颜色空间直方图相交法的竹条色差分类检测系统研究

针对竹制品加工过程中主要依靠人眼识别分类竹条颜色,存在劳动强度大、效率低和误差大等问题,设计一款通过MATLAB图像处理技术进行竹条色差分类检测系统。首先,对标准竹条与样本竹条进行颜色空间转换,通过中值滤波对竹条图像进行预处理并提取不同颜色分量;然后,在HSV颜色空间中提取竹条图像相关色彩特征数据,并得到HSV颜色空间中竹条各分量的颜色相交直方图,同时计算出相应的相似度值;通过比较其相似度值的大小,对竹条进行色差分类并使其与色差等级建立一定的关系;最后,根据对处理后的竹条图像进行色差分类检测试验。试验结果表明:颜色空间直方图相交法分类检测正确率高达92.22%,算法运行时间为536 ms;相比较夹角余弦相似法,平均识别正确率提高4.44%,而平均运行时间下降63.44%。

环氧氯丙烷改性橙皮对含Pb2+废水的吸附研究

为了将橙皮加以资源化利用,使用氢氧化钠和环氧氯丙烷对橙皮进行改性制备改性橙皮吸附剂,通过SEM分析了改性前后橙皮表面形貌,通过单因素试验考察了改性橙皮对废水中Pb^(2+)的吸附效果,并通过正交试验对吸附条件进行优化。SEM分析表明,改性后橙皮表面发生了显著变化。极差分析结果表明,在影响吸附效果的因素中,Pb^(2+)初始浓度对吸附效果影响最为显著,其次分别是溶液pH值、吸附剂投加量和环氧氯丙烷加入量。最佳吸附条件为:Pb^(2+)溶液初始浓度为350mg/L,pH值为6,吸附剂投加量为6g/L,环氧氯丙烷加入量为5ml,对Pb^(2+)的吸附量为25.13mg/g。该研究为橙皮的综合利用和含Pb^(2+)废水的处理研究提供了理论参考。

柑青醛合成新铃兰醛反应动力学研究

以异丙醇为助溶剂,阳离子交换树脂CT500为催化剂,在消除内外扩散的条件下,在间歇反应釜内对柑青醛直接水合制备新铃兰醛反应动力学进行了研究。考察了搅拌转速、催化剂粒径、反应温度和催化剂质量分数对水合过程的影响。采用LHHW动力学模型对实验数据进行了拟合。采用阿伦尼乌斯公式拟合得到了正、逆反应指前因子分别为0.090 46、5.317 40mol/(g·s);正、逆反应活化能分别为1.724 7×104、3.391 2×104 J/mol。

有机改性凹凸棒石及其对腐殖酸的吸附研究

为了提高凹凸棒石(ATP)的吸附性能,选用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对ATP进行了改性,利用FT-IR和BET表征了改性前后的结构。通过正交试验探究了其吸附腐殖酸(HA)的较佳方案,并对吸附动力学模型进行分析。结果表明:正交试验中最优的方案为:pH值为6.5,在60℃下吸附10 min,体系中投加0.1 g ATP-CTAB,HA的吸附率为99.82%。ATP-CTAB吸附HA的影响因素顺序为:HA的初始浓度>ATP-CTAB投加量>温度>pH值>反应时间。吸附动力学结果表明,吸附拟合度△q_e<3.4%,R^2>0.996,过程遵循伪二级吸附动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。

新工科驱动下基于成果导向的环境工程实践教学体系构建

成果导向是工程教育专业认证的核心理念,实践体系的构建则是重中之重。本文基于成果导向教育的理念,分析了环境工程实践教学体系存在的问题,构建了基于成果导向的环境工程实践体系,阐述了其实现途径,以提升学生的工程素质和创新实践能力。

