新工科背景下安全工程专业实验教学改革与实践

依托安全工程专业开展实验教学改革,构建并全面实施了“三阶段、三层面、三目标”即“三三三”实验教学模式,从“课前、课中、课后”三个教学阶段,围绕“实验内容重塑、教学设计创新、育才目标达成”三个教学层面,实现“科教相长、虚实结合、思学创并重”三个教学目标,并以“矿井通风与安全”课程实验改革为例进行具体说明。实施成果充分体现了该模式的改革成效显著,既极大改善了实验教学弱化的不良局面,也为新时代工科专业实验教学积累了经验。

TEPA改性Cu-BTC@SiO_(2)复合气凝胶制备及其捕集CO_(2)特性研究

在“碳达峰、碳中和”这一国家重大战略背景下,CO_(2)捕集已经成为当前重大科技发展方向。固体吸附剂吸附法在CO_(2)的捕集过程中应用广泛,其中SiO_(2)气凝胶具有成本低、合成方法灵活、分离效率高、表面易修饰等优点。然而,SiO_(2)气凝胶材料也存在CO_(2)/N_(2)吸附选择性低,CO_(2)吸附容量有待继续提高等缺陷。为解决上述问题,制备了一种Cu-BTC@SiO_(2)复合气凝胶CO_(2)吸附材料。首先,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和氮气吸脱附测试对材料表面化学和孔隙结构进行了系统表征。然后,通过二氧化碳吸附测试对其CO_(2)吸附量、选择性吸附、循环吸附进行了研究。最后,采用理论与试验研究结合的方法,对吸附剂的CO_(2)吸附动力学进行了研究。结果表明:Cu-BTC与SiO_(2)气凝胶具有结构协同作用,与Cu-BTC复合后的SiO_(2)气凝胶不会改变材料的Si-O-Si骨架结构,同时可以保持Cu-BTC的晶体结构不受到损坏。复合材料具有726.431 m^(2)/g的高比表面积,570.781 m^(2)/g的微孔比表面积和0.184 cm^(3)/g的高微孔体积。负载四乙烯五胺(TEPA)后CO_(2)吸附量高达3.20 mmol/g,CO_(2)/N_(2)选择性吸附系数为40.8,循环10次CO_(2)吸附循环,吸附容量仅下降14%,提高了SiO_(2)气凝胶材料的CO_(2)吸附容量和吸附选择性。Avrami分数动力学模型对吸附试验结果拟合相关系数为0.99,且Avrami指数nA为1.9表明吸附剂对CO_(2)的吸附是非均质的多层吸附,既有物理吸附又有化学吸附,且以物理吸附为主。利用具有丰富微孔结构的金属有机骨架材料Cu-BTC与SiO_(2)气凝胶进行复合,使复合材料具有分级微/介孔结构,通过增强分子间作用力(范德华力)来增强材料对CO_(2)的物理吸附;使用TEPA对材料进行浸渍改性,利用有机胺和酸性气体之间的酸碱相互作用来增强材料对CO_(2)的化学吸附。

Mg/Al真空爆炸焊接微观形貌及力学性能

镁合金和铝合金因具有较高的化学活性,在常规焊接方式下,其表面的氧化物会掺杂到焊接接头内,使得复合板的结合性能下降。为了提高Mg/Al复合板的结合强度,采用真空爆炸焊接法制备了Mg-AZ31B/Al-6061复合板,并与常规空气环境下制备的相同参数复合板进行了对比。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪以及万能试验机,对结合界面的微观形貌、元素分布和力学性能进行分析。结果表明:由于气体冲击波压力不同,真空环境下复合材料的界面形貌与空气环境下有很大区别;真空环境有效抑制了镁、铝2种金属氧化,在熔化区未检测到金属氧化物。此外,还观察到真空环境下试样的剪切强度和拉伸强度显著增大。因此,真空爆炸焊接对Mg/Al复合板性能的提升起到了重要作用,可以作为一种有效的金属焊接方法。

