化剂的加氢脱氮活性,加氢活性高的催化剂对非碱性氮脱除的选择性高,氢解活性高的催化剂对碱性氮脱除的选择性高。

基于改进遗传算法的河流水质模型多参数识别

结合多种群遗传算法和自适应遗传算法,提出基于多种群-自适应遗传算法(MPAGA)水质模型多参数识别方法,实现对河流水质模型参数断面平均流速u、河流离散系数D和污染物降解系数K识别和估计。利用河流示踪剂实验监测数据,分别对美国特拉基河3个不同流量河段作水质模型多参数识别和估计。结果表明,与传统遗传算法(TGA)相比,MPAGA算法对3种不同流量河段水质模型参数估计结果准确和可靠。基于MPAGA水质模型多参数识别方法和分河段水质模型参数估计结果可提高河流水污染预测精度,判定河流水污染危险区域,为保障工农业用水安全提供重要科学依据和技术支撑。

拟薄水铝石新工艺研发及其在加氢精制催化剂中的应用

中海油天津化工研究设计院有限公司研究开发出拟薄水铝石生产新工艺,解决了常规方法生产成本高、产物结构不易控制的缺点。新工艺生产拟薄水铝石实现了稳定化、系列化生产,为加氢精制催化剂产品性能的稳定提供了可靠的保障。以新工艺生产的拟薄水铝石TCA-01为载体原料,成功开发出高性能的硫化型重整预加氢催化剂THFS-I,该催化剂具有优异的加氢脱硫、脱氮活性,加氢产品硫、氮质量分数均小于0.5μg/g,满足重整进料的要求。采用TCA-01为载体原料,成功开发出高性能的柴油加氢精制催化剂THDS-I,该催化剂整体性能优于传统工艺生产的拟薄水铝石载体制得的催化剂的性能。

Y和Beta分子筛对环烷基直馏柴油加氢裂化性能的影响

分别以改性Y分子筛、H-Beta分子筛及改性YH-Beta复配分子筛为酸性组分制备载体,然后采用等体积浸渍法制备Ni-Mo型加氢裂化催化剂。通过X射线衍射、N2吸附-脱附、NH 3程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱、H2-程序升温还原等方法对催化剂进行分析表征,结果表明:与采用改性Y分子筛、H-Beta分子筛制备的催化剂相比,采用改性YH-Beta复配分子筛制备的催化剂有较适宜的酸量和酸强度,活性金属分散均匀,催化剂的裂化和加氢功能匹配合理。以环烷基直馏柴油为原料,在较高的反应温度条件下,3种催化剂中改性复配分子筛催化剂明显抑制了二次裂化反应,在较高转化率条件下,其加氢裂化产物总液体收率最高,轻石脑油收率最低,重石脑油收率最高,重石脑油芳烃潜含量和柴油十六烷值均较高。

基于遗传-神经网络的实时水质预测模型

基于高频水质在线监测数据,结合遗传算法和神经网络模型,建立基于遗传-神经网络(Improved Genetic Algorithm-Back Propagation Neural Network,IGA-BPNN)的河流水质预测模型,实现对河流水质的实时预测预警。将该方法应用于美国波托马克河流中,对其水质参数浊度(TURB)和电导率(SC)进行实时预测,并对预测结果进行性能分析,以验证基于IGA-BPNN的河流水质预测模型的准确性与可靠性。与BPNN模型的水质预测结果进行对比分析,结果表明:IGA-BPNN模型对水质参数TURB和SC有更准确的预测效果。同时,IGA-BPNN模型对正常平稳条件下的水质参数TURB和SC预测结果的区间覆盖率PICP分别为99.81%和100%,预测结果具有一定的可靠性。IGA-BPNN水质预测模型可以有效地识别长时间的水质异常或瞬时显著的水质变化情况,可实现对河流水质的风险预警,最终可为河流突发水污染的应急处置措施的制定提供科学依据。

露天矿临近最终边帮控制爆破技术

为研究露天矿不同控制爆破技术对最终边帮的治理效果,以及对爆破振动波衰减和作业循环速度的影响等问题,着重探究PVC空气间隔预裂爆破方法对最终边帮控制爆破的适用性。以山煤集团河曲旧县露天煤业有限公司首采区大规模边帮治理工程为例,采用混装车可直接装药、PVC空气间隔柱间隔的新型空气间隔预裂爆破法同常规爆破法、密集缓冲孔法、传统预裂爆破法进行对比试验的手段,通过大量对比试验,监测各自控制爆破方法爆后边帮壁面平整度、保留岩体完整性和降振效果,以及作业循环时间,分析各自控制效果及优劣,得到结论:PVC空气间隔预裂爆破法在山煤露天矿可取得远优于常规爆破方法、密集缓冲孔法且不亚于传统预裂爆破的爆后壁面平整度和保留岩体完整性,相较于常规爆破降振率达到57%,且易于实现机械化、重复作业,作业时间缩减率为47.3%,有利于加快循环进度,实现边帮快速爆破处理。

EDTA/CA对加氢处理催化剂性能的影响

以碱式碳酸镍、三氧化钼、磷酸为原料制备钼镍磷浸渍液,并在浸渍液中分别添加乙二胺四乙酸、柠檬酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸,制备出含单一络合剂及双络合剂的加氢处理催化剂。通过XRD、HRTEM、H2-TPR、NH3-TPD等对其进行表征,发现双络合剂催化剂与单络合剂催化剂相比,降低了活性金属与载体的相互作用力,有利于形成更多的II类活性相,且片晶长度更长,片晶层数更多;同时又具有较大的比表面积和孔容,酸量及中强酸也得到增加。因此,双络合剂催化剂具有更高的加氢脱硫、脱氮活性。

制备方法对Ni-Mo/Al_2O_3加氢催化剂性能的影响

以优化制备工艺为目的,研究不同制备方法对Ni-Mo/Al_2O_3加氢催化剂性能的影响。分别采用常规负载法、"一步成型法"和"沉淀打浆法"制备了Ni-Mo/Al_2O_3加氢催化剂,以氮气吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、程序升温脱附(NH_3-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)和高分辨透射电镜(HR-TEM)等表征手段对3种方法制备的催化剂进行分析,并以50mL高压加氢装置考察了催化剂的反应性能。研究结果表明,与负载法相比,采用"一步成型法"和"沉淀打浆法"制备催化剂,孔容和比表面积大幅提高,但物相形态并没有发生转变;"一步成型法"制备的催化剂酸分布呈现出强酸比例升高的趋势,金属还原性及分散度也比负载法有所下降,"沉淀打浆法"制备的催化剂则显示出较高的中强酸量比例,金属还原性与分散度亦优于负载法催化剂。对催化剂的评价结果显示,针对不同的原料,3种催化剂均具有较好的加氢脱硫、脱氮和芳烃饱和活性,但总体上"一步成型法"制备的催化剂活性较负载法有所不足,而"沉淀打浆法"制备的催化剂活性则优于负载法,评价结果与催化剂的表征分析相吻合。