高性能超级电容器用氧化钌/氮掺杂多孔碳复合材料的研究

采用快速、简便的两步合成法,将RuO2纳米粒子均匀地负载在氮掺杂多孔碳(NPCs)上,形成RuO2/NPCs复合材料。首先以壳聚糖为前驱体,SiO2纳米颗粒为硬模板,制备出比表面积高、呈三维多孔结构的氮掺杂多孔碳材料;在此基础上,将RuO2纳米粒子通过溶胶-凝胶法均匀负载到NPCs碳骨架的表面和孔隙中,得到RuO2/NPCs-800复合材料。研究结果表明,RuO2均匀负载在NPCs的碳骨架上,有效地提高了复合材料的导电性;同时,电化学性能测试显示,RuO2对复合材料的电化学性能有显著提高,当电流密度为0.5 A/g时,RuO2/NPCs-800复合材料的比电容高达411.5 F/g,相当于同等条件下NPCs(123.9 F/g)的3.3倍;同时显示较好的循环稳定性,在5 A/g电流密度下,5000次循环后,只有6.3%比电容降低。

分级多孔竹基炭/MnO2复合材料的研究

生物质多孔炭材料以其环境友好、价格低廉、可再生等特点,是超级电容器理想的电极材料。以生物质竹废弃物为原材料,通过两步法制备分级多孔竹基炭/MnO_2(ZC/MnO_2)复合材料。首先将竹废弃物经过混合碱(KOH与K_2CO_3)活化,800℃下炭化制备分级多孔竹基活性炭(ZC);然后通过水热法制备ZC/MnO_2复合材料。用N2吸附、傅立叶红外光谱和扫描电镜对材料进行物理表征。结果显示,MnO_2较均匀的覆盖在竹基活性炭的表面,同时ZC/MnO_2复合材料较好的保持了ZC的孔结构特征。电化学性能测试显示,ZC/MnO_2复合材料的比电容明显高于ZC的比电容,在扫描速度为5 m V/s时,比电容为164.8 F/g,同时显示出良好的循环稳定性,经过2 000次循环,比电容保持率为83.4%,显示出良好的应用前景。

原位MgO模板法制备酚醛树脂基分级多孔碳材料及其特性研究

通过简单、经济且高效的原位MgO模板法制备分级多孔碳材料。在该方法中,以酚醛树脂作为碳源,柠檬酸镁为模板,通过热解聚合物和模板前驱体的混合物并结合KOH活化来制备有序分级多孔碳材料(APRC)。由于聚合物、MgO和KOH的协同作用,所制备的APRC具有独特的均衡分级多孔结构特征,包含大量微孔、中孔和大孔。此外,APRC具有较高比表面积和良好导电性,独特的微结构赋予APRC优异的电容性能,在6mol/LKOH水溶液中,扫描速度为5mV/s,APRC电极具有214F/g高的比电容,同时具有高的倍率性能(扫描速度增加到100mV/s时,比电容保持率为75%)和优异的循环耐久性(扫描速度为50mV/s,经5000次循环电容保持率为95.1%)。这些结果表明所制备的分级多孔碳材料在高性能双电层电容器中具有潜在应用价值。

无醛蛋白胶粘剂的制备及其性能研究

以乳清蛋白为原料,NaOH为处理剂,木质素钠和乳液为交联剂,研究了不同戊二醛、木质素钠、乳液用量及pH对无醛蛋白胶粘剂的胶接强度、热性能、耐水性、耐候性及冻融稳定性的影响。研究结果表明:木质素钠为4.5 g、乳液为10 g、pH=1时,无醛蛋白胶粘剂的胶接强度较好,为936.7 MPa。另外,在此条件下其耐水性与耐候性符合标准,冻融稳定性也较好。