1989-2021年蒙新高原湖泊时空特征及驱动力分析

内陆湖泊是水资源系统的重要组成部分,不仅在维系区域生态平衡方面具有重要意义,还可作为气候变化和人类活动的指示器。本研究基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台,以JRC(JRC Global Surface Water)水体数据为主要数据源,运用皮尔逊相关分析和时空地理加权回归模型等方法研究1989-2021年蒙新高原湖区湖泊数量和面积的时空动态变化特征,并定量分析蒙新高原湖泊变化的主要原因。结果表明:近33 a来,蒙新高原湖泊数量和面积整体上显著增加,小型湖泊(1~10 km^(2))的面积和数量占比最大且增加最为显著,其次是中型湖泊(10~100 km^(2))和大型湖泊(>100 km^(2))。在所有海拔带中,湖泊普遍呈现扩张的趋势,其中低海拔地区(DEM<1000 m)的湖泊扩张最为显著。与低海拔地区相比,高海拔地区(DEM≥1500 m)湖泊的变化受温度和降水影响显著,且在不同垂直地带上表现出一致性;湖区内14个流域的湖泊发生扩张,其中8个流域扩张显著,强烈的人类活动加之气候变化的影响,东部的额尔古纳河流域和内蒙古高原内陆河流域的湖泊明显萎缩。掌握蒙新高原湖泊时空变化特征及相关原因,可为我国干旱半干旱区乃至全球气候变化和水资源保护提供理论参考。

乡土草草地建植对辽西北连作农田土壤的改良效果研究

长期的耕作导致了辽西北农田土壤的严重退化。本研究以辽西北连作农田为研究对象,通过分析实验组与周边自然生境土壤理化性质和微生物群落结构差异,探讨乡土草种植对连作农田土壤的改良效果。结果表明:野古草(Arundinella anomala)草地和鹅观草(Elymus kamoji)草地的土壤pH值显著高于农田和撂荒地,养分含量显著低于农田。披碱草(Elymus dahuricus)草地和野古草草地土壤细菌的观测物种数与Chao1指数显著低于农田。土壤细菌α多样性与土壤硝态氮含量呈显著正相关关系,真菌α多样性与土壤硝态氮含量和全磷含量呈显著正相关关系。野古草、鹅观草和披碱草草地土壤细菌根瘤菌目和弗兰克氏菌目的相对丰度高于农田,芽单胞菌目的相对丰度低于农田,真菌寡囊盘菌目相对丰度高于农田和撂荒地。综上,乡土草草地建植可缓解农田土壤酸化,改善微生物群落结构,促进土壤的可持续发展。

2000—2021年锡林郭勒草原生态环境质量变化及其驱动因素

[目的]对内蒙古自治区锡林郭勒盟草原生境质量动态变化及其影响因素进行研究,为该地区生态环境保护政策的制定和高质量发展提供科学理论依据。[方法]利用Google Earth Engine(GEE)平台和MODIS数据构建生态遥感指数(RSEI)评价研究区的生境质量,并运用Moran指数和地理探测器分析遥感生态指数(RSEI)的空间异质性和影响因素。[结果]①2000—2021年研究区的生境质量经历了先恶化后改善的过程。生态环境得到了较大程度的改善,中部的典型草原和东部的草甸草原生境质量较好,而西部的荒漠草原区生境质量较差。②5个年份的全局莫兰指数(global Moran’s I)均大于0.935,表明研究区内RSEI的空间分布呈高度正相关,主要呈现高高和低低聚类分布。③地理探测器结果显示,绿度是影响RSEI的主要因素,模型因子与自然因子之间的交互作用最为显著,其次是模型因子与社会经济因子的耦合。[结论]锡林郭勒盟东部的生境质量高值区应继续加强对生态环境的保护力度,西部的生境质量低值区要注重对荒漠草原的修复与治理,遏制沙漠向东扩张。

内蒙古三大湖泊近10年水化学特征变化及影响因素分析

内蒙古自治区三大湖泊达里湖、乌梁素海、呼伦湖受地理位置和气候环境影响显著,尤其是作为尾闾湖的达里湖已由淡水湖演化为中咸水湖。于2022年对达里湖、乌梁素海、呼伦湖进行调查采样,与收集的历史资料进行比对分析,采用Piper三线图、Gibbs图、空间差异分析、端元图、离子比值和相关性分析等方法,研究三大湖泊水化学特征及成因机制,利用三大湖泊主要离子浓度历年对比图分析近10年湖泊主要离子浓度变化,并从环境角度分析达里湖盐化原因。结果表明:1)达里湖、乌梁素海、呼伦湖的水化学类型分别为HCO_(3)^(-)-Na^(+)-Cl^(-)型、HCO_(3)^(-)-Cl^(-)-Na^(+)型、HCO_(3)^(-)-Na^(+)-Cl^(-)型。2)各湖泊变异系数较大的水化学组分空间分布表现为达里湖离子[HCO_(3)^(-)与总溶解性固体(TDS)]浓度呈现西部高、东部低的分布特征,乌梁素海离子(HCO_(3)^(-)与SO_(4)^(2-))浓度总体上呈现由四周向中部递减的变化趋势,呼伦湖离子(HCO_(3)^(-)与SO_(4)^(2-))浓度的空间分布受入湖河流离子浓度的影响。3)三大湖泊的水化学特征主要受蒸发作用和岩石风化作用的影响,其中达里湖受蒸发岩矿物与硅酸岩矿物共同作用的影响,乌梁素海和呼伦湖主要受硅酸岩矿物作用的影响,达里湖地下水存在阳离子吸附作用。4)近10年达里湖离子浓度整体呈逐年上升的变化趋势。达里湖湖面蒸发量远大于湖面降水量,加之河流补给量逐年减少,导致湖面萎缩以及湖水盐化程度逐渐增大。从根本上来讲,环境因素造成的入湖水量减少、蒸发量增大,最终促使湖泊盐化加快。

基于大型底栖无脊椎动物生物完整性指数的达里湖健康评价

为了研究达里湖健康状况,2021年8月设置7个采样点开展大型底栖无脊椎动物调查。基于此,构建了达里湖大型底栖无脊椎动物生物完整性指数(BIBI)指标体系。结果显示,总计发现6属(种)的大型底栖无脊椎动物,隶属2门3目5科。筛选出敏感类群评价指数(BMWP指数)和科级耐污指数(FBI指数)2个核心参数组成的达里湖BIBI指标体系。达里湖大型底栖无脊椎动物生物完整性指数为0.83,对照大型底栖无脊椎动物生物完整性指数赋分标准赋分值为74.45,2021年达里湖整体健康状况为亚健康。

硫醇甲基锡光照变色现象的研究

硫醇甲基锡(简称甲基锡)是塑料加工过程被广泛使用的热稳定剂,在运输和使用过程中受到阳光的照射会发生变色现象。采用氙灯模拟太阳光对甲基锡进行光照变色研究,发现波长280~400 nm的紫外光照射会导致甲基锡变色,氧气的存在可以有效的抑制甲基锡变色,酸值对发生变色的快慢及程度有明显的影响。甲基锡变色后新生成了醋酸-2-乙基己脂,用石油醚多次溶洗分离得到褐色粉末状的变色物质,经分析表征,其主要成分为硫化亚锡(SnS)、硫化锡(SnS_(2))以及吸附的硫醇锡。推测了甲基锡的光照变色机理,可为解释甲基锡光照变色现象及抑制变色发生提供参考。

胸骨上段单一小切口行主动脉夹层手术对患者围术期呼吸功能的影响

目的对比胸骨上段单一小切口与传统正中切口行Stanford A型主动脉夹层手术与对患者围术期呼吸功能的影响。方法选取2020年8月至2022年2月北部战区总医院收治的113例急性Stanford A型主动脉夹层(ATAAD)患者,男性78例,女性35例,年龄(51.33±10.91)岁,年龄范围为21~72岁。根据手术切口区别将患者分为小切口组(n=68)和正中切口组(n=45)。均由同一手术小组完成全主动脉弓置换术联合冰冻象鼻支架植入术。对两组患者的术中指标、围术期指标、呼吸指标、疼痛程度进行统计分析。结果小切口组患者的术中出血量低于正中切口组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者的输血情况、术后24 h引流量、拔除引流管时间、切口愈合不良比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者二次气管插管、术后第5天氧合指数比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者术后第1天、术后第3天、术后第7天的疼痛数字评定量表评分比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论胸骨上段小切口行全主动脉弓置换术联合冰冻象鼻支架植入术安全有效,可以降低出血量、输血量、引流量、切口愈合不良发生率,改善术后氧合指数及减轻疼痛。