聚对苯二甲酸乙二醇酯制备多孔碳及其电容性能研究

利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为碳源,磷酸为活性剂,采用高温法制备多孔碳(PC),并用不同浓度的硝酸对多孔碳进行氧化改性。用氮气(N2)吸附和傅里叶红外光谱对材料进行结构表征,以恒流充放电和循环伏安法研究所得材料的电容性能。实验结果表明:当PET与磷酸质量配合比为1∶2,900℃炭化时,PC比表面积达1087.4m2/g,孔径3~6nm;经60%(wt,质量分数)硝酸改性后多孔碳(PC-0.60N)的比表面积为872.4m^2/g。当扫描速度为5mV/s时,PC的比电容为188.7F/g,PC-0.60N的比电容达到365.3F/g,经过3000次循环,PC-0.60N的比电容量保持81.4%。

地方应用型高校高分子材料与工程专业课程设置和实践教学改革与探索

地方应用型高校立足地方,服务地方经济的发展和需求。主要讨论地方院校高分子材料与工程专业的发展举措,主要包括专业课程设置和实践教学改革与探索,分别提出了一些具体措施,分为课程上融入相关交叉学科课程和课外读物,改革课堂教学模式和强化理论教学与课程考核的结合,以及实践教学中强化实践考核评价与过程的结合,丰富实践教学与活动。

不同因素对聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物的性能影响研究

通过挤出和注塑制备聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)共混物,探究成核剂对PC/PET共混物的结晶形态、热行为、形貌及力学性能的影响。此外,对相容剂添加量和PC/PET质量配比等变量也做了性能影响分析。最佳条件为:相容剂添加0.5%、PC/PET=3/7、成核剂TiO_(2)添加1%。适量粒径均匀、细小的TiO_(2)作为成核剂能很好地分散在PC/PET基体内,得到的PC/PET共混物形貌平整光滑,拉伸强度、弹性模量及冲击强度分别为40.5MPa、7654.0N/mm^(2)及14.3J/m,在DSC曲线上出现明显的冷、热结晶峰,热结晶的结晶温度均高于冷结晶,且DMA结果显示成核剂的加入使玻璃化转变温度降低,不相容PC相和PET相的Tg不断靠近。

HAP模板法制备有序多孔炭材料及其电性能研究

利用纳米羟基磷灰石(HAP)为模板,麦芽糖(MO)为碳源,通过固化、炭化等过程,制备有序多孔炭材料(HAP-C)。采用扫描电镜(SEM)、N2吸/脱附以及电化学分析方法等对HAP-C进行物理表征和电化学性能分析。结果显示,HAP/MO的质量比对HAP-C的比表面积、孔结构以及电化学性能有着重要影响。制备的多孔炭呈海绵骨架结构,具有较高的比表面积(1 073.5 m2/g)和大的孔容(3.28 cm3/g)。电化学测试显示,当HAP/MO的质量比为1∶2(HAP-C-1∶2)时,具有较高的质量比电容,在扫描速度为5 m V/s时,质量比电容达198 F/g;倍率性能测试显示,当电流密度增大25倍时,质量比电容保持率为58.0%,显示出良好的倍率性能。

稻壳基三维分级多孔碳/二氧化锰复合材料的制备及电化学性能研究

采用原位化学沉淀法合成稻壳基三维分级多孔碳/二氧化锰(RHC/MnO2)复合材料,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、自动物理吸附仪等对复合材料的表面官能团结构、微观形貌和氮气吸附-脱附等温线及孔径分布进行分析。结果表明:MnO2均匀地分布在稻壳基三维分级多孔碳(RHC)表面,其中RHC呈无规则蜂窝状孔洞结构,比表面积高达1024.5m2/g,含有丰富的大孔、介孔和微孔。高度多孔和导电的碳骨架可以有效地增强纳米MnO2的电化学性能。在电流密度0.5A/g条件下,RHC/MnO2复合材料的比电容达到212.0F/g,为RHC比电容的1.5倍;电流密度为5A/g时,循环3000次后复合材料比电容保持率保持在85.0%,表现出良好的倍率性能和循环性能。利用稻壳基RHC微观结构中相互连接的分层孔隙,将RHC与MnO2结合实现了纤维素资源的有效利用。