术前单核细胞/淋巴细胞比值对Stanford A型主动脉夹层患者行小切口主动脉夹层术后低氧血症发生情况的预测

目的探讨术前单核细胞/淋巴细胞比值(MLR)对急性Stanford A型主动脉夹层(ATAAD)患者行小切口主动脉夹层术后低氧血症发生情况的预测。方法选取2023年1月至12月北部战区总医院收治的65例经胸腹主动脉CTA确诊为ATAAD的患者,男性47例,女性18例,年龄(53.56±10.07)岁,年龄范围28~73岁。患者均行小切口主动脉夹层手术。评估患者低氧血症的发生情况,比较未发生低氧血症患者与发生低氧血症患者的术前基线资料、手术情况及术后情况。结果未发生低氧血症患者与发生低氧血症患者术前MLR水平及术中体外循环时间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素logistics回归分析显示,术前较高MLR水平是ATAAD患者行小切口主动脉夹层术后发生低氧血症的独立危险因素。受试者操作特征曲线结果显示,术前MLR对ATAAD患者行小切口主动脉夹层术后低氧血症的发生情况有一定的预测价值(曲线下面积0.734,截断值0.86,P<0.05)。结论术前高MLR水平是ATAAD患者行小切口主动脉夹层术后低氧血症发生情况的独立危险因素,术前MLR对ATAAD患者行小切口主动脉夹层术后发生低氧血症情况有一定的预测价值。

小分子表面活性剂在原油脱水中的应用

西北油田二号联合站属超重质稠油片区,为了提高作业采收率,大量使用三次采油技术,同时掺稀组分、油水比的变化以及其他化学物理环境变化等的综合因素,给重质原油破乳带来巨大的困难。原油中的重质成分、固体颗粒杂质含量的增加、钻采油化学药剂的大量加注等导致采出液稳定性大幅提升,对破乳剂性能提出了更高的要求。作者引入小分子双亲表面活性剂,通过小分子的先行渗透,一定程度上改善了乳状液界面状态,提升了破乳剂的脱水性能,提高了现场运行效率,降低了药剂总体消耗量。

孔雀绿-PVA-磷钼酸铵分光光度法测定无铅锡基焊料中磷含量

文章提出了孔雀绿-PVA-磷钼酸铵以三元络合物体系测定无铅锡基焊料中磷的方法,且能稳定存在于含有聚乙烯醇的水溶液中。缔合物最大吸收峰值位于600 nm波长处,波尔吸收系数ε=8.27×10^(4)L/mol·cm。线性回归方程为y=9.6731x-0.0761,相关系数为0.9995,25 mL溶液中磷质量在1~6μg范围内符合Lambert-Beer定律。测定无铅焊料中磷含量相对标准偏差0.80%~2.95%(n=11),加标回收率在96.59%~104.45%。优化样品前处理方式,缩短了样品前处理时间。该法显色酸度范围宽、共存离子干扰性小、选择性好、显色稳定时间长,准确度较高,易于操作。

油啥水库工程泄洪洞施工期安全监测研究分析

为研究水利工程泄洪洞在施工期洞身结构的稳定性,确保泄洪洞混凝土结构及围岩在施工期和运行期的安全,文章以油啥水库泄洪洞施工期的建设为例,结合该泄洪洞的施工技术方案和安全监测方案等技术资料,收集施工期钢筋计、测缝计、渗压计、多点位移计和锚杆位移计的各项监测数据,利用数据分析法对泄洪洞监测数据进行研究分析。结果表明,油啥水库泄洪洞施工期的安全稳定性满足设计技术要求,为该工程的安全、稳步建设提供了保障。

锡铅铋铸态光谱内控标准样品的研制

由于锡铅铋系列的电子焊料在工业中应用广泛,而焊料成分的快速准确检测主要依靠火花直读光谱仪,要保证光谱仪的准确检验需依靠标准样品。为节约公司检验成本,自行研制标准样品,通过工艺流程设计、成分设计、样品制备、偏析检验、均匀性检验、金相组织分析、定值、稳定性试验步骤,研制的内控标准样品均匀性好、稳定性好,组织致密、无气孔缺陷,可应用于火花直读光谱仪的校准。

含银铸造锡铅合金光谱标准样品的研制

对含银铸造锡铅合金光谱标准样品的工艺流程、均匀性检验及定值分析及结果进行研究。以锡锭、纯铅锭和外购的纯银锭、纯铋锭,中间合金是单位自制的SnSb11.5、SnCu10为原料,利用熔化炉熔炼加入杂质元素,制备标准样品,研制的标准样品均匀性和稳定性良好,组织致密、无气孔缺陷,定值可靠,可满足本单位生产、科研的使用要求。