竹纤维接枝丙烯酸接枝物的制备及其性能研究

分别通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及热重分析仪(TG)研究不同丙烯酸用量、引发剂用量、反应温度及反应时间对竹纤维接枝丙烯酸接枝物的结构、形貌、热性能及接枝率的影响。不同条件下的接枝物接枝率变化明显,以竹纤维和丙烯酸质量比为1∶5、引发剂质量分数为1.0%、反应温度为70℃及反应时间为4h的接枝率最适合,为0.675。FT-IR、XRD及SEM结果表明接枝物已成功制备,曲线特征峰均向右偏移,特征峰宽度变大;衍射峰位置发生明显偏移,衍射峰强度明显降低;改性前竹纤维表面较光滑,改性后的接枝物相互缠绕和渗透,表面变得粗糙,出现许多细小孔洞。TG显示接枝物热稳定性提高了甚至发生交联。

薏米壳生物炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用限氧控温热分解法在不同温度下制备了薏米壳生物炭。研究了薏米壳生物炭对低浓度Cr(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理。随碳化温度升高,薏米壳管状通道微孔结构逐渐显现,薏米壳生物炭表面芳香化程度增强。薏米壳生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附行为采用Langmuir等温吸附模型吻合度更高,吸附属于单分子层化学吸附,吸附过程是自发的、熵增吸热反应,吸附过程遵循准二级吸附动力学模型,膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附过程。

基于成果导向的环保设备课程教学改革探索

成果导向是工程教育专业认证的核心理念,在课程教学改革方面具有现实的指导意义。文章基于成果导向教育理念,对环保设备课程教学中存在的问题进行了分析,以该课程在毕业要求中的能力为出发点,探讨了课程教学实践探索,为提高环保设备课程教学质量提供参考。

碳化温度对稻壳生物炭的影响及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以稻壳为原料,在不同的温度(300,500和700℃)下采用限氧碳化法制备了生物炭,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了生物炭的结构和性质,同时考察了pH值对生物炭吸附的影响,初步探讨了吸附机理。结果表明,制备的生物炭官能团种类和总量相近,均含有烷基、芳香基及一些含氧官能团,随着碳化温度的升高芳香族化合物增加,芳香化程度增强。试验条件下稻壳生物炭(RH700)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到16.68 mg/g,降低pH值有利于对Cr(Ⅵ)的吸附。稻壳生物炭等温吸附曲线更符合Langmuir模型,对吸附过程中焓(△H)、熵(△S)和吉布斯自由能(△G)的计算表明,稻壳生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应,其吸附行为更符合伪二级动力学模型,拟合的qe值与实测值相差小于0.38 mg/g。颗粒内扩散表明膜扩散和颗粒内扩散共同控制着吸附过程。

智慧课堂视角下智能手机在教学实践中的应用

阐述了手机在课堂中的现状,剖析了"无手机课堂"工作存在的问题,从教师的角度分析了改变教学理念,促进教学成效的重要意义,认为手机终将成为课堂教学的一部分,并列举了几种课堂教学互动平台的功能和使用,以期为教育教学的改进提供参考。

增容剂对竹纤维/聚己内酯复合材料的界面增容及性能改善

以过氧化二异丙苯为引发剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,通过熔融反应制备了聚己内酯(PCL)接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PCL-g-GMA),用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了接枝物的化学结构,并以PCL-g-GMA为增容剂,考察了其添加对竹纤维/聚己内酯(BF/PCL)复合材料结构与性能的影响。研究结果表明,FTIR和1H-NMR分析结果证实了GMA已成功接枝到PCL上。PCL-g-GMA添加后,竹纤维与PCL的界面相容性得到明显改善,复合材料力学性能显著提升,吸水率下降。在PCL-g-GMA添加质量分数为10%时,复合材料拉伸强度、断裂伸长率比未增容BF/PCL复合材料分别增大了80%和70%。