考虑消费者购买行为的新能源汽车供应链最优控制决策

面对日益激烈的市场竞争和多样化市场需求,新能源汽车除了应对传统燃油车的竞争,还面临新能源汽车企业间的竞争。因此,基于消费者心理行为驱动的新能源汽车供应链成员之间的创新和广告投入合作变得尤为重要。为此,从消费者视角,即从满意度和参考价格效应出发,分析新能源汽车制造商和零售商组成的两级供应链合作决策问题,通过建立Nash非合作博弈、Stackelberg主从博弈以及集中决策三种博弈模型,并运用最优控制理论得到了供应链成员的最优均衡策略。分析结果表明:参考价格效应对新能源汽车制造商的技术创新水平、广告宣传水平和消费者满意度都有正向影响,并且可以提高整个供应链的利润。新能源汽车制造商对零售商的成本分担承诺能激励零售商的广告宣传积极性,提高新能源汽车的品牌知名度,从而促进新能源汽车的销售。消费者满意度与参考价格效应之间存在交互作用,进一步强化了对新能源汽车制造商技术创新水平和零售商广告宣传水平的激励作用。

锂电池柔性总成装配线的系统设计

设计开发了一种操作简单、改动智能方便的锂电池柔性总成装配线。根据新能源企业生产实际需求,给出了总体设计方案,完成了锂电池总成装配线装置的结构设计,搭建了电气控制线路,设计了总成装配线的控制程序系统,同时设计了触摸屏组态界面。集成了新能源锂电池生产装配工序可选、运行参数可控、手自动切换、每日生产结果图表化等控制功能。该设计可根据生产产品的特点,灵活选择需要的工位配置,具有柔性生产的特点,可有效改善传统人工在锂电池箱体搬运、转换、装配等步骤中出现的箱体磨损和效率低下等问题,改进了锂电池装配的工艺。系统已完成调试,应用于实际生产,大大提高了新能源产业的生产效率。

基于长时间序列乌梁素海水环境变化趋势及生态补水等关键驱动因子分析(2011-2020年)

基于2011—2020年乌梁素海水质监测数据,将综合营养指数法、PCA排序法和ArcGIS克里金插值法有机结合,综合评价2011—2020年乌梁素海水体富营养化程度年际时空变化特征,厘清引起水体富营养化发生变化的关键性驱动因子。研究结果表明:(1)乌梁素海水体总磷和总氮的峰值出现在平水期,氨氮的峰值在枯水期,COD_(Mn)的峰值在丰水期,水质整体以地表Ⅲ类水为主。(2)2011—2020年湖体水质经历了由轻度富营养-中营养-轻度富营养-中营养的变化过程,综合营养状态指数在60~70(中度富营养)的湖区面积占比由21.49%逐渐消失,综合营养状态指数在30~50(中营养)的湖区面积占比由23.84%扩增到44.87%。(3)乌梁素海生态补水量与总氮、总磷、COD_(Mn)和综合营养状态指数呈负相关,是影响湖泊水体营养化的另一个关键性驱动因子。

陆相页岩游离油定量表征及其影响因素——以苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段为例

为准确、定量评价陆相页岩游离油量及其影响因素,选取了苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段陆相页岩样品,利用全岩X射线衍射分析、有机碳测定、多温阶热释烃、高压压汞、有机质抽提和二维核磁共振等实验技术手段,分析了页岩样品矿物成分、生烃品质、孔隙结构和含油性等特征。结果表明,页岩富含石英、长石、方解石、白云石以及黏土矿物等成分;总有机碳含量(TOC)为0.61%~3.70%,镜质体反射率(R_(o))为0.70%~0.72%,处于成熟阶段;储集空间主要为晶间孔、粒间孔和有机孔。二维核磁共振可以有效表征页岩游离油赋存状态。抽提分离出页岩储层内可动用的游离态轻、重烃类化合物和可溶有机质,对抽提前、后页岩样品进行二维核磁共振谱图分析,将谱图划分出轻质油和类固体有机质等区域。抽提后类固体有机质含量和TOC有良好相关关系,抽提前核磁轻质烃含量和核磁轻质烃抽提差都与热解游离油量有较好线性关系。游离油量随着长英质矿物含量增加先增大后减小,与TOC含量整体上为正相关关系;Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根有机质页岩游离油量较其他类型高;适中的成熟度演化使干酪根生成烃类轻组分增多、可动性增强,游离油量增多。高孔隙度、高比孔体积及高孔喉半径均值的页岩储层有利于游离油富集。